CN113115213B - 定位方法、装置及系统 - Google Patents

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CN113115213B CN202110510800.8A CN202110510800A CN113115213B CN 113115213 B CN113115213 B CN 113115213B CN 202110510800 A CN202110510800 A CN 202110510800A CN 113115213 B CN113115213 B CN 113115213B
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Abstract

本公开涉及定位方法、装置及系统，第一锚点装置接收待定位装置发送的第一信号，获取第一信号携带的时间戳以及接收到第一信号的时间戳；第一锚点装置向待定位装置发送回复第一信号的第一回复信号，并记录发送第一回复信号的时间戳；第一锚点装置接收待定位装置发送的第二信号；第一锚点装置获取第二信号携带的时间戳，以及接收到第二信号的时间戳；第一锚点装置基于时间戳计算第一锚点装置与待定位装置之间的第二距离；第一锚点装置将第二距离发送至服务器，服务器计算定位结果。通过将锚点装置组中的射频收发组件的物理地址相同，能够减少定位过程的通信次数，减少待定位装置的电量消耗。且可以提高多标签并发定位的数量。

Description

定位方法、装置及系统
技术领域
本公开涉及通信技术领域，尤其涉及一种定位方法、装置及系统。
背景技术
相关技术中，将SDS-TWR(Symmetrical Double-Sided Two Way Ranging，对称双向双边测距)技术应用到矿井中人员的定位。基于SDS-TWR技术可以对待定位标签进行定位，具体过程可以为，基于SDS-TWR技术确定待定位标签与锚点1的距离、以及待定位标签与锚点2的距离，基于待定位标签与锚点1的距离和待定位标签与锚点2的距离可以得到待定位标签的一维定位。上述定位的过程中存在待定位标签与锚点通信频繁，电池电量消耗过快的问题。而且，由于待定位标签与锚点的通信次数太多，不利于多个待定位标签并发定位。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种定位方法，可实现减少定位锚点装置与待定位装置之间的通信次数，降低待定位装置的耗电量，提高多标签并发定位的数量。
根据本公开的一方面，一种定位方法，所述方法应用于第一锚点装置和第二锚点装置组成的锚点装置组，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置、所述第二锚点装置和待定位装置在同一直线上，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同，所述方法包括：
所述第一锚点装置接收所述待定位装置发送的第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳以及接收到所述第一定位信号的第二时间戳；
所述第一锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第一回复信号，并记录发送所述第一回复信号的第三时间戳；
所述第一锚点装置接收所述待定位装置发送的第二定位信号；所述第二定位信号为所述待定位装置根据第二回复信号发送的，所述第二回复信号是所述第二锚点装置响应于所述第一定位信号发送的；
所述第一锚点装置获取所述第二定位信号携带的第四时间戳和第五时间戳，以及接收到所述第二定位信号的第六时间戳；所述第四时间戳为所述待定位装置接收到所述第二锚点装置的第二回复信号的时间戳，所述第五时间戳为所述待定位装置发送所述第二定位信号的时间戳；
所述第一锚点装置基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳、所述第四时间戳、第五时间戳以及所述第六时间戳，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离；
所述第一锚点装置将所述第二距离发送至服务器，以使服务器根据所述第一距离、所述第二距离和第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果，其中，所述第三距离为所述第二锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR根据所述第一定位信号和所述第二定位信号计算得到的所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的距离。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳、所述第四时间戳、第五时间戳以及所述第六时间戳，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离，包括：
所述第一锚点装置根据所述第四时间戳计算接收所述第一回复信号的第七时间戳，所述第七时间戳为所述第四时间戳加上所述第一距离与光速的商的2倍；
所述第一锚点装置基于所述SDS-TWR根据所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳、所述第七时间戳、第五时间戳以及所述第六时间戳，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离。
在一种可能的实现方式中，所述第二锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR根据所述第一定位信号和所述第二定位信号计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离，包括：
所述第二锚点装置接收所述待定位装置发送的所述第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳以及接收到所述第一定位信号的第八时间戳；
所述第二锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第二回复信号，并记录发送所述第二回复信号的第九时间戳；
所述第二锚点装置接收所述待定位装置响应于所述第二回复信号发送的第二定位信号；
所述第二锚点装置获取所述第二定位信号携带的第四时间戳和第五时间戳，以及接收到所述第二定位信号的第十时间戳；
所述第二锚点装置基于所述第一时间戳、所述第八时间戳、所述第九时间戳、所述第四时间戳、第五时间戳以及所述第十时间戳，计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置将所述第二距离发送至服务器，所述第二锚点装置将所述第三距离发送至服务器，以使服务器基于所述第一距离，所述第二距离和所述第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
在一种可能的实现方式中，所述第一回复信号和第二回复信号到达所述待定位装置的时间不同，先到达的所述第二回复信号被所述待定位装置成功接收，后到达的所述第一回复信号被所述待定位装置丢弃。
根据本公开的另一方面，提供了一种定位方法，所述方法应用于待定位装置，所述方法包括：
向第一锚点装置和第二锚点装置发送第一定位信号；其中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同；
接收第一锚点装置的第一回复信号和第二锚点装置的第二回复信号；所述第一回复信号和所述第二回复信号是响应于所述第一定位信号发送的；
基于所述第一回复信号和所述第二回复信号中先到达所述待定位装置的回复信号，向所述第一锚点装置和所述第二锚点装置发送第二定位信号；
所述第一定位信号和所述第二定位信号用于所述第一锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离；
所述第一定位信号和所述第二定位信号还用于所述第二锚点装置基于所述SDS-TWR计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离；
所述第一距离，第二距离以及第三距离用于服务器计算所述待定位装置的一维定位结果。
在一种可能的实现方式中，所述待定位装置接收所述第一回复信号和所述第二回复信号后，丢弃所述第一回复信号和所述第二回复信号中后到达的信号。
根据本公开的另一方面，提供了一种定位锚点装置，所述定位锚点装置包括：第一锚点装置和第二锚点装置，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同，所述定位锚点装置用于执行所述定位方法，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置都包括射频收发组件，控制组件和以太网组件，
其中，所述控制组件用于控制所述射频收发组件接收待定位装置发送的第一定位信号，根据所述第一定位信号控制所述射频收发组件向所述待定位装置发送回复信号，以及控制所述射频收发组件接收所述待定位装置根据所述回复信号发送的第二定位信号；
所述控制组件用于控制所述以太网组件将所述锚点装置与所述待定位装置的距离上传至服务器，以使服务器基于所述第一距离，所述第一锚点装置与所述待定位装置的第二距离以及所述第二锚点装置与所述待定位装置的第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
根据本公开的另一方面，提供了一种待定位装置，所述待定位装置包括：射频收发组件和控制组件，
其中，所述控制组件用于控制所述射频收发组件向第一锚点装置和第二锚点装置发送第一定位信号，接收第一锚点装置根据所述第一定位信号发送的第一回复信号，以及所述第二锚点装置根据所述第一定位信号发送的第二回复信号；
所述控制组件用于保留最先到达的回复信号，丢弃后到达的回复信号，并根据保留的回复信号控制所述射频收发组件向所述第一锚点装置和所述第二锚点装置发送第二定位信号；
其中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的地址和第二锚点装置的射频收发组件的地址相同。
根据本公开的另一方面，提供了一种定位系统，所述系统包括由第一锚点装置和第二锚点装置组成的锚点装置组、至少一个待定位装置以及服务器，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同；
所述锚点装置组用于执行上述定位方法，得到所述第一锚点装置与所述待定位装置的第二距离、所述第二锚点装置与所述待定位装置的第三距离，所述服务器根据所述第一距离，第二距离和第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
通过将所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址设为相同，根据本公开的各方面的定位方法能够减少定位过程的通信次数，减少待定位装置的电池电量消耗，延长待定位装置的续航时间。而且，通信次数减少后，相应的空间无线通信资源占用减少，按照ALLOHA定律，可以提高标签并发定位的数量。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出本公开一实施例的基于对称双向双边测距SDS-TWR的测距原理图。
图2示出本公开一实施例的基于两个锚点对标签进行一维定位的示意图。
图3示出本公开一实施例的基于两个锚点对标签进行定位通信过程示意图。
图4示出本公开一实施例的定位方法的测距原理示意图。
图5示出本公开一实施例的执行定位方法的流程图。
图6示出本公开一实施例的定位方法的流程图。
图7示出本公开一实施例的锚点装置的结构框图。
图8示出本公开一实施例的待定位装置的结构框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
相关技术中，应用对称双向双边测距SDS-TWR技术进行定位，图1示出了基于对称双向双边测距SDS-TWR技术的测距原理图。
如图1所示，相关的定位系统中在设备A和设备B之间通过测量电磁波飞行时间，计算设备A到设备B的距离。设备A可以是待定位的装置，设备B可以是定位锚点装置。
设备A发送第一通信帧，同时记录发送时刻T1，设备B接收第一通信帧，记录接收到第一通信帧的时刻T2，设备B接收到第一通信帧后经过一定延时之后，可以向设备A发送回复帧，同时记录发送回复帧的时刻T3。设备A接收回复帧，记录接收到回复帧的时刻T4；设备A接收到回复帧后经过一定延时之后，向设备B发送第二帧通信帧，记录发送时刻T5。设备B接收第二帧通信帧，记录接收到回复帧的时刻T6。通过记录的6个时刻T1-T6，设备B可以计算如下4个时间差。
设备A收到回复帧与发送第一帧通信帧之间时间差：troundA＝T4-T1；
设备B发送回复帧与收到第一帧通信帧之间的时间差：treplyB＝T3-T2；
设备A发送第二帧通信帧与收到回复帧之间的时间差：treplyA＝T5-T4；
设备B收到第二帧通信帧和发送回复帧之间的时间差：troundB＝T6-T3。
通过测量电磁波飞行时间，设备B计算设备A到设备B的距离。飞行时间计算公式(1)如下：
对于隧道、井下巷道等狭长封闭环境，无需平面定位，进行一维直线定位也可以满足需求。图2示出了基于两个锚点对待定位标签(tag)进行一维定位的示意图。如图2所示，在待定位标签和锚点之间进行测距可以得到待定位标签和锚点1的距离d1，待定位标签和锚点2的距离d2，且两个锚点之间的距离也是已知的。基于得到的距离d1和d2以及两个锚点之间的距离由服务器来计算待定位标签的定位结果。所述定位结果可以是一维坐标的形式，例如，将所述锚点1设置为一维坐标的原点。
图3示出了基于两个锚点对标签进行定位通信过程示意图，每次一维定位时，标签Tag与锚点1和锚点2需要最少6次通信，通过发送或接收信号的时间戳T1-T6计算标签Tag与锚点1的距离，通过发送或接收信号的时间戳T7-T12计算标签Tag与锚点2的距离。由于标签与锚点之间的通信频繁，每次定位标签需要发送数据4次，且需要2次打开接收窗口，消耗电池电量较多。另外，由于通信次数较多，不利于多标签并发定位。
图4中示出了本公开一实施例的定位方法的测距原理示意图。如图4所示，本申请实施例提供的定位方法可以应用于两个锚点装置组成的锚点装置组，如图4所示的锚点1和锚点2组成的锚点装置组。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离S1，所述第一锚点装置、所述第二锚点装置和所述待定位装置在同一直线上，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同。
在一种可能的实现方式中，矿井空间中包含多组锚点装置以及多个待定位装置。在对锚点装置进行分组或初始化的过程中，可以将每个组内的两个锚点装置的射频收发组件的物理地址设置为相同。例如有6个锚点装置分别为M1，M2，M3，M4，M5，M6，可以把M1和M2分为1组，物理地址均为0x11110001；把M3和M4分为1组，物理地址均为0x11110002；把M5和M6分为1组，物理地址均为0x11110003。
在一种可能的实现方式中，在矿井巷道中布置的多个锚点装置组中，每组中的的锚点装置之间的距离为一固定值。每组中锚点装置之间的距离可以手动记录在服务器中，以使服务器进行定位计算。
下面结合图5对定位的通信过程进行详细的说明。
所述待定位装置可以为标签，在T1时刻，标签向锚点1和锚点2发送第一定位信号。
在T21时刻，所述锚点2接收所述标签发送的所述第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的时间戳T1以及记录接收到所述第一定位信号的时间戳T21。
在T22时刻，所述锚点1接收所述标签发送的所述第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的时间戳T1以及记录接收到所述第一定位信号的时间戳T22。
在T31时刻，所述锚点2向所述标签发送回复所述第一定位信号的第二回复信号，并记录发送所述第二回复信号的时间戳T31。
在T32时刻，所述锚点1向所述标签发送回复所述第一定位信号的第一回复信号，并记录发送所述第二回复信号的时间戳T32。
在T41时刻，所述标签接收所述锚点2的第二回复信号。
在T42时刻，所述标签接收所述锚点1的第一回复信号。
在一种可能的实现方式中，第二回复信号先到的所述标签，所述标签将后到达的第一回复信号丢弃。
在T5时刻，标签向锚点1和锚点2发送第二定位信号，所述第二定位信号是响应于所述第二回复信号发送的。
在T61时刻，锚点2接收所述第二定位信号；在T62时刻，锚点1接收所述第二定位信号。
在一种可能的实现方式中，锚点1与锚点2相距第一距离S1，锚点1根据时间戳T1，T22，T32，T42，T5，T62计算出锚点1与标签之间的第二距离。并将所述第二距离上传至服务器。
在一种可能的实现方式中，所述T42是锚点1将所述T41加上所述第一距离与光速的商的2倍得到的。
在一种可能的实现方式中，锚点2根据时间戳T1，T21，T31，T41，T5，T61计算出锚点2与标签之间的第三距离，并将所述第三距离上传至服务器。
服务器根据所述第一距离，第二距离以及第三距离计算得到所述标签的一维定位坐标。
图5示出根据本公开一实施例的执行定位方法的流程图。在一种可能的实现方式中，如图5所示，该定位方法包括如下步骤，下面结合图4进行详细的介绍。
步骤S11，所述第一锚点装置接收待定位装置发送的第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳以及接收到所述第一定位信号的第二时间戳。
在一种可能的实现方式中，所述待定位装置为标签Tag，在T1时刻标签向第一锚点装置1和第二锚点装置2发送第一定位信号，所述第一锚点装置接收标签发送的第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳T1以及接收到所述第一定位信号的第二时间戳T22。
步骤S12，所述第一锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第一回复信号，并记录发送所述第一回复信号的第三时间戳。
在一种可能的实现方式中，在T32时刻，所述第一锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第一回复信号，并记录发送所述第一回复信号的第三时间戳T32。
步骤S13，所述第一锚点装置接收所述待定位装置发送的第二定位信号。所述第二定位信号为所述待定位装置根据第二回复信号发送的，所述第二回复信号是所述第二锚点装置响应于所述第一定位信号发送的。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置在T62时刻接收所述待定位装置发送的第二定位信号。所述第二定位信号为所述待定位装置根据第二回复信号发送的，所述第二回复信号是所述第二锚点装置响应于所述第一定位信号发送的。
在一种可能的实现方式中，所述第二锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR技术根据所述第一定位信号和所述第二定位信号计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离，包括如下步骤：
所述第二锚点装置接收所述待定位装置发送的所述第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳T1以及接收到所述第一定位信号的第八时间戳T21；
所述第二锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第二回复信号，并记录发送所述第二回复信号的第九时间戳T31；
所述第二锚点装置接收所述待定位装置响应于所述第二回复信号发送的第二定位信号；
所述第二锚点装置获取所述第二定位信号携带的第四时间戳T41和第五时间戳T5，以及接收到所述第二定位信号的第十时间戳T61；
所述第二锚点装置基于所述第一时间戳T1、所述第八时间戳T21、所述第九时间戳T31、所述第四时间戳T41、第五时间戳T5以及所述第十时间戳T61，计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离。
步骤S14，所述第一锚点装置获取所述第二定位信号携带的第四时间戳和第五时间戳，以及接收到所述第二定位信号的第六时间戳。所述第四时间戳为所述待定位装置接收到所述第二锚点装置的第二回复信号的时间戳T41，所述第五时间戳为所述待定位装置发送所述第二定位信号的时间戳T5。
步骤S15，所述第一锚点装置基于所述第一时间戳T1、所述第二时间戳T22、所述第三时间戳T32、所述第四时间戳T41、第五时间戳T5以及所述第六时间戳T62，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离。
在一种可能的实现方式中，通过所述公式(1)计算信号在待定位装置和第一锚点装置之间的飞行时间，进而将所述飞行时间与光速相乘得到待定位装置与第一锚点装置的之间的第二距离。
步骤S16，所述第一锚点装置将所述第二距离发送至服务器，以使服务器根据所述第一距离、所述第二距离和第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。其中，所述第三距离为所述第二锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR根据所述第一定位信号和所述第二定位信号计算得到的所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的距离。
在一种可能的实现方式中，通过相关技术中的算法计算得到标签的一维定位结果，本发明不对具体的计算方法进行限定。
本公开的定位方法，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同。在对待定位待定位装置进行定位的通信过程中，待定位装置只需要向定位锚点装置组发送2次定位信号即可实现对待定位装置的一维定位，相比于相关技术中的需要向锚点1发送两次定位信号，向锚点2发送2次定位信号，本公开的定位方法大大减少了待定位装置与锚点之间的通信次数。根据本公开的各方面的定位方法能够减少定位过程的通信次数，减少待定位装置的电池电量消耗，延长待定位装置的续航时间。而且，通信次数减少后，相应的空间无线通信资源占用减少，按照ALLOHA定律，可以提高多标签并发数量。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置基于所述第一时间戳T1、所述第二时间戳T22、所述第三时间戳T32、所述第四时间戳T41、第五时间戳T5以及所述第六时间戳T62，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离，包括：
所述第一锚点装置根据所述第四时间戳T41计算接收所述第一回复信号的第七时间戳T42，所述第七时间戳T42为所述第四时间戳T41加上所述第一距离与光速的商的2倍。
在一种可能的实现方式中，待定位装置先接收到的第二锚点装置发送的第二回复信号，后收到第一锚点装置发送的第一回复信号，待定位装置成功接收所述第二回复信号，丢弃后收到的所述第一回复信号。在第一锚点装置计算其与标签的第二距离时需要通过如下公式(2)来计算第七时间戳T42。
所述第一锚点装置基于所述SDS-TWR根据所述第一时间戳T1、所述第二时间戳T22、所述第三时间戳T32、所述第七时间戳T42、第五时间戳T5以及所述第六时间戳T62，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置将所述第二距离发送至服务器，所述第二锚点装置将所述第三距离发送至服务器，以使服务器基于所述第一距离，所述第二距离和所述第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
在一种可能的实现方式中，所述第一回复信号和第二回复信号到达所述待定位装置的时间不同，先到达的所述第二回复信号被所述待定位装置成功接收，后到达的所述第一回复信号被所述待定位装置丢弃。
图6示出本公开一实施例的一种定位方法的流程图，
在一种可能的实现方式中，所述方法应用于待定位装置，所述方法包括如下步骤：
步骤S21，向第一锚点装置和第二锚点装置发送第一定位信号。其中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同。
步骤S22，接收第一锚点装置的第一回复信号和第二锚点装置的第二回复信号。所述第一回复信号和所述第二回复信号是响应于所述第一定位信号发送的。
步骤S23，基于所述第一回复信号和所述第二回复信号中先到达所述待定位装置的回复信号，向所述第一锚点装置和所述第二锚点装置发送第二定位信号。
步骤S24，所述第一定位信号和所述第二定位信号用于所述第一定位锚点基于对称双向双边测距SDS-TWR计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离。
步骤S25，所述第一定位信号和所述第二定位信号还用于所述第二锚点装置基于所述SDS-TWR计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离；所述第一距离，第二距离以及第三距离用于服务器计算所述待定位装置的一维定位结果。
在一种可能的实现方式中，所述待定位装置接收所述第一回复信号和所述第二回复信号后，丢弃所述第一回复信号和所述第二回复信号中后到达的信号。
第一锚点装置和第二锚点装置与上述待定位装置的交互过程，可以参见图4所示的过程，不再赘述。本公开的定位方法，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同。在对待定位待定位装置进行定位的通信过程中，待定位装置只需要向定位锚点装置组发送2次定位信号即可实现对待定位装置的一维定位，相比于相关技术中的需要向锚点1发送两次定位信号，向锚点2发送2次定位信号，本公开的定位方法大大减少了待定位装置与锚点之间的通信次数。
图7示出了本公开一实施例的锚点装置的结构框图。在一种可能的实现方式中，定位锚点装置包括：第一锚点装置和第二锚点装置，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同，所述定位锚点装置用于执行所述定位方法。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置都包括射频收发组件，控制组件和以太网组件。
其中，所述控制组件用于控制所述射频收发组件接收待定位装置发送的第一定位信号，根据所述第一定位信号控制所述射频收发组件向所述待定位装置发送回复信号，以及控制所述射频收发组件接收所述待定位装置根据所述回复信号发送的第二定位信号。
所述控制组件用于控制所述以太网组件，用于将所述锚点装置与所述待定位装置的距离上传至服务器，以使服务器基于所述第一距离，所述第一锚点装置与所述待定位装置的第二距离以及所述第二锚点装置与所述待定位装置的第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
在一种可能的实现方式中，所述锚点装置还包括RS485组件，用于在所述以太网组件通信故障的情况下，将该锚点装置与所述待定位装置的距离上传至服务器。
在一种可能的实现方式中，所述锚点装置还可以包括射频功放组件，用于对发送的射频信号进行功率放大。
图8示出了本公开一实施例的待定位装置的结构框图。
在一种可能的实现方式中，所述待定位装置包括：射频收发组件和控制组件，
其中，所述控制组件用于控制所述射频收发组件向第一锚点装置和第二锚点装置发送第一定位信号，接收第一锚点装置根据所述第一定位信号发送的第一回复信号，以及所述第二锚点装置根据所述第一定位信号发送的第二回复信号。
所述控制组件用于保留最先到达的回复信号，丢弃后到达的回复信号，根据保留的回复信号控制所述射频收发组件向所述第一锚点装置和所述第二锚点装置发送第二定位信号。
在一种可能的实现方式中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的地址和第二锚点装置的射频收发组件的地址相同。
在一种可能的实现方式中，所述待定位装置还包括：射频功放组件，用于对发送的射频信号进行功率放大。
在一种可能的实现方式中，所述待定位装置还包括：开关组件，用于根据无线激活信号将所述待定位装置唤醒，或根据无线休眠信号将所述待定位装置关机。
举例来说，在使用所述待定位装置之前，管理者通过向所述待定位装置发送无线激活信号的方式，将所述待定位装置唤醒，在矿工佩戴该标签的过程中不可以关闭该待定位装置。在不使用该待定位装置时，管理者可以通过使用无线休眠信号将所述待定位装置关闭。这样，可以实现对矿工位置的实施监控，以及在不使用时关闭，节约了装置的耗电量。
在一种可能的实现方式中，本公开一实施例的定位系统包括：由第一锚点装置和第二锚点装置组成的锚点装置组、至少一个待定位装置以及服务器，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同。
所述锚点装置组用于执行所述定位方法，得到所述第一锚点装置与所述待定位装置的第二距离，所述第二锚点装置与所述待定位装置的第三距离，所述服务器根据所述第一距离，第二距离和第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
在一种可能的实现方式中，所述系统包含多个锚点装置组，每个组内的两个锚点装置的射频收发组件的物理地址的相同。所述系统包含多个待定位装置，所述待定位装置可以为标签Tag。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (8)

1.一种定位方法，所述方法应用于第一锚点装置和第二锚点装置组成的锚点装置组，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置、所述第二锚点装置和待定位装置在同一直线上，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同，其特征在于，所述方法包括：
所述第一锚点装置接收所述待定位装置发送的第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳以及接收到所述第一定位信号的第二时间戳；
所述第一锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第一回复信号，并记录发送所述第一回复信号的第三时间戳；
所述第一锚点装置接收所述待定位装置发送的第二定位信号；所述第二定位信号为所述待定位装置根据第二回复信号发送的，所述第二回复信号是所述第二锚点装置响应于所述第一定位信号发送的；
所述第一锚点装置获取所述第二定位信号携带的第四时间戳和第五时间戳，以及接收到所述第二定位信号的第六时间戳；所述第四时间戳为所述待定位装置接收到所述第二锚点装置的第二回复信号的时间戳，所述第五时间戳为所述待定位装置发送所述第二定位信号的时间戳；
所述第一锚点装置基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳、所述第四时间戳、第五时间戳以及所述第六时间戳，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离；
所述第一锚点装置将所述第二距离发送至服务器，以使服务器根据所述第一距离、所述第二距离和第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果，其中，所述第三距离为所述第二锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR根据所述第一定位信号和所述第二定位信号计算得到的所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的距离；
所述第一锚点装置基于所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳、所述第四时间戳、第五时间戳以及所述第六时间戳，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离，包括：
所述第一锚点装置根据所述第四时间戳计算接收所述第一回复信号的第七时间戳，所述第七时间戳为所述第四时间戳加上所述第一距离与光速的商的2倍；
所述第一锚点装置基于所述SDS-TWR根据所述第一时间戳、所述第二时间戳、所述第三时间戳、所述第七时间戳、第五时间戳以及所述第六时间戳，计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离；
所述第二锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR根据所述第一定位信号和所述第二定位信号计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离，包括：
所述第二锚点装置接收所述待定位装置发送的所述第一定位信号，获取所述第一定位信号携带的第一时间戳以及接收到所述第一定位信号的第八时间戳；
所述第二锚点装置向所述待定位装置发送回复所述第一定位信号的第二回复信号，并记录发送所述第二回复信号的第九时间戳；
所述第二锚点装置接收所述待定位装置响应于所述第二回复信号发送的第二定位信号；
所述第二锚点装置获取所述第二定位信号携带的第四时间戳和第五时间戳，以及接收到所述第二定位信号的第十时间戳；
所述第二锚点装置基于所述第一时间戳、所述第八时间戳、所述第九时间戳、所述第四时间戳、第五时间戳以及所述第十时间戳，计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一锚点装置将所述第二距离发送至服务器，所述第二锚点装置将所述第三距离发送至服务器，以使服务器基于所述第一距离，所述第二距离和所述第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一回复信号和第二回复信号到达所述待定位装置的时间不同，先到达的所述第二回复信号被所述待定位装置成功接收，后到达的所述第一回复信号被所述待定位装置丢弃。
4.一种定位方法，所述方法应用于待定位装置，其特征在于，所述方法包括：
向第一锚点装置和第二锚点装置发送第一定位信号；其中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同；
接收第一锚点装置的第一回复信号和第二锚点装置的第二回复信号；所述第一回复信号和所述第二回复信号是响应于所述第一定位信号发送的；
基于所述第一回复信号和所述第二回复信号中先到达所述待定位装置的回复信号，向所述第一锚点装置和所述第二锚点装置发送第二定位信号；
所述第一定位信号和所述第二定位信号用于所述第一锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离；
所述第一定位信号和所述第二定位信号还用于所述第二锚点装置基于所述SDS-TWR计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离；
所述第一距离，第二距离以及第三距离用于服务器计算所述待定位装置的一维定位结果；
所述第二距离为基于所述SDS-TWR根据第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第七时间戳、第五时间戳以及第六时间戳计算得到的距离，
所述第一时间戳为所述第一定位信号携带的时间戳，
所述第二时间戳为所述第一锚点装置接收到所述第一定位信号的时间戳，
所述第三时间戳为所述第一锚点装置发送所述第一回复信号的时间戳，
所述第五时间戳为所述待定位装置发送所述第二定位信号的时间戳，
所述第六时间戳为所述第一锚点装置接收所述第二定位信号的时间戳；
所述第七时间戳为第四时间戳加上所述第一距离与光速的商的2倍，
所述第四时间戳为所述第二定位信号携带的时间戳；
所述第三距离为基于第一时间戳、第八时间戳、第九时间戳、第四时间戳、第五时间戳以及第十时间戳计算得到的距离，
所述第八时间戳为所述第二定位锚点装置接收到所述第一定位信号的时间戳，
所述第九时间戳为所述第二锚点装置发送所述第二回复信号的时间戳，
所述第十时间戳为所述第二定位锚点装置接收到所述第二定位信号的时间戳。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述待定位装置接收所述第一回复信号和所述第二回复信号后，丢弃所述第一回复信号和所述第二回复信号中后到达的信号。
6.一种定位锚点装置，其特征在于，所述定位锚点装置包括：第一锚点装置和第二锚点装置，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同，所述定位锚点装置用于执行权利要求1-3任一项所述的方法，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置都包括射频收发组件，控制组件和以太网组件，
其中，所述控制组件用于控制所述射频收发组件接收待定位装置发送的第一定位信号，根据所述第一定位信号控制所述射频收发组件向所述待定位装置发送回复信号，以及控制所述射频收发组件接收所述待定位装置根据所述回复信号发送的第二定位信号；
所述控制组件用于控制所述以太网组件将所述锚点装置与所述待定位装置的距离上传至服务器，以使服务器基于所述第一距离，所述第一锚点装置与所述待定位装置的第二距离以及所述第二锚点装置与所述待定位装置的第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
7.一种待定位装置，其特征在于，所述待定位装置包括：射频收发组件和控制组件，
其中，所述控制组件用于控制所述射频收发组件向第一锚点装置和第二锚点装置发送第一定位信号，接收第一锚点装置根据所述第一定位信号发送的第一回复信号，以及所述第二锚点装置根据所述第一定位信号发送的第二回复信号；
所述控制组件用于保留最先到达的回复信号，丢弃后到达的回复信号，并根据保留的回复信号控制所述射频收发组件向所述第一锚点装置和所述第二锚点装置发送第二定位信号；
其中，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的地址和第二锚点装置的射频收发组件的地址相同；
所述第一定位信号和所述第二定位信号用于所述第一锚点装置基于对称双向双边测距SDS-TWR计算所述第一锚点装置与所述待定位装置之间的第二距离；
所述第一定位信号和所述第二定位信号还用于所述第二锚点装置基于所述SDS-TWR计算所述第二锚点装置与所述待定位装置之间的第三距离；
所述第一距离，第二距离以及第三距离用于服务器计算所述待定位装置的一维定位结果；
所述第二距离为基于所述SDS-TWR根据第一时间戳、第二时间戳、第三时间戳、第七时间戳、第五时间戳以及第六时间戳计算得到的距离，
所述第一时间戳为所述第一定位信号携带的时间戳，
所述第二时间戳为所述第一锚点装置接收到所述第一定位信号的时间戳，
所述第三时间戳为所述第一锚点装置发送所述第一回复信号的时间戳，
所述第五时间戳为所述待定位装置发送所述第二定位信号的时间戳，
所述第六时间戳为所述第一锚点装置接收所述第二定位信号的时间戳；
所述第七时间戳为第四时间戳加上所述第一距离与光速的商的2倍，
所述第四时间戳为所述第二定位信号携带的时间戳；
所述第三距离为基于第一时间戳、第八时间戳、第九时间戳、第四时间戳、第五时间戳以及第十时间戳计算得到的距离，
所述第八时间戳为所述第二定位锚点装置接收到所述第一定位信号的时间戳，
所述第九时间戳为所述第二锚点装置发送所述第二回复信号的时间戳，
所述第十时间戳为所述第二定位锚点装置接收到所述第二定位信号的时间戳。
8.一种定位系统，其特征在于，所述系统包括由第一锚点装置和第二锚点装置组成的锚点装置组、至少一个待定位装置以及服务器，所述第一锚点装置和所述第二锚点装置相距第一距离，所述第一锚点装置的射频收发组件的物理地址和所述第二锚点装置的射频收发组件的物理地址相同；
所述锚点装置组用于执行如权利要求1-3中的任一项所述的方法，得到所述第一锚点装置与所述待定位装置的第二距离、所述第二锚点装置与所述待定位装置的第三距离，所述服务器根据所述第一距离，第二距离和第三距离计算所述待定位装置的一维定位结果。
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