CN113473356A - 定位方法以及电子设备、存储装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种定位方法以及电子设备、存储装置,其中,定位方法包括:用户设备向多个节点设备分别发送组网指令;其中,多个节点设备响应于组网指令组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,节点设备基于向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到节点设备与待定位设备之间的设备距离;接收多个节点设备分别发送的设备距离;基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。上述方案,能够提高定位的稳定性和准确性。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域,特别是涉及一种定位方法以及电子设备、存储装置。
背景技术
目前,电子设备的定位一般都是基于无线信号的信号强度来实现的。例如,基于无线信号的信号随着传播距离的增加而衰减这一认知,可以根据测量接收到的信号强度和无线信号衰落模型,估算出收发双方之间的距离,并据此而进行定位。然而,信号强度本身极易受环境布局以及外部干扰影响,故难以确保定位的稳定性和准确性。有鉴于此,如何提高定位的稳定性和准确性成为亟待解决的问题。
发明内容
本申请主要解决的技术问题是提供一种定位方法以及电子设备、存储装置,能够提高定位的稳定性和准确性。
为了解决上述问题,本申请第一方面提供了一种定位方法,包括:用户设备向多个节点设备分别发送组网指令;其中,多个节点设备响应于组网指令组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,节点设备基于向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到节点设备与待定位设备之间的设备距离;接收多个节点设备分别发送的设备距离;基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。
为了解决上述问题,本申请第二方面提供了一种定位方法,包括:节点设备响应于用户设备的组网指令,组成测距网络;其中,测距网络包括待定位设备和多个接收到组网指令的节点设备;获取向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻;基于第一时刻和第二时刻之间的时间差,得到与待定位设备之间的设备距离;发送设备距离至用户设备,以使用户设备基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。
为了解决上述问题,本申请第三方面提供了一种定位方法,包括:待定位设备接收处于同一测距网络的节点设备发送的测距请求帧;其中,测距网络是节点设备响应于用户设备的组网指令而组成的,且测距网络包括多个接收到组网指令的节点设备;发送测距响应帧至节点设备,以使节点设备基于发送测距请求帧的第一时刻以及接收到测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到节点设备与待定位设备之间的设备距离,并将设备距离发送至用户设备,以使用户设备基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。
为了解决上述问题,本申请第四方面提供了一种电子设备,包括处理器、存储器和通信电路,存储器和通信电路耦接至处理器;存储器存储有程序指令,处理器用于执行程序指令以实现上述第一方面中的定位方法,或实现上述第二方面中的定位方法,或实现上述第三方面中的定位方法。
为了解决上述问题,本申请第五方面提供了一种存储装置,存储有能够被处理器运行的程序指令,程序指令用于实现上述第一方面中的定位方法,或实现上述第二方面中的定位方法,或实现上述第三方面中的定位方法。
上述方案,多个节点响应于用户设备的组网指令而组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,从而基于节点设备向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及节点设备接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,分别得到各个节点设备与待定位设备之间的设备距离,进而通过多个节点设备分别与待定位设备之间的设备距离,定位得到定位设备的第一位置,一方面由于通过组成测距网络,也能够有利于降低定位对正常无线业务的影响,另一方面,由于无线信号在自由空间中的传播速度是恒定的,故第一时刻与第二时刻之间的时间差不会受到环境布局或外部干扰的影响,且由于通过多个节点设备共同定位,能够有利于提高定位的稳定性和准确性。
附图说明
图1是本申请定位方法一实施例的流程示意图;
图2是定位系统一实施例的框架示意图;
图3是定位系统另一实施例的框架示意图;
图4是待定位设备和节点设备之间的帧信号交互示意图;
图5是本申请定位方法一实施例的应用示意图;
图6是本申请定位方法另一实施例的流程示意图;
图7是测距请求帧一实施例的帧格式示意图;
图8是测距响应帧一实施例的帧格式示意图;
图9是本申请定位方法又一实施例的流程示意图;
图10是本申请电子设备一实施例的框架示意图;
图11是本申请存储装置一实施例的框架示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图,对本申请实施例的方案进行详细说明。
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节,以便透彻理解本申请。
本文中术语“系统”和“网络”在本文中常被可互换使用。本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。此外,本文中的“多”表示两个或者多于两个。
请参阅图1,图1是本申请定位方法一实施例的流程示意图。具体而言,可以包括如下步骤:
步骤S11:用户设备向多个节点设备分别发送组网指令。
在一个实施场景中,用户设备可以为用户控制节点设备的终端设备,例如,用户设备可以包括但不限于:手机、平板电脑等等,在此不做限定。
在一个实施场景中,以家庭环境为例,节点设备可以包括但不限于:智能插座、智能灯具、以及烟感、水浸等传感器等等,在此不做限定。其他环境可以以此类推,在此不再一一举例。
在一个实施场景中,请结合参阅图2,图2是定位系统一实施例的框架示意图。如图2所示,定位系统包括网络设备、云端设备、用户设备,以及多个节点设备,其中,多个节点设备均可以开启STA模式(即站点模式)与网络设备保持通信连接,以维持正常无线业务(如,信令传输、数据传输等)。如图3所示,为了区分不同节点设备所开启的STA模式,可以分别称之为STA1、STA2和STA3。需要说明的是,定位系统中所包含节点设备的数量不限于图2所示的3个,也可以是4个、5个等等,在此不做限定。具体地,为了进一步提高定位的准确性,多个节点设备的数量至少为3个。此外,网络设备可以包括无线路由器、无线热点等等,在此不做限定。请继续参阅图2,网络设备可以与云端设备连接,云端设备可以为服务器,用于处理各种数据以及传输各种信令,用户设备与云端设备连接,从而用户能够通过用户设备-云端设备-网络设备的通信链路,控制各个节点设备。
本公开实施例中,多个节点设备可以响应于组网指令组成测距网络,由于多个节点设备组成的测距网络,并不影响节点设备与网络设备之间原本的通信链路,故设备定位也并不影响正常无线业务。此外,测距网络中还包括待定位设备。待定位设备可以包括但不限于:车钥匙、手机、遥控器等等,在此不做限定。
在一个实施场景中,如前所述,多个节点设备均开启STA模式连接至网络设备,为了便于称呼,节点设备连接至网络设备而开启的STA模式,可以称为第一STA模式。如图2所述,STA1、STA2和STA3均为第一STA模式。在此基础上,多个节点设备中的第一节点设备可以响应于用户设备的第一组网指令,开启AP模式(即Access Point,热点),并保持第一STA模式和AP模式共存的第一状态,多个节点设备中的第二节点设备可以响应于用户设备的第二组网指令,开启第二STA模式,并保持第一STA模式和第二STA模式共存的第二状态,故而第一节点设备、第二节点设备通过各自分别所开启的AP模式、第二STA模式组成临时网络。由于第一节点设备开启了AP模式,故第一节点设备可以广播测距邀请包,待定位设备接收到测距邀请包之后,可以响应于该测距邀请包加到临时网络,从而组成测距网络。
在一个具体的实施场景中,第一节点设备和第二节点设备可以是由用户设备指定的,如前所述,用户能够通过用户设备-云端设备-网络设备的通信链路,控制各个节点设备,故此,用户可以选定多个节点设备的其中一个节点设备,作为第一节点设备,并利用用户设备-云端设备-网络设备的通信链路,向选定的第一节点设备发送第一组网指令,与此同时,可以选定多个节点设备的其余节点设备,作为第二节点设备,并利用用户设备-云端设备-网络设备的通信链路,向选定的第二节点设备发送第二组网指令。
在另一个具体的实施场景中,测距邀请包中定义有预设字段,该字段用于表示测距邀请,以使接收到测距邀请包的接收方在接收到测距邀请包,并解析测距邀请包而获悉该预设字段之后,加入到搜索得到的临时网络中,以组成测距网络。例如,可以在测距邀请包中定义有vendor id字段,该字段表示厂商id,接收方在解析获取到该厂商id之后,可以获悉期望其加入到一个临时网络中,以组成测距网络。当然,也可以根据实际应用情况,将前述预设字段定义为其他字段,在此不做限定。
在另一个实施场景中,请结合参阅图3,图3是定位系统另一实施例的框架示意图。如图3所示,开启STA1的节点设备为第一节点设备,而开启STA2和STA3的节点设备为第二节点设备,第一节点设备响应于用户设备的第一组网指令,开启AP模式,保持STA1和AP共存的第一状态,第二节点设备响应于用户设备的第二组网指令,分别开启T-STA2模式、T-STA3模式,从而保持STA2模式和T-STA2模式共存的第二状态,以及保持STA3和T-STA3共存的第二状态。在此基础上,第一节点设备、第二节点设备通过各自所开启的AP模式、T-STA2模式和T-STA3模式组成临时网络。之后,第一节点设备通过AP模式广播测距邀请包,以使得待定位设备在接收到测距邀请包之后,响应于该测距邀请包加入到临时网络,组成测距网络。
本公开实施例中,节点设备可以基于向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到节点设备与待定位设备之间的设备距离。
在一个实施场景中,为了提高设备距离的准确性,还可以获取待定位设备接收到测距请求帧的第三时刻以及待定位设备发送测距响应帧的第四时刻,在此基础上,可以基于第一时刻和第二时刻的第一时间差,以及第三时刻和第四时刻之间的第二时间差,得到设备距离。上述方式,通过获取测距请求帧、测距响应帧分别在待定位设备端以及节点设备端的发送时刻以及接收时刻,能够有利于提高无线信号在自由空间的飞行时间的准确性,从而能够有利于提高设备距离的准确性。
在一个具体的实施场景中,如前所述,可以获取第一时刻和第二时刻之间的第一时间差,以及获取第三时刻和第四时刻之间的第二时间差,并将第一时间差和第二时间差之间的差值,作为无线信号在节点与待定位设备之间的单向传输所需的传输时间,从而可以利用无线信号的传输速度和传输时间,得到设备距离。即可以将传输速度与传输时间的乘积,作为设备距离。故此,能够不依赖于信号强度,而完全依赖于无线信号在自由空间中固有特性,得到设备距离,能够有利于提高设备距离的准确性和稳定性。
在另一个具体的实施场景中,请结合参阅图4,图4是待定位设备和节点设备之间的帧信号交互示意图。如图4所示,节点设备在第一时刻Ta1向待定位设备发送测距请求帧,待定位设备于第三时刻Tb1接收到该测距请求帧,并在接收到该测距请求帧之后可以向节点设备发送ACK以确认接收,在此基础上,待定位设备可以在第四时刻Tb2向节点设备发送测距响应帧,节点设备于第二时刻Ta2接收到该测距响应帧,并在接收到该测距响应帧之后可以向待定位设备发送ACK以确认接收。故此,可以获取第一时刻Ta1和第二时刻Ta2之间的第一时间差Ta1-Ta2,该第一时间差表示节点设备发信以及收信之间的时间差,并获取第三时刻Tb1和第四时刻Tb2之间的第二时间差Tb1-Tb2,该第二时间差表示待定位设备收信以及发信之间的时间差,故第一时间差和第二时间差之间的差值(即(Ta1-Ta2)-(Tb1-Tb2))可以表示完成一次收发信的完整动作,无线信号在自由空间的传输时间,由此可以得到无线信号单向传输所需的传输时间(即((Ta1-Ta2)-(Tb1-Tb2))/2)。在此基础上,可以将无线信号的传输速度C与上述传输时间T(即((Ta1-Ta2)-(Tb1-Tb2))/2)的乘积,作为待定位设备与节点设备之间的设备距离。需要说明的是,无线信号在自由空间中的传输速度C可以为3*108m/s。
步骤S12:接收多个节点设备分别发送的设备距离。
如前所述,节点设备可以通过测距请求帧和测距响应帧计算得到节点设备和待定位设备之间的设备距离。在此基础上,多个节点设备可以分别将计算得到的设备距离通过通信链路(即网络设备-云端设备-用户设备)传输给用户设备。
在一个实施场景中,多个节点设备具体可以布置在预设场所内,例如,多个节点设备可以布置在家庭中,或者,多个节点设备也可以布置在办公室,预设场所具体可以根据实际应用需要进行设置,在此不做限定。
在另一个实施场景中,如前所述,多个节点设备可以布置在预设场所内,为了便于后续精准定位,可以获取多个节点设备在预设场所内的第二位置。例如,在预设场所内布置节点设备时,可以记录节点设备在预设场所内的第二位置,或者,节点设备也可以发送其自身的第二位置至用户设备,在此不做限定。
步骤S13:基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。
在一个实施场景中,如前所述,为了精准定位,还可以获取多个节点设备在预设场所内的第二位置,在此基础上,可以基于多个节点设备的第二位置以及待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置,且第一位置为分别以多个节点设备的第二位置为圆心的圆之间的交点,且圆的半径为节点设备与待定位设备之间的设备距离。
在另一个实施场景中,请结合参阅图5,图5是本申请定位方法一实施例的应用示意图。如图5所示,以黑色填充的圆表示节点设备,以网格填充的圆表示待定位设备,节点设备1与待定位设备之间的设备距离为R1,节点设备2与待定位设备之间的设备距离为R2,节点设备3与待定位设备之间的设备距离为R3,则分别以节点设备1、节点设备2以及节点设备3所在的第二位置为圆心,并分别为设备距离R1、设备距离R2以及设备距离R3为半径作圆(如图5中虚线所示的圆),圆的交点所在位置即为待定位设备的第一位置。
在又一个实施场景中,以待定位设备是钥匙,多个节点设备包括部署在家庭中的智能灯具为例,用户可以通过用户设备选定其中一个智能灯具为第一节点设备,并向其发送第一组网指令,使其处于AP模式与STA模式共存的第一状态,与此同时,用户可以通过用户设备选定至少两个其他智能灯具作为第二节点设备,并向其发送第二组网指令,使其处于第一STA模式和第二STA模式共存的第二状态,在此基础上,这些智能灯具能够组成临时网络,作为第一节点设备的智能灯具可以通过AP模式广播测距邀请包,钥匙响应于测距邀请包加入到该临时网络,从而组成测距网络。之后,每个智能灯具分别向钥匙发送测距请求帧,并接收钥匙发送的测距响应帧,从而通过智能灯具发送测距请求帧的第一时刻以及接收测距响应帧的第二时刻,以及钥匙接收测距请求帧的第三时刻以及发送测距响应帧的第四时刻,各个智能灯具均可以计算得到其与钥匙之间的设备距离,并将计算得到的设备距离以及其在家庭中的第二位置上报,通过这些设备距离以及第二位置即可确定钥匙在家庭中的第一位置,如此即可快速且精准地实现设备定位。
在又一个实施场景中,为了提高用户体验,在得到待定位设备的第一位置之后,还可以将待定位设备的第一位置在用户设备予以显示。
在又一个实施场景中,在得到待定位设备的第一位置之后,用户设备还可向多个节点设备发送结束指令,多个节点设备可以响应于该结束指令解散测距网络。具体地,第一节点设备可以响应于结束指令关闭AP模式,仅开启第一STA模式,而第二节点设备可以响应于结束指令关闭第二STA模式,仅开启第一STA模式,即在解散测距网络之后,并不影响原本的第一STA模式,故不会对正常无线业务产生影响。
上述方案,多个节点响应于用户设备的组网指令而组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,从而基于节点设备向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及节点设备接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,分别得到各个节点设备与待定位设备之间的设备距离,进而通过多个节点设备分别与待定位设备之间的设备距离,定位得到定位设备的第一位置,一方面由于通过组成测距网络,也能够有利于降低定位对正常无线业务的影响,另一方面,由于无线信号在自由空间中的传播速度是恒定的,故第一时刻与第二时刻之间的时间差不会受到环境布局或外部干扰的影响,且由于通过多个节点设备共同定位,能够有利于提高定位的稳定性和准确性。
请参阅图6,图6是本申请定位方法另一实施例的流程示意图。具体而言,可以包括如下步骤:
步骤S61:节点设备响应于用户设备的组网指令,组成测距网络。
本公开实施例中,测距网络包括待定位设备和多个接收到组网指令的节点设备。待定位设备和节点设备的具体含义,可以参阅前述公开实施例中相关描述,在此不再赘述。
在一个实施场景中,多个节点设备均开启第一STA模式连接至网络设备,以通过网络设备与用户设备通信连接。此外,多个节点设备可以包括第一节点设备以及第二节点设备,其中,第一节点设备可以响应于用户设备的第一组网指令,开启AP模式,并保持第一STA模式和AP模式共存的第一状态,而第二节点设备响应于用户设备的第二组网指令,开启第二STA模式,并保持第一STA模式和第二STA模式共存的第二状态。在此基础上,第一节点设备、第二节点设备通过各自开启的AP模式、第二STA模式组成临时网络。之后,第一节点设备可以广播测距邀请包,以使待定位设备响应于测距邀请包加入临时网络,组成测距网络。具体过程可以参阅前述公开实施例中相关描述,在此不再赘述。
步骤S62:获取向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻。
在一个实施场景中,第一时刻是利用第一时延加上节点设备占用无线信道的时刻得到的,其中,第一时延表示测距请求帧的首位比特进入节点设备的物理层至测距请求帧的首位比特离开节点设备的空口的时延。即节点设备在抢占到无线信道时,即可准备发送测距请求帧时,故可以在发送测距请求帧之前,先测算测距请求帧的首位比特进入节点设备的物理层(如,介质访问控制层)至测距请求帧的首位比特离开节点设备的空口的时延,将该时延作为第一时延,并与节点设备占用无线信道的时刻相加,即可视为节点设备发送测距请求帧的第一时刻。需要说明的是,节点设备占用无线信道的时刻可以是节点设备本地定时器所测量得到的。
在一个实施场景中,第二时刻是利用测距响应帧的末位比特进入节点设备的物理层的时刻减去第二时延得到的,其中,第二时延表示测距响应帧的首位比特进入节点设备的空口至测距响应帧的首位比特进入节点设备的物理层的时延。即测距响应帧的末位比特进入节点设备的物理层时,可以认为测距响应帧已经完整地被节点设备所接收,也就是说,测距响应帧的末位比特进入节点设备的物理层的时刻并非节点设备真正意义上接收到测距响应帧的时刻,故可以测算测距响应帧的首位比特进入节点设备的空口至测距响应帧的首位比特进入节点设备的物理层的时延,将该时延作为第二时延,并将前述测距响应帧的末位比特进入节点设备的物理层的时刻减去第二时延,即可视为节点设备接收测距响应帧的第二时刻。需要说明的是,测距响应帧的末位比特进入节点设备的物理层的时刻可以是节点设备本地定时器所测量得到的。
步骤S63:基于第一时刻和第二时刻之间的时间差,得到与待定位设备之间的设备距离。
在一个实施场景中,为了提高定位精度,还可以获取待定位设备接收到测距请求帧的第三时刻以及待定位设备发送测距响应帧的第四时刻,从而可以基于第一时刻和第二时刻之间的第一时间差,以及第三时刻和第四时刻之间的第二时间差,得到设备距离。
在一个具体的实施场景中,可以获取第一时刻和第二时刻之间的第一时间差,并获取第三时刻和第四时刻之间的第二时间差,在此基础上,可以将第一时间差与第二时间差之间的差值,作为无线信号在节点设备与待定位设备之间单向传输所需的传输时间,从而可以利用无线信号的传输速度和传输时间,得到设备距离。具体过程可以参阅前述公开实施例中相关描述,在此不再赘述。
在一个具体的实施场景中,第三时刻是利用测距请求帧的末位比特进入待定位设备的物理层的时刻减去第三时延得到的,其中,第三时延表示测距请求帧的首位比特进入待定位设备的空口至测距请求帧的首位比特进入待定位设备的物理层的时延。即测距请求帧的末位比特进入待定位设备的物理层时,可以认为测距请求帧已经完整地被待定位设备所接收,也就是说,测距请求帧的末位比特进入待定位设备的物理层的时刻并非待定位设备真正意义上接收到测距请求帧的时刻,故可以测算测距请求帧的首位比特进入待定位设备的空口至测距请求帧的首位比特进入待定位设备的物理层的时延,将该时延作为第三时延,并将前述测距请求帧的末位比特进入待定位设备的物理层的时刻减去第三时延,即可视为待定位设备接收测距请求帧的第三时刻。需要说明的是,测距请求帧的末位比特进入待定位设备的物理层的时刻可以是待定位设备本地定时器所测量得到的。
在一个具体的实施场景中,第四时刻是利用第四时延加上待定位设备占用无线信道的时刻得到的,其中,第四时延表示测距响应帧的首位比特进入待定位设备的物理层至测距响应帧的首位比特离开待定位设备的空口的时延。即待定位设备在抢占到无线信道时,即可准备发送测距响应帧时,故可以在发送测距响应帧之前,先测算测距响应帧的首位比特进入待定位设备的物理层(如,介质访问控制层)至测距响应帧的首位比特离开待定位设备的空口的时延,将该时延作为第四时延,并与待定位设备占用无线信道的时刻相加,即可视为待定位设备发送测距响应帧的第四时刻。需要说明的是,待定位设备占用无线信道的时刻可以是待定位设备本地定时器所测量得到的。
在另一个实施场景中,为了进一步提高设备距离的准确性,测距请求帧包括第一帧标识符,且测距响应帧包括第二帧标识符,在第一帧标识符和第二帧标识符相同的情况下,可以认为测距响应帧和测距请求帧属于同一轮交互,如图4所示的测距请求帧和测距响应帧属于同一轮交互。在此基础上,可以利用属于同一轮交互的测距请求帧和测距响应帧,计算得到设备距离。
步骤S64:发送设备距离至用户设备,以使用户设备基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。
具体地,多个节点设备可以布置于预设场所内,则可以获取多个节点在预设场所内的第二位置,在此基础上,可以基于多个节点的第二位置以及待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置,且第一位置为分别以多个节点设备的第二位置为圆心的圆之间的交点,圆的半径可以为节点设备与待定位设备之间的设备距离。具体可以参阅前述公开实施例中相关描述,在此不再赘述。
上述方案,多个节点响应于用户设备的组网指令而组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,从而基于节点设备向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及节点设备接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,分别得到各个节点设备与待定位设备之间的设备距离,进而通过多个节点设备分别与待定位设备之间的设备距离,定位得到定位设备的第一位置,一方面由于通过组成测距网络,也能够有利于降低定位对正常无线业务的影响,另一方面,由于无线信号在自由空间中的传播速度是恒定的,故第一时刻与第二时刻之间的时间差不会受到环境布局或外部干扰的影响,且由于通过多个节点设备共同定位,能够有利于提高定位的稳定性和准确性。
在一个公开实施例中,请参阅图7,图7是测距请求帧一实施例的帧格式示意图。如图7所示,测距请求帧包括含有第一时刻的第一字段,为了便于描述,该第一字段可以记为Ta1,其可以占据64bit(比特)。此外,如前所述公开实施例所述,测距请求帧还可以包括第一帧标识符,为了便于描述,该第一帧标识符可以记为Packet id,其可以占据8bit(比特)。
在一个实施场景中,测距请求帧还可以包括用于表示其帧属性的字段,为了便于描述,该字段可以记为T-Request,其可以占据8bit(比特)。需要说明的是,字段T-Request可以置为0x01,其中,最高位bit7(即第7位比特)可以置为0,表示该帧为请求方向,0x1表示请求测距。
在另一个实施场景中,请继续参阅图7,测距请求帧还可以包括包含微调校准值的字段,微调校准值用于校准第一时刻,为了便于描述,该字段可以记为Ta1-delta,其可以占据32bit,其精度可以为0.1ns。
在又一个实施场景中,请继续参阅图7,测距请求帧还可以包括用于表示测距请求帧的长度的字段,为了便于描述,该字段可以记为Len。需要说明的是,该字段可以仅表示除了T-Request和Len本身之外的所有字段的总和。
在又一个实施场景中,测距请求帧可以打包至标准802.11数据包的有效载荷(即payload)中。需要说明的是,标准802.11数据包可以包括帧头和有效载荷。帧头的具体格式在此不再赘述。
在又一个实施场景中,上述含有第一时刻的第一字段Ta1即可以视为在节点设备发送测距请求帧时为测距请求帧所打上的时间戳。
在一个公开实施例中,请参阅图8,图8是测距响应帧一实施例的帧格式示意图。如图8所示,测距响应帧可以包括用于填充第二时刻的第二字段,以及含有第三时刻的第三字段和含有第四时刻的第四字段,为了便于描述,可以将第二字段记为Ta2,可以将第三字段记为Tb1,可以将第四字段记为Tb2。此外,如图8所示,测距响应帧也可以包括含有第一时刻的第一字段,为了便于描述,可以将第一字段记为Ta1。如图7所示,上述第一字段Ta1、第二字段Ta2,以及第三字段Tb1、第四字段Tb2均可以占据64bit(比特)。
在一个实施场景中,如前所述公开实施例所述,测距响应帧还可以包括第二帧标识符,为了便于描述,第二帧标识符可以记为Packet id,其可以占据8bit(比特)。
在另一个实施场景中,测距响应帧还可以包括用于表示其帧属性的字段,为了便于描述,该字段可以记为T-Response,其可以占据8bit(比特)。需要说明的是,字段T-Response可以置为0x12,其中,最高位bit7(即第7位比特)可以置为1,表示该帧为响应方向,0x2表示测距响应。
在又一个实施场景中,请继续参阅图8,测距响应帧还可以包括包含微调校准值的字段,微调校准值用于校准第一时刻、第二时刻,以及第三时刻、第四时刻,为了便于描述,包含用于校准第一时刻和第二时刻的微调校准值的字段可以记为Ta-delta,其可以占据32bit,而包含用于校准第三时刻和第四时刻的微调校准值的字段可以记为Tb-delta,其可以占据32bit,其精度可以为0.1ns。
在又一个实施场景中,请继续参阅图8,测距响应帧还可以包括用于表示测距响应帧的长度的字段,为了便于描述,该字段可以记为Len。需要说明的是,该字段可以仅表示除了T-Response和Len本身之外的所有字段的总和。
在又一个实施场景中,测距响应帧可以打包至标准802.11数据包的有效载荷(即payload)中。需要说明的是,标准802.11数据包可以包括帧头和有效载荷。帧头的具体格式在此不再赘述。
在又一个实施场景中,上述含有第一时刻的第一字段Ta1即可以视为节点设备发送测距请求帧的时间戳,而用于填充第二时刻的第二字段Ta2即可视为节点设备接收测距响应帧的时间戳,含有第三时刻的第三字段Tb1即可以视为待定位设备接收测距请求帧的时间戳,含有第四时刻的第四字段Tb2即可以视为待定位设备发送测距响应帧的时间戳。
请参阅图9,图9是本申请定位方法又一实施例的流程示意图。具体而言,可以包括如下步骤:
步骤S91:待定位设备接收处于同一测距网络的节点设备发送的测距请求帧。
本公开实施例中,测距网络是节点设备响应于用户设备的组网指令而组成的,且测距网络包括多个接收到组网指令的节点设备。
在一个实施场景中,多个节点设备包含第一节点设备和第二节点设备,第一节点设备响应于用户设备的第一组网指令,开启AP模式,并保持第一STA模式和AP模式共存的第一状态,且第二节点设备响应于用户设备的第二组网指令,开启第二STA模式,并保持第一STA模式和第二STA模式共存的第二状态,第一节点设备、第二节点设备通过各自开启的AP模式、第二STA模式组成临时网络。在此基础上,待定位设备可以响应于第一节点设备广播的测距邀请包,加入临时网络,以组成测距网络。具体过程可以参阅前述公开实施例中相关描述,在此不再赘述。
步骤S92:发送测距响应帧至节点设备,以使节点设备基于发送测距请求帧的第一时刻以及接收到测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到节点设备与待定位设备之间的设备距离,并将设备距离发送至用户设备,以使用户设备基于待定位设备分别与多个节点设备之间的设备距离,得到待定位设备的第一位置。
具体可以参阅前述公开实施例中相关描述,在此不再赘述。
上述方案,多个节点响应于用户设备的组网指令而组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,从而基于节点设备向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及节点设备接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,分别得到各个节点设备与待定位设备之间的设备距离,进而通过多个节点设备分别与待定位设备之间的设备距离,定位得到定位设备的第一位置,一方面由于通过组成测距网络,也能够有利于降低定位对正常无线业务的影响,另一方面,由于无线信号在自由空间中的传播速度是恒定的,故第一时刻与第二时刻之间的时间差不会受到环境布局或外部干扰的影响,且由于通过多个节点设备共同定位,能够有利于提高定位的稳定性和准确性。
请参阅图10,图10是本申请电子设备100一实施例的框架示意图。电子设备100包括处理器101、存储器102和通信电路103,存储器102和通信电路103耦接至处理器101;存储器102存储有程序指令,处理器101用于执行程序指令以实现上述任一定位方法实施例中的步骤。具体地,电子设备可以包括但不限于智能灯具、智能插座等节点设备,电子设备也可以包括但不限于手机、平板电脑等用户设备,电子设备也可以包括但不限于车钥匙、遥控器等待定位设备。
具体而言,处理器101用于控制其自身以及存储器102、通信电路103以实现上述任一定位方法实施例中的步骤。处理器101还可以称为CPU(Central Processing Unit,中央处理单元)。处理器101可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。处理器101还可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。另外,处理器101可以由多个集成电路芯片共同实现。
上述方案,多个节点响应于用户设备的组网指令而组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,从而基于节点设备向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及节点设备接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,分别得到各个节点设备与待定位设备之间的设备距离,进而通过多个节点设备分别与待定位设备之间的设备距离,定位得到定位设备的第一位置,一方面由于通过组成测距网络,也能够有利于降低定位对正常无线业务的影响,另一方面,由于无线信号在自由空间中的传播速度是恒定的,故第一时刻与第二时刻之间的时间差不会受到环境布局或外部干扰的影响,且由于通过多个节点设备共同定位,能够有利于提高定位的稳定性和准确性。
请参阅图11,图11为本申请存储装置110一实施例的框架示意图。存储装置110存储有能够被处理器运行的程序指令111,程序指令111用于实现上述任一定位方法实施例中的步骤。
上述方案,多个节点响应于用户设备的组网指令而组成测距网络,且测距网络中还包括待定位设备,从而基于节点设备向待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及节点设备接收到待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,分别得到各个节点设备与待定位设备之间的设备距离,进而通过多个节点设备分别与待定位设备之间的设备距离,定位得到定位设备的第一位置,一方面由于通过组成测距网络,也能够有利于降低定位对正常无线业务的影响,另一方面,由于无线信号在自由空间中的传播速度是恒定的,故第一时刻与第二时刻之间的时间差不会受到环境布局或外部干扰的影响,且由于通过多个节点设备共同定位,能够有利于提高定位的稳定性和准确性。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法和装置,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,例如,模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性、机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (13)
1.一种定位方法,其特征在于,包括:
用户设备向多个节点设备分别发送组网指令;其中,所述多个节点设备响应于所述组网指令组成测距网络,且所述测距网络中还包括待定位设备,所述节点设备基于向所述待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到所述待定位设备的测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到所述节点设备与所述待定位设备之间的设备距离;
接收所述多个节点设备分别发送的设备距离;
基于所述待定位设备分别与所述多个节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述多个节点设备布置于预设场所内;在所述基于所述待定位设备分别与所述多个节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置之前,所述方法还包括:
获取所述多个节点设备在所述预设场所内的第二位置;
所述基于所述待定位设备分别与所述多个节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置,包括:
基于所述多个节点设备的第二位置以及所述待定位设备分别与所述多个节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置;
其中,所述第一位置为分别以所述多个节点设备的第二位置为圆心的圆之间的交点,且所述圆的半径为所述节点设备与所述待定位设备之间的设备距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述多个节点设备的数量至少为3个;
和/或,在所述基于所述待定位设备分别与所述多个节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置之后,所述方法还包括:
分别向所述多个节点设备发送结束指令;其中,所述多个节点设备响应于所述结束指令解散所述测距网络。
4.一种定位方法,其特征在于,包括:
节点设备响应于用户设备的组网指令,组成测距网络;其中,所述测距网络包括待定位设备和多个接收到所述组网指令的所述节点设备;
获取向所述待定位设备发送测距请求帧的第一时刻以及接收到所述待定位设备的测距响应帧的第二时刻;
基于所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差,得到与所述待定位设备之间的设备距离;
发送所述设备距离至所述用户设备,以使所述用户设备基于所述待定位设备分别与所述多个节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述多个所述节点设备均开启第一STA模式连接至网络设备,以通过所述网络设备与所述用户设备通信连接;所述节点设备响应于用户设备的组网指令,组成测距网络,包括:
第一节点设备响应于所述用户设备的第一组网指令,开启AP模式,并保持所述第一STA模式和所述AP模式共存的第一状态,以及第二节点设备响应于所述用户设备的第二组网指令,开启第二STA模式,并保持所述第一STA模式和所述第二STA模式共存的第二状态;其中,所述第一节点设备、所述第二节点设备通过各自开启的所述AP模式、所述第二STA模式组成临时网络;
所述第一节点设备广播测距邀请包,以使所述待定位设备响应于所述测距邀请包加入所述临时网络,组成所述测距网络。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,在所述基于所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差,得到与所述待定位设备之间的设备距离之前,所述方法还包括:
获取所述待定位设备接收到所述测距请求帧的第三时刻以及所述待定位设备发送所述测距响应帧的第四时刻;
所述基于所述第一时刻和所述第二时刻之间的时间差,得到与所述待定位设备之间的设备距离,包括:
基于所述第一时刻和所述第二时刻之间的第一时间差,以及所述第三时刻和所述第四时刻之间的第二时间差,得到所述设备距离。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一时刻是利用第一时延加上所述节点设备占用无线信道的时刻得到的,其中,所述第一时延表示所述测距请求帧的首位比特进入所述节点设备的物理层至所述测距请求帧的首位比特离开所述节点设备的空口的时延;
和/或,所述第二时刻是利用所述测距响应帧的末位比特进入所述节点设备的物理层的时刻减去第二时延得到的,其中,所述第二时延表示所述测距响应帧的首位比特进入所述节点设备的空口至所述测距响应帧的首位比特进入所述节点设备的物理层的时延;
和/或,所述第三时刻是利用所述测距请求帧的末位比特进入所述待定位设备的物理层的时刻减去第三时延得到的,其中,所述第三时延表示所述测距请求帧的首位比特进入所述待定位设备的空口至所述测距请求帧的首位比特进入所述待定位设备的物理层的时延;
和/或,所述第四时刻是利用第四时延加上所述待定位设备占用无线信道的时刻得到的,其中,所述第四时延表示所述测距响应帧的首位比特进入所述待定位设备的物理层至所述测距响应帧的首位比特离开所述待定位设备的空口的时延。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述设备距离是基于属于同一轮交互的所述测距请求帧和所述测距响应帧得到的,所述测距请求帧包括第一帧标识符,且所述测距响应帧包括第二帧标识符,在所述第一帧标识符和所述第二帧标识符相同的情况下,所述测距请求帧和所述测距响应帧属于所述同一轮交互;
和/或,所述测距请求帧包括含有所述第一时刻的第一字段,所述测距响应帧包括用于填充所述第二时刻的第二字段,以及含有所述第三时刻的第三字段和含有所述第四时刻的第四字段。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一时刻和所述第二时刻之间的第一时间差,以及所述第三时刻和所述第四时刻之间的第二时间差,得到所述设备距离,包括:
获取所述第一时刻和所述第二时刻之间的第一时间差,并获取所述第三时刻和所述第四时刻之间的第二时间差;
将所述第一时间差与所述第二时间差之间的差值,作为无线信号在所述节点设备与所述待定位设备之间单向传输所需的传输时间;
利用所述无线信号的传输速度和所述传输时间,得到所述设备距离。
10.一种定位方法,其特征在于,包括:
待定位设备接收处于同一测距网络的节点设备发送的测距请求帧;其中,所述测距网络是所述节点设备响应于用户设备的组网指令而组成的,且所述测距网络包括多个接收到所述组网指令的所述节点设备;
发送测距响应帧至所述节点设备,以使所述节点设备基于发送所述测距请求帧的第一时刻以及接收到所述测距响应帧的第二时刻之间的时间差,得到所述节点设备与所述待定位设备之间的设备距离,并将所述设备距离发送至所述用户设备,以使所述用户设备基于所述待定位设备分别与所述多个所述节点设备之间的设备距离,得到所述待定位设备的第一位置。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述多个所述节点设备包含第一节点设备和第二节点设备,所述第一节点设备响应于所述用户设备的第一组网指令,开启AP模式,并保持所述第一STA模式和所述AP模式共存的第一状态,且所述第二节点设备响应于所述用户设备的第二组网指令,开启第二STA模式,并保持所述第一STA模式和所述第二STA模式共存的第二状态,所述第一节点设备、所述第二节点设备通过各自开启的所述AP模式、所述第二STA模式组成临时网络;
在所述待定位设备接收处于同一测距网络的节点设备发送的测距请求帧之前,所述方法还包括:
响应于所述第一节点设备广播的测距邀请包,加入所述临时网络,以组成所述测距网络。
12.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器和通信电路,存储器和通信电路耦接至处理器;存储器存储有程序指令,处理器用于执行程序指令以实现权利要求1至3任一项所述的定位方法,或实现权利要求4至9任一项所述的定位方法,或实现权利要求10至11任一项所述的定位方法。
13.一种存储装置,其特征在于,存储有能够被处理器运行的程序指令,程序指令用于实现权利要求1至3任一项所述的定位方法,或实现权利要求4至9任一项所述的定位方法,或实现权利要求10至11任一项所述的定位方法。
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