CN113923772A - 基站标定方法和装置、计算机设备以及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供基站标定方法和装置、计算机设备以及存储介质，其中，方法包括：获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，第一位置坐标为移动设备的位置坐标，第一测量角为移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备与所述目标基站之间的角度；根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行朝向标定。该技术方案，可实现对基站的标定。
Description
技术领域
本申请涉及数据标定领域，尤其涉及基站标定方法和装置、计算机设备以及存储介质。
背景技术
到达角度(Angle of Arrival，AOA)定位技术是近年来多用于进行室内定位的基站定位技术。通过在室内部署一个或多个AOA基站，AOA基站可根据AOA定位标签发出的无线信号的到达角度确定AOA定位标签的位置，从而确定安装有AOA定位标签的设备的位置。
在AOA定位系统中，在利用AOA基站定位设备的位置之前，需要对AOA基站的位置和朝向进行标定。
发明内容
本申请提供基站标定方法和装置、计算机设备以及存储介质，以解决AOA基站的标定问题。
第一方面，提供一种基站标定方法，包括：
获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，所述目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，所述第一位置坐标为所述移动设备的位置坐标，所述第一测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备相对于所述目标基站的角度；
根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；
根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行方向标定。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第二测量角，所述第二测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述移动设备测得的所述目标基站相对于所述移动设备的角度；所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，包括：根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和第二测量角，确定所述目标定位测量数据对应的水平直线，所述目标定位测量数据为所述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，所述水平直线为将所述移动设备与目标基站映射至同一水平面的情况下，所述移动设备与所述目标基站在所述同一水平面上连成的直线；确定所述至少两组定位测量数据各自对应的水平直线两两之间的交点，以得到至少一个水平交点坐标；根据所述至少一个水平交点坐标，确定所述目标基站的水平坐标。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第一空间距离，所述第一空间距离为所述移动设备在所述第一位置坐标处与所述目标基站之间的空间距离；所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，还包括：根据所述目标定位测量数据中的第一位置坐标，和所述目标基站的水平坐标，计算所述目标定位测量数据对应的水平距离，所述水平距离为所述水平直线上所述移动设备与所述目标基站之间的线段的长度；根据所述水平距离和所述目标定位测量数据中的第一空间距离，计算所述目标定位测量数据对应的第一高度数据，所述第一高度数据用于指示所述目标基站相对于所述移动设备的高度；根据所述至少两组定位测量数据各自对应的第一高度数据，和所述定位标签的高度，确定所述目标基站的高度坐标。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第一空间距离，所述第一空间距离为所述移动设备在所述第一位置坐标处与所述目标基站之间的空间距离；所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，包括：根据至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，基于直线相交原则中的三点定位原理，确定所述目标基站的位置坐标。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，基于直线相交原则中的三点定位原理，确定所述目标基站的位置坐标，包括：根据所述至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，构建距离表达方程组，所述距离表达方程组包括多个以位置坐标表达距离的方程式，其中，一个方程式以一组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离为已知量，并以所述目标基站的位置坐标为未知量；求解所述距离表达方程组中的未知量，以得到所述目标基站的位置坐标。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，，所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，包括：根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和所述目标基站的位置坐标，确定所述目标定位测量数据对应的水平直线与预设水平方向之间的夹角，以得到目标夹角，所述目标定位测量数据为所述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，所述水平直线为将所述移动设备与目标基站映射至同一水平面的情况下，所述移动设备与所述目标基站在所述同一水平面上连成的直线；计算所述目标定位测量数据中的第一测量角与所述目标夹角之间的角度和或角度差，以得到所述目标定位测量数据对应的朝向备选角；根据所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角，确定所述目标基站的水平朝向。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述根据所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角，确定所述目标基站的水平朝向，包括：对所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角取平均值，以得到目标朝向角，所述目标朝向角用于表征所述目标基站的水平朝向
第二方面，提供一种基站标定装置，包括：
输入单元，用于获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，所述目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，所述第一位置坐标为所述移动设备的位置坐标，所述第一测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备相对于所述目标基站的角度；
处理单元，用于根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；
所述处理单元，还用于根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行方向标定。
第三方面，提供一种计算机设备，包括存储器以及一个或多个处理器，一个或多个处理器用于执行存储在存储器中的一个或多个计算机程序，一个或多个处理器在执行一个或多个计算机程序时，使得该计算机设备实现上述第一方面的基站标定方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，上述程序指令当被处理器执行时使上述处理器执行上述第一方面的基站标定方法。
在本申请的技术方案中，通过获取安装有定位标签的移动设备在基站的覆盖范围内移动的过程中测得的多个位置坐标与反映移动设备与目标基站之间的角度的组合，然后根据这多个位置坐标反映移动设备与目标基站之间的角度的组合，基于直线相交原则确定目标基站的位置坐标和朝向，完成了对基站的位置和朝向标定，标定的方法简单便捷，通过对基站进行位置和朝向标定，可以保证后续在利用基站进行定位时，可准确定位设备的位置。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种AOA定位系统的系统架构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种定位原理图；
图3为本申请实施例提供的另一种定位原理图；
图4为本申请实施例提供的一种基站标定方法的流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种移动设备与目标基站之间的位置示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种基站标定方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种基站标定装置的结构示意图；
图8是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请的技术方案可适用于利用AOA定位技术进行定位的场景。为便于理解，首先对AOA定位技术进行介绍。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种AOA定位系统的系统架构示意图，如图1所示，AOA定位系统可包括至少一个AOA定位基站101和移动设备102，其中，移动设备102上安装有AOA定位基站101可识别的定位标签，定位标签可发出AOA定位基站101能够识别到的主动式标签信号。定位基站101基于预置的角度测量算法(例如多信号分类(multiplesignal classification，MUSIC)算法)可测得该主动式标签信号的到达角度，到达角度包括俯仰角和方位角，俯仰角用于反映移动设备发出该主动式标签信号时在垂直方向(即指示高度的方向)上相对于AOA基站的方位；方位角用于反映移动设备发出该主动式标签信号时在水平方向上相对于AOA基站的方位，即将移动设备与AOA基站映射至同一水平面时移动设备发出该主动式标签信号时相对于AOA基站的方位。进一步地，AOA定位基站101可根据主动式标签信号的到达角度，计算出定位标签的位置，从而实现对该安装有定位标签的移动设备的定位。具体地，移动设备102包括但不限于为智能手环、智能手表、手机、智能机器人等。
在一些可能的实施场景中，AOA定位系统可基于两个AOA定位基站实现定位，基于两个AOA定位基站实现定位的原理图可以如图2所示，图2中以X轴和Y轴表分别示水平面上的两个方向，以Z轴表示垂直方向，图2中以基站的天线的方向平行于垂直方向为例。当移动设备102发出主动式标签信号时，AOA定位基站1011和AOA定位基站1012可以接收到该主动式标签信号，从而分别测得该主动式标签信号的到达角度。其中，移动设备102发出该主动式标签信号时，与AOA定位基站1011的之间形成的俯仰角为v1，与AOA定位基站1011之间形成的方位角为w1，与AOA定位基站1012之间形成的俯仰角为v2，与AOA定位基站1012之间形成的方位角为w2。假设移动设备的位置坐标为(x，y，z)，AOA定位基站1011的位置坐标为(X1，Y1，Z1)，AOA定位基站1012的位置坐标为(X2，Y2，Z2)，由图2可知，则：
w1、w2、v1、v2为测得的到达角度，在AOA定位基站1011与AOA定位基站1012的位置坐标(X1，Y1，Z1)、(X2，Y2，Z2)已知的情况下，可求解得到移动设备的位置坐标(x，y，z)。
在另一些可能的实施场景中，在AOA定位基站具备测距功能(如基于飞行时差(time of flight，TOF)测距的方式测得AOA定位基站与移动设备之间的距离)的情况下，AOA定位系统可基于一个AOA定位基站实现定位，基于一个AOA基站实现定位的原理图可以如图3所示，图3中以X轴和Y轴表示水平面上的两个方向，以Z轴表示垂直方向，图3中以基站的天线的方向平行于垂直方向为例。AOA定位基站1013可以接收到主动式标签信号，从而测得主动式标签信号的到达角度，以及AOA定位基站101与移动设备之间的距离。移动设备102发出该主动式标签信号时，与AOA定位基站101的之间形成的俯仰角为v3，与AOA定位基站101之间形成的方位角为w3，AOA定位基站101与移动设备102之间的距离为D。假设移动设备的位置坐标为(x，y，z)，AOA定位基站101的位置坐标为(X3，Y3，Z3)，则：
x-X3＝D*sinv3*cosw3
y-Y3＝D*sinv3*sinw3
z-Z3＝D*cosv3
由于w3和v3为测得的达到角度，D为测得的距离，在AOA定位基站101的位置坐标(X3，Y3，Z3)已知的情况下，可求解得到移动设备的位置坐标(x，y，z)。
需要说明的是，上述图2和图3示出的情况为AOA基站的天线平行于垂直方向的角度情况，上述公式也为AOA基站的天线平行于垂直方向的角度情况下的公式，在AOA基站的天线与垂直方向不平行的情况下，上述公式可适应性调整。
在其他实施场景中，AOA定位系统还可以基于三个、四个等其他数量的AOA定位基站实现定位。结合上述内容可知，通过预先确定AOA定位基站的位置坐标，可以根据主动式标签信号的到达角度对移动设备进行定位，因此，有必要对AOA基站进行位置标定。
基于此，本申请提出了一种基站标定方法，通过安装有定位标签的移动设备围绕基站移动，获取移动设备在移动过程中的多个测量数据，测量数据包括位置数据和测角数据，根据多个测量数据可完成对AOA基站的标定。以下具体介绍本申请的技术方案。
参见图4，图4为本申请实施例提供的一种基站标定方法的流程示意图，该方法可以应用于上述AOA定位基站101，或者，移动设备102，或者，与上述AOA定位基站101或移动设备102连接的上位机设备中；如图4所示，该方法包括如下步骤：
S201，获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角。
这里，目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，移动设备可以为前述提到的智能手环、智能手表、手机或智能机器人等。目标基站可以为前述提到的AOA定位基站。移动设备安装的定位标签与目标基站相匹配，即移动终端设备的定位标签发送的主动式标签信号能够被目标基站接收和识别，目标基站可以测得该主动式标签信号的到达角度。有关于主动式标签信号的到达角度的定义，可参考前述描述。具体地，定位标签发送的主动式标签信号可以为蓝牙信号或超宽带(ultrawideband，UWB)信号等，有关于定位标签与目标基站之间的通信方式以及定位标签发送的主动式标签信号的信号类型，本申请不做限定。
第一位置坐标为移动设备的位置坐标。第一测量角为移动设备在该第一位置坐标处时目标基站测得的移动设备相对于目标基站的角度，也即移动设备在该第一位置坐标处目标基站测得的水平面上的信号接收角度，反映了移动设备在第一位置坐标处发送的主动式标签信号与目标基站的水平朝向之间的角度；目标基站的水平朝向用于指示目标基站在水平面上的信号发射方向和/信号接收方向，可以理解为是目标基站的天线在水平面上的方向。其中，第一测量角的取值范围可以为[-90°，90°]。示例性地，可参见图5，图5中以X轴和Y轴表示水平面上的两个方向，虚线箭头A指示的方向为目标基站的水平朝向，当移动设备位于P1处时，第一测量角为图5中的θ1；当移动设备位于P2处时，第一测量角为图5中的θ2；当移动设备位于P3处时，第一测量角为图5中的θ3。
具体实现中，可以驱使移动设备在目标基站的覆盖范围内围绕目标基站移动，每移动一次，则通过移动设备测量记录移动设备的位置坐标、移动设备上的定位标签发出的主动式标签信号的信号强度，以及被基站接收的主动式标签信号在水平面上的信号发送角度，并通过基站测量记录接收到的主动式标签信号在水平面上的信号接收角度(即第一测量角)。移动设备的位置坐标、主动式标签信号的信号强度、被基站接收的主动式标签信号在水平面上的信号发送角度以及主动式标签信号在水平面上的信号接收角度组成一次移动对应的一组测量数据。通过驱使移动设备移动多次，则可以获取到多组测量数据，然后从获取到的多组测量数据中抽取至少两次移动对应的测量数据，从至少两次移动对应的测量数据中可以获取到至少两组定位测量数据。其中，抽取测量数据的规则可以是移动设备移动的间隔大于预设间隔，以保证抽取的测量数据相互之间的差距足够大；可选地，抽取的规则也可以是移动设备发出的主动式标签信号的信号强度大于预设强度，以保证抽取的测量数据是有效数据；进一步可选地，抽取的规则还可以是移动设备移动的间隔大于预设间隔且移动式设备发出的主动式标签信号的信号强度。通过设置抽取规则，可以使得保证获取到的至少两组测量数据合理有效，有助于后续标定的准确性。
S202，根据至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定目标基站的位置坐标，以对目标基站进行位置标定。
这里，由于目标基站的位置是固定不变的，移动设备每移动到一个位置时，移动设备与目标基站之间会形成一条空间直线，移动设备移动到多个位置时，则会形成多条空间直线。由于多条空间直线均经过目标基站，根据移动设备的多个位置坐标，确定经过这多个位置坐标的多条空间直线的交点，则可确定目标基站的位置，从而可实现对目标基站的位置标定。
在一些可能的场景中，在目标基站的高度已知的情况下，可以只对目标基站在水平面上的位置进行标定，即只确定目标基站的水平坐标，其中，水平坐标是指水平面上的坐标。示例性地，可参见图5，水平坐标即为X轴和Y轴组成的平面上的坐标。
在将目标基站和移动设备映射至同一水平面的情况下，移动设备与目标基站连成的多条空间直线映射至水平面形成多条水平直线，多条水平直线会相交于目标基站在水平面上的映射位置。多条水平直线分别反映了移动设备在不同位置处与目标基站之间在水平面上的相对方位，移动设备在不同位置处与目标基站之间在水平面上的相对方位包括移动设备在水平面上相对于目标基站的方位和目标基站在水平面上相对于移动设备的方位，移动设备在水平面上相对于目标基站的方向通过第一测量角来表示，有关与第一测量角的定义，可参见前述描述；目标基站在水平面上相对于移动设备的方位，可以用第二测量角来表示，第二测量角为可以由移动设备测量得到，用于指示移动设备在第一位置坐标处发出的被目标基站接收到的主动式标签信号在水平面上的信号发送角度，反映了移动设备在第一位置处发送的被目标基站接收到的主动式标签信号与预设水平方向之间的角度。其中，第二测量角的取值范围可以为[-90°，90°]。示例性地，可参见图5，预设水平方向可以为X轴指示的方向，第二测量角可以为图5中的α1、α2、α3；可选地，预设水平方向也可以为Y轴指示的方向。
因此，可根据第二测量角和移动设备的位置坐标确定水平直线，上述每组定位测量数据还包括第二测量角。对目标基站在水平面上的位置进行标定可包括如下步骤a1-a3。
a1、根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和第二测量角，确定目标定位测量数据对应的水平直线。
这里，目标定位测量数据为上述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，水平直线的定义可参考前述描述。示例性地，可参见图5，L1为移动设备在P1处与目标基站连成的水平直线；L2为移动设备在P1处与目标基站连成的水平直线；L3为移动设备在P3处与目标基站连成的水平直线。
具体地，假设目标定位测量数据中的位置坐标的水平坐标为(x0，y0)，目标定位测量数据中的第二测量角为α0。结合图5可知，在预设水平方向为X轴指示的方向的情况下，目标定位测量数据对应的水平直线可以用直线表达关系式y＝tanα0*x+(y0-tanα0*x0)来进行表示；在预设水平方向为方向为Y轴指示的方向的情况下，目标定位测量数据对应的水平直线可以用直线表达关系式y＝cotanα0*x+(y0-cotanα0*x0)来进行表示。
a2、确定至少两组定位测量数据各自对应的水平直线两两之间的交点，以得到至少一个水平交点坐标。
由于所有的水平直线在水平面上均会经过目标基站映射到水平面上的位置，因此，每两条直线会存在一个交点，每个交点存在一个水平坐标，从而可得到多个交点水平坐标。
具体地，可以按照上述步骤a1的方式确定每条水平直线的直线关系表达式，然后选择任意两个关系表达式组成二元一次方程组，通过求解二元一次方程组中的x和y，可得到一个水平交点坐标；通过确定水平直线两两之间的交点，可得到m个交点坐标，
n为水平直线的数量，也即定位测量数据的组数。
a2、根据至少一个水平交点坐标，确定目标基站的水平坐标。
这里，水平交点坐标即代表了目标基站在水平面上的水平坐标。在水平交点坐标为一个的情况下，可以直接将水平交点坐标确定为目标基站的水平坐标；在水平交点坐标为多个的情况下，可以通过对多个水平交点坐标求平均，得到目标基站的水平坐标。
具体地，计算目标基站的水平坐标的公式如下：
其中，(X0，Y0)为计算得到的目标基站的水平坐标，(xj，yj)为第j个水平交点坐标，m为水平交点坐标的总数量。通过对至少一个水平交点求平均的方式确定目标基站的水平坐标，可以减小测量的误差，从而减小标定的误差。
在另一些可能的场景中，在目标基站的高度未知的情况下，还可以对目标基站在垂直方向上的坐标进行标定，也即确定目标基站的高度坐标。在一种可行的实施方式中，可以根据移动设备与目标基站之间的空间距离和移动设备与目标基站之间的水平距离，基于勾股定理确定目标基站的高度坐标，每组定位测量数据还可以包括第一位置坐标对应的第一空间距离，第一空间距离为移动设备在第一位置坐标处与目标基站的空间距离。具体地，对目标基站在垂直方向上的位置进行标定可包括如下步骤b1-b3。
b1、根据目标定位测量数据中的第一位置坐标，和目标基站的水平坐标，计算目标定位测量数据对应的水平距离。
其中，目标定位测量数据对应的水平距离为目标定位数据对应的水平直线上移动设备与所述目标基站之间的线段的长度。示例性地，可参见图5，移动设备在P1位置处与目标基站连成的直线为L1，L1上P1与目标基站连成的线段的长度S为移动设备在P1位置处对应的水平距离。
具体地，可根据如下公式计算目标定位测量数据对应的水平距离：
其中，Li为目标定位测量数据对应的水平距离，(xi，yi)为目标定位测量数据中的第一位置坐标，(X0，Y0)为目标基站的水平坐标。
b2、根据目标定位测量数据对应的水平距离和目标定位测量数据中的第一空间距离，计算目标定位测量数据对应的第一高度数据。
这里，第一高度数据用于指示目标基站相对于移动设备的高度。具体地，第一高度数据的计算公式如下：
其中，Hi为目标定位测量数据对应的第一高度数据，Di为目标定位测量数据中的第一空间距离，Li为目标定位测量数据对应的水平距离。
b3、根据至少两组定位数据各自对应的第一高度数据，和定位标签的高度，确定目标基站的高度坐标。
这里，一组定位数据对应一个第一高度数据，至少两组定位数据，则对应至少两个第一高度数据。可以对至少两个第一高度数据求均值后再与定位标签的高度求和，从而得到目标基站的高度坐标，即
Z0为目标基站的高度坐标，h为定位标签的高度，n等于定位测量数据的组数。通过多组数据求均值的方式，可以避免因测量误差带来的高度坐标标定不准的问题。
S203，根据至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及目标基站的位置坐标，确定目标基站的朝向，以对目标基站进行方向标定。
这里，目标基站的朝向，用于指示目标基站在水平面上的信号发射方向和/或信号接收方向，可以理解为是目标基站的天线方向。
具体地，可根据如下步骤c1-c3确定目标基站的朝向。
c1、根据目标定位测量数据中的位置坐标和目标基站的位置坐标，确定目标定位测量数据对应的水平直线与预设水平方向之间的夹角，以得到目标夹角。
这里，目标定位测量数据为上述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，预设水平方向可以为图5所示的X轴或Y轴指示的方向。示例性地，目标定位测量数据对应的水平直线可参见图5中L2，当预设水平方向为Y轴指示的方向时，目标夹角可参见图5中的φ1，当预设水平方向为X轴指示的方向时，目标夹角为可参见图5中的φ2，可以理解的是，在理论情况下，φ2与α2相等。
在一种具体实施方式中，可以基于反正切公式计算目标定位测量数据对应的空间直线与预设水平方向之间的夹角，从而得到目标夹角。其中，在预设水平方向为X轴指示的方向的情况下，反正切公式如下：
在预设水平方向为Y轴指示的方向的情况下，反正切公式如下：
其中，φi为目标夹角，(x0，y0)为第一位置坐标，(X0，Y0)为目标基站的位置坐标。
可选地，也可以基于反余切公式、反余弦公式、反正弦公式等计算目标直线与垂直方向之间的目标夹角，本申请不做限定。
c2、计算目标定位测量数据中的第一测量角与目标夹角之间的角度和或角度差，以得到目标定位测量数据对应的朝向备选角。
其中，目标定位测量数据对应的朝向备选角具体为第一测量角与目标夹角之间的角度和还是第一测量角与目标夹角之间的角度差，取决于预设水平方向、目标基站的朝向以及移动设备与目标基站之间的水平直线这三者在水平面上的相对位置关系。
具体地，可参见图5，以预设水平方向为Y轴指示的方向为例，当目标基站的朝向、预设水平方向以及移动设备与目标基站之间的水平直线这三者在水平面上的相对位置关系如图5中的A(目标基站的朝向)、B(预设水平方向)、L2所示时，目标定位测量数据对应的朝向备选角等于目标定位测量数据中的第一测量角与目标夹角之间的角度和；当目标基站的朝向、预设水平方向以及移动设备与目标基站之间的水平直线这三者在水平面上的相对位置关系如图5中的A(目标基站的朝向)、B(预设水平方向)和L1所示时，目标定位测量数据对应的朝向备选角等于目标定位测量数据中的第一测量角与目标夹角之间的角度差。同理，在预设水平方向为X轴指示的方向的情况下，当目标基站的朝向、预设水平方向以及移动设备与目标基站之间的水平直线这三者在水平面上的相对位置关系如图5中的A(目标基站的朝向)、C(预设水平方向)和L2所示时，目标定位测量数据对应的朝向备选角等于目标定位测量数据中的目标夹角与第一测量角之间的角度差；当目标基站的朝向、预设水平方向以及移动设备与目标基站之间的水平直线这三者在水平面上的相对位置关系如图5中的A(目标基站的朝向)、C(预设水平方向)和L3所示时，目标定位测量数据对应的朝向备选角等于目标定位测量数据中的目标夹角与第一测量角之间的角度和。
c3、根据所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角，确定所述目标基站的水平朝向。
在一种可行的实施方式中，可以对至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角取平均值，以得到目标朝向角，目标朝向角用于表征目标基站的水平朝向。具体地，目标朝向角的计算公式如下：
其中，φi为朝向备选角，φ0为目标朝向角，n等于定位测量数据的组数。
在确定目标基站的水平坐标后再对目标基站的水平朝向进行标定，根据目标基站的水平坐标和移动设备的位置坐标重新确定目标基站与移动设备之间的水平直线与预设水平方向之间的夹角，可以防止因测量角度检测不准而带来的朝向标定不准的情况出现。
可选地，为了提高标定的准确度，也可以在至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角中剔除一些误差较大的朝向备选角后，再对剩余的朝向备选角取平均值，以得到目标朝向角。例如，可以在剔除最大朝向备选角和最小朝向备选角后，对剩余的朝向备选角取平均值。本申请对确定目标朝向角的方式不做限定。
在图4对应的技术方案中，通过获取安装有定位标签的移动设备在基站的覆盖范围内移动的过程中测得的多个位置坐标与反映移动设备与目标基站之间的角度的组合，然后根据这多个位置坐标反映移动设备与目标基站之间的角度的组合，基于直线相交原则确定目标基站的位置坐标和朝向，完成了对基站的位置和朝向标定，标定的方法简单便捷，通过对基站进行位置和朝向标定，可以保证后续在利用基站进行定位时，可准确定位设备的位置。
可选地，在一些可能的情况中，在目标基站或移动设备具备测距功能的情况下，还可以基于三点定位原则，确定目标基站的位置坐标。参见图6，图6为本申请实施例提供的另一种基站标定方法的流程示意图，该方法可以应用于上述AOA定位基站101，或者，移动设备102，或者，与上述AOA定位基站101或移动设备102连接的上位机设备中；如图6所示，该方法包括如下步骤：
S301，获取目标过程中测得的至少三组定位测量数据，其中，每组定位测量数据包括第一位置、第一坐标对应的第一测量角和所述第一位置坐标对应的第一空间距离。
这里，第一空间距离是指移动设备在第一位置坐标处与目标基站之间的空间距离，可参见前述图4实施例的描述，此处不再赘述。
S302，根据至少三组定位测量数据中的位置坐标和第一空间距离，基于直线相交原则中的三点定位原理，确定目标基站的位置坐标，以对目标基站进行位置标定。
具体地，可以根据至少三组定位测量数据中的位置坐标和第一空间距离，构建距离表达方程组，距离表达方程组包括多个以位置坐标表达距离的方程是，其中，一个方程式以一组定位测量数据中的位置坐标和第一空间距离为已知量，并以目标基站的位置坐标为未知量；求解距离表达方程组中的未知量，以得到目标基站的位置坐标。
其中，距离表达方程组如下：
(xi-X)2+(yi-Y)2+(zi-Z)2＝Di2i＝1,2,3,..,n
其中，n为定位测量数据的组数，n≥3，(xi，yi，zi)为目标定位测量数据中的第一位置坐标，Di为目标定位测量数据中的第一空间距离，目标定位测量数据为至少三组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，(X，Y，Z)为待求解的目标基站的位置坐标。在构建得到n个方程式后，可基于最小二乘法求解得到目标基站的位置坐标。
S303，根据至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及目标基站的位置坐标，确定目标基站的朝向，以对目标基站进行方向标定。
这里，步骤S303的具体实现方式，可参考前述步骤S203的有关描述，此处不再赘述。
在图6对应的技术方案中，通过获取安装有定位标签的移动设备在基站的覆盖范围内移动的过程中测得的位置坐标、目标基站测到的移动设备相对于目标基站的角度以及移动设备与基站之间的距离，然后基于三点定位原则和角度求解，完成对基站的位置和朝向标定，标定的方法简单便捷，通过对基站进行标定，有助于对移动设备的准确定位。
上述介绍了本申请的方法，为了更好地实施本申请的方法，接下来介绍本申请的装置。
参见图7，图7是本申请实施例提供的一种基站标定装置的结构示意图，基站标定装置可以为上述AOA定位基站101，或者，移动设备102，或者，与上述AOA定位基站101或移动设备102连接的上位机设备，或者，上述这些设备的一部分，如图7所示，该基站标定装置40包括：
输入单元401，用于获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，所述目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，所述第一位置坐标为所述移动设备的位置坐标，所述第一测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备相对于所述目标基站的角度；
处理单元402，用于根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；
所述处理单元402，还用于根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行方向标定。
在一种可能的设计中，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第二测量角，所述第二测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述移动设备测得的所述目标基站相对于所述移动设备的角度；上述处理单元402具体用于：
根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和第二测量角，确定所述目标定位测量数据对应的水平直线，所述目标定位测量数据为所述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，所述水平直线为将所述移动设备与目标基站映射至同一水平面的情况下，所述移动设备与所述目标基站在所述同一水平面上连成的直线；确定所述至少两组定位测量数据各自对应的水平直线两两之间的交点，以得到至少一个水平交点坐标；根据所述至少一个水平交点坐标，确定所述目标基站的水平坐标。
在一种可能的设计中，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第一空间距离，所述第一空间距离为所述移动设备在所述第一位置坐标处与所述目标基站之间的空间距离；上述处理单元402，还用于：根据所述目标定位测量数据中的第一位置坐标，和所述目标基站的水平坐标，计算所述目标定位测量数据对应的水平距离，所述水平距离为所述水平直线上所述移动设备与所述目标基站之间的线段的长度；根据所述水平距离和所述目标定位测量数据中的第一空间距离，计算所述目标定位测量数据对应的第一高度数据，所述第一高度数据用于指示所述目标基站相对于所述移动设备的高度；根据所述至少两组定位测量数据各自对应的第一高度数据，和所述定位标签的高度，确定所述目标基站的高度坐标。
在一种可能的设计中，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第一空间距离，所述第一空间距离为所述移动设备在所述第一位置坐标处与所述目标基站之间的空间距离；上述处理单元402具体用于：根据至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，基于直线相交原则中的三点定位原理，确定所述目标基站的位置坐标。
在一种可能的设计中，上述处理单元402具体用于：根据所述至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，构建距离表达方程组，所述距离表达方程组包括多个以位置坐标表达距离的方程式，其中，一个方程式以一组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离为已知量，并以所述目标基站的位置坐标为未知量；求解所述距离表达方程组中的未知量，以得到所述目标基站的位置坐标。
在一种可能的设计中，上述处理单元402具体用于：根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和所述目标基站的位置坐标，确定所述目标定位测量数据对应的水平直线与预设水平方向之间的夹角，以得到目标夹角，所述目标定位测量数据为所述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，所述水平直线为将所述移动设备与目标基站映射至同一水平面的情况下，所述移动设备与所述目标基站在所述同一水平面上连成的直线；计算所述目标定位测量数据中的第一测量角与所述目标夹角之间的角度和或角度差，以得到所述目标定位测量数据对应的朝向备选角；根据所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角，确定所述目标基站的水平朝向。
在一种可能的设计中，上述处理单元402具体用于：对所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角取平均值，以得到目标朝向角，所述目标朝向角用于表征所述目标基站的水平朝向。
需要说明的是，图7对应的实施例中未提及的内容可参见前述方法实施例的描述，这里不再赘述。
上述装置，通过获取安装有定位标签的移动设备在基站的覆盖范围内移动的过程中测得的多个位置坐标与目标基站测到的移动设备相对于目标基站的角度的组合，然后根据这多个位置坐标与目标基站测到的移动设备相对于目标基站的角度组合，基于直线相交原则确定目标基站的位置坐标和朝向，完成了对基站的位置和朝向标定，标定的方法简单便捷，通过对基站进行位置和朝向标定，可以保证后续在利用基站进行定位时，可准确定位设备的位置。
参见图8，图8是本申请实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，该计算机设备50包括处理器501、存储器502和通信接口503。处理器501连接到存储器502和通信接口503，例如处理器501可以通过总线连接到存储器502和通信接口503。
处理器501被配置为支持该计算机设备50执行上述方法实施例中的方法中相应的功能。该处理器501可以是中央处理器(central processing unit，CPU)，网络处理器(network processor，NP)，硬件芯片或者其任意组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(programmablelogic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(complexprogrammable logic device，CPLD)，现场可编程逻辑门阵列(field-programmable gatearray，FPGA)，通用阵列逻辑(generic array logic，GAL)或其任意组合。
存储器502用于存储程序代码等。存储器502可以包括易失性存储器(volatilememory，VM)，例如随机存取存储器(random access memory，RAM)；存储器502也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，NVM)，例如只读存储器(read-only memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，HDD)或固态硬盘(solid-state drive，SSD)；存储器502还可以包括上述种类的存储器的组合。
通信接口503用于发送或接收各种数据，如上述方法实施例中的定位测量数据。
处理器501可以调用所述程序代码以执行以下操作：
获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，所述目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，所述第一位置坐标为所述移动设备的位置坐标，所述第一测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备相对于所述目标基站的角度；
根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；
根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行方向标定。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使所述计算机执行如前述实施例所述的方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Accessmemory，RAM)等。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。
Claims (10)
1.一种基站标定方法，其特征在于，包括：
获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，所述目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，所述第一位置坐标为所述移动设备的位置坐标，所述第一测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备相对于所述目标基站的角度；
根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；
根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行方向标定。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第二测量角，所述第二测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述移动设备测得的所述目标基站相对于所述移动设备的角度；
所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，包括：
根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和第二测量角，确定所述目标定位测量数据对应的水平直线，所述目标定位测量数据为所述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，所述水平直线为将所述移动设备与目标基站映射至同一水平面的情况下，所述移动设备与所述目标基站在所述同一水平面上连成的直线；
确定所述至少两组定位测量数据各自对应的水平直线两两之间的交点，以得到至少一个水平交点坐标；
根据所述至少一个水平交点坐标，确定所述目标基站的水平坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第一空间距离，所述第一空间距离为所述移动设备在所述第一位置坐标处与所述目标基站之间的空间距离；
所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，还包括：
根据所述目标定位测量数据中的第一位置坐标，和所述目标基站的水平坐标，计算所述目标定位测量数据对应的水平距离，所述水平距离为所述水平直线上所述移动设备与所述目标基站之间的线段的长度；
根据所述水平距离和所述目标定位测量数据中的第一空间距离，计算所述目标定位测量数据对应的第一高度数据，所述第一高度数据用于指示所述目标基站相对于所述移动设备的高度；
根据所述至少两组定位测量数据各自对应的第一高度数据，和所述定位标签的高度，确定所述目标基站的高度坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述每组定位测量数据还包括所述第一位置坐标对应的第一空间距离，所述第一空间距离为所述移动设备在所述第一位置坐标处与所述目标基站之间的空间距离；
所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，包括：
根据至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，基于直线相交原则中的三点定位原理，确定所述目标基站的位置坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，基于直线相交原则中的三点定位原理，确定所述目标基站的位置坐标，包括：
根据所述至少三组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离，构建距离表达方程组，所述距离表达方程组包括多个以位置坐标表达距离的方程式，其中，一个方程式以一组定位测量数据中的第一位置坐标和第一空间距离为已知量，并以所述目标基站的位置坐标为未知量；
求解所述距离表达方程组中的未知量，以得到所述目标基站的位置坐标。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，包括：
根据目标定位测量数据中的第一位置坐标和所述目标基站的位置坐标，确定所述目标定位测量数据对应的水平直线与预设水平方向之间的夹角，以得到目标夹角，所述目标定位测量数据为所述至少两组定位测量数据中的任意一组定位测量数据，所述水平直线为将所述移动设备与目标基站映射至同一水平面的情况下，所述移动设备与所述目标基站在所述同一水平面上连成的直线；
计算所述目标定位测量数据中的第一测量角与所述目标夹角之间的角度和或角度差，以得到所述目标定位测量数据对应的朝向备选角；
根据所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角，确定所述目标基站的水平朝向。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角，确定所述目标基站的水平朝向，包括：
对所述至少两组定位测量数据各自对应的朝向备选角取平均值，以得到目标朝向角，所述目标朝向角用于表征所述目标基站的水平朝向。
8.一种基站标定装置，其特征在于，包括：
输入单元，用于获取目标过程中测得的至少两组定位测量数据，所述目标过程是指安装有定位标签的移动设备在目标基站的覆盖范围内移动的过程，其中，每组定位测量数据包括第一位置坐标和第一位置坐标对应的第一测量角，所述第一位置坐标为所述移动设备的位置坐标，所述第一测量角为所述移动设备在所述第一位置坐标处时所述目标基站测得的所述移动设备相对于所述目标基站的角度；
处理单元，用于根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标，基于直线相交原则确定所述目标基站的位置坐标，以对所述目标基站进行位置标定；
所述处理单元，还用于根据所述至少两组定位测量数据中的第一位置坐标和第一测量角，以及所述目标基站的位置坐标，确定所述目标基站的朝向，以对所述目标基站进行方向标定。
9.一种计算机设备，其特征在于，包括存储器以及一个或多个处理器，所述一个或多个处理器用于执行存储在所述存储器中的一个或多个计算机程序，所述一个或多个处理器在执行所述一个或多个计算机程序时，使得所述计算机设备实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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