CN106680763B - 一种定位方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种定位方法和装置，用于实现锚节点设备在360°范围中定位信标设备。所述方法应用于锚节点设备，所述锚节点设备包括至少三根第一天线，其中至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线，所述方法包括：通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位。

Description

一种定位方法和装置
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种定位方法和装置。
背景技术
相对定位是指两个终端中的至少一个终端测量两者之间的相对距离和相对方向(或角度)。为进行相对定位，在其中一个终端安装锚节点(anchor)，并在anchor上设置两根天线；另一个终端安装信标(tag)，并在tag上设置一根天线。anchor通过接收tag发送的信号，再基于TOF(到达时间，Time of Flight)或AOA(达到角度，Angle of Arrival)等原理来计算出距离和方向。
然而，上述相对定位的方法对于从anchor正面发送来的tag信号与从anchor反面发送来的tag信号会得到相同的相位差，因此无法在anchor 360°的范围内定位tag。
发明内容
本发明实施例提供了一种定位方法和装置，用于实现锚节点设备在360°范围中定位信标设备。
第一方面，本发明提供了一种应用于锚节点设备，所述锚节点设备包括至少三根第一天线，其中至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线，所述方法包括：
通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；
根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；
提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；
基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位。
可选的，基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位，包括：
基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位；
根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值；
当所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位为所述信标设备的方位；其中，当所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位不为所述信标设备的方位，并根据所述信标设备的历史方位确定所述信标设备的方位。
可选的，基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位，包括：
判断所述至少三个相位差所指向的方位是否相同；
当所述至少三个相位差所指向的方位相同时，确定所述至少三个相位差中任一相位差所指向的方位为所述疑似方位；或
当所述至少三个相位差所指向的方位不完全相同时，确定所述至少三个相位差所指向的方位的均值方位为所述疑似方位。
可选的，根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值，包括：
根据所述历史方位获得一估计方位；
计算所述疑似方位与所述估计方位的差值与所述估计方位的比值，并将所述比值作为所述置信度；
判断所述比值是否大于等于所述第一阈值；
当所述比值大于等于所述第一阈值时，表示所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值；当所述比值小于所述第一阈值时，表示所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值。
可选的，所述至少三根第一天线的设置位置位于多边形顶点上，且所述多边形的最长边长小于所述信号的半波长。
可选的，所述至少三根第一天线满足垂直线极化条件，并且线极化纯度高于第二阈值。
可选的，所述第二天线满足圆极化条件。
第二方面，本发明提供了一种定位装置，应用于锚节点设备，所述锚节点设备包括至少三根第一天线，其中至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线，所述装置包括：
接收模块，用于通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；
计算模块，用于根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；
提取模块，用于提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；
确定模块，用于基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位。
可选的，所述确定模块用于基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位；根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值；当所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位为所述信标设备的方位；其中，当所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位不为所述信标设备的方位，并根据所述信标设备的历史方位确定所述信标设备的方位。
可选的，所述确定模块用于判断所述至少三个相位差所指向的方位是否相同；当所述至少三个相位差所指向的方位相同时，确定所述至少三个相位差中任一相位差所指向的方位为所述疑似方位；或当所述至少三个相位差所指向的方位不完全相同时，确定所述至少三个相位差所指向的方位的均值方位为所述疑似方位。
可选的，所述至少三根第一天线的设置位置位于多边形顶点上，且所述多边形的最长边长小于所述信号的半波长。
可选的，所述至少三根第一天线满足垂直线极化条件，并且线极化纯度高于第二阈值。
可选的，所述第二天线满足圆极化条件。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，锚节点设备有至少三根第一天线，并且至少一根第一天线与其余第一天线设置位置不共线，锚节点设备通过每根第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号，然后根据每根第一天线接收信号的相位，获得每两根第一天线接收信号的相位差。由于至少一根第一天线与其余第一天线不共线，所以在所有相位差所指向的方位中，就会存在至少三个相位差所指向的方位是接近的，而该至少三个相位差对应的镜像相位差所指向的镜像方位，以及其他相位差所指向的方位不收敛于同一个方位，因此提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差，并基于至少三个相位差，确定信标设备的方位。由此可见，通过上述通过至少三根第一天线来接收第二天线的信号，进而使得相位差过滤掉奇异解，最终利用最接近真实方位的三个相位差从360°的范围中确定出信标设备的方位，由此实现了锚节点设备在360°范围中定位的技术效果。
附图说明
图1a-图1b为本发明实施例中第一天线设置位置示意图；
图2为本发明实施例中定位方法的流程图；
图3为本发明实施例中相位差所指向的方位示意图；
图4为本发明实施例中一示例性历史方位和估计方位示意图；
图5为本发明实施例中一种可能的数据包收发示意图；
图6为本发明实施例中定位装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种定位方法和装置，用于实现锚节点设备在360°范围中定位信标设备。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案总体思路如下：
在本发明实施例的技术方案中，锚节点设备有至少三根第一天线，并且至少一根第一天线与其余第一天线设置位置不共线，锚节点设备通过每根第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号，然后根据每根第一天线接收信号的相位，获得每两根第一天线接收信号的相位差。由于至少一根第一天线与其余第一天线不共线，所以在所有相位差所指向的方位中，就会存在至少三个相位差所指向的方位是接近的，而该至少三个相位差对应的镜像相位差所指向的镜像方位，以及其他相位差所指向的方位不收敛于同一个方位，因此提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差，并基于至少三个相位差，确定信标设备的方位。由此可见，通过上述通过至少三根第一天线来接收第二天线的信号，进而使得相位差过滤掉奇异解，最终利用最接近真实方位的三个相位差从360°的范围中确定出信标设备的方位，由此实现了锚节点设备在360°范围中定位的技术效果。
下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
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。
本发明第一方面提供了一种定位方法，应用于设置有锚节点的电子设备，即锚节点设备。本发明实施例中的锚节点设备包括至少三根第一天线，在具体实现过程中，第一天线的数量可以为3、4或10等，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。其中，在至少三根第一天线中，至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线。具体来讲，第一天线垂直设置于天线设置面上，第一天线与天线设置面的接触位置为设置位置。如图1a示出的第一天线设置位置示意图，图1a中第一天线共有三根，三个设置位置两两共线，但三个设置位置不共线，设置位置构成三角形。或者，如图1b示出的第一天线设置位置示意图，四根第一天线的设置位置中有三根第一天线的设置位置共线，另一根第一天线的设置位置与其余三个设置位置不共线。
当至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线时，每两根第一天线之间的连线及连线的延长线将会有所交叉。
下面请参考图1，为发明实施例中定位方法的流程图。该方法包括：
S101：通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；
S102：根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；
S103：提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；
S104：基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位。
具体来讲，本发明实施例中的信标设备，即设置有信标的电子设备上具有一根或多根第二天线，通过第二天线向第一天线发送信号，以及接收第一天线发送的信号，进而与锚节点设备交互。在S101中，锚节点设备通过每根第一天线接收第二天线发送的信号。
由于每根第一天线与第二天线之间的相对位置有所不同，所以每根第一天线接收第二天线的信号的相位就有所不同。在S102中，根据每根第一天线接收信号的相位，计算出每两根第一天线接收信号的相位差。以图1a示出的三根第一天线为例来说，第一根第一天线ANT_11接收信号的相位为P1，第二根第一天线ANT_12接收信号的相位为P2，第三根第一天线ANT_13接收信号的相位为P3。则ANT_11与ANT_12的相位差为P12A和P12B，ANT_11与ANT_13的相位差为P13A和P13B，ANT_12与ANT_13的相位差就是P23A和P23B。每个相位差指向一个方位。
根据几何原理可知，每两根天线接收信号的相位能够计算出两个相位差，那么这两个相位差所指向的方位是关于这两根天线的连线或连线的延长线镜像对称的。例如P12A和P12B所指向的方位关于ANT_11和ANT_12的连线或连线的延长线镜像对称。并且，两个相位差所指向的方位，一个为正则解，即信标设备的真实方位，另一个为奇异解，即信标设备为非真实方位，而为镜像方位。
进一步，正是由于镜像对称，所以现有技术中锚节点设备仅能在正面180°的范围或者反面180°的范围内定位信标设备，而无法从360°的范围中定位出信标设备。
在本发明实施例中，由于至少一根第一天线与其余第一天线的设置位置不共线，所以至少两根第一天线的连线与其余天线的连线是不平行的，所以所有相位差指向的方位就不会收敛于两条直线。沿用图1a示出的第一天线设置位置来说明，如图3所示，P12A指向的方位Y12A和P12B所指向的方位Y12B关于ANT_11和ANT_12的连线或连线的延长线镜像对称，P13A指向的方位Y13A和P13B所指向的方位Y13B关于ANT_11和ANT_13的连线或连线的延长线镜像对称，P23A指向的方位Y23A和P23B所指向的方位Y或连线的延长线关于ANT_12和ANT_13的连线镜像对称。图3中的虚线表示两根第一天线连线的延长线。
由于至少两根第一天线的连线与其余天线连线不平行，且每两个镜像对称的方位中有一个真实方位，所以在所有相位差所指向的方位中，就至少有三个相位差所指向的方位是收敛于同一方位的。换言之，至少有三个相位差所指向的方位相同，或者接近。如图3中的Y12A、Y13A和Y23B。而其余相位差所指向的方位则不会收敛与同一方位。如图3中的Y12B、Y13B和Y23A。
所以，S103中，将所指向方位最为接近的三个相位差提取出来。具体来讲，锚节点设备计算出每两个相位差所指向的方位之间的距离，然后将距离最小的三个方位对应的相位差提取出来。
最后，S104中，基于该至少三个相位差确定信标设备的方位。具体来讲，在本发明实施例中，可以通过如下过程确定信标设备的方位：
基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位；
根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值；
当所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位为所述信标设备的方位；其中，当所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位不为所述信标设备的方位，并根据所述信标设备的历史方位确定所述信标设备的方位。
具体来讲，信标设备首先基于上述三个指向方位最接近的相位差，确定出信标设备的疑似方位。其中，本发明实施例确定疑似方位的方式为：
判断所述至少三个相位差所指向的方位是否相同；
当所述至少三个相位差所指向的方位相同时，确定所述至少三个相位差中任一相位差所指向的方位为所述疑似方位；或
当所述至少三个相位差所指向的方位不完全相同时，确定所述至少三个相位差所指向的方位的均值方位为所述疑似方位。
首先，判断该至少三个相位差所指向的方位是否相同。如果至少三个相位差所指向的方位相同，表示该至少三个相位差恰好均指向了同一方位，所以确定其中任一相位差所指向的方位为疑似方位。而如果至少三个相位差所指向的方位不完全相同，表示该至少三个相位差并没有指向同一方位，所以本发明实施例此时计算出该至少三个相位差所指向的方位的均值，并将均值作为疑似方位。
接下来，锚节点设备读取信标设备的历史方位，进而判断本次定位确定出的疑似方位是否为信标设备的方位。具体来讲，本发明实施例中的历史方位具体为本次定位之前预设时长内的信标设备方位，预设时长例如为3分钟或1分钟等，本发明不做具体限制。判断疑似方位是否为信标设备的方位，通过判断本次定位出的疑似方位的置信度是否达到第一阈值来实现。其中，根据历史方位判断疑似方位的置信度是否达到第一阈值，可以通过如下方式实现：
根据所述历史方位获得一估计方位；
计算所述疑似方位与所述估计方位的差值与所述估计方位的比值，并将所述比值作为所述置信度；
判断所述比值是否大于等于所述第一阈值；
当所述比值大于等于所述第一阈值时，表示所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值；当所述比值小于所述第一阈值时，表示所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值。
具体来讲，通常情况下，信标设备的方位会按照一定规律变化，瞬间发生较大变化的几率较小，所以，在本发明实施例中，锚节点设备基于历史方位，按照统计学原理估计出一估计方位。举例来说，图4示出了一示例性历史方位和估计方位示意图。图4中的曲线表示历史方位，可以看出，历史方位的变化近似线性变化，因此根据该曲线的线性变化规律，估计出图4中圆点代表的估计方位。
然后，在获得疑似方位后，进一步计算出疑似方位与估计方位的差值。其中，在本发明实施例中，计算疑似方位与估计方位的差值，可以为疑似方位减去估计方位，也可以为估计方位减去疑似方位，本发明不做具体限制。接着，获得疑似方位与估计方位的差值与估计方位的比值，进而将该比值作为疑似方位的置信度。在具体实现过程中，疑似方位与估计方位的差值与估计方位的比值可以具体为“估计方位/疑似方位与估计方位的差值”，或者“1-疑似方位与估计方位的差值/估计方位”，本发明不做具体限制。
当疑似方位与估计方位越接近时，疑似方位与估计方位的差值就越小，进而疑似方位的置信度就越高；反之，当疑似方位与估计方位越远离时，疑似方位与估计方位的差值就越大，进而疑似方位的置信度就越低。
然后，比较上述比值与第一阈值的大小。当上述比值大于等于第一阈值时，表示置信度达到第一阈值，进而表示疑似方位的置信程度较高，所以将疑似方位确定为本次定位的信标设备的方位；当上述比值小于第一阈值时，表示置信度未达到第一阈值，进而表示疑似方式的置信程度较低，所以不会将疑似方位确定为本次定位的信标设备的方位。
进一步，在本发明实施例中，当疑似方位的置信度未达到第一阈值时，将根据历史方位来确定信标设备的方位。在具体实现过程中，可以将估计方位确定为本次定位的信标设备的方位，或者将历史方位的均值确定本次定位的信标设备的方位等，本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行设置，本发明不做具体限制。
由上述描述可知，通过不共线的至少三根第一天线接收第二天线的信号，使得定位结果中至少有三个相位差所指向的方位接近，其他相位差所指向的方位分散，进而使得锚节点设备可以过滤掉奇异解，获得信标设备的方位，从而能够在360°的范围中定位到信标设备。
进一步，为了提高定位的准确性，同时提高每根第一天线对定位的贡献，在一种可选的实施例中，锚节点设备的至少三根第一天线的设置位置具***于多边形顶点上，换言之，每两根第一天线的连线和连线的延长线上，有且仅有该两根第一天线，如图1a所示。在具体实现过程中，设置位置构成的多边形可以等边也可以不等边，例如等边三角形、等腰三角形、正方形、矩形或等边六边形等，本发明不做具体限制。
当然，本领域技术人员应当理解，在具体实现过程中，设置平面不平整和/或第一天线不等长，但是所有第一天线的收发端是共面的。
本发明实施例中的第一天线和第二天线之间通信的信号波为高频无线射频波，例如UWB(超带宽，Ultra Wideband)波、蓝牙波或紫峰ZigBee协议波等，本发明不做具体限制。进一步，为了保证每两根第一天线所接收到的信号在一个通信周期内，设置位置所构成的多边形的最长边长应小于信号的半波长。
举例来说，采用6.5GHz的UWB波来进行通信，则信号波的波长为46.1mm，半波长为23.1mm。考虑到为误差信号留下10％半波长的余量，防止测量信号有误差时定向值超过一个通信周期，最终确定多边形最长的边长为半波长的90％，即20.8mm。
结合上述实施例，更进一步，本发明实施例中的至少三根第一天线满足垂直线极化条件，并且线极化纯度高于第二阈值。其中，线极化纯度用主极化和交叉极化的比值来确定，第二阈值的取值范围可以是大于等于6dB，例如为10dB、12dB或13dB等，由此使得第一天线的线极化纯度较高。由于信标设备发射信号时，由非主极化天线去接收，而是交叉极化方向的天线去接收，会导致测量的信号相位差不准确，进而会导致定位失败。所以，选择满足垂直极化条件且线极化纯度较高的第一天线，避免了定位失败。
更进一步，如果信标设备设置在姿态能够变化的电子设备上，例如平衡车、机器人和遥控器等，为了避免第二天线收发信号受到姿态变化的影响，本发明实施例中的第二天线满足圆极化条件，轴比可以选择小于4.5dB，例如在1dB～4.5dB中的取任意值。
另外，下面对锚节点设备对信标设备定位距离的方法进行简要介绍，请参考图5，为一种可能的数据包收发示意图。
锚节点设备与信标设备采用TWR(双向测距，Two-Way Ranging)的方法进行测距。在本发明实施例中，为了定位信标设备，每次测距需要基于3次通信。
第一，信标设备向锚节点设备发送第一数据包。信标设备发出第一数据包的同时，记录下发送第一数据包的时间戳，本发明实施例将发送第一数据包的时间戳记为tt1。
第二，锚节点设备接收第一数据包，并记录接收第一数据包的时间戳，本发明实施例将接收第一数据包的时间戳记为ta1。然后，锚节点设备向信标设备反馈第二数据包，以通知信标设备已接收第一数据包。在发出第二数据包的同时，记录下发送第二数据包的时间戳，本发明实施例将发送第二数据包的时间戳记为ta1。
第三，信标设备接收第二数据包，并记录接收第二数据包的时间戳，本发明实施例中将接收第二数据包的时间戳记为tt2。信标设备进一步计算出发送第三数据包的时间tt3，并将记录到的tt1、tt2和tt3包含到第三数据包内。在信标设备时钟到达tt3时，将第三数据包发送给锚节点设备，以通知锚节点设备成功接收第二数据包。
第四，锚节点设备接收第三数据包，并记录接收第三数据包的时间戳，记为ta3。
接下来，由于信标设备和锚节点设备的时钟可能不同步，所以需计算
Tround1＝tt2-tt1，
Treply1＝ta2–ta1，
Tround2＝ta3–ta2，
Treply2＝tt3–tt2。
其中，Tround1表示第一数据包从发送到接收到反馈的用时，Treply1表示锚节点设备反馈第二数据包的用时，Tround2表示第二数据包从发送到接收到反馈的用时，Treply2表示信标设备反馈第三数据包用时；图5中的Tprop表示数据包从发送到被接收的在途时间。
可见，T＝(Tround1–Treply1)/2就为第一数据包从信标设备发送到锚节点设备的在途时间。因此，信标设备与锚节点设备的距离DIS就是DIS＝T*V。其中，V为信号传播速度，为已知量。
在上述TWR过程中，至少三根第一天线的每根第一天线都会接收第一数据包、发送第二数据包和接收第三数据包。所以，在一次TWR过程中，锚节点设备可以同时定位信标设备的方位和距离，也可以分别在两次TWR中，本发明不做具体限制。
另外，在定位信标设备的方位时，锚节点设备任意选择按照接收第一数据包的信号或者第二数据包的信号来定位信标设备的方位。或者，如果接收第一数据包和第二数据包时的信号强度有所不同，也可以按照信号强度较强的信号来定位。
最终，锚节点设备结合方位和距离，就定位出了信标设备。
另外，在具体实现过程中，为了节约设备资源，减少数据包发送频率，上述第一数据包、第二数据包和第三数据包中还可以包含信标设备和锚节点交互的各种信息和数据，例如锚节点向信标发送的控制指令、信标的请求指令、第二天线的极化方向、信标设备的姿态等。本发明所属领域的普通技术人员可以根据实际进行选择，本发明不做具体限制。
基于与前述实施例中定位方法同样的发明构思，本发明第二方面还提供一种定位装置，如图6所示，包括：
接收模块101，用于通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；
计算模块102，用于根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；
提取模块103，用于提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；
确定模块104，用于基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位。
其中，确定模块104用于基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位；根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值；当所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位为所述信标设备的方位；其中，当所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位不为所述信标设备的方位，并根据所述信标设备的历史方位确定所述信标设备的方位。
进一步，确定模块104用于判断所述至少三个相位差所指向的方位是否相同；当所述至少三个相位差所指向的方位相同时，确定所述至少三个相位差中任一相位差所指向的方位为所述疑似方位；或当所述至少三个相位差所指向的方位不完全相同时，确定所述至少三个相位差所指向的方位的均值方位为所述疑似方位。
可选的，至少三根第一天线的设置位置位于多边形顶点上，且多边形的最长边长小于信号的半波长。
可选的，至少三根第一天线满足垂直线极化条件，并且线极化纯度高于第二阈值。
可选的，第二天线满足圆极化条件。
前述图1-图5实施例中的定位方法的各种变化方式和具体实例同样适用于本实施例的定位装置，通过前述对定位方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中定位装置的实施方法，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：
在本发明实施例的技术方案中，锚节点设备有至少三根第一天线，并且至少一根第一天线与其余第一天线设置位置不共线，锚节点设备通过每根第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号，然后根据每根第一天线接收信号的相位，获得每两根第一天线接收信号的相位差。由于至少一根第一天线与其余第一天线不共线，所以在所有相位差所指向的方位中，就会存在至少三个相位差所指向的方位是接近的，而该至少三个相位差对应的镜像相位差所指向的镜像方位，以及其他相位差所指向的方位不收敛于同一个方位，因此提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差，并基于至少三个相位差，确定信标设备的方位。由此可见，通过上述通过至少三根第一天线来接收第二天线的信号，进而使得相位差过滤掉奇异解，最终利用最接近真实方位的三个相位差从360°的范围中确定出信标设备的方位，由此实现了锚节点设备在360°范围中定位的技术效果。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种定位方法，应用于锚节点设备，其特征在于，所述锚节点设备包括至少三根第一天线，其中至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线，所述方法包括：
通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；
根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；
提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；
基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位；其中，
所述基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位，包括：
基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位；
根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值；
当所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位为所述信标设备的方位；
所述基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位，包括：
判断所述至少三个相位差所指向的方位是否相同；
当所述至少三个相位差所指向的方位不完全相同时，确定所述至少三个相位差所指向的方位的均值方位为所述疑似方位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位，还包括：
当所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位不为所述信标设备的方位，并根据所述信标设备的历史方位确定所述信标设备的方位。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位，还包括：
当所述至少三个相位差所指向的方位相同时，确定所述至少三个相位差中任一相位差所指向的方位为所述疑似方位。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值，包括：
根据所述历史方位获得一估计方位；
计算所述疑似方位与所述估计方位的差值与所述估计方位的比值，并将所述比值作为所述置信度；
判断所述比值是否大于等于所述第一阈值；
当所述比值大于等于所述第一阈值时，表示所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值；当所述比值小于所述第一阈值时，表示所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值。
5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述至少三根第一天线的设置位置位于多边形顶点上，且所述多边形的最长边长小于所述信号的半波长。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少三根第一天线满足垂直线极化条件，并且线极化纯度高于第二阈值。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二天线满足圆极化条件。
8.一种定位装置，应用于锚节点设备，其特征在于，所述锚节点设备包括至少三根第一天线，其中至少一根第一天线的设置位置与其余第一天线的设置位置不共线，所述装置包括：
接收模块，用于通过每根所述第一天线接收信标设备的第二天线发送的信号；
计算模块，用于根据所述每根第一天线接收所述信号的相位，获得每两根第一天线接收所述信号的相位差；
提取模块，用于提取所指向的方位最为接近的至少三个相位差；
确定模块，用于基于所述至少三个相位差，确定所述信标设备的方位；其中，
所述确定模块，具体用于：
基于所述至少三个相位差，确定出所述信标设备的疑似方位；
根据所述信标设备的历史方位，判断所述疑似方位的置信度是否达到第一阈值；
当所述疑似方位的置信度达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位为所述信标设备的方位；
所述确定模块，还用于：
判断所述至少三个相位差所指向的方位是否相同；
当所述至少三个相位差所指向的方位不完全相同时，确定所述至少三个相位差所指向的方位的均值方位为所述疑似方位。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还用于：
当所述疑似方位的置信度未达到所述第一阈值时，确定所述疑似方位不为所述信标设备的方位，并根据所述信标设备的历史方位确定所述信标设备的方位。
10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定模块，还用于：
当所述至少三个相位差所指向的方位相同时，确定所述至少三个相位差中任一相位差所指向的方位为所述疑似方位。
11.如权利要求8-10任一项所述的装置，其特征在于，所述至少三根第一天线的设置位置位于多边形顶点上，且所述多边形的最长边长小于所述信号的半波长。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述至少三根第一天线满足垂直线极化条件，并且线极化纯度高于第二阈值。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述第二天线满足圆极化条件。
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