CN107105498A - 定位方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种定位方法和装置,定位方法包括:待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,进而获取至少两个信号各自的到达角,至少两个信号为至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,最后根据至少两个节点各自的位置信息和至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息,其中,至少两个节点会在交互的信号中携带自身的位置信息,而需要定位的节点只需监听信道,当获取到至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号后,便可直接进行定位,而无需与已知位置信息的节点进行定位信息的交互,从而有效提高了信道的使用率以及定位的效率。

Description

定位方法和装置
技术领域
本发明涉及通信技术,尤其涉及一种定位方法和装置。
背景技术
全球卫星定位***(Global Positioning System,简称为:GPS)凭借其极高的可靠性和准确的定位精度被广泛应用,但在建筑物遮挡的室内环境中,GPS信号会极其微弱,从而导致GPS定位***定位精度低甚至不能完成定位。
而随着无线技术的迅猛发展,无线局域网(Wireless Local Area Networks,简称为:WLAN)技术以其覆盖范围广、传播速度快、网络建设成本低等特点被广泛应用于各种室内环境中,因此,基于室内无线信号的定位技术便成为室内定位技术研究中的热点。
现有技术中,通常利用待定位节点与至少三个锚节点之间的距离,完成为待定位节点的定位,其中,待定位节点为需要确定位置信息的节点,所述锚节点为已知位置信息的节点。而基于非同步的时间到达(time of arrival,简称为:TOA)算法是确定待定位节点与锚节点间距离的常用方法,图1所示为基于非同步的TOA算法的具体实现信令流程图,如图1所示:待定位节点向锚节点发送定位请求消息,并记录该消息的发送时间t1;锚节点接收到待定位节点发送的定位请求消息后,反馈确认字符(Acknowledgement,简称为:ACK)给待定位节点,此步骤中,锚节点记录定位请求消息的到达时间t2以及发送ACK的时间t3,并将t2,t3或者t3和t2的差值反馈给待定位节点;待定位节点接收到锚节点反馈的ACK后,记录ACK的到达时间t4。根据上述的时间,即可确定待定位节点与锚节点之间的距离D:其中,C为光速。通过上述的描述可知,待定位节点与锚节点至少需要两次交互才可以完成一次测距,而需要完成为待定位节点的定位,也即需要确定待定位节点与三个锚节点间的距离,则至少需要6次的交互,从而无形中增加了网络负载。
而在密集部署的WLAN网络中,大量待定位节点如果因为定位的需要,会频繁进行该定位信息的交互,从而使得信道被大量定位信息占用,而影响正常的数据信息的交互,进而降低了信道的使用率。
发明内容
本发明实施例提供一种定位方法和装置,以克服现有技术中节点由于定位的需要导致信道被大量的定位信息占用,从而降低了数据信息在信道中的传输,使得信道的使用率降低的问题。
本发明第一方面提供一种定位方法,包括:待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述待定位节点获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述待定位节点根据所述至少两个节点各自的位置信息和所述至少两个信号各自的到达角,确定所述待定位节点的位置信息。
本实施例中,待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,进而获取至少两个信号各自的到达角,至少两个信号为至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,最后根据至少两个节点各自的位置信息和至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息,其中,其中,至少两个节点会在交互的信号中携带自身的位置信息,而需要定位的就节点只需监听信道,当获取到至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号后,便可直接进行定位,而无需与已知位置信息的节点进行定位信息的交互,从而有效提高了信道的使用率以及定位的效率。
在本发明一些实施例中,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号,所述待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,包括:所述待定位节点截获信道中所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
本实施例中,待定位节点可直接截获信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,进而利用截获到的信号进行定位,而无需与已知位置信息的节点进行定位信息的交互,从而有效提高了信道的使用率以及定位的效率。
在本发明一些实施例中,所述待定位节点根据所述至少两个节点各自的位置信息和所述至少两个信号各自的到达角,确定所述待定位节点的位置信息,包括:所述待定位节点确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述待定位节点获取所述至少两个信号中的第一信号时所在的位置,所述第二位置为所述待定位节点获取所述至少两个信号中的第二信号时所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
在本发明一些实施例中,所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,包括:所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;所述待定位节点根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
在本发明一些实施例中,所述待定位节点根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息,包括:所述待定位节点以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;所述待定位节点以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
在本发明一些实施例中,所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息包括:在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
本实施例中,当至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第一到达角的角度值与至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第二到达角的角度值之间的差值越小,也即两个信号到达的角度接***行的时候,计算获取待定位节点自身的位置信息的方法较为复杂,增加了定位的时延,为了提高定位的效率,可以选择使用差值大于预设值的到达角对应的信息作为确定待定位节点位置信息的信号,从而有效提高了定位的效率和准确率并降低了定位的延时。
在本发明一些实施例中,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
本实施例中,通过设定指示位,可以使得待定位节点无需解析信号,而直接判断信号中是否携带该指示位,以确定该信号是否为携带位置信息的信号,如果该信号是携带位置信息的信号,才解析该信号并从该信号中获取位置信息,从而提高了定位的效率。
在本发明一些实施例中,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
在本发明一些实施例中,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
在本发明一些实施例中,所述待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,包括:
所述待定位节点从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
本发明第二方面提供一种定位装置,包括:获取模块和确定模块,
获取模块,用于获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述获取模块,还用于获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;确定模块,用于根据所述至少两个节点各自的位置信息和所述至少两个信号各自的到达角,确定所述待定位节点的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号,在所述待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述获取模块用于:所述待定位节点截获信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
进一步的,所述确定模块用于:确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述获取模块获取所述至少两个信号中的第一信号时所述定位装置所在的位置,所述第二位置为所述获取模块获取所述至少两个信号中的第二信号时所述定位装置所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
进一步的,在根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息的方面,所述确定模块用于:根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息的方面,所述确定模块用于:以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息的方面,所述确定模块用于:
在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、以及所述第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
进一步的,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
进一步的,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
进一步的,在获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述获取模块用于:从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
本发明第三方面提供一种定位装置,包括:处理器、存储器和接收器;
所述存储器,用于存储程序代码;所述处理器、所述存储器和所述接收器通过总线相互通信;所述接收器,用于获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述处理器,用于读取所述存储器中存储的程序代码,执行以下操作:所述处理器,用于获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述处理器,用于根据所述接收器获取到的所述至少两个节点各自的位置信息和所述处理器获取的所述至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号,在所述获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述接收器用于:截获信道中所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
进一步的,在根据所述接收器获取到的所述至少两个节点各自的位置信息和所述处理器获取的所述至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息的方面,所述处理器用于:确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述接收器获取所述至少两个信号中的第一信号时所述定位装置所在的位置,所述第二位置为所述接收器获取所述至少两个信号中的第二信号时所述定位装置所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
进一步的,在所述根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息的方面,所述处理器用于:根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在所述根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息的方面,所述处理器用于:以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在所述根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息的方面,所述处理器用于:在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、以及所述第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
进一步的,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
进一步的,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
进一步的,在所述获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述接收器用于:从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
本发明实施例提供一种定位方面和装置,该方法包括:待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,进而获取至少两个信号各自的到达角,至少两个信号为至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,最后根据至少两个节点各自的位置信息和至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息,其中,其中,至少两个节点会在交互的信号中携带自身的位置信息,而需要定位的就节点只需监听信道,当获取到至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号后,便可直接进行定位,而无需与已知位置信息的节点进行定位信息的交互,从而有效提高了信道的使用率以及定位的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为基于非同步的TOA算法的具体实现信令流程图;
图2所示为待定位节点利用两个节点进行定位的方法示意图
图3所示为本发明实施例提供的定位方法的流程图;
图4所示为待定位节点监听同一个信道,并在该信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的消息的示意图;
图5所示为图4所以的场景中对待定位节点进行定位的具体实现方法示意图;
图6所示为待定位节点监听至少两个信道,并从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的消息的示意图;
图7所示为计算图6中的M’的位置信息的具体示意图;
图8所示为计算图7中的M’的位置信息的具体示意图;
图9所示为本发明实施例提供的定位装置的结构示意图;
图10所示为本发明又一实施例提供的定位装置的结构示意图。
具体实施方式
由于基于全球定位***(Global Positioning System,简称为:GPS)的定位信号在无法在室内很好的被接收,室内定位技术近年受到广泛的关注。
基于无线保真(WIreless-Fidelity,简称为:WiFi)信号的无线室内定位技术,由于可以基于现有的无线局域网络(Wireless Local Area Networks,简称为:WLAN)设施而无需部署新的定位节点,是一种比较常见的室内等位方式。
而密集部署是下一代WLAN考虑的主要问题之一。在密集部署的WLAN中,要实现易扩展的精确定位,就必需考虑减少定位信息的交互。这样做的主要原因是:
1、密集部署的WLAN中,由于待定位节点与接入点间信息交互频繁,定位信息可能不能及时发送,这样会导致待定位节点的定位信息不能及时更新,而引起定位误差或无法及时进行定位。
2.在密集部署的WLAN中,大量待定位节点如果因为定位的需要,频繁进行定位信息的交互,这样会导致信道被大量的定位信息占用,而影响正常的数据信息的交互。
基于上述问题,本发明提出一种新的定位方法,可有效避免定位信息的收发而带来的信道占用以及定位延迟的问题。
本发明中的方案采用基于信号到达角(Angle of Arrival,简称为:AOA)的定位算法,该算法的一种实现方式为:在一个定位区域内,待定位节点利用两个已知位置信息的节点的位置信息进行定位,具体的:待定位节点获取其他两个已知位置信息的节点的位置信息,以及该两个节点发送携带位置信息的消息到待定位节点的到达角,再结合交叉法就可以计算出待定位节点的位置信息。
该定位算法的另一种实现方式为:在一个定位区域内,待定位节点利用两个以上已知位置信息的节点的位置信息进行定位,具体为:待定位节点获取两个以上节点发送的携带自身位置信息的消息,以及每个节点发送的携带位置信息的消息到达角,进而针对其中的每两个节点,分别使用交叉法计算出待定位节点的位置信息,然后取计算出的多个位置信息的平均值,便可更加准确的确定出待定位节点的位置信息。
本实施例介绍待定位节点利用两个节点的位置信息进行定位的具体实现方法,图2所示为待定位节点利用两个节点进行定位的方法示意图,如图2所示,节点R1和节点R2为两个已知位置信息的节点,且在本实施例中节点R1和节点R2的位置信息用坐标信息表示,假设节点R1的坐标信息为(x1,y1),节点R2的坐标信息为(x2,y2),而要求得的待定位节点所在的位置M的坐标信息为(x3,y3)。∠β为待定位节点在位置M接收到来自节点R1发送的携带自身位置信息的消息到待定位节点的到达角,∠α为待定位节点在位置M接收到来自节点R2发送的携带自身位置信息的消息到待定位节点的到达角,然后待定位节点通过下述公式就可以计算出待定位节点所在的位置M对应的坐标信息(x3,y3):
其中,a为待定位节点所在的位置M到节点R1的位置信息对应的位置之间的距离,b为待定位节点所在的位置M到节点R2的位置信息对应的位置之间的距离。
下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合,对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。
本发明考虑的网络由接入点(Access Point,简称为:AP)、站点(Station,简称为:STA)组成,其中AP和/或部分STA均已知当前自己的位置信息,AP和STA如何获知自身的位置信息,本发明不做限定。
本发明中,已知位置信息的AP和/或STA被称为节点(R),且该些节点在交互的消息中会携带自身的位置信息。
其中,待定位节点为本发明中需要获知自身位置信息的节点,待定位节点同样可以为AP或STA,本发明不做特别限定。
在实际应用中,本发明的方案可以应用于任何通过监听信道以接入信道的通信***中,例如:上述描述的WLAN的场景。
图3所示为本发明实施例提供的定位方法的流程图,如图3所示,本实施例的方法可以包括:
步骤101、待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
步骤102:上述待定位节点获取至少两个信号各自的到达角,至少两个信号为至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
其中,至少两个信号为至少两个节点之间进行交互的信号。
例如:节点A和节点B为两个正在进行信号交互的节点,节点A可在发送给节点B的信号中携带自身的位置信息,节点B同样可在发送给节点A的信号中携带自身的位置信息,在此过程中,节点A可在发送给节点B的每一个信号中均携带自身的位置信息,同样节点B也可以在发送给节点B的每一个信号中均携带自身的位置信息。
如果节点A和节点B在每个发送至对方的信号中均携带自身的位置信息,会导致节点的开销较大,因此,在实际应用中,还可在某些固定的信号中携带自身的位置信息,或者,间隔固定时长后,在发送至对方的信号中携带自身的位置信息。
上述节点自身的位置信息可以包括但不限于节点的经度、和/或节点的纬度、和/或节点的海拔信息等可以表示节点位置的信息。
进一步的,在WLAN等网络中,待定位节点可以直接从信道中截获其他节点交互的信号,进而本发明中的步骤101还可以为:待定位节点截获信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
步骤103:上述待定位节点根据至少两个节点各自的位置信息和至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息。
本发明实施例提供的定位方法,包括:待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,进而获取至少两个信号各自的到达角,至少两个信号为至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,最后根据至少两个节点各自的位置信息和至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息,其中,其中,至少两个节点会在交互的信号中携带自身的位置信息,而需要定位的就节点只需监听信道,当获取到至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号后,便可直接进行定位,而无需与已知位置信息的节点进行定位信息的交互,从而有效提高了信道的使用率以及定位的效率。
具体的,待定位节点可以通过监听信道,进而获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号可以包括:待定位节点可以监听至少两个信道,并从至少两个信道中分别获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;待定位节点也可以监听同一个信道,并在该信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
在本发明一个实施例中,图4所示为待定位节点监听同一个信道,并在该信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的示意图,如图4所示,N为待定位节点所在的位置,节点R3和节点R4在进行信号交互,且在交互的数据信号(DATA),和/或,应答信号(ACK)中,携带各自的位置信息,将携带各自的位置信息的信号发送至对方。
值得注意的是,由于节点R3和节点R4在信号交互时发送的数据消息(DATA),和/或,应答消息(ACK)之间的时间间隔非常短,因此可近似的认为待定位节点没有移动,也即,在相同的位置M同时获取到节点R3和节点R4分别发送的携带各自位置信息的信号。
在待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号后,根据图2所示的AOA算法还需获取至少两个信息各自的到达角,例如图4中节点R3发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的到达角,节点R4发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的到达角。
其中,待定位节点获取至少两个信号各自的到达角的方法与现有技术中相同,此处不再赘述。
具体的,在该场景中确定待定位节点位置信息的具体方法与图2类似,如图5所示,
待定位节点在位置N同时获得第一节点R5发送的携带自身位置信息的信号以及第二节点R6发送的携带自身位置信息的信号,并获取第一节点R5发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第一到达角∠ω,获取第二节点R6发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第二到达角∠η。进而待定位节点根据获取到的第一节点R5发送的携带自身位置信息的信号确定第一节点R5的坐标信息为(x3,y3),待定位节点根据获取到的第二节点R6发送的携带自身位置信息的信号确定第二节点R6的坐标信息为(x4,y4)。基于上述信息,待定位节点确定待定位节点所在的位置M到第一节点R5的位置信息对应的位置之间的第二距离LMR5,待定位节点确定待定位节点所在的位置M到第二节点R6的位置信息对应的位置之间的第三距离LMR6
基于上述信息,待定位节点通过下述公式就可以计算出待定位节点对应的坐标信息(x,y):
在本发明另一个实施例中,图6所示为待定位节点监听至少两个信道,并从至少两个信道中分别获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的示意图。
如图6所示,在T0时刻,节点R1正在与节点R3进行信号的交互,节点R1在发送至节点R3的数据消息(DATA),和/或,应答消息(ACK)中携带节点R1自身的位置信息(在此过程中,节点R3同样可以在发送给节点R1的数据消息(DATA),和/或,应答消息(ACK)中携带节点R3自身的位置信息);在T1时刻,节点R2正在与节点R4进行信号的交互,节点R2在发送给节点R4的数据消息(DATA),和/或,应答消息(ACK)中,携带节点R2自身的位置信息(在此过程中,节点R4同样可以在发送给节点R2的数据消息(DATA),和/或,应答消息(ACK)中携带节点R4自身的位置信息)。
在T0时刻,待定位节点在位置M获取到节点R1发送的携带自身位置信息的信号,待定位节点从获取到的信号中获知节点R1的位置信息;在T1时刻,待定位节点已经从位置M移动到位置M’,且在位置M’获取到节点R2发送的携带自身位置信息的信号,待定位节点从获取到的信号中获知节点R2的位置信息。
值得注意的是,由于图6中节点是在不同的信道中获取到至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,而待定位节点在不同信道的切换是需要一定的时间的,也即图6的方案同样可以认为是在不同的时间点,不同的位置获取到至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
在待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号后,根据图2所示的AOA算法还需获取至少两个信息各自的到达角,例如图6中节点R1发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的到达角,节点R2发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的到达角。
其中,待定位节点获取至少两个信号各自的到达角的方法与现有技术中相同,此处不再赘述。
在该场景中确定待定位节点位置信息的具体方法为:
待定位节点在第一位置M获取到第一节点R1发送的携带自身位置信息的信号,待定位节点从获取的信号中获知第一节点R1的位置信息,进而获取第一节点R1发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第一到达角;当待定位节点运动到第二位置M’后,在第二位置M’获取到第二节点R2发送的携带自身位置信息的信号,待定位节点从获取的信号中获知第二节点R2的位置信息,进而获取第二节点R2发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第二到达角,其中,第一节点R1的位置信息用于指示第一节点R1所在的位置,第二节点R2的位置信息用于指示第一节点R2所在的位置。
待定位节点基于自身惯导信息获得由第一位置M移动到第二位置M’的方向信息以及第一位置M与第二位置M’之间的第一距离。
基于上述第一距离、方向信息、获取到的第一节点R1的位置信息、获取到的第二节点R2的位置信息、第一到达角、第二到达角确定第二位置信息,并将该第二位置信息作为待定位节点的位置信息。
进一步的,上述待定位节点基于第一距离、方向信息、获取到的第一节点R1的位置信息、获取到的第二节点R2的位置信息、第一到达角、第二到达角确定第二位置信息,包括:
上述待定位节点根据上述第一距离、上述方向信息、上述第一节点的位置信息、上述第二节点的位置信息、上述第一到达角、上述第二到达角,确定上述第二位置与上述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及上述第二位置与上述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;
上述待定位节点根据上述第二距离、上述第三距离、上述第二到达角、上述第一节点的位置信息、上述第二节点的位置信息,确定上述第二位置的位置信息。
进一步的,上述待定位节点根据上述第二距离、上述第三距离、上述第二到达角、上述第一节点的位置信息、上述第二节点的位置信息确定上述待定位节点的位置信息,包括:
上述待定位节点以上述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;
上述待定位节点以上述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;
确定上述第一圆轨迹与上述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;
根据上述第二到达角从上述两个交点各自的位置信息中确定上述第二位置的位置信息。
具体的,图7所示为计算图6中的M’的位置信息的具体示意图,如图7所示,其中,待定位节点在第一位置M获取到第一节点R1发送的携带自身位置信息的信号,待定位节点从获取的信号中获知第一节点R1的位置信息后,进而获取第一节点R1发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第一到达角∠α;当待定位节点运动到第二位置M’后,在第二位置M’获取到第二节点R2发送的携带自身位置信息的信号,待定位节点从获取的信号中获知第二节点R2的位置信息后,并且进而获取第二节点R2发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第二到达角∠θ。
待定位节点基于自身惯导信息获得由第一位置M移动到第二位置M’的方向信息,也即,第一位置M移动到第二位置M’对应的角度∠γ,∠β,
根据三角形关系可知:
∠1=180°-(∠β-∠α),
∠2=∠β-∠θ,
∠3=180-∠1-∠2=∠6,
∠4=180-∠3,
∠5=∠γ-∠θ,
∠7=180-∠5-∠6,
结合上述各个角度值,通过正弦定理可以求得和LOM'
其中,O点为第一连线与第二连线之间的交点,第一连线为待定位节点所在的第一位置M,与在第一位置M获取到第一节点R1发送的携带自身位置信息的信号对应的位置之间的连线;第二连线为待定位节点所在的第二位置M’,与在第二位置M’获取到第二节点R2发送的携带自身位置信息的信号对应的位置之间的连线;为待定位节点在第二位置M’获取到第二节点R2发送的携带自身位置信息的信号对应的位置与O点之间的距离,LOM'为待定位节点所在的第二位置M’与O点之间的距离。
由于:结合上述计算得到的值变得得知为待定位节点所在的第二位置M’与第二节点R2的位置信息对应的位置之间的第三距离。
结合上述各个计算结果,通过余弦定理可以求得
其中,
为待定位节点所在的第二位置M’与第一节点R1的位置信息对应的位置之间的第二距离。
进而,如图8所示,上述待定位节点以上述第一节点R1的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;上述待定位节点以上述第二节点R2的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;确定上述第一圆轨迹与上述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;最后,根据上述第二到达角∠θ从上述两个交点各自的位置信息中确定上述第二位置的位置信息,即待定位节点所在的位置M’的位置信息。
当第一节点发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第一到达角的角度值与第二节点发送的携带自身位置信息的信号到待定位节点的第二到达角的角度值之间的差值越小,也即两个角度接***行的时候,计算获取待定位节点自身的位置信息的方法较为复杂,增加了定位的时延,为了提高定位的效率,可以选择使用第一到达角的角度值与第二到达角之间的角度的差值大于预设值时对应的信号作为确定待定位节点位置信息的信号,从而有效提高了定位的效率。具体的,待定位节点需要对获取到的携带自身位置信息的信号进行筛选,判断获取到的至少两个携带自身位置信息的信号对应的到达角之间差值,只有当该差值大于预设值时,该两个信号才被待定位节点用来计算自身的位置信息。
例如:上述的预设值可以为5°。但在实际应用中,上述的预设值可以为***中根据实际情况预设的,也可以根据其他方式得到,本发明不对其加以限制。
如果节点并非在每个交互的信号中均携带自身的位置信息,当待定位节点获取到其他节点发送的信号后,只有在解析该信号后才能发现此信号是否为携带位置信息的信号,如果获取到的信号中没有携带位置信息,则丢弃该信号,此种做法会延长定位的时延以及增加待定位节点的开销。为了避免待定位节点无法直接获知获取到的信号是否为携带位置信息的信号而带来的时延的增加的问题,本发明中会在信号中增加一指示位,该指示位用于指示该指示位所在的信号携带位置信息,进而,当待定位节点获取到其他节点发送的信号后,只需判断信号中是否包含该指示位,如果该信号中包含指示位,才去解析该信号,以获取其他节点的位置信息,如果判断信号中不包含指示位,则直接将该信号丢弃,从而有效提高了待定位节点的定位效率。
例如:该指示位可以用1比特的数据表示,当指示位对应的数据为1时表明该信号携带位置信息,当指示位对应的数据为0时表明该信号未携带位置信息。
进一步的,如果上述获取的至少两个信号承载物理层帧,则可在物理层帧中携带上述指示位,例如:可在802.11物理层帧的帧头携带指示位。
具体的,可在802.11n物理层帧的帧头的保留位携带该指示位;还可在802.11ac的物理层帧的帧头中的保留位携带该指示位;在下一代802.11标准802.11ax中,可在物理层帧的帧头中增加该指示位,或者利用物理层帧的帧头中已有的保留位携带该指示位。
可选的,如果上述获取的至少两个信号承载介质访问控制(Media AccessControl,简称为:MAC)层帧,还可在802.11的MAC层帧中携带上述指示位。例如,可在MAC层帧的帧头中增加上述指示位。
具体的,当MAC层帧中携带上述指示位后,在MAC层帧的帧控制域中的类型域(type)或MAC层帧的帧控制域中的子类域(subtype)中可以定义新的类型域或子类域,其中,现有技术中的类型域(type)定义了当前帧是管理帧,数据帧还是控制帧;现有技术中的子类域(subtype)定义了是具体哪种帧,表1所示为现有技术中802.11定义的类型域(type)或子类域(subtype)的具体定义。
表1
可利用现有技术中类型域(type)中的保留位来定义新的类型域,例如:利用11来表示该帧为携带位置信息的管理帧,或者利用现有技术中子类域(subtype)中的保留位来表示该帧为携带位置信息的管理帧。
还可通过扩展类型域(type)或子类域(subtype)所占的比特数,来定义新的类型域(type)或者子类域(subtype),例如,可以扩展现有的2位的类型域(type)为3位,当类型域(type)的值从100到111可以用来对应相应的携带位置信息的管理帧,携带位置信息的控制帧或携带位置信息的数据帧,例如,100表示携带位置信息的管理帧、101表示携带位置信息的控制帧等;或者扩展现有的4位子类域(subtype)为5位,例如:00110表示携带位置信息的探测请求Probe request等。
在实际应用中,该携带指示位的帧以及携带位置信息的帧可以为数据帧、管理帧或者控制帧中的任一种。
表2所示为扩展表1所示的802.11定义的类型域(type)。
表2
表3所示为扩展表1所示的802.11定义的子类域。
表3
值得注意的是,在上述的表2和表3中使用的为将类型域从2位扩展为3位,或,将子类域从4位扩展为5为仅仅为一种举例,在实际应用中还可以才扩展为其他的位数,本发明不对其加以限制。
当待定位节点确定到多个节点发送的携带位置信息的信号,且该些信号均满足本发明中的条件,则可两两组合,按照本发明中的方法计算待定位节点的位置信息,最后平均该些位置信息即可,在实际应用中还可以有其他的方法,本发明不加以限制。
图9所示为本发明实施例提供的定位装置的结构示意图,如图9所示,该定位装置包括:获取模块11和确定模块12,
本发明第二方面提供一种定位装置,包括:获取模块11和确定模块12,
获取模块11,用于获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述获取模块11,还用于获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;确定模块12,用于根据所述至少两个节点各自的位置信息和所述至少两个信号各自的到达角,确定所述待定位节点的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号,在所述待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述获取模块11用于:所述待定位节点截获信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
进一步的,所述确定模块12用于:确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述获取模块11获取所述至少两个信号中的第一信号时所述定位装置所在的位置,所述第二位置为所述获取模块11获取所述至少两个信号中的第二信号时所述定位装置所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
进一步的,在根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息的方面,所述确定模块12用于:根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息的方面,所述确定模块12用于:以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息的方面,所述确定模块12用于:
在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、以及所述第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
进一步的,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
进一步的,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
进一步的,在获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述获取模块11用于:从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
本实施例的装置,可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
图10所示为本发明又一实施例提供的定位装置的结构示意图,如图10所示,该定位装置包括:处理器21、存储器22和接收器23;
所述存储器22,用于存储程序代码;所述处理器21、所述存储器22和所述接收器23通过总线相互通信;所述接收器23,用于获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述处理器21,用于读取所述存储器22中存储的程序代码,执行以下操作:所述处理器21,用于获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;所述处理器21,用于根据所述接收器23获取到的所述至少两个节点各自的位置信息和所述处理器21获取的所述至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号,在所述获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述接收器23用于:截获信道中所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
进一步的,在根据所述接收器23获取到的所述至少两个节点各自的位置信息和所述处理器21获取的所述至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息的方面,所述处理器21用于:确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述接收器23获取所述至少两个信号中的第一信号时所述定位装置所在的位置,所述第二位置为所述接收器23获取所述至少两个信号中的第二信号时所述定位装置所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
进一步的,在所述根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息的方面,所述处理器21用于:根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在所述根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息的方面,所述处理器21用于:以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,在所述根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息的方面,所述处理器21用于:在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、以及所述第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
进一步的,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
进一步的,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
进一步的,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
进一步的,在所述获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述接收器23用于:从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
本实施例的装置,可以用于执行图3所示方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:只读存储记忆体(Read-Only Memory,简称为:ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory,简称为:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种定位方法,其特征在于,包括:
待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;
所述待定位节点获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;
所述待定位节点根据所述至少两个节点各自的位置信息和所述至少两个信号各自的到达角,确定所述待定位节点的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号;
所述待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,包括:
所述待定位节点截获信道中所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述待定位节点根据所述至少两个节点各自的位置信息和所述至少两个信号各自的到达角,确定所述待定位节点的位置信息,包括:
所述待定位节点确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述待定位节点获取所述至少两个信号中的第一信号时所在的位置,所述第二位置为所述待定位节点获取所述至少两个信号中的第二信号时所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;
所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,包括:
所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;
所述待定位节点根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述待定位节点根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息,包括:
所述待定位节点以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;
所述待定位节点以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;
所述待定位节点确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;
所述待定位节点根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
6.根据权利要求3-5任一项所述的方法,其特征在于,所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述待定位节点的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息包括:
在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,所述待定位节点根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、以及所述第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述待定位节点获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号,包括:
所述待定位节点从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
11.一种定位装置,其特征在于,包括:处理器、存储器和接收器;
所述存储器,用于存储程序代码;
所述处理器、所述存储器和所述接收器通过总线相互通信;
所述接收器,用于获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;
所述处理器,用于读取所述存储器中存储的程序代码,执行以下操作:
所述处理器,用于获取至少两个信号各自的到达角,所述至少两个信号为所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号;
所述处理器,用于根据所述接收器获取到的所述至少两个节点各自的位置信息和所述处理器获取的所述至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息。
12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述至少两个信号为所述至少两个节点之间进行交互的信号,在所述获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述接收器用于:
截获信道中所述至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
13.根据权利要求11或12所述的装置,其特征在于,在根据所述接收器获取到的所述至少两个节点各自的位置信息和所述处理器获取的所述至少两个信号各自的到达角,确定待定位节点的位置信息的方面,所述处理器用于:
确定第一位置与第二位置之间的第一距离,以及从所述第一位置移动到所述第二位置的方向信息,其中,所述第一位置为所述接收器获取所述至少两个信号中的第一信号时所述定位装置所在的位置,所述第二位置为所述接收器获取所述至少两个信号中的第二信号时所述定位装置所在的位置,所述第一信号为所述至少两个节点中的第一节点发送的携带自身位置信息的信号,所述第二信号为所述至少两个节点中的第二节点发送的携带自身位置信息的信号;
根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息,所述第一节点的位置信息用于指示所述第一节点所在的位置,所述第二节点的位置信息用于指示所述第二节点所在的位置。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,在所述根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息作为所述待定位节点的位置信息的方面,所述处理器用于:
根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、所述第二到达角,确定所述第二位置与所述第一节点的位置信息对应的位置之间的第二距离,以及所述第二位置与所述第二节点的位置信息对应的位置之间的第三距离;
根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息,确定所述第二位置的位置信息。
15.根据权利要求14所述的装置,其特征在于,在所述根据所述第二距离、所述第三距离、所述第二到达角、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息确定所述第二位置的位置信息的方面,所述处理器用于:
以所述第一节点的位置信息对应的位置为圆心,以第二距离为半径确定第一圆轨迹;
以所述第二节点的位置信息对应的位置为圆心,以第三距离为半径确定第二圆轨迹;
确定所述第一圆轨迹与所述第二圆轨迹的两个交点各自的位置信息;
根据所述第二到达角从所述两个交点各自的位置信息中确定所述第二位置的位置信息。
16.根据权利要求13-15任一项所述的装置,其特征在于,在所述根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第一到达角、以及所述第二节点发送的携带自身位置信息的信号到所述定位装置的第二到达角,确定所述第二位置的位置信息的方面,所述处理器用于:
在所述第一到达角的角度值与所述第二到达角的角度值之间的差值大于预设值时,根据所述第一距离、所述方向信息、所述第一节点的位置信息、所述第二节点的位置信息、所述第一到达角、以及所述第二到达角,确定所述第二位置的位置信息。
17.根据权利要求11-16任一项所述的装置,其特征在于,所述至少两个信号均携带指示位,所述指示位用于指示所述指示位所在的信号携带了位置信息。
18.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述至少两个信号承载物理层帧,所述指示位携带在所述物理层帧的帧头的保留位中。
19.根据权利要求17所述的装置,其特征在于,所述至少两个信号承载介质访问控制MAC层帧,所述指示位携带在所述MAC层帧的帧头中。
20.根据权利要求11-19任一项所述的装置,其特征在于,在所述获取信道中至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号的方面,所述接收器用于:
从至少两个信道中获取至少两个节点分别发送的携带各自位置信息的信号。
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