CN109085591A - 一种测距方法及终端 - Google Patents

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CN109085591A CN201710454480.2A CN201710454480A CN109085591A CN 109085591 A CN109085591 A CN 109085591A CN 201710454480 A CN201710454480 A CN 201710454480A CN 109085591 A CN109085591 A CN 109085591A
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Abstract

本发明公开了一种测距方法，应用于第一终端，所述第一终端包含至少一个定向天线；包括：获取发射信号；将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。本发明还同时公开了一种第一终端、第二终端。

Description

一种测距方法及终端
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种测距方法及终端。
背景技术
随着社会的不断发展，如今汽车已经成为我们生活中最主要的交通工具。驻车雷达、倒车影像等作为倒车时或泊车时的安全辅助装置必装的***，已经成为选择汽车时必不可少的功能。
然而，这些方式都只能探测到一定高度范围内的障碍物，对于超出这个高度范围的障碍物，是无法检测的，因此存在视角盲区，难以满足驾驶员越来越苛刻的驾驶要求。
因此，亟需找到一种可以探测到超出一定高度范围的障碍物的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种测距方法及终端，能够探测到超出一定高度范围的障碍物。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种测距方法，应用于第一终端，所述第一终端包含至少一个定向天线；所述方法包括：
获取发射信号；
将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；
通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
上述方案中，所述获取发射信号，包括：
接收第二终端发送的发射信号；或者，
接收第二终端发送的第一信息，根据第一信息生成所述发射信号。
上述方案中，所述第一终端还包括至少一个全向天线；
相应地，调制处理后的发射信号还通过所述至少一个全向天线进行辐射；
通过所述至少一个全向天线接收第二反射信号，所述第二反射信号为所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
针对每个全向天线，将接收的第二反射信号进行解调处理，并将处理后的第二反射信号发出；发出的第二反射信号用于确定障碍物与对应全向天线之间的距离；其中，所述全向天线能够在第一距离范围内接收到第二反射信号；所述定向天线能够在第二距离范围内接收到第一反射信号；所述第一距离小于所述第二距离。
上述方案中，在进行调制后，辐射发射信号之前，所述方法还包括：
将发射信号依次进行跳频调制、滤波处理；将滤波处理后的发射信号进行辐射；
相应地，在进行解调之前，所述方法还包括：
将反射信号依次进行跳频解调、滤波处理；将滤波处理后的反射信号进行解调处理。
上述方案中，所述方法还包括：
接收第二终端发送的障碍物与对应天线之间的距离并显示。
本发明实施例提供一种测距方法，应用于第二终端，所述方法包括：
接收第一终端发送的第一反射信号；所述第一反射信号表征至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离；所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
上述方案中，所述接收第一终端发送的第一反射信号之前，所述方法还包括：
生成所述发射信号，并向所述第一终端发送；或者，
生成第一信息，并向所述第一终端发送，所述第一信息用于第一终端生成所述发射信号。
上述方案中，所述方法还包括：
接收第一终端发送的第二反射信号；所述第二反射信号表征所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
上述方案中，所述利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离，包括：
根据发射信号的相位参数和第一反射信号的相位参数，确定发射信号与第一反射信号的相位差，根据所述相位差确定障碍物与对应定向天线之间的距离。
上述方案中，所述利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离，包括：
根据发射信号的发送时间和第二反射信号的接收时间，确定发送时间和接收时间的时间差，根据所述时间差确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
上述方案中，所述方法还包括：
将所述障碍物与对应天线之间的距离发送给第一终端。
本发明实施例提供一种第一终端，所述第一终端包含至少一个定向天线，所述第一终端包括：
获取模块，用于获取发射信号；
第一调制模块，用于将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；
第一接收模块，用于通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第一解调模块，用于针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
上述方案中，所述第一终端还设置有至少一个全向天线，所述第一终端还包括：
第二调制模块，用于将调制处理后的发射信号通过所述至少一个全向天线进行辐射；
第二接收模块，用于通过所述至少一个全向天线接收第二反射信号，所述第二反射信号为所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第二解调模块，用于针对每个全向天线，将接收的第二反射信号进行解调处理，并将处理后的第二反射信号发出；发出的第二反射信号用于确定障碍物与对应全向天线之间的距离；其中，所述全向天线能够在第一距离范围内接收到第二反射信号；所述定向天线能够在第二距离范围内接收到第一反射信号；所述第一距离小于所述第二距离。
本发明实施例提供一种第二终端，所述第二终端包括：
第三接收模块，用于接收第一终端发送的第一反射信号；所述第一反射信号表征至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第一确定模块，用于利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离；所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
上述方案中，所述第二终端还包括：
第四接收模块，用于接收第一终端发送的第二反射信号；所述第二反射信号表征所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第二确定模块，用于利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上面所述任意一种测距方法的步骤。
本发明实施例提供的测距方法及终端，所述第一终端包含至少一个定向天线；获取发射信号；将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。本发明实施例中，首先，通过至少一个定向天线辐射调制处理后的发射信号；然后，通过至少一个定向天线接收第一反射信号，并将第一反射信号进行解调处理；最后，根据解调处理后的第一反射信号确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。由于采用了定向天线，所以能够通过调整定向天线的辐射角和方向，探测到超出一定高度范围的障碍物。
附图说明
图1为相关技术中驻车雷达工作原理的示意图；
图2为本发明实施例一测距方法的实现流程示意图；
图3为本发明实施例二测距方法的实现流程示意图；
图4为本发明实施例测距***的组成结构示意图；
图5为本发明实施例定向天线的信号辐射示意图；
图6为本发明实施例全向天线的信号辐射示意图；
图7a为本发明实施例发射信号碰到障碍物没有发生衍射现象的示意图；
图7b为本发明实施例发射信号碰到障碍物发生衍射现象的示意图；
图8为本发明实施例控制处理子***的示意图；
图9为本发明实施例三第一终端的组成结构示意图；
图10为本发明实施例四第二终端的组成结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本发明实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。
通常，倒车时或泊车时的安全辅助装置必装的***有驻车雷达、倒车影像***等。
其中，驻车雷达由超声波传感器探头、控制器和蜂鸣器等部分组成，它能以声音或者较为直观的显示告知驾驶员周围障碍物的情况，解除了驾驶员泊车、倒车和起动车辆时前后探视所引起的困扰，提高驾驶的安全性。例如，当汽车挡位杆挂入倒挡时，驻车雷达自动开始工作，当超声波传感器探头侦测到后方物体时蜂鸣器发出警示，当车辆继续倒车时，警报声音的频率会逐渐加快，最后变为长鸣音。图1为驻车雷达工作原理的示意图，如图1所示，当汽车处于倒车状态时，驻车雷达开始启动，驻车雷达的超声波传感器探头发射超声波信号后，再检测超声波的回波信号。其中，超声波的发射是由控制器发射一串脉冲信号，经放大电路放大后，通过驻车雷达的超声波传感器探头发射出去。当在有效范围内探测到障碍物，超声波的撞击返回的回波信号会让驻车雷达的侦测器所检测到，控制器计算完成的汽车车身与障碍物的距离结果输出到报警装置，由蜂鸣器发出警示。
驻车雷达需要对车身进行打孔安装，且存在较大的探测盲区，不能过分依赖，在以下这几种情况下，驻车雷达是不会做出任何反应的：(1)过于低矮的障碍物。一般来说，低于超声波传感器探头中心10～15cm以下的障碍物就有可能被探头所忽视，而且障碍物距离车身距离越近，这一高度值也就会随之降低，危险性也随之增大。(2)过细的障碍物。由于超声波传感器探头发射的超声波信号较窄，因此在探测较细的障碍物存在着较大的盲区，这样，一些道路上用来阻隔车辆的隔离桩，电线杆上的斜拉钢缆都是危险物品。(3)沟坎。驻车雷达是用来探测障碍物的，车身前后路面如果有沟坎，那么驻车雷达是绝对不会做出反应的。
倒车影像***在汽车档位杆挂入倒档时会自动接通位于车尾的倒车摄像头，将车后状况显示于车载***中控的液晶显示屏或者后视镜上。
倒车影像***应用在倒车时需要驾驶员先观察车载***中控的液晶显示屏显示的车身四周状况，前提是需要人去看才能了解情况。此外，在实际操作上跟摄像头的还原度有很大的关系，例如，广角度太大的摄像头会让画面两旁的景物都产生扭曲，从而影响驾驶员的正确判断。基于单个后视摄像头的倒车影像装置只能看到车身正后方一定高度范围内的影像，且无法同时看清车身四周状况，存在视角盲区。而最新的360度全景倒车影像技术，需要在汽车周围安装能覆盖车身周边所有视野范围的广角摄像头，而且至少需要4个以上广角摄像头，目前只出现在高价位车型中。
综上所述，驻车雷达、倒车影像***都只能探测到一定高度范围内的障碍物，对于超出这个高度范围的障碍物，是无法检测的，因此存在视角盲区，难以满足驾驶员越来越苛刻的驾驶要求。
另外，目前最先进的倒车影像是360度全景倒车影像，成本很高，且只有部分高价位高端车型才会选择安装。
基于此，在本发明的各种实施例中：利用定向天线的特性，结合与定向天线的频率匹配的信号反射特性，来进行测距。
实施例一
如图2所示，本实施例以第一终端侧为例详细说明测距方法，包括以下步骤：
步骤201：获取发射信号。
这里，第一终端包含(设置有)至少一个定向天线；其中，定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射或接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。定向天线的参数包括：工作频率、水平波瓣宽度、俯仰波瓣宽度、水平辐射角、垂直辐射角。
这里，实际应用时，第一终端会设置在需要测量与障碍物距离的设备上，比如交通工具等，而常用的交通工具可以是汽车，当第一终端设置在汽车上时，定向天线和汽车的位置关系可以为：所述定向天线可设置在汽车车身的左前、右前、左后、右后方向等；实际应用时，进一步还可以将所述定向天线设置在汽车车身的前面居中的位置。同理，还可以在汽车车身的后面居中位置再设置一个定向天线，以全方位的检测障碍物。
这里，所述获取发射信号，包括：
接收第二终端发送的发射信号；或者，
接收第二终端发送的第一信息，根据第一信息生成所述发射信号。
其中，实际应用时，第二终端可以周期性向第一终端发送发射信号或第一信息，以使第一终端可以周期性接收第二终端发送的发射信号或者第一信息。
或者，还可以由用户发送指令给第二终端，第二终端响应所述指令，向第一终端发送发射信号或者第一信息。
由于第一信息用于生成发射信号，所以第一信息具体可以包括用于生成发射信号的幅值、频率、相位参数等等。
步骤202：将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射；
其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
这里，调制是对发射信号进行处理，使其变为适合传输形式的过程。即是将发射信号转变为一个相对发射信号而言频率非常高的带通信号。带通信号叫做已调信号，而发射信号叫做调制信号。
其中，调制可以是模拟调制，也可以是数字调制。模拟调制指调制信号和载波都是连续波的调制方式；数字调制指调制信号是离散、载波是连续波的调制方式。
具体地，调制有调幅、调频和调相三种基本形式，以数字调制为例，调制方式包括：幅移键控法(ASK，Amplitude Shift Keying)是用调制信号调制载波的幅度；相移键控法(PSK，Phase Shift Keying)是用调制信号调制载波的相位；二进制相移键控法(BPSK，Binary Phase Shift Keying)是用调制信号调制载波的两个相位偏移相差180度；频移键控法(FSK，Frequency-shift keying)是用调制信号调制载波的频率；正交幅度调制法(QAM，Quadrature Amplitude Modulation)是用调制信号调制载波的幅度和相位。
利用模拟调制或者数字调制中的任意一种调制方式，将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射；其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
这里，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配，具体是指发射信号的频率、已调信号的频率和定向天线的工作频率相匹配。
这里，第一终端包含至少一个定向天线时，每个定向天线有与之对应的调制电路，第一终端将获取的发射信号经过对应调制电路的调制后，送到对应的定向天线进行辐射。
由于定向天线的工作频率根据厂家的不同会有所不同，因此，发射信号的频率必须与定向天线的工作频率相匹配，例如，定向天线的工作频率范围为1920-2170MHz，经过调制处理后的发射信号的频率也必须在1920-2170MHz范围内。
实际应用时，所述发射信号可以是无线保真(WiFi，Wireless Fidelity)信号等。
当第一终端包含至少一个定向天线时，每个定向天线的参数可以相同，也可以不同。
为了提高***的抗干扰能力和稳定性，可以采用跳频技术对调制后的发射信号进行处理。
基于此，在一实施例中，进行调制后，辐射发射信号之前，所述方法还包括：
将发射信号依次进行跳频调制、滤波处理；将滤波处理后的发射信号进行辐射。
其中，跳频是指收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，也就是说，通信中使用的载波频率受伪随机变化码的控制而随机跳变，因此，跳频调制是一种用码序列进行多频频移键控的调制方式。伪随机码序列可以基于m序列、M序列、里所(RS，Reed-Solomon)码等设计。
使用跳频通信的收发双方一定要保持严格的同步。跳频调制和滤波作为一个整体，具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他被干扰的频点上进行正常的通信。
这里，实际情况中，跳频调制可以采用常规跳频技术，还可以采用自适应跳频技术，实时地去除固定或半固定干扰，从而自适应地选择优良信道集，进行跳频处理，从而保持良好的通信状态。其中，固定干扰指邻近设备固定运行时发出的干扰，半固定干扰指偶尔使用的设备引起的干扰。
其中，自适应跳频是建立在自动信道质量分析基础上的一种频率自适应和功率自适应控制相结合的技术，能够使跳频通信过程自动避开被干扰的跳频频点，并以最小的发射功率、最低的被截获概率，达到在无干扰的跳频信道上长时间保持优质通信的目的。
步骤203：通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号；
这里，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号。
具体地，当第一终端包含至少一个定向天线时，通过每个定向天线接收对应的第一反射信号，所述第一反射信号为至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号。
这里，由于定向天线的辐射距离比较远，一般在1000米内，因此，由定向天线辐射的发射信号，遇到障碍物后，会使得发射信号的相位发生改变。
这里，由于定向天线的水平辐射角或者垂直辐射角一般小于90度，所以实际应用时，可以根据用户的实际需求选择合适的定向天线，并确定定向天线的水平辐射角和垂直辐射角以及定向天线的安装方向。
步骤204：针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；
这里，发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
这里，解调一般是从携带发射信号的已调信号中恢复发射信号的过程，但是，本发明实施例中，由于第一反射信号是定向天线辐射的发射信号遇到障碍物反射回的信号，发射信号和第一反射信号的相位会发生变化，因此对第一反射信号进行解调处理得到的是相位发生改变的发射信号。
其中，解调的方式包括正弦波幅度解调、正弦波角度解调和共振解调。正弦波解调是从携带消息的调幅信号中恢复消息的过程，包括非相干解调和相干解调。正弦波角度解调是从携带消息的调角波中恢复消息的过程，包括频率解调和相位解调，其中，频率解调一般由鉴频器完成，相位解调一般由鉴相器完成。
利用以上所述任意一种解调方式，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
这里，第一终端包含至少一个定向天线时，每个定向天线有与其对应的解调电路，通过每个定向天线接收对应的第一反射信号，并将接收的第一反射信号送入对应的解调电路进行解调处理。
相应地，当对发射信号进行跳频处理时，在进行解调之前，所述方法还可以包括：
将反射信号依次进行跳频解调、滤波处理；将滤波处理后的反射信号进行解调处理。
具体地，跳频解调是在同步电路的控制下，将由定向天线接收到的第一反射信号乘以与跳频调制使用的相同的伪随机码，将第一反射信号进行解调处理。由于在信道中引入了干扰信号，在经过跳频解调后再经过滤波器，滤掉干扰信号，提高了信噪比。
实际应用时，为了能够实现对障碍物的距离的全方位检测，所述第一终端还可以包括(设置有)至少一个全向天线；其中，全向天线是指在水平方向图上表现为360度都均匀辐射，也就是说无方向性。全向天线的参数包括：工作频率、水平波瓣宽度、俯仰波瓣宽度、水平辐射角。
这里，假设将第一终端放置在交通工具如汽车上时，全向天线和汽车的位置关系可以为：所述全向天线可设置在汽车车身的上、下方向。
第一终端包括至少一个全向天线时，所述方法还包括：
将获取的发射信号经过调制处理，调制处理后的发射信号还通过所述至少一个全向天线进行辐射；
通过所述至少一个全向天线接收第二反射信号，所述第二反射信号为所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
针对每个全向天线，将接收的第二反射信号进行解调处理，并将处理后的第二反射信号发出；发出的第二反射信号用于确定障碍物与对应全向天线之间的距离；其中，所述全向天线能够在第一距离范围内接收到第二反射信号；所述定向天线能够在第二距离范围内接收到第一反射信号；所述第一距离小于所述第二距离。
这里，第二距离一般为1000米左右，第一距离一般为10米左右。
这里，包含全向天线的第一终端使用的调制方法可以采用与定向天线对应的调制方法；解调方法可以采用与定向天线对应的解调方法。
这里，所述方法还可以包括：
接收第二终端发送的障碍物与对应定向天线之间的距离和障碍物与对应全向天线之间的距离中至少之一并显示。
也就是说，第一终端接收第二终端发送的障碍物与对应天线之间的距离并进行显示。
这里，实际应用时，为了实现第一终端与第二终端之间的通信，第一终端与第二终端需要先建立连接，建立连接的方式可以包括但不限于Miracast、AirPlay、MirrorLink、移动终端高清影音标准接口(MHL，Mobile High-Definition Link)/高清晰多媒体接口(HDMI，High Definition Multimedia Interface)、通用串行总线连接(USB Link，Universal Serial Bus Link)。
其中，第二终端根据第一反射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离，还根据第二反射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离，并将障碍物与对应定向天线之间的距离和障碍物与对应全向天线之间的距离中至少之一发送给第一终端并显示，以便用于调整安装有第一终端的设备的移动方向。
举个例子来说，假设第一终端安装在交通工具如汽车上，所述显示的目的是：汽车前进或倒车时为躲避障碍物而调整汽车的移动方向。
这里，实际应用时，第二终端还可以根据每个定向天线的方向角，以及障碍物与对应定向天线之间的第一距离，确定障碍物与对应定向天线的相对位置，以便可以具体显示出障碍物在车身四周的具***置。
其中，第一终端可以将定向天线的方向角信息发送给第二终端。
由于全向天线的无方向性，第二终端根据障碍物与对应全向天线之间的第二距离，确定以第二距离为半径的圆作为障碍物的覆盖区域进行显示。
实施例二
如图3所示，本实施例以第二终端侧为例详细说明测距方法，包括以下步骤：
步骤301：接收第一终端发送的第一反射信号；
这里，所述第一反射信号表征所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
实际应用时，所述接收第一终端发送的第一反射信号之前，所述方法还包括：
生成所述发射信号，并向所述第一终端发送；或者，
生成第一信息，并向所述第一终端发送，所述第一信息用于第一终端生成所述发射信号。
其中，由于第一信息用于生成发射信号，所以第一信息具体可以包括用于第一终端生成发射信号的幅值、频率、相位参数等等。
这里，第二终端向第一终端发送第一反射信号或者第一信息之前，第二终端与第一终端需要建立连接，建立连接的方式包括但不限于Miracast、AirPlay、MirrorLink、MHL/HDMI、USB Link。
这里，第二终端向第一终端发送第一反射信号或者第一信息之后，会记录发送时间。
步骤302：利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离；
这里，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
这里，所述利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离，包括：
根据发射信号的相位参数和第一反射信号的相位参数，确定发射信号与第一反射信号的相位差，根据所述相位差确定障碍物与对应定向天线之间的距离。
更具体地，第二终端根据发射信号的相位参数，以及第一终端发送的第一反射信号的相位参数，计算发射信号与第一反射信号的相位差；然后，根据相位差计算发射信号的发出时间与第一反射信号的接收时间(当收到第一反射信号时第二终端会记录相应的接收时间)之间的时间差；最后，利用时间差，再根据发射信号和第一反射信号在传播介质中的传播速度，计算出障碍物与对应定向天线之间的距离。
利用公式表达则有：假设发射信号的频率为f，发射信号的角频率w＝2πf，发射信号和第一反射信号的相位差为发射信号的发出时间与第一反射信号的接收时间之间的时间差为发射信号和第一反射信号在传播介质中的传播速度这样，障碍物与对应定向天线之间的第一距离其中，c为电磁波速率，n为传播当前信号的介质的折射率。
在一实施例中，当所述第一终端设置有全向天线时，所述方法还可以包括：
接收第一终端发送的第二反射信号；所述第二反射信号表征所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
这里，所述利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离，包括：
根据发射信号的发送时间和第二反射信号的接收时间，确定发送时间和接收时间的时间差，根据所述时间差确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
更具体地，第二终端向第一终端发送发射信号或者第一信息之后，记录发送时间，根据发送时间和第二反射信号的接收时间(当收到第二反射信号时第二终端会记录相应的接收时间)，计算出发送时间和接收时间之间的时间差；然后，再根据发射信号和第二反射信号在传播介质中的传播速度，计算出障碍物与对应全向天线之间的距离。
利用公式表达则有：假设发射信号的发送时间为t1，第二反射信号的接收时间为t2，发送时间和接收时间之间的时间差T2＝t2-t1，发射信号和第二反射信号在传播介质中的传播速度为这样，障碍物与对应全向天线之间的第二距离为其中，c为电磁波速率，n为传播当前信号的介质的折射率。
实际应用时，第二终端还可以将所述障碍物与对应定向天线之间的距离和所述障碍物与对应全向天线之间的距离中至少之一发送给第一终端，以便根据得到的距离调整安装有第一终端的设备的移动方向。
这里，所述第二终端包括移动终端如手机等。
下面以具体实例进行说明测距方法的具体实施过程。
假设发射信号为WiFi信号，第一终端设置在汽车，第一终端包括4个定向天线、2个全向天线，第二终端为手机。其中，在汽车车身的左前、右前、左后、右后方向分别安装有一个定向天线，在汽车车身的上、下分别安装有一个全向天线，4个定向天线的参数完全一致，2个全向天线的参数完全一致。
图4为测距***的组成结构示意图，如图4所示，测距***包括：WiFi天线子***(未标出)、控制处理子***41、手机端子***42、车载显示子***43。其中，WiFi天线子***用于通过定向天线和全向天线辐射发射信号和接收反射信号；控制处理子***41用于对发射信号进行调制和对反射信号进行解调，并发送解调处理后的发射信号给手机，还用于接收手机发送的障碍物与对应定向天线之间的第一距离和障碍物与对应全向天线之间的第二距离中至少之一并显示；手机端子***42用于根据接收的反射信号确定障碍物与对应定向天线的第一距离和障碍物与对应全向天线的第二距离，并发送第一距离和第二距离给汽车上的车载显示子***43；车载显示子***43用于显示第一距离和第二距离，当汽车与第一距离或者第二距离越来越近时，车载显示子***43通过蜂鸣器或喇叭发出频率越来越快的声音，或者每隔固定时间发出语音形式的安全提示消息。
下面对每个组成部分进行详细说明，具体如下：
(1)WiFi天线子***
WiFi天线子***通过定向天线或者全向天线向汽车周围定时发送一定频率的WiFi信号，并实时监测接收当前环境中的信号。
图5为定向天线的信号辐射示意图，如图5所示，定向天线在水平方向和垂直方法进行辐射。定向天线具有较大的前向增益，可有效增强信号强度，增加抗干扰能力。通过车身四个方位的定向天线，可以基本覆盖车身水平和垂直方向的信号辐射。并能通过定向天线，探测到距离车身较远的障碍物，这个距离范围一般为1000米左右。
图6为全向天线的信号辐射示意图，如图6所示，全向天线在水平方向均匀辐射。通过在车身上下两侧的全向天线，可探测到距离车身较近的障碍物，这个距离范围一般为10米左右。
WiFi信号属于电磁波信号，目前WiFi信号的频率f主要有两种：2.4GHz和5.0GHz。电磁波在空气中的传播速度v为光速3×10^8m/s，则当WiFi信号频率为2.4GHz时，波长当WiFi信号频率为5GHz时，波长
车身四个方位的定向天线辐射的WiFi信号的频率可以相同，也可以不同，但是WiFi信号的频率必须和定向天线的工作频率相匹配。
频率相同的WiFi信号在空气中相遇，当它们在空气中遇到同一障碍物时，当波长远大于障碍物的尺寸时，会出现明显的衍射现象。
图7a为发射信号碰到障碍物没有发生衍射现象的示意图，图7b为发射信号碰到障碍物发生衍射现象的示意图。当汽车车身的左前、右前分别安装的两个定向天线辐射的WiFi信号在碰到障碍物时，如果两个WiFi信号的频率不同，则不会发生明显的衍射现象，如图7a图所示。如果两个WIFI信号的频率相同，则一定会发生明显的衍射现象，如图7b图所示。除了衍射现象，定向天线辐射的WiFi信号在障碍物处发生反射，WiFi天线子***接收反射回的反射信号，并根据发射信号和反射信号的相位差，计算障碍物与对应定向天线的距离。
假设发射信号的频率为f，发射信号的角频率w＝2πf，发射信号和第一反射信号的相位差为发射信号的发出时间与第一反射信号的接收时间之间的时间差为发射信号和第一反射信号在传播介质中的传播速度这样，障碍物与对应定向天线之间的第一距离其中，c为电磁波速率，n为传播当前信号的介质的折射率。
(2)控制处理子***
控制处理子***41主要由滤波器、调制器等数字信号处理器(DSP，DigitalSignal Processor)器件组成，通过采用跳频技术，提高***的抗干扰能力和稳定性。
图8为控制处理子***的示意图，如图8所示，控制处理子***41主要通过调制器、解调器、混频器、滤波器等来完成信号的收发和处理，且每个天线对应有一套处理设备。具体地，通过调制器、混频器、滤波器实现对发射信号的调制和抗干扰处理，并将滤波处理得到的发射信号通过对应天线向外辐射；通过对应天线接收反射信号，并通过混频器、滤波器、解调器对反射信号进行解调和抗干扰处理，将解调得到的发射信号作为发出信号进行发出。其中，混频器采用的是跳频技术，跳频技术是通过收发双方传输信号的载波频率按照预定规律进行离散变化的通信方式，具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。
控制处理子***41还用于将解调处理后的第一反射信号或者第二反射信号发送给手机端子***42。
(3)手机端子***
一方面，手机端子***42负责根据接收的来自汽车车身左前、右前、左后、右后、上、下方向的反射信号，以及发出的发射信号确定障碍物与对应定向天线之间的第一距离，并根据发出的发射信号确定障碍区与对应全向天线之间的第二距离，模拟出车身周围障碍物的分布情况；另一方面，手机端子***42与车载显示子***43相连接，将确定出的第一距离和第二距离(实际应用时，不是所有的天线均能检测到障碍物，所以手机端子***42根据检测的结果来确定有障碍物的天线对应的第一距离和/或第二距离)发送给车载显示子***43，并实时显示在车载显示子***43的中控显示屏上。手机端子***42还用于根据所述第一距离和第二距离，提示用户调整汽车的移动方向。
例如，当驾驶员准备向后倒车时，手机端子***42比较车身与左前、右前、左后、右后方向的障碍物的距离，如果左后方的障碍物距离车身偏近，则提示用户稍偏向右侧倒车调整，确保车身与左后方和右后方障碍物的距离接近。当检测到车身与左后、右后方向障碍物的距离均小于安全距离时，提示用户停止倒车。
手机端子***42实时为用户提供车身左前、右前、左后、右后、上、下方向上与障碍物之间的距离和相对位置，以及车身方向上与障碍物之间的距离，并提供给用户用于下一步的驾驶提示；同时手机端子***42与车载显示子***43的中控液晶显示屏建立连接，将障碍物与车身的距离和相对位置显示出来，方便用户更直观地观察当前车身周围障碍物的位置状态。
(4)车载显示子***
车载显示子***43负责接收手机端子***42的处理结果，在车载显示子***43的中控液晶显示屏上实时显示出来。根据障碍物与对应定向天线的第一距离和相对位置，可以具体显示出障碍物在车身四周的具***置；根据障碍物与对应全向天线的第二距离，可以具体显示出障碍物在车身附近的覆盖区域，所述覆盖区域为以第二距离为半径的圆形覆盖区域。
这里，手机端子***42与车载显示子***43需要先建立连接，连接方式包括但不限于Miracast、AirPlay、MHL/HDMI、USB Link。
实施例三
为实现实施例一的方法，本实施例提供了一种第一终端，如图9所示，所述第一终端包含至少一个定向天线，所述第一终端包括：获取模块91、第一调制模块92、第一接收模块93、第一解调模块94；其中，
获取模块91，用于获取发射信号；
第一调制模块92，用于将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；
第一接收模块93，用于通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第一解调模块94，用于针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
定向天线是指在某一个或某几个特定方向上发射或接收电磁波特别强，而在其他的方向上发射及接收电磁波则为零或极小的一种天线。定向天线的参数包括：工作频率、水平波瓣宽度、俯仰波瓣宽度、水平辐射角、垂直辐射角。
所述获取模块91，具体用于接收第二终端发送的发射信号；或者，接收第二终端发送的第一信息，根据第一信息生成所述发射信号。
其中，实际应用时，第一终端可以周期性接收第二终端发送的发射信号或者第一信息；或者，还可以由用户发送指令给第二终端，第二终端响应所述指令操作，并向第一终端发送发射信号或者第一信息。
其中，由于第一信息用于生成发射信号，所以第一信息具体可以包括用于生成发射信号的幅值、频率、相位参数等等。
这里，所述第一终端还设置有至少一个全向天线，所述第一终端还包括：
第二调制模块，用于将调制处理后的发射信号通过所述至少一个全向天线进行辐射；
第二接收模块，用于通过所述至少一个全向天线接收第二反射信号，所述第二反射信号为所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第二解调模块，用于针对每个全向天线，将接收的第二反射信号进行解调处理，并将处理后的第二反射信号发出；发出的第二反射信号用于确定障碍物与对应全向天线之间的距离；其中，所述全向天线能够在第一距离范围内接收到第二反射信号；所述定向天线能够在第二距离范围内接收到第一反射信号；所述第一距离小于所述第二距离。
全向天线是指在水平方向图上表现为360度都均匀辐射，也就是说无方向性。全向天线的参数包括：工作频率、水平波瓣宽度、俯仰波瓣宽度、水平辐射角。
这里，第二距离一般为1000米左右，第一距离一般为10米左右。
这里，所述第一终端还包括：
跳频调制模块，用于将发射信号依次进行跳频调制、滤波处理；将滤波处理后的发射信号进行辐射。
跳频解调模块，用于将反射信号依次进行跳频解调、滤波处理；将滤波处理后的反射信号进行解调处理。
这里，所述第一终端还包括：
显示模块，用于接收第二终端发送的障碍物与对应定向天线之间的距离和障碍物与对应全向天线之间的距离中至少之一并显示。
也就是说，显示模块，用于接收第二终端发送的障碍物与对应天线之间的距离并进行显示。
具体地，根据障碍物与对应定向天线的第一距离和相对位置，可以具体显示出障碍物在车身四周的具***置；根据障碍物与对应全向天线的第二距离，可以具体显示出障碍物在车身附近的覆盖区域，所述覆盖区域为以第二距离为半径的圆形覆盖区域。
在实际应用中，第一接收模块93、第二接收模块由第一终端上的天线结合通信接口实现；获取模块91、显示模块由位于第一终端上的通信接口实现；第一调制模块92、第一解调模块94、第二调制模块、第二解调模块、跳频调制模块、跳频解调模块、可由位于第一终端上的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、微处理器(MPU，Micro ProcessorUnit)、DSP、或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等实现；第一解调模块94、第二解调模块由位于第一终端上的CPU、MPU、DSP、FPGA结合通信接口实现。
实施例四
为实现实施例二的方法，本实施例提供了一种第二终端，如图10所示，所述第二终端包括：第三接收模块101、第一确定模块102；其中，
第三接收模块101，用于接收第一终端发送的第一反射信号；所述第一反射信号表征所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第一确定模块102，用于利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离；所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
所述第一确定模块102，具体用于根据发射信号的相位参数和第一反射信号的相位参数，确定发射信号与第一反射信号的相位差，根据所述相位差确定障碍物与对应定向天线之间的距离。
更具体地，第一确定模块102根据发射信号的相位参数，以及第一终端发送的第一反射信号的相位参数，计算发射信号与第一反射信号的相位差；然后，根据相位差计算发射信号的发出时间与第一反射信号的接收时间(当收到第一反射信号时第一确定模块102会记录相应的接收时间)之间的时间差；最后，利用时间差，再根据发射信号和第一反射信号在传播介质中的传播速度，计算出障碍物与对应定向天线之间的距离。
这里，所述第二终端还包括：
生成模块，用于生成所述发射信号，并向所述第一终端发送；或者，生成第一信息，并向所述第一终端发送，所述第一信息用于第一终端生成所述发射信号。
这里，第二终端向第一终端发送第一反射信号或者第一信息之后，会记录发送时间。
这里，所述第二终端还包括：
第四接收模块，用于接收第一终端发送的第二反射信号；所述第二反射信号表征所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第二确定模块，用于利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
所述第二确定模块，具体用于根据发射信号的发送时间和第二反射信号的接收时间，确定发送时间和接收时间的时间差，根据所述时间差确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
更具体地，第二确定模块向第一终端发送发射信号或者第一信息之后，记录发送时间，根据发送时间和第二反射信号的接收时间(当收到第二反射信号时第二确定模块会记录相应的接收时间)，计算出发送时间和接收时间之间的时间差；然后，再根据发射信号和第二反射信号在传播介质中的传播速度，计算出障碍物与对应全向天线之间的距离。
这里，所述第二终端还包括：
发送模块，用于将所述障碍物与对应定向天线之间的距离和所述障碍物与对应全向天线之间的距离中至少之一发送给第一终端。
在实际应用中，第三接收模块101、第四接收模块、发送模块由位于第二终端上的通信接口实现；第一确定模块102、第二确定模块、生成模块由位于第二终端上的CPU、MPU、DSP、FPGA等实现；生成模块可由位于第二终端上的CPU、MPU、DSP、FPGA结合通信接口实现。
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，本发明可采用硬件实施例、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和光学存储器等)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。
基于此，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质包括一组指令，当执行所述指令时，引起至少一个处理器执行上述第一终端侧的测距方法，或者执行上述第二终端侧的测距方法。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种测距方法，其特征在于，应用于第一终端，所述第一终端包含至少一个定向天线；所述方法包括：
获取发射信号；
将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；
通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取发射信号，包括：
接收第二终端发送的发射信号；或者，
接收第二终端发送的第一信息，根据第一信息生成所述发射信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一终端还包括至少一个全向天线；
相应地，调制处理后的发射信号还通过所述至少一个全向天线进行辐射；
通过所述至少一个全向天线接收第二反射信号，所述第二反射信号为所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
针对每个全向天线，将接收的第二反射信号进行解调处理，并将处理后的第二反射信号发出；发出的第二反射信号用于确定障碍物与对应全向天线之间的距离；其中，所述全向天线能够在第一距离范围内接收到第二反射信号；所述定向天线能够在第二距离范围内接收到第一反射信号；所述第一距离小于所述第二距离。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在进行调制后，辐射发射信号之前，所述方法还包括：
将发射信号依次进行跳频调制、滤波处理；将滤波处理后的发射信号进行辐射；
相应地，在进行解调之前，所述方法还包括：
将反射信号依次进行跳频解调、滤波处理；将滤波处理后的反射信号进行解调处理。
5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收第二终端发送的障碍物与对应天线之间的距离并显示。
6.一种测距方法，其特征在于，应用于第二终端，所述方法包括：
接收第一终端发送的第一反射信号；所述第一反射信号表征至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离；所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述接收第一终端发送的第一反射信号之前，所述方法还包括：
生成所述发射信号，并向所述第一终端发送；或者，
生成第一信息，并向所述第一终端发送，所述第一信息用于第一终端生成所述发射信号。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收第一终端发送的第二反射信号；所述第二反射信号表征所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
9.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，所述利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离，包括：
根据发射信号的相位参数和第一反射信号的相位参数，确定发射信号与第一反射信号的相位差，根据所述相位差确定障碍物与对应定向天线之间的距离。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离，包括：
根据发射信号的发送时间和第二反射信号的接收时间，确定发送时间和接收时间的时间差，根据所述时间差确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
11.根据权利要求6至8任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述障碍物与对应天线之间的距离发送给第一终端。
12.一种第一终端，其特征在于，所述第一终端包含至少一个定向天线，所述第一终端包括：
获取模块，用于获取发射信号；
第一调制模块，用于将获取的发射信号进行调制处理，并通过所述至少一个定向天线进行辐射，其中，所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配；
第一接收模块，用于通过所述至少一个定向天线接收第一反射信号，所述第一反射信号为所述至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第一解调模块，用于针对每个定向天线，将接收的第一反射信号进行解调处理，并将处理后的第一反射信号发出；发出的第一反射信号用于确定所述障碍物与对应定向天线之间的距离。
13.根据权利要求12所述的第一终端，其特征在于，所述第一终端还设置有至少一个全向天线，所述第一终端还包括：
第二调制模块，用于将调制处理后的发射信号通过所述至少一个全向天线进行辐射；
第二接收模块，用于通过所述至少一个全向天线接收第二反射信号，所述第二反射信号为所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第二解调模块，用于针对每个全向天线，将接收的第二反射信号进行解调处理，并将处理后的第二反射信号发出；发出的第二反射信号用于确定障碍物与对应全向天线之间的距离；其中，所述全向天线能够在第一距离范围内接收到第二反射信号；所述定向天线能够在第二距离范围内接收到第一反射信号；所述第一距离小于所述第二距离。
14.一种第二终端，其特征在于，所述第二终端包括：
第三接收模块，用于接收第一终端发送的第一反射信号；所述第一反射信号表征至少一个定向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第一确定模块，用于利用所述第一反射信号，并结合所述第一反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应定向天线之间的距离；所述发射信号的频率与对应定向天线的工作频率相匹配。
15.根据权利要求14所述的第二终端，其特征在于，所述第二终端还包括：
第四接收模块，用于接收第一终端发送的第二反射信号；所述第二反射信号表征所述至少一个全向天线辐射的发射信号遇到障碍物后反射回的信号；
第二确定模块，用于利用所述第二反射信号，并结合所述第二反射信号对应的发射信号，确定障碍物与对应全向天线之间的距离。
16.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一项所述方法的步骤。
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