无线测距、测向和定位方法及相关设备技术

本申请实施例提供一种无线测距、测向和定位方法及相关设备，其中一种无线测距方法包括：在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；应用无载波通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。本申请能够有效减少测量过程中的无线信号的冲突域范围，能够有效提高目标节点的测量容量。有效提高目标节点的测量容量。有效提高目标节点的测量容量。

【技术实现步骤摘要】
无线测距、测向和定位方法及相关设备


[0001]本申请涉及电通信
，具体涉及无线测距、测向和定位方法及相关设备。

技术介绍

[0002]随着无线通信技术的日益发展，其类型也越发多样，尤其是其中的短距离无线通信技术与无载波通信技术，其中的短距离无线通信技术可以包含有Wi-Fi技术、蓝牙技术及ZigBee技术等，而无载波通信技术是指超宽带UWB(Ultra Wideband)，其具有抗干扰能力强、可实现动态定位以及数据传输率高的优势，尤其适用于室内、室外以及墙体附近的定位。其中，在UWB技术的具体应用中，通常采用设置在无线测距或测向节点对测量范围内的目标节点进行测距或测向，并应用解算节点基于测距或测向的结果对目标节点进行定位。
[0003]在现有的应用UWB技术进行无线测量的过程中，通常会在无线测量节点中设置固定式的全向天线或者定向天线，并控制全向天线或者定向天线在一定的区域内，与目标节点之间通过发送和接收无线信号进行针对目标节点的测距或者测向。
[0004]然而，若测量节点采用固定式的定向天线，则无法针对移动中的目标节点进行测距；以及，由于测量节点无线信号的冲突域大小和每次定位占用的时间决定了定位的容量，因此，若采用固定天线与目标节点之间进行无线信号的传输，则会占用较大的冲突域，尤其是若有其他无线测距节点在同一时刻发送的无线信号也到达这个冲突域，则二者之间会产生信号碰撞，造成测量结果不准确、甚至无法获得测量结果的情形。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的问题，本申请提供一种无线测距、测向和定位方法及相关设备，能够有效减少测量过程中的无线信号的冲突域范围，能够有效提高目标节点的测量容量。
[0006]为解决上述技术问题，本申请提供以下技术方案：
[0007]第一方面，本申请提供一种无线测距方法，包括：
[0008]在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；
[0009]应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；
[0010]基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。
[0011]进一步地，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：
[0012]判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若是，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。
[0013]进一步地，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：
[0014]判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则在设置在测距节点自身的多个定向天线中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线。
[0015]进一步地，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：
[0016]判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则向对应的解算节点发送针对该目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求；
[0017]接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点在前一测距周期的位置信息，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。
[0018]进一步地，所述根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线，包括：
[0019]根据预存储的目标节点在前一测距周期的位置信息，确定该目标节点相对于测距节点自身的相对方向单位向量；
[0020]基于所述相对方向单位向量和设置在测距节点自身的各个定向天线的方向单位向量，在各个所述定向天线中择一作为当前的目标天线。
[0021]进一步地，还包括：
[0022]将测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该距离信息与至少两个其他测距节点发送的各自相对于所述目标节点的距离信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息。
[0023]进一步地，还包括：
[0024]若接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息，则将该位置信息存储至本地。
[0025]进一步地，在所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线之前，还包括：
[0026]预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角。
[0027]进一步地，所述方向裕量角基于预先获取的节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测距节点自身的最大定位距离确定而得。
[0028]进一步地，在所述预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角之前，还包括：
[0029]基于所述定向天线的尺寸和测距节点自身的尺寸确定所述定向天线的目标数量；
[0030]在测距节点自身设置符合所述目标数量的定向天线。
[0031]第二方面，本申请提供一种无线测向方法，包括：
[0032]在当前的测向周期内，自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同，且每个所述定向天线中均包含有多个定向天线；
[0033]应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线阵列中的多个定向天线分别与所述目标节点之间进行数据通信；
[0034]基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息。
[0035]进一步地，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节
点对应的目标天线阵列，包括：
[0036]判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若是，则根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。
[0037]进一步地，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：
[0038]判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若否，则在设置在测向节点自身的多个定向天线阵列中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线阵列。
[0039]进一步地，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：
[0040]判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若否，则向对应的解算节点发送针对该目标节点的在前一测向周期的角度信息的获取请求；
[0041]接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点的在前一测向周期的角度信息，则根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线测距方法，其特征在于，包括：在当前的测距周期内，自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，其中，各个所述定向天线各自对应的朝向均不相同；应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线与所述目标节点之间进行数据通信；基于所述数据通信的结果获取测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息。2.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若是，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。3.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则在设置在测距节点自身的多个定向天线中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线。4.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线，包括：判断测距节点自身是否预存储有目标节点在前一测距周期的位置信息，若否，则向对应的解算节点发送针对该目标节点在前一测距周期的位置信息的获取请求；接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点在前一测距周期的位置信息，则根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线。5.根据权利要求2或4所述的无线测距方法，其特征在于，所述根据该目标节点在前一测距周期的位置信息，在设置在测距节点自身的各个定向天线中择一作为当前的目标天线，包括：根据预存储的目标节点在前一测距周期的位置信息，确定该目标节点相对于测距节点自身的相对方向单位向量；基于所述相对方向单位向量和设置在测距节点自身的各个定向天线的方向单位向量，在各个所述定向天线中择一作为当前的目标天线。6.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，还包括：将测距节点自身相对于所述目标节点的距离信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该距离信息与至少两个其他测距节点发送的各自相对于所述目标节点的距离信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息。7.根据权利要求6所述的无线测距方法，其特征在于，还包括：若接收到解算节点发送的所述目标节点在当前的测距周期内的位置信息，则将该位置信息存储至本地。8.根据权利要求1所述的无线测距方法，其特征在于，在所述自设置于测距节点自身的多个定向天线中择一作为与目标节点对应的目标天线之前，还包括：预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角。9.根据权利要求8所述的无线测距方法，其特征在于，所述方向裕量角基于预先获取的
节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，测距节点自身的最大定位距离确定而得。10.根据权利要求8所述的无线测距方法，其特征在于，在所述预先设置相邻的各个所述定向天线之间的方向裕量角之前，还包括：基于所述定向天线的尺寸和测距节点自身的尺寸确定所述定向天线的目标数量；在测距节点自身设置符合所述目标数量的定向天线。11.一种无线测向方法，其特征在于，包括：在当前的测向周期内，自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，其中，各个所述定向天线阵列各自对应的朝向均不相同，且每个所述定向天线中均包含有多个定向天线；应用预设的无线通信技术仅控制所述目标天线阵列中的多个定向天线分别与所述目标节点之间进行数据通信；基于所述数据通信的结果获取测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息。12.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若是，则根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。13.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若否，则在设置在测向节点自身的多个定向天线阵列中随机选取一个作为与目标节点对应的目标天线阵列。14.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列，包括：判断测向节点自身是否预存储有目标节点在前一测向周期的角度信息，若否，则向对应的解算节点发送针对该目标节点的在前一测向周期的角度信息的获取请求；接收所述解算节点根据所述获取请求发回的该目标节点的在前一测向周期的角度信息，则根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列。15.根据权利要求12或14所述的无线测向方法，其特征在于，所述根据该角度信息对应的数值，在设置在测向节点自身的各个定向天线阵列中择一作为当前的目标天线阵列，包括：根据相邻的两个天线阵列之间的夹角，确定所述目标天线阵列的有效范围；判断所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值与所述目标天线阵列的有效范围之间的对应关系，若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值落在所述目标天线阵列的有效范围内，则将前一测向周期内选定的目标天线阵列依然作为当前测向周期内的目标天线阵列。16.根据权利要求15所述的无线测向方法，其特征在于，还包括：
若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值小于所述目标天线阵列的有效范围的下限值，则沿前一测向周期内选定的目标天线阵列的逆时针方向选取与其相邻的天线阵列作为当前测向周期内的目标天线阵列。17.根据权利要求15所述的无线测向方法，其特征在于，还包括：若所述目标节点在前一测向周期的角度信息对应的数值大于所述目标天线阵列的有效范围的上限值，则沿前一测向周期内选定的目标天线阵列的顺时针方向选取与其相邻的天线阵列作为当前测向周期内的目标天线阵列。18.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，还包括：将测向节点自身相对于所述目标节点的角度信息发送至解算节点，以使该解算节点根据该角度信息与至少一个其他测向节点发送的各自相对于所述目标节点的角度信息对所述目标节点进行定位，得到所述目标节点在当前的测向周期内的位置信息。19.根据权利要求11所述的无线测向方法，其特征在于，在所述自设置于测向节点自身的多个定向天线阵列中择一作为与目标节点对应的目标天线阵列之前，还包括：预先设置相邻的各个所述定向天线阵列之间的方向裕量角。20.根据权利要求19所述的无线测向方法，其特征在于，所述方向裕量角基于预先获取的目标节点估计位置和实际位置之间的最大偏差估值，以及，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞祥，尹作彪，张西洋，
申请(专利权)人：清研讯科北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：