[發明專利]一種基于到達時間和到達角度的定位方法

在審

• 申請號: 201711051079.0
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN109725288A
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發明（設計）人: 吳克利;韋大成;范海軍;林浩;洪榮鴻
• 申請（專利權）人: 香港中文大學深圳研究院
• 主分類號: G01S5/04
• 分類號: G01S5/04;G01S5/06
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 江耀純

本發明公開了一種基于到達時間和到達角度的定位方法，包括步驟：S1、所述接收機接收所述發射機發出的信號，并檢測所述信號的功率，根據所述功率獲取所述發射機的來波角度；S2、接收機檢測發射機發送超寬帶信號的傳輸時延，根據所述傳輸時延計算出所述接收機與所述發射機之間的距離；S3、根據步驟S1中所述的來波角度與步驟S2中所述的距離確定所述發射機的所在位置，該定位方法簡單。

技術領域

本發明涉及無線定位領域，特別是涉及一種基于到達時間和到達角度的定位方法。

背景技術

傳統的室內無線定位一般分為兩種，一種是根據到達時間，另外一種是根據到達角度。到達時間定位根據各個接收機到達的不同的時間，計算出與發射機之間的距離，從而確定發射機的位置，一般接收機的數量為三個。到達角度根據各個接收機得到的發射機所在的角度，得到發射機的位置，至少需要兩個接收機。這兩種無線定位方式均需要多個接收機，存在定位方法復雜的問題。

發明內容

為了解決上述定位方法復雜的技術問題，本發明提出一種基于到達時間和到達角度的定位方法。

本發明的技術問題通過以下的技術方案予以解決：

一種基于到達時間和到達角度的定位方法，包括如下步驟：

S1、所述接收機接收所述發射機發出的信號，并檢測所述信號的功率，根據所述功率獲取所述發射機的來波角度；

S2、接收機檢測發射機發送超寬帶信號的傳輸時延，根據所述傳輸時延計算出所述接收機與所述發射機之間的距離；

S3、根據步驟S1中所述的來波角度與步驟S2中所述的距離確定所述發射機的所在位置。

優選地，所述信號與所述超寬帶信號由同一個所述接收機接收。

優選地，在步驟S1中，所述接收機采用相控陣接收所述發射機發出的信號。

優選地，在步驟S1中，所述來波角度是根據最大的兩個相鄰波束的所述功率的差值求出。

優選地，在步驟S1中所述信號包括單頻信號或調制信號或超寬帶信號。

優選地，所述接收機包括陣列天線，通過結合所述陣列天線及檢測到的所述信號的功率確定所述來波角度。

優選地，在步驟S2中，所述傳輸時延的時間計算方法包括：

T1、所述發射機發送TOA握手信號，所述接收機收到所述TOA握手信號后發送TOA確認信號；

T2、所述發射機收到步驟T1中所述TOA確認信號并發送第一次TOA檢測信號，且記錄發送時刻為T_SP；

T3、所述接收機收到步驟T2中所述第一次TOA檢測信號，記錄收到時刻為T_RP，并發送回復信號，且記錄發送時刻為T_SR；

T4、所述發射機收到步驟T3中所述回復信號，記錄收到時刻為T_RR，并發送最終TOA檢測信號，且記錄發送時刻為T_SF，之后接收機收到所述最終TOA檢測信號，記錄收到時刻為T_RF；所述最終TOA檢測信號包括T_SP、T_RR和T_SF的信息，所述傳輸時延的時間TOF＝(2T_RR-T_SP-2T_SR+T_RP+T_RF-T_SF)/4。

優選地，在步驟S2中所述距離D＝TOF×c，其中D為所述距離，TOF為所述傳輸時延的時間，c為光速。

本發明還提出了一種采用上述任一所述方法的裝置，所述裝置包括：