一种定位方法和装置与流程
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位方法和装置。
背景技术：
对于智能交通系统而言，定位技术是尤为重要的关键技术之一。获取人员、待定位目标的当前位置信息是智能交通系统中一个基础的环节。目前最常用的定位方式为全球定位系统(英文全称：globalpositioningsystem，简称：gps)定位。
虽然，gps定位技术拥有较高的精度，可达10米左右；但是在地下车库、隧道、室内等较复杂环境，精度产生偏差或无法定位。
由上述可知，现有技术中采用gps定位技术，在地下车库、隧道、室内等较复杂环境，存在精度产生偏差或无法定位的问题。
技术实现要素：
本发明的实施例提供一种定位方法和装置，解决了现有技术中采用gps定位技术，在地下车库、隧道、室内等较复杂环境，存在精度产生偏差或无法定位的问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面、本发明的实施例提供一种定位方法，包括：确定获取不到gps信号时，获取第一定位信号；其中，第一定位信号包括待定位目标相对于5g基站的方位角θ和待定位目标到路测单元的距离l，距离l与待定位目标检测到的路测单元的信号强度成反比，待定位目标和路测单元均位于5g基站的覆盖范围内，每个5g基站对应一个第一精密坐标，每个路测单元对应一个第二精密坐标；根据第一定位信号，确定待定位目标的当前位置。
由上述方案可知，由于城市环境中的高耸建筑物、磁场影响等问题导致gps信号不佳时，本发明的实施例提供的定位方法，通过结合待定位目标与5g基站和路测单元的相对位置，并通过已知的5g基站的第一精密坐标和路测单元的第二精密坐标，仍然可以确定待定位目标的当前位置，从而解决了如何在复杂的环境中准确地对物体进行定位的问题。
可选的，确定获取不到gps信号时，获取第一定位信号，包括：确定获取不到gps信号时，获取待定位目标在第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及待定位目标在第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2；根据第一定位信号，确定待定位目标的当前位置，包括：根据第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2，确定待定位目标的当前位置。
可选的，该方法还包括：确定获取到gps信号时，获取第二定位信号；其中，第二定位信号包括rtk差分信号；根据gps信号和rtk差分信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，确定获取到gps信号时，获取第二定位信号，包括：确定获取到gps信号时，获取5g基站的第一精密坐标；根据5g基准站的精密坐标和5g基站的第一精密坐标，确定rtk差分信号。
第二方面、本发明的实施例提供一种定位装置，包括：获取单元，用于处理单元确定获取不到gps信号时，获取第一定位信号；其中，第一定位信号包括待定位目标相对于5g基站的方位角θ和待定位目标到路测单元的距离l，距离l与待定位目标检测到的路测单元的信号强度成反比，待定位目标和路测单元均位于5g基站的覆盖范围内，每个5g基站对应一个第一精密坐标，每个路测单元对应一个第二精密坐标；处理单元，还用于根据获取单元获取的第一定位信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，获取单元，具体用于处理单元确定获取不到gps信号时，获取待定位目标在第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及待定位目标在第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2；处理单元，具体用于根据获取单元获取的第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2，确定待定位目标的当前位置。
可选的，获取单元，还用于处理单元确定获取单元获取到gps信号时，获取第二定位信号；其中，第二定位信号包括rtk差分信号；处理单元，具体用于根据获取单元获取的gps信号和rtk差分信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，获取单元，具体用于处理单元确定获取到gps信号时，获取5g基站的第一精密坐标；处理单元，具体用于根据5g基准站的精密坐标和获取单元获取的5g基站的第一精密坐标，确定rtk差分信号。
第三方面、本发明的实施例提供一种计算机存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如上述第一方面提供的任一项所述的定位方法。
第四方面、本发明的实施例提供一种定位装置，包括：通信接口、处理器、存储器、总线；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接，当定位装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使定位装置执行如上述第一方面提供的任一项所述的定位方法。
可以理解地，上述提供的任一种定位装置用于执行上文所提供的第一方面对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文第一方面的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的实施例提供的一种定位方法的中5g基站基带单元的逻辑架构图；
图2为本发明的实施例提供的一种定位方法的中5g基站频射单元的逻辑架构图；
图3为本发明的实施例提供的一种定位方法的流程示意图之一；
图4为本发明的实施例提供的一种定位方法的流程示意图之二；
图5为本发明的实施例提供的一种定位方法的流程示意图之三；
图6为本发明的实施例提供的一种定位方法中的定位场景图；
图7为本发明的实施例提供的一种定位装置的结构示意图之一；
图8为本发明的实施例提供的一种定位装置的结构示意图之二。
附图标记：
定位装置-10；
获取单元-101；处理单元-102。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本发明实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个网络是指两个或两个以上的网络。
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。本文中符号“/”表示关联对象是或者的关系，例如a/b表示a或者b。
在实际的应用中，对于实际交通中路况复杂，但针对智能交通领域所涉及到的可能存在复杂的路况，如城市中心区域高层建筑物、茂密的林荫道、立交桥、山区隧道、地下停车场等区域，由于卫星信号被遮挡，导致gps定位系统精度会受到很大的影响；在极端情况下，由于无法接收到gps信号，而导致无法进行定位；为解决上述问题，本发明的实施例通过的定位方法，考虑到相比较gps信号，基站的建设覆盖的范围广(山区隧道、地下停车、场立交桥、茂密的林荫道以及高层建筑物内均可以覆盖)，因此，通过第五代移动通信技术(英文全称：5th-generation，简称：5g)5g基站的大规模天线(massivemimo)从而确定该定位目标相对于该5g基站的方位角，同时本发明还引入路测单元(英文全称：roadsideunit，简称：rsu)，根据待定位目标检测到的路测单元的信号强度确定该待定位目标距离该路测单元的距离，从而可以更加准确的确定该待定位目标的当前位置；因此，在gps信号较差的情况下，仍然可以确定出该待定位目标的当前位置。
为了方便理解，这里先介绍几个概念，包括：
本发明的实施例提供的定位方法中，5g基站平台包括基带单元(英文全称：buildingbasebandunit，简称：bbu)与频射单元(英文全称：radioremoteunit，简称：rru)。5g基站的bbu逻辑架构如图1所示；5g基站的rru逻辑架构如图2所示。bbu放置在机房，rru上塔，bbu和rru之间通过光纤连接。基带射频分离使得机房占地面积减小，射频馈线损耗降低，提升了射频覆盖效率。bbu负责集中控制与管理整个基站系统，完成上下行基带处理功能，并提供与射频单元、传输网络的物理接口，完成信息交互。按照逻辑功能的不同，bbu内部可划分为基带处理单元、主控单元、传输接口单元等，如图1所示。其中，主控单元主要实现基带单元的控制管理、信令处理、数据交换、系统时钟提供等功能；基带处理单元用于完成信号编码调制、资源调度、数据封装等基带协议处理，提供基带单元和射频单元间的接口；传输接口单元负责提供与核心网连接的传输接口。rru通过基带射频接口与bbu通信，完成基带信号与射频信号的转换。rru的硬件架构如图2所示，主要包括接口单元、下行信号处理单元、上行信号处理单元、功放单元、低噪放单元、双工器单元等，构成下行信号处理链路与上行信号处理链路。其中，接口单元提供与bbu之间的前传接口，接收和发送基带iq信号(其中，i(in-phase)表示同相，q(quadrature)表示正交，与i相位差90度)，采用通用公共无线电接口(英文全称：commonpublicradiointerface，简称：cpri)协议或无线基站(英文全称：openbasestationarchitectureinitiative，简称：obsai)协议；下行信号处理单元完成信号上变频、数模转换、射频调制等信号处理功能；上行信号处理单元主要完成信号滤波、混频、模数转换、下变频等功能；功放及低噪放单元分别对下行及上行信号进行放大；双工器支持收发信号复用并对收发信号进行滤波。
将一台gps接收机安置在5g基准站上进行观测，测量得到的5g基站的第一精准坐标为(lng5g，lat5g)。已知5g基准站的精密坐标
5g基站向通信范围内的定位装置广播实时动态差分(英文全称：realtimekinematic，简称：rtk)信息即(△lng5g，△lat5g)。
本发明的实施例提供的定位方法中，通过路测单元(rsu)固定在路旁的信号灯柱、电线杆、路灯柱上，精密坐标位置已知为
路测单元(rsu)与通信范围内的待定位目标进行通信，通过接收到的通信信号的强度得到待定位目标到路测单元的距离信息，设该距离为l。通过本发明的实施例提供的定位方法，可将待定位目标的当前位置定位在以路测单元为中心，l为半径的圆周上，并根据该待定位目标相对于5g基站的方位角θ，从而可以确定该待定位目标的当前位置，具体的实现方式如下：
实施例一
本发明的实施例提供一种定位方法，如图3和图5所示包括：
s101、确定获取不到gps信号时，获取第一定位信号；其中，第一定位信号包括待定位目标相对于5g基站的方位角θ和待定位目标到路测单元的距离l，距离l与待定位目标检测到的路测单元的信号强度成反比，待定位目标和路测单元均位于5g基站的覆盖范围内，每个5g基站对应一个第一精密坐标，每个路测单元对应一个第二精密坐标。
需要说明的是，在实际的应用中，地下停车场、隧道或建筑密集的城市中心等区域，gps信号较差，无法实现实时的gps信号接收。在没有卫星信号的情况下，通过5gmassivemimo的波束位置限定，可得到待定位目标相对于5g基站的方位角θ。同时，通过接收到的路测单元信号强度可以得到待定位目标到路测单元的距离l。无卫星信号情况场景示意图如图3所示，假设待定位目标的系统时间为第一时刻t1时，相对于5g基站的方位角为θ1(与正北方向的夹角)，到路测单元的距离为l1；待定位目标系统时间为t2时，相对于5g基站的方位角为θ2，到路测单元的距离为l2。
首先，如图6所示进行坐标变换，将5g基站的经纬度坐标(lng5g，lat5g)以及5g基准站的经纬度坐标
注：公式(2)中
以5g基站的当前位置为端点，θ1方向的射线l1，方程表示如公式(3)所示：
l1:x-x5g＝(y-y5g)×tanθ1，公式(3)；
以5g基站位置为端点，θ2方向的射线l2，方程表示如公式(4)所示：
l2:x-x5g＝(y-y5g)×tanθ2，公式(4)；
以rsu基站位置为圆心，l1为半径的圆，方程表示如公式(5)所示：
以rsu基站位置为圆心，l2为半径的圆，方程表示如公式(6)所示：
a1，b1为以5g基站的当前位置为端点的θ1方向的射线l1与以rsu的当前位置为圆心半径为l1的圆的交点(即第一时刻t1的待定位目标可能的当前位置为a1或者b1)，联立公式(3)与公式(5)解得a1和b1的当前位置坐标。
a2，b2为以5g基站的当前位置为端点的θ2方向的射线l2与以rsu的当前位置为圆心半径为l2的圆的交点(即第二时刻t2的待定位目标可能的当前位置为a2或者b2)，联立公式(4)与公式(6)解得a2和b2的当前位置坐标。
计算待定位目标在第一时刻t1至第二时刻t2可能的行驶距离，分别为：
以上即为无卫星信号时，采用5gmassivemimo波束的当前位置限定并结合rsu信号对待定位目标的当前位置进行融合定位的定位方式。
其中，采用波束成形技术之后，5g基站必须使用多个不同指向的波束才能完全覆盖小区。在下行过程中，基站依次使用不同指向的波束发射无线信号，该过程被称作波束扫描(beamsweeping)；与此同时，用户测量不同波束发射出的无线信号(beammeasurement)，并向基站报告相关信息(beamreporting)，基站根据用户报告确定对准该用户的最佳发射波束(beamdetermination)；因此，定位装置可以向5g基站获取待定位目标相对于5g基站的方位角θ。
s102、根据第一定位信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，确定获取不到gps信号时，获取第一定位信号，包括：确定获取不到gps信号时，获取待定位目标在第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及待定位目标在第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2；根据第一定位信号，确定待定位目标的当前位置，包括：根据第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2，确定待定位目标的当前位置。
由上述方案可知，由于城市环境中的高耸建筑物、磁场影响等问题导致gps信号不佳时，本发明的实施例提供的定位方法，通过结合待定位目标与5g基站和路测单元的相对位置，并通过已知的5g基站的第一精密坐标和路测单元的第二精密坐标，仍然可以确定待定位目标的当前位置，从而解决了如何在复杂的环境中准确地对物体进行定位的问题。
实施例二、本发明的实施例提供一种定位方法，如图4和图5所示包括：
s103、确定获取到gps信号时，获取第二定位信号；其中，第二定位信号包括rtk差分信号。
s104、根据gps信号和rtk差分信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，确定获取到gps信号时，获取第二定位信号，包括：确定获取到gps信号时，获取5g基站的第一精密坐标；根据5g基准站的精密坐标和5g基站的第一精密坐标，确定rtk差分信号。
需要说明的是，在实际的应用中绝大多数交通场景中，车载gps接收机可以接收到的gps信号为(lngv,latv)，将待定位目标自身得到的gps信号与5g基站广播的rtk差分信号进行差分定位，得到修正后的更为精确的待定位目标的当前位置，差分定位公式如下，见公式(8)：
由上述方案可知，当定位装置可以获取到gps信号时，为了更加准确的定位出该待定位目标的准确位置，可以通过rtk差分信号对gps信号中的位置信息进行修正，从而可以更加准确的定位出该待定位目标的当前位置。
实施例三
本发明的实施例提供一种定位装置10，如图7所示包括：
获取单元101，用于处理单元102确定获取不到gps信号时，获取第一定位信号；其中，第一定位信号包括待定位目标相对于5g基站的方位角θ和待定位目标到路测单元的距离l，距离l与待定位目标检测到的路测单元的信号强度成反比，待定位目标和路测单元均位于5g基站的覆盖范围内，每个5g基站对应一个第一精密坐标，每个路测单元对应一个第二精密坐标。
处理单元102，还用于根据获取单元获取的第一定位信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，获取单元101，具体用于处理单元102确定获取不到gps信号时，获取待定位目标在第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及待定位目标在第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2；处理单元102，具体用于根据获取单元101获取的第一时刻相对于5g基站的方位角θ1和待定位目标到路测单元的距离l1以及第二时刻相对于5g基站的方位角θ2和待定位目标到路测单元的距离l2，确定待定位目标的当前位置。
可选的，获取单元101，还用于处理单元102确定获取单元101获取到gps信号时，获取第二定位信号；其中，第二定位信号包括rtk差分信号；处理单元102，具体用于根据获取单元101获取的gps信号和rtk差分信号，确定待定位目标的当前位置。
可选的，获取单元101，具体用于处理单元102确定获取到gps信号时，获取5g基站的第一精密坐标；处理单元102，具体用于根据5g基准站的精密坐标和获取单元101获取的5g基站的第一精密坐标，确定rtk差分信号。
其中，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，其作用在此不再赘述。
在采用集成的模块的情况下，定位装置包括：存储单元、处理单元以及获取单元。处理单元用于对定位装置的动作进行控制管理，例如，处理单元用于支持定位装置执行图3中的过程s101和s102；获取单元用于支持定位装置与其他设备的信息交互。存储单元，用于存储定位装置的程序代码和数据。
其中，以处理单元为处理器，存储单元为存储器，获取单元为通信接口为例。其中，定位装置参照图8中所示，包括通信接口501、处理器502、存储器503和总线504，通信接口501、处理器502通过总线504与存储器503相连。
处理器502可以是一个通用中央处理器(centralprocessingunit，cpu)，微处理器，特定应用集成电路(application-specificintegratedcircuit，asic)，或一个或多个用于控制本申请方案程序执行的集成电路。
存储器503可以是只读存储器(read-onlymemory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，eeprom)、只读光盘(compactdiscread-onlymemory，cd-rom)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
其中，存储器503用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器502来控制执行。通讯接口501用于与其他设备进行信息交互，例如与遥控器的信息交互。处理器502用于执行存储器503中存储的应用程序代码，从而实现本申请实施例中所述的方法。
此外，还提供一种计算存储媒体(或介质)，包括在被执行时进行上述实施例中的定位装置执行的方法操作的指令。另外，还提供一种计算机程序产品，包括上述计算存储媒体(或介质)。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称：read-onlymemory，英文简称：rom)、随机存取存储器(英文全称：randomaccessmemory，英文简称：ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可以理解地，上述提供的任一种定位装置用于执行上文所提供的实施例一对应的方法，因此，其所能达到的有益效果可参考上文实施例一的方法以及下文具体实施方式中对应的方案的有益效果，此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
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