定位方法、定位装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种定位方法、定位装置及电子设备。定位方法包括：根据UWB标签发送第一信号的时间以及UWB基站接收第一信号的时间，计算UWB基站和UWB标签的距离；根据UWB标签发送的第一信号分别到达第一基站天线和第二基站天线的相位差以及UWB基站和UWB标签的距离，基于第一预设公式计算第一基站天线和第二基站天线的连线与UWB标签的相对角度；根据UWB基站和多个UWB标签的距离，确定电子设备在所处空间内的位置信息；根据相对角度以及位置信息，确定电子设备的朝向信息。本申请实施例中提供的定位方法，能使电子设备获得包括位置信息和朝向信息的全局定位信息。息和朝向信息的全局定位信息。息和朝向信息的全局定位信息。

【技术实现步骤摘要】
定位方法、定位装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种定位方法、定位装置及电子设备。

技术介绍

[0002]在室内定位中，常用蓝牙、Zigbee(紫蜂)、WIFI(Wireless Fidelity，无线保真)等进行无线定位。但一般电子设备只能在室内得到位置的定位信息，定位信息的精确度不高，且无法获得朝向信息。
[0003]可见，现有电子设备的定位方法定位信息的精确度不高，且无法获取电子设备的朝向信息。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例的目的是提供一种定位方法、定位装置及电子设备，能够解决现有电子设备的定位方法定位信息的精确度不高，且无法获取电子设备的朝向信息的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种定位方法，应用于电子设备，所述电子设备设置有UWB基站，所述UWB基站包括第一基站天线和第二基站天线，所述电子设备的所处空间设置有多个UWB标签，所述UWB标签用于向所述UWB基站发送第一信号，所述方法包括：
[0007]根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间以及所述UWB基站接收所述第一信号的时间，计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离；
[0008]根据所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的相位差以及所述UWB基站和所述UWB标签的距离，基于第一预设公式计算所述第一基站天线和所述第二基站天线的连线与所述UWB标签的相对角度；
[0009]根据所述UWB基站和多个所述UWB标签的距离，确定所述电子设备在所处空间内的位置信息；
[0010]根据所述相对角度以及所述位置信息，确定所述电子设备的朝向信息。
[0011]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述UWB基站用于在接收到所述标签的第一信号后，向所述UWB标签发送第二信号；所述UWB标签还用于在接收到所述第二信号后，向所述UWB基站发送第三信号，所述根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间以及所述UWB基站接收所述第一信号的时间，计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离，包括：
[0012]根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间和接收所述第二信号的时间之间的第一时间差、所述UWB标签接收所述第二信号的时间和发送所述第三信号的时间之间的第二时间差、所述UWB基站接收所述第一信号的时间和发送所述第二信号的时间之间的第三时间差、所述UWB基站发送所述第二信号的时间和接收所述第三信号的时间之间的第四时间差，基于第二预设公式计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离r，其中，所述第二预设公式如下：
[0013][0014]其中，Tround1表示所述第一时间差，Treplay2表示所述第二时间差，Treplay1表示所述第三时间差，Tround2表示所述第四时间差，c表示光速。
[0015]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述第一基站天线和第二基站天线之间的距离小于半波长，所述第一预设公式如下：
[0016][0017]其中，r表示所述UWB基站和所述UWB标签的距离，d表示所述第一基站天线和所述第二基站天线之间的距离，p表示所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的测距距离差，λ表示无线电波波长，φ表示所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的相位差。
[0018]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述根据所述UWB基站和多个所述UWB标签的距离，确定所述电子设备在所处空间内的位置信息，包括：
[0019]选取任意三个所述UWB标签构成UWB标签组，根据所述UWB标签组内的三个所述UWB标签和所述UWB基站的距离，基于三角质心法计算所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值；
[0020]计算多个所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值的平均值，并将所述平均值确定为所述电子设备在所处空间内的位置信息。
[0021]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述计算多个所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值的平均值，并将所述平均值确定为所述电子设备在所处空间内的位置信息，包括：
[0022]计算多个所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值的平均值和方差；
[0023]若所述方差大于预设方差阈值，去除距离所述平均值的欧氏距离最大的坐标值得到去除后的坐标值，并计算所述去除后的坐标值的平均值和方差，直到所述方差小于等于预设方差阈值；
[0024]将所述方差小于等于预设方差阈值时的平均值确定为所述电子设备在所处空间内的位置信息。
[0025]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述根据所述相对角度以及所述电子设备在所处空间内的位置信息，确定所述电子设备的朝向信息，包括：
[0026]根据所述电子设备在所处空间内的位置信息和UWB标签在所处空间内的位置信息，确定所述电子设备与所述UWB标签在全局坐标系下的全局角度；
[0027]将所述电子设备与所述UWB标签在全局坐标系下的全局角度加上所述相对角度，得到所述电子设备对应所述UWB标签的角度；
[0028]若当前时刻的所述角度和上一时刻的所述角度的差值大于预设角度阈值，则丢弃当前时刻的所述角度；
[0029]若当前时刻的所述角度和上一时刻的所述角度的差值小于等于预设角度阈值，则存储当前时刻的所述角度；
[0030]计算全部存储的当前时刻的所述角度的均值，作为所述电子设备的朝向信息。
[0031]第二方面，本申请实施例提供了一种定位装置，应用于电子设备，所述电子设备设置有UWB基站，所述UWB基站包括第一基站天线和第二基站天线，所述电子设备的所处空间设置有多个UWB标签，所述UWB标签用于向所述UWB基站发送第一信号，所述装置包括：
[0032]距离计算模块，用于根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间以及所述UWB基站接收所述第一信号的时间，计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离；
[0033]相对角度计算模块，用于根据所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的相位差以及所述UWB基站和所述UWB标签的距离，基于第一预设公式计算所述第一基站天线和所述第二基站天线的连线与所述UWB标签的相对角度；
[0034]位置信息确定模块，用于根据所述UWB基站和多个所述UWB标签的距离，确定所述电子设备在所处空间内的位置信息；
[0035]朝向信息确定模块，用于根据所述相对角度以及所述位置信息，确定所述电子设备的朝向信息。
[0036]根据本申请公开的一种具体实施方式，所述UWB基站用于在接收到所述标签的第一信号后，向所述UWB标签发送第二信号；所述UWB标签还用于在接收到所述第二信号后，向所述UWB基站发送第三信号，所述距离计算模块，具体用于：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定位方法，其特征在于，应用于电子设备，所述电子设备设置有UWB基站，所述UWB基站包括第一基站天线和第二基站天线，所述电子设备的所处空间设置有多个UWB标签，所述UWB标签用于向所述UWB基站发送第一信号，所述方法包括：根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间以及所述UWB基站接收所述第一信号的时间，计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离；根据所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的相位差以及所述UWB基站和所述UWB标签的距离，基于第一预设公式计算所述第一基站天线和所述第二基站天线的连线与所述UWB标签的相对角度；根据所述UWB基站和多个所述UWB标签的距离，确定所述电子设备在所处空间内的位置信息；根据所述相对角度以及所述位置信息，确定所述电子设备的朝向信息。2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述UWB基站用于在接收到所述标签的第一信号后，向所述UWB标签发送第二信号；所述UWB标签还用于在接收到所述第二信号后，向所述UWB基站发送第三信号，所述根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间以及所述UWB基站接收所述第一信号的时间，计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离，包括：根据所述UWB标签发送所述第一信号的时间和接收所述第二信号的时间之间的第一时间差、所述UWB标签接收所述第二信号的时间和发送所述第三信号的时间之间的第二时间差、所述UWB基站接收所述第一信号的时间和发送所述第二信号的时间之间的第三时间差、所述UWB基站发送所述第二信号的时间和接收所述第三信号的时间之间的第四时间差，基于第二预设公式计算所述UWB基站和所述UWB标签的距离r，其中，所述第二预设公式如下：其中，Tround1表示所述第一时间差，Treplay2表示所述第二时间差，Treplay1表示所述第三时间差，Tround2表示所述第四时间差，c表示光速。3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述第一基站天线和第二基站天线之间的距离小于半波长，所述第一预设公式如下：其中，r表示所述UWB基站和所述UWB标签的距离，d表示所述第一基站天线和所述第二基站天线之间的距离，p表示所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的测距距离差，λ表示无线电波波长，φ表示所述UWB标签发送的第一信号分别到达所述第一基站天线和所述第二基站天线的相位差。4.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述UWB基站和多个所述UWB标签的距离，确定所述电子设备在所处空间内的位置信息，包括：选取任意三个所述UWB标签构成UWB标签组，根据所述UWB标签组内的三个所述UWB标签和所述UWB基站的距离，基于三角质心法计算所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值；
计算多个所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值的平均值，并将所述平均值确定为所述电子设备在所处空间内的位置信息。5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，所述计算多个所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值的平均值，并将所述平均值确定为所述电子设备在所处空间内的位置信息，包括：计算多个所述UWB标签组对应的电子设备在所处空间内的坐标值的平均值和方差；若所述方差大于预设方差阈值，去除距离所述平均值的欧氏距离最大的坐标值得到去除后的坐标值，并计算所述去除后的坐标值的平均值和方差，直到所述方差小于等于预设方差阈值；将所述方差...

【专利技术属性】
技术研发人员：何婉君，赵勇胜，
申请(专利权)人：深圳市优必选科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：