CN109141415B - 位姿参数确定方法、装置、设备及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种位姿参数确定方法、装置、设备及系统，属于通信技术领域。方法包括：发射端获取第一载波信号和第二载波信号，第二载波信号通过对接收端发送的增益信息进行调制得到，并根据增益信息，对第一载波信号与第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号并发射；接收端接收第二磁场信号；接收端对第二磁场信号进行滤波和解调，得到第三载波信号的振幅和相位，以及第四载波信号对应的增益信息，计算第一位姿参数，并根据增益信息对第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，实现了增益信息与第一载波信号之间的同步，进而保证了接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息同步，提高了位姿参数的准确性。

Description

位姿参数确定方法、装置、设备及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种位姿参数确定方法、装置、设备及系统。
背景技术
电磁追踪技术是指利用电磁感应获得物体位姿参数的技术，能够实现物体定位，已广泛应用于虚拟现实、生物医学、计算机视觉等多种领域。电磁追踪系统中通常包括发射端和接收端，发射端与接收端通过配置的线圈传输磁场信号，根据传输的磁场信号进行处理，从而确定接收端相对于发射端的位姿参数，实现接收端与发射端之间的定位。
相关技术中，接收端根据上一次计算得到的接收端与发射端之间的相对距离生成增益信息后，会根据接收到的磁场信号计算出第一位姿参数，直接根据该增益信息对第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，即为接收端相对于发射端的位姿参数。并且，接收端还会将增益信息发送给发射端，由发射端根据增益信息对生成的信号进行放大后得到磁场信号，将磁场信号发送给接收端，接收端继续根据本次接收到的磁场信号和当前生成的增益信息进行计算，得到位姿参数。
但是，由于增益信息的传输需要耗费一定的时间，当接收端根据增益信息进行计算时，发射端还未接收到接收端本次发送的增益信息，仍在根据上一次发送的增益信息进行放大，这会导致接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息不同步，进而导致确定的位姿参数不准确。
发明内容
本发明实例提供了一种位姿参数确定方法、装置、设备及系统，解决了相关技术存在的问题。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种位姿参数确定方法，所述方法包括：
发射端获取第一载波信号和第二载波信号，所述第二载波信号通过对接收端发送的增益信息进行调制得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同，并根据所述增益信息，对所述第一载波信号与所述第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号，通过配置的第一线圈发射所述第一磁场信号；
所述接收端通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，所述第二磁场信号由所述第一磁场信号传输至所述接收端后得到，所述第二磁场信号包括所述第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及所述第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号；
所述接收端对所述第二磁场信号进行滤波和解调，得到所述第三载波信号的振幅和相位，以及所述第四载波信号对应的所述增益信息，根据所述振幅和所述相位计算第一位姿参数，并根据所述增益信息对所述第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，所述第二位姿参数包括所述接收端相对于所述发射端的位置参数和姿态参数。
另一方面，提供了一种位姿参数确定方法，应用于接收端，所述方法包括：
通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，所述第二磁场信号由第一磁场信号经第一线圈传输至所述接收端后得到，所述第二磁场信号包括第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号，所述第二载波信号通过对所述增益信息进行调制得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
对所述第二磁场信号进行滤波和解调，得到所述第三载波信号的振幅和相位，以及所述第四载波信号对应的所述增益信息；
根据所述振幅和所述相位计算第一位姿参数，并根据所述增益信息对所述第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，所述第二位姿参数包括所述接收端相对于所述发射端的位置参数和姿态参数。
另一方面，提供了一种位姿参数确定方法，应用于发射端，所述方法包括：
获取第一载波信号和第二载波信号，所述第二载波信号通过对接收端发送的增益信息进行调制得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
根据所述增益信息，对所述第一载波信号与所述第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号；
通过配置的第一线圈发射所述第一磁场信号，以使所述接收端对接收到的磁场信号进行解调得到所述增益信息，并根据所述增益信息对计算的位姿参数进行缩减，得到所述接收端相对于所述发射端的位姿参数。
另一方面，提供了一种位姿参数确定装置，所述装置包括：
接收模块，用于通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，所述第二磁场信号由第一磁场信号经第一线圈传输至接收端后得到，所述第二磁场信号包括第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号，所述第二载波信号通过对增益信息进行调制得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
滤波解调模块，用于对所述第二磁场信号进行滤波和解调，得到所述第三载波信号的振幅和相位，以及所述第四载波信号对应的所述增益信息；
还原模块，用于根据所述振幅和所述相位计算第一位姿参数，并根据所述增益信息对所述第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，所述第二位姿参数包括所述接收端相对于所述发射端的位置参数和姿态参数。
另一方面，提供了一种位姿参数确定装置，所述装置包括：
信号获取模块，用于获取第一载波信号和第二载波信号，所述第二载波信号通过对接收端发送的增益信息进行调制得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
叠加放大模块，用于根据所述增益信息，对所述第一载波信号与所述第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号；
发射模块，用于通过配置的第一线圈发射所述第一磁场信号，以使所述接收端对接收到的磁场信号进行解调得到所述增益信息，并根据所述增益信息对计算的位姿参数进行缩减，得到所述接收端相对于所述发射端的位姿参数。
另一方面，提供了一种接收端，所述接收端包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现上述的位姿参数确定方法。
另一方面，提供了一种发射端，所述接收端包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现上述的位姿参数确定方法。
本发明实施例在确定接收端相对于发射端的位姿参数时，在确定接收端相对于发射端的位姿参数时，接收端根据上一次确定的相对距离确定增益信息后，不会直接根据增益信息进行计算，而是将增益信息发送给发射端，在发射端生成第一载波信号并将增益信息进行调制得到第二载波信号，将第一载波信号和第二载波信号叠加并根据该增益信息进行放大，使得第一载波信号和增益信息能够同步传输至接收端。接收端即可根据接收到的磁场信号计算出第一位姿参数后根据增益信息进行缩减，得到第二位姿参数，实现了增益信息与第一载波信号之间的同步，进而保证了接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息同步，提高了位姿参数的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种交互系统的结构示意图；
图2是相关技术提供的一种操作流程示意图；
图3是相关技术提供的一种发射端的操作流程示意图；
图4是相关技术提供的一种接收端的操作流程示意图；
图5是本发明实施例提供的一种VR设备的示意图；
图6是本发明实施例提供的一种位姿参数确定方法的流程图；
图7是本发明实施例提供的一种发射端的操作流程图；
图8是本发明实施例提供的一种接收端的操作流程示意图；
图9是本发明实施例提供的一种第二磁场信号的示意图；
图10是本发明实施例提供的一种接收端的操作流程示意图；
图11是本发明实施例提供的一种振幅的示意图；
图12是本发明实施例提供的一种操作流程示意图；
图13是本发明实施例提供的一种相对距离与磁场信号的信号强度的关系示意图；
图14是本发明实施例提供的一种位姿参数确定装置的结构示意图；
图15是本发明实施例提供的一种位姿参数确定装置的结构示意图；
图16是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在对本发明实施例进行详细地解释说明之前，先对本发明实施例涉及的一些名词进行解释说明：
1、电磁追踪技术：是一种常用的位置跟踪技术，在发射端采用线圈作为发射源，向线圈输入信号，线圈周围会感应出磁场信号，由接收端的线圈接收感应到的磁场信号，所感应到的磁场信号能反映出接收端与发射端之间的相对位置变化和相对姿态变化。因此根据感应到的磁场信号以及磁场耦合关系，可以计算出接收端相对于发射端的位姿参数，实现发射端与接收端之间的定位。
2、位姿参数：包括位置参数和姿态参数。
本发明实施例中，接收端相对于发射端的位置参数表示接收端与发射端之间的相对位置，接收端相对于发射端的姿态参数表示接收端与发射端之间的姿态变化情况。
位姿参数可以采用六自由度来表示，六自由度中的位置参数为距离、方位角和仰角，姿态参数为水平转角、仰俯角和横滚角。
3、自动增益控制：是指根据信号强度的变化，自动调整增益信息的方法。
在电磁追踪技术中，接收端在确定与发射端之间的相对距离后，由于相对距离可以反映信号强度的变化多少，根据该相对距离确定或调整增益信息，并将增益信息发送给发射端，以使发射端根据增益信息进行信号放大，从而实现自动增益控制。
下面对本发明实施例提供的位姿参数确定方法所涉及的交互系统进行介绍。
图1是本发明实施例提供的一种交互系统的结构示意图，参见图1，该交互系统包括发射端101和接收端102，该发射端101配置有第一线圈1011，该接收端102配置有第二线圈1021。
该发射端101通过第一线圈1011发射磁场信号，该磁场信号传输至该接收端102，该接收端102可以通过第二线圈1021接收磁场信号传输后得到的信号，对该信号进行处理。
并且，该发射端101与该接收端102的位置和姿态不同，因此以该发射端101为基准，该接收端102相对于该发射端101的位姿参数可以表示该发射端101与该接收端102之间的相对位置关系。因此，本发明实施例中，该发射端101通过第一线圈1011发射磁场信号后，该接收端1021接收磁场信号传输后得到的信号，对该信号进行处理后，可以确定位姿参数。
图2是相关技术提供的一种操作流程示意图，图3是相关技术提供的一种发射端的操作流程示意图，图4是相关技术提供的一种接收端的操作流程示意图。参见图2至图4，发射端生成第一载波信号，根据增益信息对第一载波信号进行放大，得到磁场信号，通过配置的第一线圈发射该磁场信号。接收端通过配置的第二线圈接收上述磁场信号传输后得到的磁场信号，并对该磁场信号进行解调，得到振幅和相位，根据振幅和相位计算第一位姿参数，并根据增益信息对第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，该第二位姿参数包括接收端相对于发射端的位置参数和姿态参数，可以分别表示接收端与发射端之间的相对位置和相对姿态。
其中，增益信息由接收端根据接收端与发射端之间确定的相对距离生成，在接收端根据本次确定的相对距离生成增益信息后，直接根据该增益信息进行计算，并且还会将增益信息发送给发射端，由发射端根据增益信息进行放大。
但是，由于增益信息的传输需要耗费一定的时间，当接收端根据增益信息进行计算时，发射端还未接收到接收端本次发送的增益信息，仍在根据上一次发送的增益信息进行放大，这会导致接收端计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息不同步，进而导致确定的位姿参数不准确。
而本发明实施例中，在确定接收端相对于发射端的位姿参数时，接收端根据上一次确定的相对距离确定增益信息后，不会直接根据增益信息进行计算，而是将增益信息发送给发射端，在发射端生成第一载波信号并将增益信息进行调制得到第二载波信号，将第一载波信号和第二载波信号叠加并根据该增益信息进行放大，使得第一载波信号和增益信息能够同步传输至接收端。接收端即可根据接收到的磁场信号计算出第一位姿参数后根据增益信息进行缩减，得到第二位姿参数，实现了增益信息与第一载波信号之间的同步，进而保证了接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息同步，提高了位姿参数的准确性。
本发明实施例可以应用于确定任两个设备之间的相对位姿参数的场景下。
例如，如图5所示，在VR(Virtual Reality，虚拟实境)游戏场景下，用户左手、右手、左脚、右脚上佩戴VR感应器，头部佩戴VR头盔，发射端位于四个VR感应器上，接收端位于VR头盔上，发射端和接收端上均配置有线圈，且发射线圈与接收线圈具有匹配的工作频段。用户可以佩戴VR头盔，并在四肢上分别佩戴VR感应器。在用户进行游戏的过程中，可以转头、挥动双臂或双腿，在此过程中，发射端与接收端采用本发明实施例提供的方法，确定接收端相对于发射端的位姿参数，进而确定了用户当前各部位上的动作。
其中，发射端和接收端的线圈可以为三轴线圈，发射端的线圈中，三个轴上的线圈会发射不同频率的信号，接收端的线圈中，三个轴上的线圈会分别接收发射端发射的信号，则会导致每个轴上的线圈都会接收到发射端的三个轴发射的信号。
那么，在上述VR场景下，每个发射端发出3个不同频率的信号，而接收端的三个轴上的线圈会分别接收这3个不同频率的信号，即总共接收到9个信号，并根据这9个信号进行处理，得到接收端相对于发射端的位姿参数。
另外，在医疗手术场景下，在手术过程中，可以采用本发明实施例提供的方法确定多个手术器械当前的位置，以便医生能顺利进行手术。
当然，本发明实施例还可以应用于其他确定相对位姿参数的场景下，在此不再赘述。
图6是本发明实施例提供的一种位姿参数确定方法的流程图，图7是本发明实施例提供的一种发射端的操作流程图，图8是本发明实施例提供的一种接收端的操作流程示意图。该发明实施例的交互主体为发射端和接收端，参见图6至图8，该方法包括：
601、发射端根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用预设调制函数生成第一载波信号。
本发明实施例中，发射端配置有第一线圈，接收端配置有第二线圈，第一线圈的发射频段与第二线圈的接收频段匹配，两者之间可以进行信号传输，从而实现发射端与接收端之间的定位。
发射端和接收端可以为待定位的任意设备，例如发射端和接收端可以为用户佩戴的VR设备，或者发射端为计算机、接收端为与计算机进行通信的手术器械等。
为了便于信号传输，发射端先根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用预设调制函数生成第一载波信号，以使第一载波信号的载波频率为第一载波频率，载波振幅为第一载波振幅，载波相位为第一载波相位。第一载波频率属于第一频段，可以为第一频段的任一频率。可选地，该第一频段可以为高频频段，如25kHz(千赫兹)-40kHz。
可选地，预设调制函数可以是正弦波函数，也可以是余弦波函数，或者还可以为其他调制函数。
例如，根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用余弦波函数，生成第一载波信号：
yc(t)＝Ac cos(2πfct+φc)；
其中，yc(t)表示第一载波信号，fc表示第一载波频率，Ac表示第一载波振幅，t表示时间点，φc表示第一载波相位。
且，第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位可以由发射端与接收端协商确定，如在发射端或接收端每次启动时或者每次要传输信号时，由发射端与接收端协商确定。
可选地，第一线圈为三轴线圈，每个轴上的线圈用于发射第一载波信号放大后的一路子载波信号。相应地，采用预设调制函数生成第一载波信号时，可以采用至少一种子载波频率分别生成至少一路子载波信号。也即是，该步骤601可以包括以下步骤6011-6013中的至少一项：
6011、根据第一子载波频率，采用预设调制函数生成第一子载波信号，第一子载波信号用于放大后通过第一线圈的第一轴上的线圈发射。
6012、根据第二子载波频率，采用预设调制函数生成第二子载波信号，第二子载波信号用于放大后通过第一线圈的第二轴上的线圈发射。
6013、根据第三子载波频率，采用预设调制函数生成第三子载波信号，第三子载波信号用于放大后通过第一线圈的第三轴上的线圈发射。
例如，第一线圈包括X、Y、Z三个轴上的线圈，发射端根据第一子载波频率f1，采用预设调制函数生成第一子载波信号，以便通过X轴上的线圈发射第一子载波信号放大后的信号，根据第二子载波频率f2，采用预设调制函数生成第二子载波信号，以便通过Y轴上的线圈发射第二子载波信号放大后的信号，并根据第三子载波频率f3，采用预设调制函数生成第三子载波信号，以便通过Z轴上的线圈发射第三子载波信号放大后的信号。或者，发射端只根据第一子载波频率f1，采用预设调制函数生成第一子载波信号，以便通过X轴上的线圈发射第一子载波信号放大后的信号，而不再根据第二子载波频率和第三子载波频率生成子载波信号。
602、发射端根据第二载波频率和第二载波振幅，采用预设调制函数生成原始载波信号，将频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第二载波信号。
在发射端与接收端之间传输磁场信号时，需要保证磁场信号的信号强度足够大，因此在发射磁场信号之前需要先进行信号放大。而增益信息用于表示信号的放大幅度。
本发明实施例中，考虑到接收端与发射端之间的相对距离可以反映出磁场信号的信号强度，则为了根据信号强度的变化自动调整增益信息，当接收端每次确定位姿参数时，可以根据位姿参数中的相对距离计算出增益信息，发送给发射端。
需要说明的是，相关技术中接收端计算出增益信息时，即会根据增益信息对当前计算出的位姿参数进行缩减。而本发明实施例中，为了保证接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息同步，在接收端计算出增益信息时，在未根据增益信息进行计算的情况下，将增益信息发送给发射端，由发射端将第一载波信号与增益信息同步传输给接收端，即可实现同步。
可选地，除第一线圈和第二线圈之外，发射端还可以配置第一无线通信模块，接收端还可以配置第二无线通信模块，第一无线通信模块与第二无线通信模块之间也可以进行信号传输。该第一无线通信模块和该第二无线通信模块可以为WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)模块、蓝牙模块或者其他类型的无线通信模块。与第一线圈和第二线圈通过电磁感应来传输磁场信号不同，第一无线通信模块与第二无线通信模块之间通过射频技术来传输信号。
则接收端将增益信息发送给发射端时，可以通过第二无线通信模块发送，由发射端的第一无线通信模块接收该增益信息。
当发射端接收到增益信息时，为了实现第一载波信号与增益信息的同步传输，也会根据第二载波频率和第二载波振幅，采用预设调制函数生成原始载波信号，将频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第二载波信号，则第二载波信号的载波频率根据第二载波频率、频率调制振幅和增益信息确定。其中，第二载波频率属于第二频段，可以为第二频段的任一频率。可选地，该第二频段可以为低频频段，如5kHz(千赫兹)-15kHz。
需要说明的是，为了使接收端将第一载波信号与增益信息区分开，第一频段和第二频段可以为不同的频段，这样可以保证第一载波频率与第二载波频率不同，以使第一载波频率和第二载波频率不同，后续接收端可以根据所在频段的不同，采用不同的频段进行滤波，将第一载波信号和第二载波信号分离。
可选地，采用以下公式，将频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第二载波信号：
Figure BDA0001796363630000101
其中，t表示时间点，yg(t)表示第二载波信号，fg表示第二载波频率，Ag表示第二载波振幅，Af表示频率调制振幅，mg表示增益信息。
且，第二载波频率、第二载波振幅、频率调制振幅可以由发射端与接收端协商确定，如在发射端或接收端每次启动时或者每次要传输信号时，由发射端与接收端协商确定。
可选地，第一线圈为三轴线圈，每个轴上的线圈用于发射第二载波信号放大后的一路子载波信号。相应地，在将频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上时，可以采用至少一种频率调制振幅进行调制，得到至少一路子载波信号。也即是，该步骤602可以包括以下步骤6021-6023中的至少一项：
6021、将第一频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第四子载波信号，第四子载波信号用于放大后通过第一线圈的第一轴上的线圈发射。
6022、将第二频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第五子载波信号，第五子载波信号用于放大后通过第一线圈的第二轴上的线圈发射。
6023、将第三频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第六子载波信号，第六子载波信号用于放大后通过第一线圈的第三轴上的线圈发射。
例如，第一线圈包括X、Y、Z三个轴上的线圈，发射端根据第一频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第四子载波信号，以便通过X轴上的线圈发射第四子载波信号放大后的信号，根据第二频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第五子载波信号，以便通过Y轴上的线圈发射第五子载波信号放大后的信号，并根据第三频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第六子载波信号，以便通过Z轴上的线圈发射第六子载波信号放大后的信号。或者，发射端只根据第一频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第四子载波信号，以便通过X轴上的线圈发射第四子载波信号放大后的信号，而不再根据第二频率调制振幅和第三频率调制振幅进行调制。
603、发射端根据增益信息，对第一载波信号与第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号。
通过将第一载波信号和第二载波信号叠加，并将叠加后的信号根据增益信息放大，进而转化为需要发射的第一磁场信号。
基于上述步骤601和602的可选方案，将第一载波信号和第二载波信号叠加并根据增益信息放大后，得到的第一磁场信号为
Figure BDA0001796363630000111
其中，B(t)表示第一磁场信号，mg表示增益信息，yc(t)表示第一载波信号，yg(t)表示第二载波信号。
本发明实施例中，所发射的磁场信号为模拟信号，在一种可能实现方式中，若生成的第一载波信号为模拟信号，则采用模拟调制的方式对增益信息进行调制得到第二载波信号，从而得到第一磁场信号。而在另一种可能实现方式中，若生成的第一载波信号为数字信号，则采用数字调制的方式对增益信息进行调制得到第二载波信号，此时需要进行数模转换，转换为模拟信号。其中，该数模转换过程可以在第一载波信号与第二载波信号叠加之前执行，或者在第一载波信号与第二载波信号叠加之后、放大之前执行，或者在进行放大之后执行。
604、发射端通过配置的第一线圈发射第一磁场信号。
发射端将第一载波信号与第二载波信号叠加，得到第二信号，并根据增益信息对第二信号进行放大，得到第一磁场信号，因此第一磁场信号中实际上包括第一载波信号放大后的信号以及第二载波信号放大后的信号，通过第一线圈发射第一载波信号放大后的信号以及第二载波信号放大后的信号时，实现了第一载波信号与第二载波信号的叠加。
可选地，第一线圈为三轴线圈，第一线圈发射的第一载波信号包括至少一路子载波信号，第一线圈发射的第二载波信号包括至少一路子载波信号，每个轴上的线圈可以发射第一载波信号放大后的一路子载波信号，以及第二载波信号放大后的一路子载波信号。
例如，第一线圈包括X、Y、Z三个轴上的线圈，发射端根据第一子载波频率和第二子载波频率，分别采用预设调制函数生成第一子载波信号和第二子载波信号，并根据第一频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第四子载波信号，将第一子载波信号和第四子载波信号叠加并放大后通过第一线圈中X轴上的线圈发射，而第二子载波信号放大后的信号通过第一线圈中Y轴上的线圈发射。
605、接收端通过配置的第二线圈接收第二磁场信号。
发射端发射第一磁场信号后，第一磁场信号传播至任一位置点后，在该位置点处所接收到的第一磁场信号如下：
Figure BDA0001796363630000121
其中，mg表示增益信息，k表示第一线圈的电感常数，r表示该位置点与发射端之间的相对距离，
Figure BDA0001796363630000122
表示相位变化量，根据接收端相对于发射端的位置和姿态变化确定，yc(t)表示第一载波信号，yg(t)表示第二载波信号。
由此可以看出，随着位置的变化，所感应的第一磁场信号也会发生变化。则对于接收端来说，由发射端发送的第一磁场信号经第一线圈传输至接收端后，接收端接收到第二磁场信号，第二磁场信号是由发射端发送的第一磁场信号传输至接收端后得到，第二磁场信号包括第一载波信号放大并传输到接收端后得到的第三载波信号，以及第二载波信号放大并传输到接收端后得到的第四载波信号。该第二磁场信号可以反映出发射端与接收端之间的相对距离变化和相对姿态变化。
可选地，第二线圈为三轴线圈，接收端通过第二线圈中每个轴上的线圈来接收发射端发射的磁场信号。进一步地，当第一线圈为三轴线圈，通过每个轴上的线圈发射第一磁场信号时，第二线圈中每个轴上的线圈即可接收到第一磁场信号传输后得到的第二磁场信号。
基于步骤604的举例，发射端发射的第一磁场信号包括第一子载波信号放大后的信号、第二子载波信号放大后的信号以及第四子载波信号放大后的信号。第二线圈包括X、Y、Z三个轴上的线圈，每个轴上的线圈均可接收到上述三路信号传输到接收端而得到的信号。
在一种可能实现方式中，第二磁场信号为模拟信号，对第二磁场信号进行模数转换得到数字信号，后续对该数字信号进行处理。
在另一种可能实现方式中，为了便于接收端进行信号解调，当接收端接收到第二磁场信号时，还可以对第二磁场信息进行放大，以提高第二磁场信号的信号强度。
606、接收端对第二磁场信号进行滤波和解调，得到第三载波信号的振幅和相位，以及第四载波信号对应的增益信息。
本发明实施例中，第一载波频率属于第一频段，第二载波频率属于第二频段，第一频段和第二频段不同。例如，第一频段为25kHz-40kHz，第二频段为5kHz-15kHz。
则为了将第一载波信号和第二载波信号分离，接收端会根据第一频段，对第二磁场信号进行滤波，得到第三载波信号，并根据第二频段，对第二磁场信号进行滤波，得到第四载波信号，第三载波信号和第四载波信号可以如图9所示。
在一种可能实现方式中，可以采用低通滤波器和带通滤波器，带通滤波器的滤波频段与第一频段相同，低通滤波器的滤波频段与第二频段相同。则采用低通滤波器进行滤波时，可以将第四载波信号滤除，允许第三载波信号通过。而采用带通滤波器进行滤波时，可以将第三载波信号滤除，允许第四载波信号通过。
滤波之后，接收端可以根据第一载波频率，将第三载波信号中的振幅和相位解调出来，根据第二载波频率，将第四载波信号中的增益信息解调出来。
607、接收端根据振幅和相位计算第一位姿参数，并根据增益信息对第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，第二位姿参数包括接收端相对于发射端的位置参数和姿态参数。
由于第三载波信号是由第一载波信号根据增益信号放大后得到的信号，而第三载波信号的振幅和相位可以反映出接收端相对于发射端的相对位置和相对姿态，因此可以根据第三载波信号的振幅和相位计算第一位姿参数，根据增益信息对第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，实现位姿参数的还原，该第二位姿参数即为接收端相对于发射端的位置参数和姿态参数。其中，该第二位姿参数可以以六自由度来表示，或者也可以以其他类型的参数来表示。
可选地，第一线圈和第二线圈为三轴线圈时，第二线圈中三个轴上的线圈均会接收到第二磁场信号，并分别执行上述步骤606-607，得到每个轴上的位姿参数。此时，对三个轴上的位姿参数进行组合，得到完整的位姿参数。
图10是本发明实施例提供的一种接收端的操作流程图，例如，针对X轴上的线圈接收到的第二磁场信号，可以解调得到第一位姿参数
Figure BDA0001796363630000141
并根据增益信息mg还原得到第二位姿参数
Figure BDA0001796363630000142
该第二位姿参数可以表示X轴上的线圈相对于发射端第一线圈中三个轴上的线圈的相对姿态变化，同理，针对Y轴和Z轴上的线圈接收到的第二磁场信号，可以解调并还原得到第二位姿参数
Figure BDA0001796363630000143
和
Figure BDA0001796363630000144
分别表示Y轴上的线圈相对于发射端第一线圈中三个轴上的线圈的相对姿态变化，以及Z轴上的线圈相对于发射端第一线圈中三个轴上的线圈的相对姿态变化，因此将三组第二位姿参数组合可以得到完整的位姿参数。
图11是本发明实施例提供的一种振幅的示意图，其显示出了第一位姿参数和第二位姿参数随着时间的变化情况，且由图11可知，第一位姿参数与第二位姿参数的振幅不同，还原前后振幅发生了变化。
在后续过程中，接收端根据本次计算出的第二位姿参数即可确定接收端与发射端之间的相对距离，根据该相对距离可以重新确定更新后的增益信息，此时将该更新后的增益信息发送给发射端，发射端和接收端继续执行上述步骤601-607，继续确定接收端相对于发射端的位姿参数，以便及时获取到接收端的位置变化或姿态变化。
图12是本发明实施例提供的一种操作流程示意图，参见图12，接收端计算得到增益信息后，不会直接根据增益信息进行计算，而是先发送给发射端，由发射端对增益信息进行调制后与第一载波信号叠加，从而能够实现第一载波信号与增益信息的同步，接收端根据增益信息进行计算时，可以提高准确率，避免确定的位姿参数不准确的问题。
本发明实施例提供的方法，在确定接收端相对于发射端的位姿参数时，接收端根据上一次确定的相对距离确定增益信息后，不会直接根据增益信息进行计算，而是将增益信息发送给发射端，在发射端生成第一载波信号并将增益信息进行调制得到第二载波信号，将第一载波信号和第二载波信号叠加并根据该增益信息进行放大，使得第一载波信号和增益信息能够同步传输至接收端。接收端即可根据接收到的磁场信号计算出第一位姿参数后根据增益信息进行缩减，得到第二位姿参数，实现了增益信息与第一载波信号之间的同步，进而保证了接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息同步，提高了位姿参数的准确性。
当确定接收端与发射端之间的相对距离，根据相对距离来计算增益信息时，考虑到相对距离越大，接收端接收到的磁场信号的信号强度越小，应采用的增益信息越大，因此，增益信息与相对距离呈正相关关系，相对距离越大，增益信息越大。
在一种可能实现方式中，可以设置多个相对距离的区间，在不同区间内采用不同的曲线来确定接收端磁场信号的信号强度，而每一种曲线可以设置一种对应的增益信息。则相对距离所在的区间不同，磁场信号的信号强度不同，计算出的增益信息也不同。
图13是本发明实施例提供的一种相对距离与接收端磁场信号的信号强度的关系示意图。参见图13，图中的曲线1、2和3为相对距离与磁场信号的信号强度的关系曲线，磁场信号的信号强度随着相对距离的增大而减小，其中曲线1对应的增益信息为mg1，曲线2对应的增益信息为mg2，曲线3对应的增益信息为mg3。并且，mg1<mg2<mg3，当相对距离属于0cm-5cm的区间内，磁场信号的信号强度可以由曲线1来表示，所采用的增益信息为mg1，当相对距离属于5cm-30cm的区间内，磁场信号的信号强度可以由曲线2来表示，所采用的增益信息为mg2，当相对距离属于大于30cm的区间内，磁场信号的信号强度可以由曲线3来表示，所采用的增益信息为mg3，即图13所示的粗线可以准确表示不同相对距离区间内的磁场信号的信号强度。
假设固定采用增益信息mg3，会导致在相对距离较小时，采用的增益信息过大，导致接收端接收到的磁场信号的信号强度会高于接收端模数转换器的输入上限，造成信号饱和。而假设固定采用增益信息mg1，会导致在相对距离较大时，采用的增益信息过小，导致接收端接收到的磁场信号的信号强度会低于接收端模数转换器的输入下限，造成信号被底噪掩盖。因此，本发明实施例中采用分段的形式，针对不同区间内的相对距离采用不同的增益信息。那么，当前的相对距离跨越任两个区间时，如相对距离从小于5cm处的位置跨越至大于5cm处的位置时，或者，相对距离从小于30cm处的位置跨越至大于30cm处的位置时，增益信息会发生突变。
相关技术中，由于接收端进行计算时采用的增益信息与发射端信号放大采用的增益信息不同步，会导致在接收端采用更新后的增益信息进行计算时，所计算的磁场信号实际上是发射端采用更新后的增益信息进行放大后得到的信号，这会导致确定的位姿参数不准确。而后续当更新后的增益信息发送给发射端之后，接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息才会相同，从而确定准确的位姿参数。
而本发明实施例中，当前的相对距离跨越任两个区间时，或者未跨越区间时，接收端进行计算时采用的增益信息与发射端放大时采用的增益信息均会保持同步，那么无论增益信息是否发生突变，均可保证位姿参数的准确性。
进一步地，在虚拟现实场景下或者增强现实场景下，采用自动增益控制来确定接收端相对于发射端的位姿参数后，可以获知接收端的位置和姿态的变化，从而根据接收端的位置和姿态的变化，更新显示的场景界面，以使场景界面与当前的接收端所在的场景相匹配。
那么，基于相关技术的方案，当显示场景界面的过程中，增益信息发生突变时，增益信息的更新过程会导致一瞬间内位姿参数确定不准确，进而导致场景界面中发生瞬间抖动，影响显示效果。
而本发明实施例中，无论增益信息是否发生突变，均可保证位姿参数的准确性，进而避免了在场景界面中发生瞬间抖动，提升了显示效果。
图14是本发明实施例提供的一种位姿参数确定装置的结构示意图。参见图14，该装置包括：
接收模块1401，用于通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，第二磁场信号由第一磁场信号传输至接收端后得到，第二磁场信号包括第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号，第二载波信号通过对增益信息进行调制得到，第一载波信号和第二载波信号的载波频率不同；
滤波解调模块1402，用于对第二磁场信号进行滤波和解调，得到第三载波信号的振幅和相位，以及第四载波信号对应的增益信息；
还原模块1403，用于根据振幅和相位计算第一位姿参数，并根据增益信息对第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，第二位姿参数包括接收端相对于发射端的位置参数和姿态参数。
在另一个实施例中，该位姿参数确定装置还包括：
发送模块，用于根据上一次计算得到的位姿参数计算出增益信息后，在未根据增益信息进行计算的情况下，向发射端发送增益信息。
在另一个实施例中，滤波解调模块1402包括：
第一滤波解调单元，用于根据第一载波信号的载波频率所属的第一频段，对第二磁场信号进行滤波，得到第三载波信号，对第三载波信号进行解调，得到振幅和相位；
第二滤波解调单元，用于根据第二载波信号的载波频率所属的第二频段，对第二磁场信号进行滤波，得到第四载波信号，对第四载波信号进行解调，得到增益信息。
图15是本发明实施例提供的一种位姿参数确定装置的结构示意图。参见图15，该装置包括：
信号获取模块1501，用于获取第一载波信号和第二载波信号，第二载波信号通过对接收端发送的增益信息进行调制得到，第一载波信号和第二载波信号的载波频率不同；
叠加放大模块1502，用于根据增益信息，对第一载波信号与第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号；
发射模块1503，用于通过配置的第一线圈发射第一磁场信号，以使接收端对接收到的磁场信号进行解调得到增益信息，并根据增益信息对计算的位姿参数进行缩减，得到接收端相对于发射端的位姿参数。
在另一个实施例中，信号获取模块1501还包括：
生成单元，用于根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用预设调制函数生成第一载波信号，以使第一载波信号的载波频率为第一载波频率，载波振幅为第一载波振幅，载波相位为第一载波相位。
在另一个实施例中，生成单元还用于根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用余弦波函数，生成第一载波信号：
yc(t)＝Ac cos(2πfct+φc)；
其中，t表示时间点，yc(t)表示第一载波信号，fc表示第一载波频率，Ac表示第一载波振幅，φc表示第一载波相位。
在另一个实施例中，第一线圈为三轴线圈，每个轴上的线圈用于发射第一载波信号放大后的一路子载波信号；生成单元还用于执行以下至少一项：
根据第一子载波频率，采用预设调制函数生成第一子载波信号，第一子载波信号用于放大后通过第一线圈的第一轴上的线圈发射；
根据第二子载波频率，采用预设调制函数生成第二子载波信号，第二子载波信号用于放大后通过第一线圈的第二轴上的线圈发射；
根据第三子载波频率，采用预设调制函数生成第三子载波信号，第三子载波信号用于放大后通过第一线圈的第三轴上的线圈发射。
在另一个实施例中，信号获取模块1501包括：
调制单元，用于根据第二载波频率和第二载波振幅，采用预设调制函数生成原始载波信号；将频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第二载波信号，以使第二载波信号的载波频率根据第二载波频率、频率调制振幅和增益信息确定。
在另一个实施例中，调制单元还用于采用以下公式，将频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第二载波信号：
Figure BDA0001796363630000181
其中，t表示时间点，yg(t)表示第二载波信号，fg表示第二载波频率，Ag表示第二载波振幅，Af表示频率调制振幅，mg表示增益信息。
在另一个实施例中，第一线圈为三轴线圈，每个轴上的线圈用于发射第二载波信号放大后的一路子载波信号；
调制单元还用于执行以下至少一项：
将第一频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第四子载波信号，第四子载波信号用于放大后通过第一线圈的第一轴上的线圈发射；
将第二频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第五子载波信号，第五子载波信号用于放大后通过第一线圈的第二轴上的线圈发射；
将第二频率调制振幅和增益信息调制到原始载波信号的载波频率上，得到第六子载波信号，第六子载波信号用于放大后通过第一线圈的第三轴上的线圈发射。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本公开的可选实施例，在此不再一一赘述。
需要说明的是：上述实施例提供的位姿参数确定装置在确定位姿参数时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将发射端和接收端的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的位姿参数确定装置的实施例与位姿参数确定方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
图16示出了本发明一个示例性实施例提供的电子设备1600的结构框图。该电子设备1600用于执行上述实施例中发射端或接收端执行的操作。
该电子设备1600可以是便携式设备，比如：智能手机、笔记本电脑、便携式电子设备、膝上型电子设备、台式电子设备等设备，或者还可以为头戴式VR手机、头戴式显示器、VR手套、VR眼镜、可穿戴设备等。
通常，电子设备1600包括有：处理器1601和存储器1602。
处理器1601可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器1601可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1601也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器1601可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器1601还可以包括AI(Artificial Intelligence，人工智能)处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器1602可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器1602还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器1602中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器1601所具有以实现本申请中方法实施例提供的位姿参数确定方法。
在一些实施例中，电子设备1600还包括有：外围设备接口1603和至少一个外围设备。处理器1601、存储器1602和外围设备接口1603之间可以通过总线或信号线相连。各个外围设备可以通过总线、信号线或电路板与外围设备接口1603相连。
外围设备接口1603可被用于将I/O(Input/Output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器1601和存储器1602。在一些实施例中，处理器1601、存储器1602和外围设备接口1603被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器1601、存储器1602和外围设备接口1603中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
具体地，外围设备包括：线圈1604和射频电路1605。
线圈1604通常指呈环形的导线绕组，将导线一根一根绕起来，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯。最常见的线圈应用有：马达、电感、变压器和环形天线等。
线圈1604按电感形式可以分为固定电感和可变电感，按导体性质可以分为空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈等，按工作性质可以分为天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈等，按绕线结构可以分为单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈等。
本发明实施例中，电子设备1600作为发射端或接收端，通过线圈1604可以发射或者接收磁场信号，实现与其他电子设备的信号传输。
射频电路1605用于接收和发射RF(Radio Frequency，射频)信号。射频电路1605通过RF信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路1605将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路1605包括：天线系统、RF收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路1605可以通过至少一种无线通信协议来与其它电子设备进行通信。该无线通信协议包括但不限于：城域网、各代移动通信网络(2G、3G、4G及13G)、无线局域网和/或WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路1605还可以包括NFC(Near Field Communication，近距离无线通信)有关的电路，本申请对此不加以限定。
本发明实施例中，电子设备1600可以作为发射端或接收端，通过射频电路1605可以接收或发送增益信息，实现增益信息的传输。
另外，外围设备还可选包括：显示屏1606或摄像头组件1607。
显示屏1606用于显示UI(User Interface，用户界面)。该UI可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。当显示屏1606是触摸显示屏时，显示屏1606还具有采集在显示屏1606的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器1601进行处理。此时，显示屏1606还可以用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，显示屏1606可以为一个，设置电子设备1600的前面板；在另一些实施例中，显示屏1606可以为至少两个，分别设置在电子设备1600的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，显示屏1606可以是柔性显示屏，设置在电子设备1600的弯曲表面上或折叠面上。甚至，显示屏1606还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。显示屏1606可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示屏)、OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等材质制备。
摄像头组件1607用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件1607包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头设置在电子设备的前面板，后置摄像头设置在电子设备的背面。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头、长焦摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能、主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及VR拍摄功能或者其它融合拍摄功能。
在一些实施例中，电子设备1600还包括有一个或多个传感器1608。该一个或多个传感器1608包括但不限于：加速度传感器1609、陀螺仪传感器1610、磁力计传感器1611。
加速度传感器1609可以检测以电子设备1600建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器1609可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器1601可以根据加速度传感器1609采集的重力加速度信号，控制显示屏1606以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器1609还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
陀螺仪传感器1610可以检测电子设备1600的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器1610可以与加速度传感器1609协同采集用户对电子设备1600的3D动作。处理器1601根据陀螺仪传感器1610采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变UI)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
磁力计传感器1611采用各向异性磁致电阻材料来检测空间中磁感应强度的大小，这种具有晶体结构的材料对外界的磁场很敏感，其电阻值会随着空间中磁场的强弱变化而发生变化。磁力计传感器1611的强项在于设备的方位。可以测量出当前电子设备与东南西北四个方向上的夹角。
本领域技术人员可以理解，图16中示出的结构并不构成对电子设备1600的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
本发明实施例还提供了一种接收端，接收端包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现如上述实施例所述的位姿参数确定方法中接收端所执行的操作。
本发明实施例还提供了一种发射端，发射端包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令，指令由处理器加载并执行以实现如上述实施例所述的位姿参数确定方法中发射端所执行的操作。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种位姿参数确定方法，其特征在于，所述方法包括：
发射端获取第一载波信号和第二载波信号，所述第二载波信号通过将频率调制振幅和接收端发送的增益信息调制到原始载波信号的载波频率上得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同，并根据所述增益信息，对所述第一载波信号与所述第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号，通过配置的第一线圈发射所述第一磁场信号；
所述接收端通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，所述第二磁场信号由所述第一磁场信号传输至所述接收端后得到，所述第二磁场信号包括所述第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及所述第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号；
所述接收端根据所述第一载波信号的载波频率所属的第一频段，对所述第二磁场信号进行滤波，得到所述第三载波信号，对所述第三载波信号进行解调，得到所述第三载波信号的振幅和相位，以及所述第四载波信号对应的所述增益信息，根据所述振幅和所述相位计算第一位姿参数，并根据所述增益信息对所述第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，所述第二位姿参数包括所述接收端相对于所述发射端的位置参数和姿态参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端获取第一载波信号和第二载波信号之前，所述方法还包括：
所述接收端根据上一次计算得到的位姿参数计算出所述增益信息后，在未根据所述增益信息进行计算的情况下，向所述发射端发送所述增益信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端获取第一载波信号和第二载波信号，包括：
根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用预设调制函数生成所述第一载波信号，以使所述第一载波信号的载波频率为所述第一载波频率，载波振幅为所述第一载波振幅，载波相位为所述第一载波相位；
其中，采用以下公式，根据所述第一载波频率、所述第一载波振幅和所述第一载波相位，采用余弦波函数，生成所述第一载波信号：
yc(t)＝Ac cos(2πfct+φc)；
其中，t表示时间点，yc(t)表示所述第一载波信号，fc表示所述第一载波频率，Ac表示所述第一载波振幅，φc表示所述第一载波相位。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一线圈为三轴线圈，每个轴上的线圈用于发射所述第一载波信号放大后的一路子载波信号；
所述根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用预设调制函数生成所述第一载波信号，包括以下至少一项：
根据第一子载波频率，采用所述预设调制函数生成第一子载波信号，所述第一子载波信号用于放大后通过所述第一线圈的第一轴上的线圈发射；
根据第二子载波频率，采用所述预设调制函数生成第二子载波信号，所述第二子载波信号用于放大后通过所述第一线圈的第二轴上的线圈发射；
根据第三子载波频率，采用所述预设调制函数生成第三子载波信号，所述第三子载波信号用于放大后通过所述第一线圈的第三轴上的线圈发射。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端获取第一载波信号和第二载波信号，包括：
根据第二载波频率和第二载波振幅，采用预设调制函数生成原始载波信号；
将频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到所述第二载波信号，以使所述第二载波信号的载波频率根据所述第二载波频率、所述频率调制振幅和所述增益信息确定
其中，采用以下公式，将所述频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到所述第二载波信号：
Figure FDA0002507575480000021
其中，t表示时间点，yg(t)表示所述第二载波信号，fg表示所述第二载波频率，Ag表示所述第二载波振幅，Af表示所述频率调制振幅，mg表示所述增益信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一线圈为三轴线圈，每个轴上的线圈用于发射所述第二载波信号放大后的一路子载波信号；
所述将频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到所述第二载波信号，包括以下至少一项：
将第一频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到第四子载波信号，所述第四子载波信号用于放大后通过所述第一线圈的第一轴上的线圈发射；
将第二频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到第五子载波信号，所述第五子载波信号用于放大后通过所述第一线圈的第二轴上的线圈发射；
将第三频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到第六子载波信号，所述第六子载波信号用于放大后通过所述第一线圈的第三轴上的线圈发射。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第二载波信号的载波频率所属的第二频段，对所述第二磁场信号进行滤波，得到所述第四载波信号，对所述第四载波信号进行解调，得到所述增益信息。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈为三轴线圈，所述第一线圈每个轴上的线圈用于发射所述第一载波信号放大后的一路子载波信号，以及所述第二载波信号放大后的一路子载波信号；
所述第二线圈每个轴上的线圈用于接收所述第一线圈中三个轴上的线圈发射的第一磁场信号。
9.一种位姿参数确定方法，其特征在于，应用于接收端，所述方法包括：
通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，所述第二磁场信号由第一磁场信号经第一线圈传输至所述接收端后得到，所述第二磁场信号包括第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号，所述第二载波信号是发送端通过将频率调制振幅和所述接收端发送的增益信息调制到原始载波信号的载波频率上得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
根据所述第一载波信号的载波频率所属的第一频段，对所述第二磁场信号进行滤波，得到所述第三载波信号，对所述第三载波信号进行解调，得到所述第三载波信号的振幅和相位，以及所述第四载波信号对应的所述增益信息；
根据所述振幅和所述相位计算第一位姿参数，并根据所述增益信息对所述第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，所述第二位姿参数包括所述接收端相对于发射端的位置参数和姿态参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过配置的第二线圈接收第二磁场信号之前，所述方法还包括：
根据上一次计算得到的位姿参数计算出所述增益信息后，在未根据所述增益信息进行计算的情况下，向所述发射端发送所述增益信息。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述第二载波信号的载波频率所属的第二频段，对所述第二磁场信号进行滤波，得到所述第四载波信号，对所述第四载波信号进行解调，得到所述增益信息。
12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一线圈和所述第二线圈为三轴线圈；
所述第一线圈每个轴上的线圈用于发射所述第一载波信号放大后的一路子载波信号，以及所述第二载波信号放大后的一路子载波信号；
所述第二线圈每个轴上的线圈用于接收所述第一线圈中三个轴上的线圈发射的第一磁场信号。
13.一种位姿参数确定方法，其特征在于，应用于发射端，所述方法包括：
获取第一载波信号和第二载波信号，所述第二载波信号通过将频率调制振幅和接收端发送的增益信息调制到原始载波信号的载波频率上得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
根据所述增益信息，对所述第一载波信号与所述第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号；
通过配置的第一线圈发射所述第一磁场信号，以使所述接收端对接收到的磁场信号进行解调得到所述增益信息，并根据所述增益信息对计算的位姿参数进行缩减，得到所述接收端相对于所述发射端的位姿参数。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述获取第一载波信号和第二载波信号，包括：
根据第一载波频率、第一载波振幅和第一载波相位，采用预设调制函数生成所述第一载波信号，以使所述第一载波信号的载波频率为所述第一载波频率，载波振幅为所述第一载波振幅，载波相位为所述第一载波相位；
其中，采用以下公式，根据所述第一载波频率、所述第一载波振幅和所述第一载波相位，采用余弦波函数，生成所述第一载波信号：
yc(t)＝Ac cos(2πfct+φc)；
其中，t表示时间点，yc(t)表示所述第一载波信号，fc表示所述第一载波频率，Ac表示所述第一载波振幅，φc表示所述第一载波相位。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述第一线圈和第二线圈为三轴线圈，其中，所述第一线圈每个轴上的线圈用于发射所述第一载波信号放大后的一路子载波信号，所述第二线圈每个轴上的线圈用于发射所述第二载波信号放大后的一路子载波信号。
16.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述获取第一载波信号和第二载波信号，包括：
根据第二载波频率和第二载波振幅，采用预设调制函数生成原始载波信号；
将频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到所述第二载波信号，以使所述第二载波信号的载波频率根据所述第二载波频率、所述频率调制振幅和所述增益信息确定；
其中，采用以下公式，将所述频率调制振幅和所述增益信息调制到所述原始载波信号的载波频率上，得到所述第二载波信号：
Figure FDA0002507575480000051
其中，t表示时间点，yg(t)表示所述第二载波信号，fg表示所述第二载波频率，Ag表示所述第二载波振幅，Af表示所述频率调制振幅，mg表示所述增益信息。
17.一种位姿参数确定装置，其特征在于，所述装置包括：
接收模块，用于通过配置的第二线圈接收第二磁场信号，所述第二磁场信号由第一磁场信号经第一线圈传输至接收端后得到，所述第二磁场信号包括第一载波信号放大并传输后得到的第三载波信号，以及第二载波信号放大并传输后得到的第四载波信号，所述第二载波信号是发送端通过将频率调制振幅和所述接收端发送的增益信息调制到原始载波信号的载波频率上得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
滤波解调模块，用于根据所述第一载波信号的载波频率所属的第一频段，对所述第二磁场信号进行滤波，得到所述第三载波信号，对所述第三载波信号进行解调，得到所述第三载波信号的振幅和相位，以及所述第四载波信号对应的所述增益信息；
还原模块，用于根据所述振幅和所述相位计算第一位姿参数，并根据所述增益信息对所述第一位姿参数进行缩减，得到第二位姿参数，所述第二位姿参数包括所述接收端相对于发射端的位置参数和姿态参数。
18.一种位姿参数确定装置，其特征在于，所述装置包括：
信号获取模块，用于获取第一载波信号和第二载波信号，所述第二载波信号通过将频率调制振幅和接收端发送的增益信息调制到原始载波信号的载波频率上得到，所述第一载波信号和所述第二载波信号的载波频率不同；
叠加放大模块，用于根据所述增益信息，对所述第一载波信号与所述第二载波信号叠加后的信号进行放大，得到第一磁场信号；
发射模块，用于通过配置的第一线圈发射所述第一磁场信号，以使所述接收端对接收到的磁场信号进行解调得到所述增益信息，并根据所述增益信息对计算的位姿参数进行缩减，得到所述接收端相对于发射端的位姿参数。
19.一种接收端，其特征在于，所述接收端包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求9至12任一权利要求所述的位姿参数确定方法中所执行的操作。
20.一种发射端，其特征在于，所述发射端包括处理器和存储器，所述存储器中存储有至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行以实现如权利要求13至16任一权利要求所述的位姿参数确定方法中所执行的操作。
21.一种交互系统，其特征在于，所述交互系统包括：如权利要求19所述的接收端和如权利要求20所述的发射端。
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