CN109429332B - 定位装置及方法以及定位系统 - Google Patents

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CN109429332B CN201710743417.0A CN201710743417A CN109429332B CN 109429332 B CN109429332 B CN 109429332B CN 201710743417 A CN201710743417 A CN 201710743417A CN 109429332 B CN109429332 B CN 109429332B
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Abstract

本公开涉及一种定位装置及方法以及定位系统。该装置包括：发送模块，用于向移动站点及多个固定站点发送同步信号；接收模块，用于接收来自多个固定站点的第一传输时延信号，第一传输时延信号包括多个固定站点接收到来自移动站点的第一定位信号的时间与接收到同步信号的时间之间的时间差；处理模块，被配置为：根据第一传输时延信号以及多个固定站点的位置，确定移动站点的第一位置。根据本公开的实施例，能够向移动站点及固定站点发送同步信号，并根据固定站点的传输时延信号及固定站点的位置，确定移动站点的位置，进而确定安装有移动站点的自动行走设备的位置，从而能够简便、精确地确定自动行走设备的位置。

Description

定位装置及方法以及定位系统
技术领域
本公开涉及定位技术领域，尤其涉及一种定位装置及方法以及定位系统。
背景技术
随着科学技术的发展，智能的自动行走设备为人们所熟知，由于自动行走设备可以基于自动预先设置的程序执行预先设置的相关任务，无须人为的操作与干预，因此在工业应用及家居产品上的应用非常广泛。工业上的应用如执行各种功能的机器人，家居产品上的应用如割草机、吸尘器等，这些智能的自动行走设备极大地节省了人们的时间，给工业生产及家居生活都带来了极大的便利。
在实际应用中，通常需要对自动行走设备进行定位，以便根据定位位置进行自动行走设备的行走路径规划等操作。相关技术中，可在自动行走设备上设置定位装置以便对自身进行定位，然而自动行走设备可能发生信号遮挡等情况，无法保证定位精度。
如何简便、精确地确定自动行走设备的位置，是有待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种定位装置及方法以及定位系统，能够简便、精确地确定自动行走设备的位置。
根据本公开的一方面，提供了一种定位装置，所述装置包括：
发送模块，用于向移动站点及多个固定站点发送同步信号；
接收模块，用于接收来自多个固定站点的第一传输时延信号，所述第一传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述移动站点的第一定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
处理模块，被配置为：
根据所述第一传输时延信号以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
温度测量模块，用于测量环境温度，
其中，所述第一定位信号为超声波信号，
其中，所述处理模块还被配置为：
根据所述环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，确定补偿后的传播速度；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的位置以及所述补偿后的传播速度，确定所述移动站点补偿后的第一位置。
在一种可能的实现方式中，确定所述移动站点的第一位置，包括：
根据所述第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述接收模块还用于接收来自多个固定站点的定位信号强度；
其中，所述处理模块还被配置为：
根据所述定位信号强度确定多个固定站点的第二权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第二权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述处理模块还被配置为：
根据所述同步信号、第二传输时延信号以及所述多个固定站点的位置，确定参考站点的第二位置，所述第二传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述参考站点的第二定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第二位置与所述参考站点的参考位置之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置，
其中，所述第二定位信号为超声波信号。
在一种可能的实现方式中，所述移动站点包括多个移动站点，且多个移动站点之间的距离为参考距离，
其中，所述处理模块还被配置为：
根据多个移动站点的第一位置，确定多个移动站点之间的第一距离；
根据所述第一距离与所述参考距离之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述多个固定站点中的任意两个固定站点为标定参考站点，
其中，所述接收模块还用于接收来自所述标定参考站点的标定时延信号，所述标定时延信号包括所述标定参考站点接收到来自所述多个固定站点的第三定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差，
其中，所述处理模块还被配置为：
根据所述同步信号以及所述标定时延信号，标定所述多个固定站点的位置，
其中，所述第三定位信号为超声波信号。
在一种可能的实现方式中，在三维定位的情况下，所述多个固定站点为至少三个。
根据本公开的另一方面，提供了一种定位系统，所述定位系统包括：
如上所述的定位装置；
多个固定站点，用于接收来自定位装置的同步信号以及接收来自移动站点的第一定位信号，并向所述定位装置发送所述第一传输时延信号；
移动站点，位于自动行走设备上，用于在接收到来自所述定位装置的同步信号时，发送第一定位信号。
在一种可能的实现方式中，所述定位装置位于所述自动行走设备上，或者与所述自动行走设备分开。
在一种可能的实现方式中，所述定位系统还包括：
参考站点，用于在接收到来自所述定位装置的同步信号时，发送第二定位信号。
根据本公开的另一方面，提供了一种定位方法，所述方法应用于上述定位装置中，包括：
向移动站点及多个固定站点发送同步信号；
接收来自多个固定站点的第一传输时延信号，所述第一传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述移动站点的第一定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第一传输时延信号以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述第一定位信号为超声波信号，
其中，所述方法还包括：
测量环境温度；
根据所述环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，确定补偿后的传播速度；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的位置以及所述补偿后的传播速度，确定所述移动站点补偿后的第一位置。
在一种可能的实现方式中，确定所述移动站点的第一位置，包括：
根据所述第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
接收来自多个固定站点的定位信号强度；
根据所述定位信号强度确定多个固定站点的第二权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第二权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述同步信号、第二传输时延信号以及所述多个固定站点的位置，确定参考站点的第二位置，所述第二传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述参考站点的第二定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第二位置与所述参考站点的参考位置之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置，
其中，所述第二定位信号为超声波信号。
在一种可能的实现方式中，所述移动站点包括多个移动站点，且多个移动站点之间的距离为参考距离，
其中，所述方法还包括：
根据多个移动站点的第一位置，确定多个移动站点之间的第一距离；
根据所述第一距离与所述参考距离之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述多个固定站点中的任意两个固定站点为标定参考站点，
其中，所述方法还包括：
接收来自所述标定参考站点的标定时延信号，所述标定时延信号包括所述标定参考站点接收到来自所述多个固定站点的第三定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述同步信号以及所述标定时延信号，标定所述多个固定站点的位置，
其中，所述第三定位信号为超声波信号。
在一种可能的实现方式中，其特征在于，在三维定位的情况下，所述多个固定站点为至少三个。
根据本公开的实施例，能够通过定位装置向移动站点及多个固定站点发送同步信号，并根据来自固定站点的传输时延信号及多个固定站点的位置，确定移动站点的位置，进而确定安装有移动站点的自动行走设备的位置，从而能够简便、精确地确定自动行走设备的位置。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开一实施例的定位系统的一种示例性应用环境的示意图。
图2示出根据本公开一实施例的定位系统的示意图。
图3示出根据本公开一实施例的定位装置的框图。
图4示出根据本公开一实施例的固定站点标定的示意图。
图5示出根据本公开一实施例的定位装置的框图。
图6示出根据本公开一实施例的定位方法的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
图1示出根据本公开一实施例的定位系统的一种示例性应用环境的示意图。如图1所示，在一种示例性的应用环境中，根据本公开实施例的自动行走设备10可以例如为自动割草机，自动行走设备10可以在边界50范围内的工作区域30中自动行走，切割位于工作表面上的植被。
移动站点可以位于自动行走设备10上。当自动行走设备10在工作区域30中自动行走时，可以根据定位装置确定移动站点的位置，进而确定自动行走设备10自身的位置，并根据自身位置进行相关联的操作。例如，判断自身是否位于工作区域30内，或判断自身距离边界的距离，并根据判断的结果调整移动方式等。
图2示出根据本公开一实施例的定位系统的示意图。如图2所示，该定位系统包括：定位装置21、多个固定站点22以及移动站点23；
多个固定站点22用于接收来自定位装置21的同步信号以及接收来自移动站点23的第一定位信号，并向所述定位装置21发送所述第一传输时延信号；
移动站点23位于自动行走设备上，用于在接收到来自定位装置21的同步信号时，发送第一定位信号。
图3示出根据本公开一实施例的定位装置的框图。如图3所示，该定位装置21包括：
发送模块211，用于向移动站点23及多个固定站点22发送同步信号；
接收模块212，用于接收来自多个固定站点22的第一传输时延信号，所述第一传输时延信号包括多个固定站点22接收到来自所述移动站点23的第一定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
处理模块213，被配置为：
根据所述第一传输时延信号以及多个固定站点22的位置，确定所述移动站点23的第一位置。
根据本公开实施例，能够通过定位装置向移动站点及多个固定站点发送同步信号，并根据来自固定站点的传输时延信号及多个固定站点的位置，确定移动站点的位置，从而能够简便、精确地确定安装有移动站点的自动行走设备的位置。
举例来说，可以在自动行走设备的工作区域中布置定位系统的定位装置21、多个固定站点22以及移动站点23。其中，多个固定站点22可以为多个固定信标(Stationarybeacons)；移动站点23可以包括一个或多个移动信标(Mobile beacon)；定位装置21可以为路由器(Router)。
在一种可能的实现方式中，定位信号可以是超声波信号。其中，固定站点22在标定模式下可以发送和接收定位信号，在定位模式下仅可以接收定位信号；移动站点23可以发送定位信号。应当理解，可以采用其他形式的定位信号，本公开对此不作限制。
在一种可能的实现方式中，固定信标可以由5个超声探头组成，可以测量超声波信号源的方向，因此，在二维定位的情况下，固定信标可以为两个；在三维定位的情况下，固定信标可以为三个。图4示出根据本公开一实施例的固定站点标定的示意图。在实际运行中，如图4所示，可以采用例如五个固定信标，以便实现整个工作区域的信号覆盖。本公开对固定信标的具体数量不作限制。
在一种可能的实现方式中，在多个固定站点(固定信标)22安装固定后，可以首先对固定信标进行自标定，以便建立工作区域的坐标图。在自标定过程中，固定信标可以被设置为收发模式，既可以发送定位信号(例如超声波信号)也可以接收定位信号。自主标定完成后，可以通过跳线设置固定信标为接收模式，只能接收超声波信号。移动站点23只能设置为发送模式，仅发送超声波信号。
在一种可能的实现方式中，多个固定站点22中的任意两个固定站点可作为标定参考站点，
其中，接收模块212还用于接收来自多个固定站点22中的标定参考站点的标定时延信号，所述标定时延信号包括标定参考站点接收到来自多个固定站点的第三定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差，
其中，所述处理模块213还被配置为：
根据所述同步信号以及所述标定时延信号，标定所述多个固定站点的位置，
其中，所述第三定位信号为超声波信号。
举例来说，当区域内有多个固定站点(固定信标)22需要进行标定时，固定站点22可以处于收发模式，既可以发送定位信号(超声波信号)也可以接收定位信号。此时，可以根据其中两个固定站点22(标定参考站点)完成坐标系的建立，由其余的固定站点22跟上述两个固定站点22之间的相对距离计算其余固定站点22的坐标。
在一种可能的实现方式中，可以将多个固定站点22中的任意两个固定站点作为标定参考站点。定位装置21可以通过发送模块211向多个固定站点22发送同步信号，在多个固定站点(可以包括标定参考站点)接收到同步信号时，可以开始发送第三定位信号，其中，该第三定位信号可以是超声波信号。
在一种可能的实现方式中，两个标定参考站点在接收到第三定位信号时，可以根据接收到第三定位信号的时间与接收到同步信号的时间之间的时间差，确定标定时延信号，并将标定时延信号发送给定位装置21的接收模块212。该标定时延信号可以例如是433MHz的无线信号。
在一种可能的实现方式中，定位装置21在接收到标定参考站点的标定时延信号时，可以通过处理模块213对多个固定站点的位置进行解算。例如，可以以两个标定参考站点中的一个站点P1的位置为坐标(0,0)；根据标定时延信号确定两个标定参考站点之间的距离x2，则可以以两个标定参考站点中的另一个站点P2的位置为坐标(x2,0)；根据标定时延信号以及两个标定参考站点的位置(坐标P1(0,0)和P2(x2,0))，可以分别确定标定参考站点与其他固定站点之间的相对距离，进而解算出其他固定站点的位置，从而完成多个固定站点的位置标定。应当理解，可以采用本领域公知的解算方式确定其他固定站点的位置，例如最小二乘方式等，本公开对此不作限制。
如图4所示，在固定站点22的部署区域中，可以例如具有5个固定站点22，其位置可以分别为P1、P2、P3、P4及P5。可以选定固定站点22中的P1和P2标定参考站点，以P1的位置为坐标原点(0，0)，以P1和P2的连线为x轴，由P1和P2之间的距离确定P2的坐标(x2，0)。确定P1和P2之后根据其余固定站点22和P1、P2之间的距离按照三边定位原理确定其余固定站点22的坐标，例如P3(0，y3)、P4(x4，y4)及P5(x5，y5)，从而完成固定站点22的自主标定。
在一种可能的实现方式中，在三维情况下，可以选定固定站点22中的P1为坐标原点(0，0，0)，P1和P2的连线为x轴。并且，可以将固定站点22垂直安装在同一高度，利用竖直朝下的探头测量固定站点22的高度，结果作为z轴坐标。确定x轴和z轴后按照右手定则确定y轴，从而确定坐标系。
通过这种方式，可以在标定的过程中自动确定多个固定站点的位置坐标，从而降低了用户的使用难度。
在一种可能的实现方式中，在多个固定站点22的自主标定完成后，可以通过跳线设置固定站点为接收模式，只能接收超声波信号。此时，可以对移动站点23进行实时定位。定位装置21可以通过发送模块211向移动站点23及多个固定站点22发送同步信号。其中，该同步信号可以是433MHz的无线信号。应当理解，还可以采用其他形式的无线信号，以实现定位装置21与移动站点23及多个固定站点22之间的通信，本公开对此不作限制。
在一种可能的实现方式中，移动站点23在接收到同步信号时，可以开始发送第一定位信号，其中，该第一定位信号可以是超声波信号。固定站点22在接收到第一定位信号时，可以根据接收到第一定位信号的时间与接收到同步信号的时间之间的时间差，确定第一传输时延信号，并将第一传输时延信号发送给定位装置21的接收模块212。该第一传输时延信号可以例如是433MHz的无线信号。
在一种可能的实现方式中，定位装置21在接收到多个固定站点22的第一传输时延信号时，可以通过处理模块213对移动站点23的位置进行解算。可以根据该第一传输时延信号以及相对应的多个固定站点22的位置(坐标)，分别确定移动站点23与多个固定站点22之间的相对距离，进而解算出移动站点23的第一位置。应当理解，可以采用本领域公知的解算方式确定移动站点23的第一位置，例如最小二乘方式等，本公开对此不作限制。
在一种可能的实施方式中，处理模块213可以是单片机、CPU、MPU、FPGA等任何能进行数据处理的处理部件，处理模块213可以通过专用硬件电路实现，也可以通过通用处理部件结合可执行逻辑指令实现，以执行处理模块213的处理过程。
在一种可能的实施方式中，定位装置21还可包括存储模块(未示出)，以存储处理模块213生成的数据，例如多个固定站点的位置数据、移动站点的第一位置数据等。
图5示出根据本公开一实施例的定位装置的框图。如图5所示，该定位装置21还包括：
温度测量模块214，用于测量环境温度，
其中，所述处理模块213还被配置为：
根据所述环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，确定补偿后的传播速度；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的位置以及所述补偿后的传播速度，确定所述移动站点补偿后的第一位置。
举例来说，在第一定位信号为超声波信号的情况下，由于超声波在传播过程中受到温度的影响比较大，因此可以根据温度对超声波信号的传播速度进行补偿。可以在定位装置21中设置有温度测量模块214，以便测量环境温度。处理模块213可以根据环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，如公式(1)所示：
Figure BDA0001389611360000121
其中，T表示环境温度，v表示补偿后的超声波信号传播速度。
在一种可能的实施方式中，根据补偿后的超声波信号传播速度v、第一传输时延信号以及相对应的多个固定站点22的位置，可以分别确定移动站点23与多个固定站点22之间的相对距离，进而解算出移动站点23的位置。该位置就可以作为补偿后的第一位置。本公开对具体的解算方式不作限制。
通过这种方式，对超声波信号传播速度进行补偿，可以使得移动站点23与多个固定站点22之间的相对距离更加精确，从而提高了移动站点23的第一位置的计算精度。
在一种可能的实施方式中，确定所述移动站点的第一位置可包括：
根据所述第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
举例来说，由于超声波信号传播的过程中会有一定的衰减，而固定站点22存在信号识别精度，因此，当固定站点22与移动站点23之间的相对距离较近时，可以认为固定站点22接收到的第一定位信号(超声波信号)较强。在该情况下，该固定站点22的第一传输时延较准确，对该固定站点22与移动站点23之间的相对距离的计算更加精确。同时，该固定站点22的第一传输时延也较小(相对距离近)。
在一种可能的实现方式中，可以根据第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重，例如，可以将第一传输时延较小的固定站点的权重设定为较高，将第一传输时延较大的固定站点的权重设定为较低。这样，处理模块213可以根据第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
通过这种方式，提高距离较近的固定站点的权重，降低距离较远的固定站点的权重，能够提高移动站点的第一位置的计算精度。
在一种可能的实现方式中，接收模块212还用于接收来自多个固定站点22的定位信号强度；
其中，所述处理模块213还被配置为：
根据所述定位信号强度确定多个固定站点22的第二权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点22的第二权重以及多个固定站点22的位置，确定所述移动站点23的第一位置。
举例来说，移动站点23(发射端)可以发射标准信号强度的超声波信号(第一定位信号)，经过介质衰减后到达多个固定站点22(接收端)。这样，固定站点22可以确定所接收的第一定位信号的定位信号强度(衰减后的信号强度)，并将定位信号强度发送到定位装置21。
在一种可能的实现方式中，可以认为定位信号强度较大(衰减较小)的固定站点22与移动站点23之间的相对距离较近，该固定站点22的第一传输时延较准确，从而对该固定站点22与移动站点23之间的相对距离的计算更加精确。
在该情况下，可以根据定位信号强度确定多个固定站点的第二权重，例如，可以将定位信号强度较大的固定站点的权重设定为较高，将定位信号强度较小的固定站点的权重设定为较低。这样，处理模块213可以根据定位信号强度、多个固定站点的第二权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
通过这种方式，提高定位信号强度较大(距离较近)的固定站点的权重，降低定位信号强度较小(距离较远)的固定站点的权重，能够提高移动站点的位置的计算精度。
在一种可能的实现方式中，定位系统还包括参考站点(未示出)，用于在接收到来自所述定位装置21的同步信号时，发送第二定位信号。
在一种可能的实现方式中，所述处理模块213还被配置为：
根据所述同步信号、第二传输时延信号以及多个固定站点22的位置，确定参考站点的第二位置，所述第二传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述参考站点的第二定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第二位置与所述参考站点的参考位置之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置，
其中，所述第二定位信号为超声波信号。
举例来说，还可以在定位区域中固定有参考站点，参考站点的位置为已知的参考位置。在定位过程中，参考站点在接收到来自定位装置21的同步信号时，可以发送第二定位信号其中，该第一定位信号可以是超声波信号。当多个固定站点22接收到第二定位信号时，可以根据接收到第二定位信号的时间与接收到同步信号的时间之间的时间差，确定第二传输时延信号，并将第二传输时延信号发送给定位装置21的接收模块212。该第二传输时延信号可以例如是433MHz的无线信号。
在一种可能的实现方式中，定位装置21在接收到多个固定站点22的第二传输时延信号时，可以通过处理模块213对参考站点的位置进行解算。可以根据该第二传输时延信号以及相对应的多个固定站点22的位置，分别确定参考站点与多个固定站点22之间的相对距离，进而解算出参考站点的第二位置。应当理解，可以采用本领域公知的解算方式确定参考站点的第二位置，例如最小二乘方式等，本公开对此不作限制。
在一种可能的实现方式中，根据参考站点的第二位置与参考位置之间的偏差，处理模块213可以将该偏差作为差分结果，对移动站点23的第一位置进行修正，从而确定修正后的第一位置。例如，如果参考站点的第二位置与参考位置之间的坐标偏差了(0.3，0.2)，则可以认为移动站点23的第一位置坐标也偏差(0.3，0.2)，可以采用该偏差(0.3，0.2)对第一位置的坐标进行修正。应当理解，可以采用本领域公知的修正方式对确定移动站点23的第一位置进行修正，本公开对此不作限制。
通过这种方式，对移动站点的位置进行修正，能够提高移动站点位置的计算精度。
在一种可能的实现方式中，移动站点23可以包括多个移动站点，且多个移动站点之间的距离为参考距离，
其中，所述处理模块213还被配置为：
根据多个移动站点的第一位置，确定多个移动站点之间的第一距离；
根据所述第一距离与所述参考距离之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置。
举例来说，可以在自动行走设备上设置有多个移动站点23，且多个移动站点之间的距离为固定的参考距离。例如，可以在自动行走设备两侧对称设置有两个移动站点23。在确定两个移动站点23的第一位置后，可以将两个移动站点23的连线的中点位置确定为自动行走设备的位置。
在一种可能的实现方式中，两个移动站点23在接收到同步信号时，可以分别开始发送第一定位信号。固定站点22在接收到第一定位信号时，可以根据接收到第一定位信号的时间与接收到同步信号的时间之间的时间差，确定第一传输时延信号，并将第一传输时延信号发送给定位装置21的接收模块212。
在一种可能的实现方式中，定位装置21在接收到针对两个移动站点23的第一传输时延信号时，可以通过处理模块213分别对两个移动站点23的位置进行解算。可以根据该第一传输时延信号以及相对应的多个固定站点22的位置，分别确定移动站点23与多个固定站点22之间的相对距离，进而解算出移动站点23的第一位置。
在一种可能的实现方式中，根据多个移动站点23(例如两个移动站点23)的第一位置，处理模块213可以确定多个移动站点之间的第一距离。根据第一距离与参考距离之间的偏差，处理模块213可以将该偏差作为差分结果，对移动站点23的第一位置进行修正，从而确定修正后的第一位置。例如，如果第一距离与参考距离之间的偏差为0.1m，则可以认为移动站点23的第一位置偏差0.05m，该偏差(0.05m)对第一位置的坐标进行修正。应当理解，可以采用本领域公知的修正方式对确定移动站点23的第一位置进行修正，本公开对此不作限制。通过这种方式，对移动站点的位置进行修正，能够提高移动站点位置的计算精度。
在一种可能的实现方式中，在定位装置中包括多个移动站点23，或同时包括移动站点23和参考站点时，多个移动站点23和参考站点可以采用分频的方式共享时间，从而实现时分复用。例如，系统中具有两个移动站点23，或同时具有一个移动站点23和一个参考站点时，系统的定位更新频率是16Hz，则每个移动站点23(或参考站点)以8Hz的频率更新定位结果。
在一种可能的实现方式中，定位装置21位于自动行走设备上，或者与自动行走设备分开。
举例来说，定位装置21可以与自动行走设备分开设置。例如，可以将定位装置21固定安装在自动行走设备的工作区域的中间位置通过其他固件进行供电，保证定位装置21发出的同步信号能够覆盖整个工作区域；并且保证定位装置21能够接收到多个固定站点22发送的传输时延信号，提高信号的稳定性和准确性。
在一种可能的实现方式中，定位装置21也可以位于自动行走设备上，由自动行走设备为定位装置21供电，从而降低用户的使用难度。本公开对定位装置21的具体设置方式不作限制。
图6示出根据本公开一实施例的定位方法的流程图。该定位方法可以应用于上述定位装置中。如图6所示，该定位方法包括：
步骤S61，向移动站点及多个固定站点发送同步信号；
步骤S62，接收来自多个固定站点的第一传输时延信号，所述第一传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述移动站点的第一定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
步骤S63，根据所述第一传输时延信号以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
根据本公开的实施例，能够向移动站点及多个固定站点发送同步信号，并根据来自固定站点的传输时延信号及多个固定站点的位置，确定移动站点的位置，进而确定安装有移动站点的自动行走设备的位置，从而能够简便、精确地确定自动行走设备的位置。
在一种可能的实现方式中，所述第一定位信号为超声波信号，
其中，所述方法还包括：
测量环境温度；
根据所述环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，确定补偿后的传播速度；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的位置以及所述补偿后的传播速度，确定所述移动站点补偿后的第一位置。
在一种可能的实现方式中，步骤S63包括：
根据所述第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
接收来自多个固定站点的定位信号强度；
根据所述定位信号强度确定多个固定站点的第二权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第二权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
根据所述同步信号、第二传输时延信号以及所述多个固定站点的位置，确定参考站点的第二位置，所述第二传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述参考站点的第二定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第二位置与所述参考站点的参考位置之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置，
其中，所述第二定位信号为超声波信号。
在一种可能的实现方式中，所述移动站点包括多个移动站点，且多个移动站点之间的距离为参考距离，
其中，所述方法还包括：
根据多个移动站点的第一位置，确定多个移动站点之间的第一距离；
根据所述第一距离与所述参考距离之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置。
在一种可能的实现方式中，所述多个固定站点中的任意两个固定站点为标定参考站点，其中，所述方法还包括：
接收来自所述标定参考站点的标定时延信号，所述标定时延信号包括所述标定参考站点接收到来自所述多个固定站点的第三定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述同步信号以及所述标定时延信号，标定所述多个固定站点的位置，其中，所述第三定位信号为超声波信号。
在一种可能的实现方式中，在三维定位的情况下，所述多个固定站点为至少三个。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (17)

1.一种定位装置，其特征在于，所述装置包括：
发送模块，用于向移动站点及多个固定站点发送同步信号；
接收模块，用于接收来自多个固定站点的第一传输时延信号，所述第一传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述移动站点的第一定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
处理模块，被配置为：
根据所述第一传输时延信号以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置，
其中，所述移动站点的数目为多个，且多个移动站点之间的距离为参考距离，所述处理模块还被配置为：
根据多个移动站点的第一位置，确定多个移动站点之间的第一距离；
根据所述第一距离与所述参考距离之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
温度测量模块，用于测量环境温度，
其中，所述第一定位信号为超声波信号，
其中，所述处理模块还被配置为：
根据所述环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，确定补偿后的传播速度；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的位置以及所述补偿后的传播速度，确定所述移动站点补偿后的第一位置。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，确定所述移动站点的第一位置，包括：
根据所述第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接收模块还用于接收来自多个固定站点的定位信号强度；
其中，所述处理模块还被配置为：
根据所述定位信号强度确定多个固定站点的第二权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第二权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理模块还被配置为：
根据所述同步信号、第二传输时延信号以及所述多个固定站点的位置，确定参考站点的第二位置，所述第二传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述参考站点的第二定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第二位置与所述参考站点的参考位置之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置，
其中，所述第二定位信号为超声波信号。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述多个固定站点中的任意两个固定站点为标定参考站点，
其中，所述接收模块还用于接收来自所述标定参考站点的标定时延信号，所述标定时延信号包括所述标定参考站点接收到来自所述多个固定站点的第三定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差，
其中，所述处理模块还被配置为：
根据所述同步信号以及所述标定时延信号，标定所述多个固定站点的位置，
其中，所述第三定位信号为超声波信号。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的装置，其特征在于，在三维定位的情况下，所述多个固定站点为至少三个。
8.一种定位系统，其特征在于，所述定位系统包括：
根据权利要求1-7中任意一项所述的定位装置；
多个固定站点，用于接收来自定位装置的同步信号以及接收来自移动站点的第一定位信号，并向所述定位装置发送所述第一传输时延信号；
移动站点，位于自动行走设备上，用于在接收到来自所述定位装置的同步信号时，发送第一定位信号。
9.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述定位装置位于所述自动行走设备上，或者与所述自动行走设备分开。
10.根据权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述定位系统还包括：
参考站点，用于在接收到来自所述定位装置的同步信号时，发送第二定位信号。
11.一种定位方法，其特征在于，所述方法应用于定位装置中，包括：
向移动站点及多个固定站点发送同步信号；
接收来自多个固定站点的第一传输时延信号，所述第一传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述移动站点的第一定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第一传输时延信号以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置，
其中，所述移动站点的数目为多个，且多个移动站点之间的距离为参考距离，所述方法还包括：
根据多个移动站点的第一位置，确定多个移动站点之间的第一距离；
根据所述第一距离与所述参考距离之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一定位信号为超声波信号，
其中，所述方法还包括：
测量环境温度；
根据所述环境温度对超声波信号的传播速度进行补偿，确定补偿后的传播速度；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的位置以及所述补偿后的传播速度，确定所述移动站点补偿后的第一位置。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，确定所述移动站点的第一位置，包括：
根据所述第一传输时延信号确定多个固定站点的第一权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第一权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收来自多个固定站点的定位信号强度；
根据所述定位信号强度确定多个固定站点的第二权重；
根据所述第一传输时延信号、多个固定站点的第二权重以及多个固定站点的位置，确定所述移动站点的第一位置。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述同步信号、第二传输时延信号以及所述多个固定站点的位置，确定参考站点的第二位置，所述第二传输时延信号包括所述多个固定站点接收到来自所述参考站点的第二定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述第二位置与所述参考站点的参考位置之间的偏差，对所述第一位置进行修正，确定修正后的第一位置，
其中，所述第二定位信号为超声波信号。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述多个固定站点中的任意两个固定站点为标定参考站点，
其中，所述方法还包括：
接收来自所述标定参考站点的标定时延信号，所述标定时延信号包括所述标定参考站点接收到来自所述多个固定站点的第三定位信号的时间与接收到所述同步信号的时间之间的时间差；
根据所述同步信号以及所述标定时延信号，标定所述多个固定站点的位置，
其中，所述第三定位信号为超声波信号。
17.根据权利要求11-16中任意一项所述的方法，其特征在于，在三维定位的情况下，所述多个固定站点为至少三个。
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