CN110366098A - 一种目标定位方法和用于目标定位的服务器、基站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种目标定位方法和用于目标定位的服务器、基站，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：保存区域的地图数据以及各基站在地图上的坐标信息；根据各基站上报的数据确定各基站与定位标签当前通信的状态指标值；判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据各基站的坐标信息、收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签上传坐标点的发送时间，计算目标的第一位置坐标；否则，根据各基站的坐标信息、各基站生成的激光雷达通信数据计算目标的第二位置坐标。该实施方式能够高精度、准确、快速地对目标定位，满足养老院对老人进行定位的特殊需求，且降低部署成本，减少人力物力消耗。

Description

一种目标定位方法和用于目标定位的服务器、基站
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种目标定位方法和用于目标定位的服务器、基站。
背景技术
现如今，养老院的基础设施在不断地完善、日趋先进，一般都配备有花园喷泉、健身场所、娱乐场所等，这些设施都为老人提供了良好的居住环境，让老人生活的更加舒适，同时也给老人带来了潜在的安全隐患。活动场所的加大，管理人员不可能随时顾及每个位置的每位老人，现有利用GPS((全球定位系统)定位技术对养老院老人定位的方案。
在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：
现有方案的定位精度、定位速度不能满足养老院对老人进行定位的特殊需求，且部署成本高，人力物力消耗大。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种目标定位方法和用于目标定位的服务器、基站，能够高精度、准确、快速地对目标定位，满足养老院对老人进行定位的特殊需求，且降低部署成本，减少人力物力消耗。
为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种目标定位方法。
一种目标定位方法，用于服务器，所述方法包括：保存区域的地图数据以及各基站在所述地图上的坐标信息，所述各基站与所述区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，所述上报的数据包括所述基站收到所述定位标签上传的坐标点的接收时间、所述定位标签向所述基站上传所述坐标点的发送时间、所述基站通过激光脉冲信号与所述定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；根据所述各基站上报的数据，确定所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值；判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算所述目标在所述地图上的第一位置坐标；否则，根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标。
可选地，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
可选地，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述各基站上报的数据中得到。
可选地，所述基站上报的数据还包括所述基站接收的背景噪声，根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标之前，包括：确定所述各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值。
可选地，所述地图数据通过如下方式构建：接收所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号，所述区域反射的激光脉冲信号是所述各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域之后，由所述区域反射回来的；将所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对所述数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到所述地图数据并保存。
可选地，所述定位标签通过向所述各基站周期性、定时、或触发式地发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点。
可选地，还包括：向终端输出第一展示标签或第二展示标签，所述第一展示标签用于在所述地图上展示所述第一位置坐标，所述第二展示标签用于在所述地图上展示所述第二位置坐标。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种目标定位方法。
一种目标定位方法，用于基站，所述基站的数量为多个，其中一个基站为主基站，其他基站为从基站，所述方法包括：各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信，所述通信包括：所述各基站接收所述定位标签上传的坐标点，以及，向所述定位标签发射激光脉冲信号并接收所述定位标签反射回来的同波激光脉冲信号，其中，所述定位标签通过向所述各基站发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点，所述各基站标记收到所述数据包的时间作为所述坐标点的接收时间；所述各基站根据标记所述接收时间的所述数据包生成UWB通信数据，以及根据所述激光脉冲信号的发射信息、所述同波激光脉冲信号的接收信息、所述基站的激光雷达信息生成激光雷达通信数据；所述各基站根据生成的UWB通信数据确定与所述定位标签当前通信的状态指标值，所述从基站将确定出的所述状态指标值以及生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据发送到所述主基站；所述主基站判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，否则只将所述各基站生成的激光雷达通信数据上报到所述服务器。
可选地，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
可选地，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述数据包中得到。
可选地，所述主基站将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器之前，包括：确定所述各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值。
可选地，还包括：所述各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域，并接收所述区域反射的激光脉冲信号；各从基站将接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述主基站；所述主基站将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述服务器，以由所述服务器将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对所述数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到所述地图数据。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种用于目标定位的服务器。
一种用于目标定位的服务器，包括：数据保存模块，用于保存区域的地图数据以及各基站在所述地图上的坐标信息，所述各基站与所述区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，所述上报的数据包括所述基站收到所述定位标签上传的坐标点的接收时间、所述定位标签向所述基站上传所述坐标点的发送时间、所述基站通过激光脉冲信号与所述定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；状态指标值确定模块，用于根据所述各基站上报的数据，确定所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值；位置坐标计算模块，用于判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算所述目标在所述地图上的第一位置坐标；否则，根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标。
可选地，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
可选地，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述各基站上报的数据中得到。
可选地，所述基站上报的数据还包括所述基站接收的背景噪声，所述服务器还包括判断模块，用于：判断所述各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值。
可选地，还包括地图数据构建模块，用于：接收所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号，所述区域反射的激光脉冲信号是所述各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域之后，由所述区域反射回来的；将所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对所述数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到所述地图数据并保存。
可选地，所述定位标签通过向所述各基站周期性、定时、或触发式地发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点。
可选地，还包括展示标签输出模块，用于：向终端输出第一展示标签或第二展示标签，所述第一展示标签用于在所述地图上展示所述第一位置坐标，所述第二展示标签用于在所述地图上展示所述第二位置坐标。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种用于目标定位的基站。
一种用于目标定位的基站，所述基站与区域中的目标所携带的定位标签通信，所述通信包括：所述基站接收所述定位标签上传的坐标点，以及，向所述定位标签发射激光脉冲信号并接收所述定位标签反射回来的同波激光脉冲信号，其中，所述定位标签通过向所述基站发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点，所述基站标记收到所述数据包的时间作为所述坐标点的接收时间；所述基站包括：外接天线感应器、激光发射端口、激光雷达集成芯片、标签感应集成电路板，其中，所述激光雷达集成芯片包括探测器，其中：所述外接天线感应器，用于通过接收包括UWB脉冲信号的数据包来接收所述定位标签上传的坐标点；所述激光发射端口，用于向所述定位标签发射激光脉冲信号；所述探测器，用于接收所述定位标签反射回来的同波激光脉冲信号；所述标签感应集成电路板，用于根据标记所述接收时间的所述数据包生成UWB通信数据；所述激光雷达集成芯片，用于根据所述激光脉冲信号的发射信息、所述同波激光脉冲信号的接收信息、所述基站的激光雷达信息生成激光雷达通信数据；所述UWB通信数据、所述激光雷达通信数据用于计算所述目标在所述地图上的位置坐标。
可选地，所述基站为用于所述目标定位的各基站之中的主基站或从基站，所述基站还包括网络端接口，所述标签感应集成电路板还用于根据生成的UWB通信数据确定与所述定位标签当前通信的状态指标值，在所述基站为从基站的情况下，通过所述网络端接口将确定出的所述状态指标值以及生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据发送到所述主基站，以通过所述主基站将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，由所述服务器计算所述位置坐标；在所述基站为主基站的情况下，所述标签感应集成电路板还用于判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据通过所述网络端接口上报到所述服务器，否则通过所述网络端接口只将所述各基站生成的激光雷达通信数据上报到所述服务器，以由所述服务器计算所述位置坐标。
可选地，在所述基站为主基站的情况下，所述激光雷达集成芯片还用于：判断所述各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值。
可选地，所述激光发射端口还用于通过发射激光脉冲信号扫描所述区域；所述探测器还用于接收所述区域反射的激光脉冲信号；在所述基站为从基站的情况下，所述网络端接口还用于将接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述主基站；在所述基站为主基站的情况下，所述网络端接口还用于将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述服务器，以由所述服务器将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，并对所述数据信息进行识别处理后进行地图绘制，以得到所述地图数据。
可选地，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
可选地，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述数据包中得到。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种电子设备。
一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现本发明提供的目标定位方法。
根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算机可读介质。
一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明提供的目标定位方法。
上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：保存区域的地图数据以及各基站在地图上的坐标信息，各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，上报的数据包括基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间、基站通过激光脉冲信号与定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；根据各基站上报的数据，确定各基站与定位标签当前通信的状态指标值；判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据各基站在地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算目标在地图上的第一位置坐标；否则，根据各基站在地图上的坐标信息、激光雷达通信数据，计算目标在所述地图上的第二位置坐标。能够高精度、准确、快速地对目标定位，满足养老院对老人进行定位的特殊需求，且降低部署成本，减少人力物力消耗。
上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。
附图说明
附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：
图1是根据本发明第一实施例的目标定位方法的主要步骤示意图；
图2是根据本发明一个实施例的基站部署示意图；
图3是根据本发明一个实施例的定位数据展现效果示意图；
图4是根据本发明第二实施例的目标定位方法的主要步骤示意图；
图5是根据本发明第三实施例的目标定位流程示意图；
图6是根据本发明一个实施例的利用激光雷达构建地图的流程示意图；
图7是根据本发明第四实施例的用于目标定位的服务器的主要模块示意图；
图8是根据本发明第五实施例的用于目标定位的基站的主要构成示意图；
图9是根据本发明第六实施例的用于目标定位的基站的主要构成及俯视、侧视示意图；
图10是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图11是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
本领域技术技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。
图1是根据本发明第一实施例的目标定位方法的主要步骤示意图。
如图1所示，本实施例的目标定位方法，由服务器执行，其主要步骤包括步骤S101至步骤S105。
步骤S101：保存区域的地图数据以及各基站在地图上的坐标信息。
区域指示了定位范围，目标是被定位的移动的人或物。例如对养老院的老人定位，则区域为养老院，目标为老人。
各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信并向服务器上报数据。
各基站与定位标签通信具体可以包括：各基站接收定位标签上传的坐标点，以及，向定位标签发射激光脉冲信号并接收定位标签反射回来的同波激光脉冲信号。
其中，定位标签通过向各基站周期性、定时、或触发式地发送包括UWB脉冲信号的数据包来上传坐标点，各基站标记收到数据包的时间作为坐标点的接收时间。基站每接收一次数据包即表示定位标签上传了一个坐标点。
基站上报的数据包括基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间、基站通过激光脉冲信号与定位标签通信而生成的激光雷达通信数据，激光雷达通信数据具体可以根据激光脉冲信号的发射信息、同波激光脉冲信号的接收信息、基站的激光雷达信息生成，该发射信息包括激光脉冲信号的发射时间，该接收信息包括同波激光脉冲信号的接收时间。基站的激光雷达信息可以包括激光雷达的高度(激光发射端口的高度)、激光扫描角度、激光脉冲信号的发射方向等。
基站上报的数据还可以包括各基站接收的背景噪声。背景噪声是指：非相干接收机除了信号光功率以外，还有附加项，即背景光功率。它是由太阳光和物体的自身辐射，物体对辐射的反射、漫反射和闪烁等引起的不必要的噪声信号，在接收机非线性光探测器中变为电信号和被放大，经过匹配滤波器和其他抑制噪声的措施后，产生的一个视频带宽的有效信号。
本实施例的各基站接收的背景噪声是指在激光雷达接收的原始背景噪声基础上，经过匹配滤波器和其他抑制噪声处理之后的背景噪声。
基站上报的数据存放在数据库中，可以设置数据库每隔24小时(或其他时长)清除一次数据。
本实施例基站的数量为多个，可以设置其中一个基站为主基站，其他基站为从基站，从基站将要上报到服务器的数据发送到主基站，由主基站将各基站要上报的数据统一发送到服务器。
以养老院对老人进行目标定位为例，可优选采用四个基站，然而本实施例不限制基站的具体数量。四个基站可分别部署在养老院区域的四个点上，使得四个基站覆盖整个养老院区域。四个基站可定位的的最大范围为1万平方米，设置基站时要保证主基站可以收到其他基站(从基站)发送的数据。激光雷达扫描角度可按照需求设置，本发明实施例的基站部署示意图如图2所示，图2中，右下角的基站设为主基站。
在基站部署完成后，可以通过人工的方式手动测量实际场景，按照养老院区域比例画出地图并且在实际场景中选择一个原点，测量出基站在地图上的坐标信息，并上传到服务器。作为替换实施方式，可以通过激光雷达构建地图。
由于手工测量构建地图速度慢且不准确，本发明实施例提出一种通过激光雷达构建地图的方法。具体步骤如下：接收各基站发送的区域反射的激光脉冲信号，区域反射的激光脉冲信号是各基站通过发射激光脉冲信号扫描区域之后，由区域(其中所有物体)反射回来的；将各基站发送的区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对该可识别处理的数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到地图数据并保存。
本实施例通过激光雷达构建地图，克服了目前UWB定位基站在部署时需要人为测量精确的坐标点、测量绘画出场景地图，十分浪费人力物力，且部署面积较大的场景时耗费时间，构建地图成本较高的缺陷。
对于基站的部署，作为替换实施方式，本实施例的基站也可以不设置主、从基站，由各个基站分别向服务器上报数据。
步骤S102：根据各基站上报的数据，确定各基站与定位标签当前通信的状态指标值。
状态指标包括基站当前收到坐标点的频率，还可以包括定位标签中陀螺仪的休眠时间。状态指标指示了基站通过UWB脉冲信号与定位标签通信的情况，基站当前收到坐标点的频率指示了基站与定位标签之间有无遮挡UWB脉冲信号的情况。陀螺仪的休眠时间指示了定位标签在休眠时间内向基站上传的各坐标点均为同一坐标点(定位标签完全静止时陀螺仪会进入休眠)。
步骤S103：判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则执行步骤S104，否则执行步骤S105。
在一种实施方式中，预设条件包括：基站当前收到坐标点的频率值大于或等于预设阈值。该频率值是服务器根据基站最近收到的各坐标点的接收时间计算得到的，是当前在单位时长内基站收到坐标点的个数。服务器可以从数据库保存的各基站上报的数据中读取到基站最近收到各坐标点的接收时间。服务器对基站最近收到各坐标点的接收时间进行分析，得到最近一段时间内基站收到坐标点的个数，进而计算出单位时长(例如1秒)内基站收到坐标点的个数。判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件即：判断各基站当前收到坐标点的频率值是否均大于或等于预设阈值。
本实施例将定位标签向基站上传坐标点的频率设置为10个/秒，即每秒上传10个坐标点，通常情况下，定位标签上传坐标点基站即能够收到，如果携带定位标签的目标在室外移动，遇到障碍物(树木、墙壁等)遮挡，将导致基站收不到上传的坐标点。以预设阈值为5个/秒为例，如果各基站中有一个或多个基站收到上传坐标点的频率小于5个/秒，那么利用步骤S104的方法计算目标的位置坐标的结果会不准确，因此需要利用步骤S105的方法计算目标的位置坐标。只有在各基站当前收到坐标点的频率值均大于或等于预设阈值时，执行步骤S104以得到准确的定位结果。
在另一种实施方式中，预设条件在包括基站当前收到坐标点的频率值大于或等于预设阈值的基础上，还可以包括：定位标签中陀螺仪的休眠时间值小于或等于时长阈值。该休眠时间值可以从各基站上报的数据中得到。判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件即：判断各基站当前收到坐标点的频率值是否均大于或等于预设阈值，且定位标签中陀螺仪的休眠时间值小于或等于时长阈值。
陀螺仪可以判断携带定位标签的目标处于运动状态还是静止状态，在定位标签完全静止时，陀螺仪将进入休眠状态，如果陀螺仪静止时间达到时长阈值，例如5分钟，那么基站收到定位标签上传的坐标点在该5分钟内为相同的坐标点。而在实际定位过程中，定位标签在长时间内上传的多个坐标点均为同一坐标点时，可能是由于携带定位标签的目标真正的处于长时间完全静止状态，也可能是由于定位不准确导致的。为了避免因定位不准确而导致定位标签在长时间内上传的多个坐标点为同一坐标点的情况，本实施方式进一步地对定位标签中陀螺仪的休眠时间值是否小于或等于时长阈值进行判定，在陀螺仪的休眠时间值大于时长阈值时，不采用步骤S104的方法计算目标的位置坐标，以防定位不准确，而采用步骤S105的方法计算目标的位置坐标。只有在各基站当前收到坐标点的频率值均大于或等于预设阈值，且定位标签中陀螺仪的休眠时间值小于或等于时长阈值的情况下，利用步骤S104的方法计算目标的位置坐标，以便得到准确的定位结果。
步骤S104：根据各基站在地图上的坐标信息、基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间，计算目标在地图上的第一位置坐标。
在各基站与定位标签当前通信的状态指标值均满足预设条件的情况下，使用UWB定位算法计算目标的位置，例如可以使用ToF(飞行时间测距法)定位或TDoA(到达时间差)定位算法计算定位标签的位置坐标。根据基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间可以得到UWB脉冲信号从定位标签发出到到达基站的时间差，利用该时间差和光速可以得到定位标签与基站的距离，利用定位标签到各个基站的距离或时间差，以及各基站在地图上的坐标信息，使用UWB定位算法(ToF定位或TDoA定位)便可计算出定位标签的位置坐标，由于定位标签是由目标携带的，便得到了目标在地图上的位置坐标，为了区别于通过下文的激光雷达定位算法计算出的目标的位置坐标，将本步骤计算出的位置坐标记作第一位置坐标。
本发明实施例的基站和定位标签均支持ToF定位或TDoA定位。TDoA定位是基于到达时间差的方式定位。ToF定位是基于测距的方式定位。
步骤S105：根据各基站在地图上的坐标信息、激光雷达通信数据，计算目标在地图上的第二位置坐标。
激光雷达是工作在光频波段的雷达。激光雷达定位是利用光频波段的电磁波先向目标发射探测信号，然后将其接收到的同波信号与发射信号相比较，从而获得目标的位置(距离、方位和高度)、运动状态(速度、姿态)等信息，实现对目标的探测、跟踪和识别。
激光雷达通信数据可以包括激光脉冲信号的信号传播时间、激光器(激光雷达)的高度、激光扫描角度、激光脉冲信号的发射方向等数据。其中，激光脉冲信号的信号传播时间为同波激光脉冲信号的接收信息中的接收时间与激光脉冲信号的发射信息中的发射时间之间的时间差。由于激光脉冲信号以光速传播，因此信号传播时间即可被转换为对距离的测量，根据测得的各基站与定位标签的距离，以及各基站在地图上的坐标信息，即可利用激光雷达定位算法计算出的目标的位置坐标，该位置坐标记作第二位置坐标。本实施例的激光雷达定位算法可以是利用激光雷达定位来计算目标位置的各种具体算法。
步骤S105之前可以先判断各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值，在确定各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值的情况下，再执行S105。如果各基站接收的背景噪声不是均小于或等于噪声阈值，则可以根据各基站在地图上的坐标信息、基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间，计算目标在地图上的第一位置坐标。
本实施例还可以向终端输出第一展示标签或第二展示标签，第一展示标签用于在地图上展示第一位置坐标，第二展示标签用于在地图上展示第二位置坐标。
由于区域中的目标通常有多个，每个目标均可以通过上述方法计算位置坐标，有些目标的位置坐标是通过步骤S104计算出来的，为第一位置坐标，有些目标的位置坐标是通过步骤S105计算出来的，为第二位置坐标。本实施例可以以不同的数据呈现方式展示第一位置坐标对应的各目标，以及第二位置坐标对应的各目标。
终端是指PC(个人计算机)、移动终端(iPad、手机)等的前端页面，用户可通过前端页面实时查看各目标所在的位置。
本发明实施例的定位数据展现效果如图3所示。其中黑色菱形“◇”对应第一展示标签，白色菱形“◇”对应第二展示标签。步骤S104是利用UWB定位算法计算目标的位置坐标，对应的定位模式为UWB定位模式，步骤S105是利用激光雷达定位算法计算目标的位置坐标，对应的定位模式为激光雷达定位模式。本实施例的两种定位模式对数据的展示效果不同，对应UWB定位模式，在前端页面展示的为佩戴标签的目标在基站覆盖区域中的实时位置，对应激光雷达定位模式，在前端展示的为基站覆盖区域中所有移动的物体的实时位置。
图4是根据本发明第二实施例的目标定位方法的主要步骤示意图。
本实施例的目标定位方法用于基站，基站的数量为多个，其中一个基站为主基站，其他基站为从基站。如图4所示，本实施例的目标定位方法包括如下的步骤S401至步骤S404。
步骤S401：各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信，该通信包括：各基站接收定位标签上传的坐标点，以及，向定位标签发射激光脉冲信号并接收定位标签反射回来的同波激光脉冲信号。
其中，定位标签通过向各基站发送包括UWB脉冲信号的数据包上传坐标点，各基站标记收到数据包的时间作为坐标点的接收时间。
包括UWB脉冲信号的数据包中，还包括UWB脉冲信号从定位标签发出时的发送时间(即定位标签向基站上传坐标点的发送时间)、定位标签中陀螺仪的休眠时间值等信息。
步骤S402：各基站根据标记接收时间的数据包生成UWB通信数据，以及根据激光脉冲信号的发射信息、同波激光脉冲信号的接收信息、基站的激光雷达信息生成激光雷达通信数据。
基站生成的UWB通信数据包括UWB脉冲信号从定位标签发出时的发送时间、该基站收到坐标点的接收时间。
激光雷达通信数据可以包括激光脉冲信号的信号传播时间、激光器的高度、激光扫描角度、激光脉冲信号的发射方向等数据。其中，激光脉冲信号的信号传播时间为同波激光脉冲信号的接收信息中的接收时间与激光脉冲信号的发射信息中的发射时间之间的时间差。
步骤S403：各基站根据生成的UWB通信数据确定与定位标签当前通信的状态指标值，从基站将确定出的状态指标值以及生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据发送到主基站。
状态指标可以包括基站当前收到坐标点的频率，还可以包括定位标签中陀螺仪的休眠时间。
步骤S404：主基站判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则将各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，否则只将各基站生成的激光雷达通信数据上报到服务器。
在一种实施方式中，预设条件包括：基站当前收到坐标点的频率值大于或等于预设阈值，该频率值是基站根据最近收到的各坐标点的接收时间计算得到的，是当前在单位时长内基站收到坐标点的个数。基站可以对各坐标点的接收时间进行分析，得到最近一段时间内基站收到坐标点的个数，进而计算出单位时长(例如1秒)内基站收到坐标点的个数。
在另一实施方式中，预设条件包括基站当前收到坐标点的频率值大于或等于预设阈值，还包括：休眠时间值小于或等于时长阈值，休眠时间值从定位标签向基站发送的包括UWB脉冲信号的数据包中得到。
主基站将各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器之前，可以先判断各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值，在各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值的情况下，主基站将各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器。如果有一个或多个基站接收的背景噪声大于噪声阈值，则主基站可以不上报各基站生成的激光雷达通信数据，而只将各基站生成的UWB通信数据上报到服务器。
本发明实施例不限制UWB通信数据和激光雷达通信数据的生成顺序和上报顺序，即可以先生成UWB通信数据并上报，后生成激光雷达通信数据并上报，或者反之，也可以同时生成UWB通信数据、激光雷达通信数据并上报。
各基站还可以通过发射激光脉冲信号扫描区域，并接收区域反射的激光脉冲信号；各从基站将接收的区域反射的激光脉冲信号发送到主基站；主基站将各基站接收的区域反射的激光脉冲信号发送到服务器，服务器接收主基站发送的各基站接收的区域反射的激光脉冲信号，将各基站接收的区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到地图数据并保存。
服务器还保存各基站在地图上的坐标信息。各基站在地图上的坐标信息可以通过如下方式获取：通过人工的方式手动测量实际场景，按照区域比例画出地图(或通过激光雷达构建地图)并且在实际场景中选择一个原点，测量出基站在地图上的坐标信息，然后上传到服务器保存。
如果主基站将各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，那么在服务器端，服务器优先利用各基站在地图上的坐标信息、各基站生成的UWB通信数据计算目标在地图上的位置坐标，即默认使用UWB定位模式来定位，具体可以采用ToF定位或TDoA定位等UWB定位算法。如果主基站只将各基站生成的激光雷达通信数据上报到服务器，那么服务器利用各基站在地图上的坐标信息、各基站生成的激光雷达通信数据计算目标在地图上的位置坐标，即切换到激光雷达定位模式，利用激光雷达定位算法来计算目标的位置坐标。如果主基站只将各基站生成的UWB通信数据上报到服务器，那么服务器利用各基站在地图上的坐标信息、各基站生成的UWB通信数据计算目标在地图上的位置坐标，即切换到UWB定位模式来定位。
本发明各实施例的目标定位方法使用激光雷达定位和UWB定位相结合，既克服了在视距传播过程中，基站和定位标签之间如果存在障碍物，会阻碍UWB信号直接被互相接收，从而影响UWB定位的准确性的缺陷，又克服了激光雷达受气象影响大，恶劣天气时，作用距离降低，激光雷达的测量精度降低，激光束窄，难以搜索目标和捕获目标的缺陷，使得本发明实施例在目标定位时可以不受障碍物、天气条件等影响，准确快速地对目标定位，适于养老院等大型室外场所对目标的定位。
下面以养老院对老人进行目标定位为例，介绍本发明实施例的目标定位方法。图5是根据本发明第三实施例的目标定位流程示意图。
如图5所示，本实施例对老人定位的流程包括如下的步骤S501至步骤S506。
步骤S501：部署基站。
首先选择场地(本实施例为养老院)，选取某一点作为坐标原点。将基站部署在养老院的区域，放置场景的长宽比建议为1:2，本实施例优选采用四个基站，四个基站可分别部署在养老院区域的四个点上，使得四个基站覆盖整个养老院区域。四个基站可定位的的最大范围为1万平方米，设置其中一个基站为主基站，要保证主基站可以收到其他基站(从基站)发送的数据，参见图2。在设置时，要保证每个基站的天线是垂直于地面的，且四个基站的高度保持一致。
步骤S502：利用激光雷达构建地图。
因UWB定位和激光雷达定位两种定位模式在前端展示时都需要构建精准的地图，而激光雷达构建的地图比手工测量构建的地图更快且更准确，因此本实施例提出一种通过激光雷达构建地图的方法，以解决目前定位技术中的构建地图不准确的问题，实现减少相应的误差。
利用激光雷达构建地图的具体步骤如图6所示，在下文详细介绍。
步骤S503：服务器保存构建好的地图。
服务器可以将绘制好的地图保存到后台，后台是安装在服务器上的管理系统(软件后台)，该后台除了保存地图数据，还可以保存定位标签和基站的对应关系等信息。
步骤S504：默认使用UWB定位模式对目标定位。
由于激光雷达受气象影响大，恶劣天气时，作用距离降低，激光雷达的测量精度降低，激光束窄，难以搜索目标和捕获目标。因此，本实施例默认使用UWB定位模式对目标定位。
设置定位标签每秒向基站上传10个坐标点。如果各基站每秒钟收到定位标签上传的坐标点均大于或等于5个，即各基站接收定位标签上传坐标点的频率均大于或等于5个/秒，且定位标签中陀螺仪的休眠时间小于或等于5分钟，则根据UWB定位算法计算目标的位置，详细计算方法参见步骤S104。
其中，判断各基站每秒钟收到定位标签上传的坐标点是否均大于或等于5个的操作，以及，判断定位标签中陀螺仪的休眠时间是否小于或等于5分钟的操作，可以在服务器执行也可以在基站执行，在服务器执行的情况参见图1(第一实施例)的介绍，在基站执行的情况参见图4(第二实施例)的介绍。
步骤S505：当有一个或多个基站收到定位标签上传坐标点的频率小于预设阈值，和/或，定位标签中的陀螺仪的休眠时间超过时长阈值时，则切换到激光雷达定位模式对目标定位。
在定位标签实时上传坐标点时，如果有一个或多个基站每秒钟收到定位标签上传的坐标点小于5个时，则切换到激光雷达定位模式。例如，老人在室外移动，遇到遮挡(树木、墙壁等)，将导致有的基站接收定位标签上传坐标点的频率小于5个/秒，那么将自动切换为激光雷达定位模式，以利用激光雷达定位算法计算目标的位置。
当定位标签完全静止时定位标签中的陀螺仪会进入休眠状态，静止超过5分钟，则自动切换为激光雷达定位模式，以利用激光雷达定位算法计算目标的位置。例如，某老人在室外处于静止状态，其携带的定位标签中的陀螺仪进入休眠状态，在陀螺仪的休眠时间超过5分钟时，将自动切换为激光雷达定位模式，以根据激光雷达定位算法计算目标的位置。
如果有一个或多个基站每秒钟收到定位标签上传的坐标点小于5个，并且，陀螺仪的休眠时间超过5分钟，也将自动切换为激光雷达定位模式，以根据激光雷达定位算法计算目标的位置。
利用激光雷达定位算法计算目标的位置的详细计算方法参见步骤S105。
步骤S506：当有一个或多个基站接收的背景噪声大于噪声阈值，或者所有基站收到定位标签上传坐标点的频率均变为大于或等于预设阈值，则切换到UWB定位模式对目标定位。
当天气条件变得恶劣，使得一个或多个基站接收的背景噪声大于1.5dB(分贝)，或老人受树木等遮挡的情况消除，使得所有基站收到定位标签上传坐标点的频率均变为大于或等于5个/秒，那么将再切换到UWB定位模式。
判断是否有一个或多个基站接收的背景噪声大于噪声阈值的操作，可以在服务器执行也可以在基站执行，在服务器执行的情况参见图1(第一实施例)的介绍，在基站执行的情况参见图4(第二实施例)的介绍。
结合上述对各实施例的目标定位方法/流程的介绍，养老院在对老人定位时，可以给每个老人分发唯一的定位标签，定位标签发射UWB脉冲信号，并与基站相互通信，以使定位标签自身被定位，定位标签向基站发送包括UWB脉冲信号的数据包，以向各基站上传老人的坐标点。老人A携带定位标签移动，定位标签周期性/定时/触发式发射UWB脉冲信号；室外基站接收到定位标签发出的UWB脉冲信号后标记接收时间，并将收到UWB脉冲信号的接收时间发送给服务器；服务器分析UWB脉冲信号到达多个基站的时间，调用定位算法，运用ToF定位或TDoA定位，计算出定位标签的位置坐标，在PC端用红色(仅为示例)展示标签展示坐标移动图像；老人A在室外移动时，遇到遮挡(树木、墙壁等)导致一个或多个基站每秒收到定位标签上传坐标点的个数小于5个，则自动切换为激光雷达定位模式，激光雷达利用光频波段的电磁波向老人A发射激光脉冲信号，将接收到的定位标签反射回来的同波激光脉冲信号与激光雷达发射的激光脉冲信号相比较，经服务器进行定位运算，从而获得老人A的位置(详见上述各实施例对利用激光雷达定位计算目标的位置坐标的方法介绍)，在PC端用黄色(仅为示例)展示标签展示老人移动图像，老人A继续移动；如果室外天气变得恶劣，使得一个或多个基站的激光雷达接收的原始背景噪声大于1.5dB，且经过匹配滤波器和其他抑制噪声的措施后，仍然无法降低，或者老人与所有基站之间的遮挡均消除，使得各基站每秒收到定位标签上传的坐标点大于5个时，再自动切换为UWB定位模式，展示标签颜色变为红色，老人A继续移动，如果老人A静止于某处，且静止时间超过5分钟，再切换回激光雷达定位模式，展示标签颜色再变为黄色。由此，重复上述过程，根据天气条件、定位标签与各基站之间的遮挡情况、老人静止时间等，自动切换两种定位模式来对老人A定位。
本实施例可以克服养老院现有的安防定位方案的缺陷，使定位技术得到优化，更加保证了老人的安全，还可降低大型养老院的部署成本，减少人力物力，在最短的时间内让老人享受到最贴心的安防保障，克服了养老院等室外场景对老人定位不准确的问题。
图6是根据本发明一个实施例的利用激光雷达构建地图的流程示意图。
如图6所示，本实施例利用激光雷达构建地图的流程包括步骤S601至步骤S604。
步骤S601：各基站通过发射激光脉冲信号扫描区域环境。
激光雷达首先由激光脉冲二极管(又称激光发射端口)发射出激光脉冲信号，经过旋转棱镜，射向区域，然后通过探测器，接收区域(其中的各种人、物等)反射回来的激光脉冲信号，并由记录器记录。区域反射回来的激光脉冲信号为云图的形式。旋转棱镜集成在激光发射端口，用于扩展激光脉冲信号的发射角度。记录器可以集成在激光雷达集成芯片中，激光雷达集成芯片的功能在下文详细介绍。
步骤S602：各从基站将区域反射回来的激光脉冲信号发送到主基站，由主基站将各基站接收的区域反射回来的激光脉冲信号发送到服务器。
步骤S603：服务器将各基站接收的区域反射回来的激光脉冲信号转换成能够直接识别处理的数据信息。
作为S602和S603的替换实施方式，各从基站将区域反射回来的激光脉冲信号(云图)发送到主基站之后，主基站也可以将各基站接收的区域反射回来的激光脉冲信号(云图)转换成能够直接识别处理的数据信息，再将该数据信息发送到服务器。
步骤S604：服务器利用处理软件对数据信息进行识别处理，并绘制地图。
可以经过软件处理实现建模输出地图，例如通过点云数据测图软件CoMapping来处理绘制地图。
图7是根据本发明第四实施例的用于目标定位的服务器的主要模块示意图。
如图7，本实施例的用于目标定位的服务器700主要包括：数据保存模块701、状态指标值确定模块702、位置坐标计算模块703。
数据保存模块701，用于保存区域的地图数据以及各基站在地图上的坐标信息，各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，上报的数据包括基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间、基站通过激光脉冲信号与定位标签通信而生成的激光雷达通信数据。
基站上报的数据还可以包括基站接收的背景噪声。
定位标签可以通过向各基站周期性、定时、或触发式地发送包括UWB脉冲信号的数据包上传坐标点。
状态指标值确定模块702，用于根据各基站上报的数据，确定各基站与定位标签当前通信的状态指标值。
状态指标可以包括基站当前收到坐标点的频率，还可以包括定位标签中陀螺仪的休眠时间。
位置坐标计算模块703，用于判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据各基站在地图上的坐标信息、接收时间、发送时间，计算目标在地图上的第一位置坐标；否则，根据各基站在地图上的坐标信息、激光雷达通信数据，计算目标在地图上的第二位置坐标。
预设条件可以包括：基站当前收到坐标点的频率值大于或等于预设阈值，该频率值是根据上述接收时间计算得到的当前在单位时长内基站收到坐标点的个数。
预设条件还可以包括：休眠时间值小于或等于时长阈值，休眠时间值从各基站上报的数据中得到。
服务器700还可以包括判断模块，用于：判断各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值。
服务器700还可以包括地图数据构建模块，用于：接收各基站发送的区域反射的激光脉冲信号，区域反射的激光脉冲信号是各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域之后，由区域反射回来的；将各基站发送的区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到地图数据并保存。
服务器700还可以包括展示标签输出模块，用于：向终端输出第一展示标签或第二展示标签，第一展示标签用于在地图上展示第一位置坐标，第二展示标签用于在地图上展示第二位置坐标。
图8是根据本发明第五实施例的用于目标定位的基站的主要构成示意图。
本实施例的用于目标定位的基站800与区域中的目标所携带的定位标签通信，所述通信包括：基站800接收定位标签上传的坐标点，以及，向定位标签发射激光脉冲信号并接收定位标签反射回来的同波激光脉冲信号，其中，定位标签通过向基站发送包括UWB脉冲信号的数据包上传坐标点，基站标记收到数据包的时间作为坐标点的接收时间。
如图8所示，本实施例的用于目标定位的基站800主要包括：
外接天线感应器801、激光发射端口802、激光雷达集成芯片803、标签感应集成电路板804、网络端接口805，其中，激光雷达集成芯片803包括探测器(图中未示出)，基站800还包括电源接口(图中未示出)以及系统电路板(图中未示出)，上述部件801至805、电源接口均安装在系统电路板上。
外接天线感应器801，用于通过接收包括UWB脉冲信号的数据包来接收定位标签上传的坐标点；
激光发射端口802，用于向定位标签发射激光脉冲信号；
探测器，用于接收定位标签反射回来的同波激光脉冲信号；
标签感应集成电路板804，用于根据标记接收时间的数据包生成UWB通信数据；
激光雷达集成芯片803，用于根据激光脉冲信号的发射信息、同波激光脉冲信号的接收信息、基站800的激光雷达信息生成激光雷达通信数据；
UWB通信数据、激光雷达通信数据用于计算目标在地图上的位置坐标，具体计算方法参见上文各实施例。
基站800为用于目标定位的各基站之中的主基站或从基站，标签感应集成电路板804还用于根据生成的UWB通信数据确定与定位标签当前通信的状态指标值。
状态指标可以包括基站当前收到坐标点的频率，还可以包括定位标签中陀螺仪的休眠时间。
在基站800为从基站的情况下，通过网络端接口805将确定出的所述状态指标值以及生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据发送到主基站，以通过主基站将各基站(包括主基站和从基站)生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，由服务器计算位置坐标。
在基站800为主基站的情况下，标签感应集成电路板804还用于判断各基站(包括主基站和从基站)与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则将各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据通过网络端接口805上报到服务器，否则通过网络端接口805只将各基站生成的激光雷达通信数据上报到服务器，以由所述服务器计算位置坐标。
预设条件可以包括：基站当前收到坐标点的频率值大于或等于预设阈值，该频率值是根据上述接收时间计算得到的当前在单位时长内基站800收到坐标点的个数。
预设条件还可以包括：定位标签中陀螺仪的休眠时间小于或等于时长阈值，该休眠时间值从定位标签向基站800发送的数据包中得到。
在基站800为主基站的情况下，激光雷达集成芯片803还用于：判断各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值。在各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值的情况下，可以向服务器上报各基站生成的激光雷达通信数据；如果一个或多个基站接收的背景噪声大于噪声阈值，则不向服务器上报各基站生成的激光雷达通信数据。
激光发射端口802还用于通过发射激光脉冲信号扫描区域。
探测器还用于接收区域反射的激光脉冲信号。
在基站800为从基站的情况下，网络端接口805还用于将接收的区域反射的激光脉冲信号发送到主基站；
在基站800为主基站的情况下，网络端接口805还用于将各基站接收的区域反射的激光脉冲信号发送到服务器，以由服务器将各基站接收的区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，并对数据信息进行识别处理后进行地图绘制，以得到地图数据。
图9是根据本发明第六实施例的用于目标定位的基站的主要构成及俯视、侧视示意图。图9中，900为用于目标定位的基站，901为系统电路板，902为外接天线感应器，903为激光雷达集成芯片，904为激光发射端口，905为标签感应集成电路板，906为电源接口，907为网络端接口。本实施例的如下部件902～907是集成到系统电路板901上的，系统电路板901起到部件之间线路连接、通信、供电等作用，图9中未示出系统电路板901与其他部件的连接关系，图9仅仅是为了示例性说明本实施例基站的内部构成，图9所示不代表各部件的实际分布位置。
另外，在本发明实施例中目标定位装置(即服务器、基站)的具体实施内容，在上面所述目标定位方法中已经详细说明了，故在此重复内容不再说明。
图10示出了可以应用本发明实施例的目标定位方法或目标定位装置的示例性系统架构1000。
如图10所示，系统架构1000可以包括终端设备1001、1002、1003，网络1004和服务器1005。网络1004用以在终端设备1001、1002、1003和服务器1005之间提供通信链路的介质。网络1004可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备1001、1002、1003通过网络1004与服务器1005交互，以接收或发送消息等。终端设备1001、1002、1003上可以安装有各种通讯客户端应用，例如网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具(仅为示例)。
终端设备1001、1002、1003可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器1005可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备1001、1002、1003所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的产品信息查询请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标推送信息、产品信息--仅为示例)反馈给终端设备。
需要说明的是，本发明实施例所提供的目标定位方法一般由服务器1005执行，相应地，目标定位装置一般设置于服务器1005中。
应该理解，图10中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
下面参考图11，其示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备或服务器的计算机系统1100的结构示意图。图11示出的终端设备或服务器仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图11所示，计算机系统1100包括中央处理单元(CPU)1101，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1102中的程序或者从存储部分1108加载到随机访问存储器(RAM)1103中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1103中，还存储有系统1100操作所需的各种程序和数据。CPU 1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(I/O)接口1105也连接至总线1104。
以下部件连接至I/O接口1105：包括键盘、鼠标等的输入部分1106；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1107；包括硬盘等的存储部分1108；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1109。通信部分1109经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1110也根据需要连接至I/O接口1105。可拆卸介质1111，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1110上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1108。
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1109从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1111被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1101执行时，执行本申请的系统中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、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、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码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。也应当注意，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，两个接连地表示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，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操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。
描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括数据保存模块、状态指标值确定模块、位置坐标计算模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，数据保存模块还可以被描述为“用于保存区域的地图数据以及各基站在地图上的坐标信息的模块”。
作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：保存区域的地图数据以及各基站在所述地图上的坐标信息，所述各基站与所述区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，所述上报的数据包括所述基站收到所述定位标签上传的坐标点的接收时间、所述定位标签向所述基站上传所述坐标点的发送时间、所述基站通过激光脉冲信号与所述定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；根据所述各基站上报的数据，确定所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值；判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算所述目标在所述地图上的第一位置坐标；否则，根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标。
根据本发明实施例的技术方案，保存区域的地图数据以及各基站在地图上的坐标信息，各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，上报的数据包括基站收到定位标签上传的坐标点的接收时间、定位标签向基站上传坐标点的发送时间、基站通过激光脉冲信号与定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；根据各基站上报的数据，确定各基站与定位标签当前通信的状态指标值；判断各基站与定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据各基站在地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算目标在地图上的第一位置坐标；否则，根据各基站在地图上的坐标信息、激光雷达通信数据，计算目标在所述地图上的第二位置坐标。能够高精度、准确、快速地对目标定位，满足养老院对老人进行定位的特殊需求，且降低部署成本，减少人力物力消耗。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (27)

1.一种目标定位方法，其特征在于，用于服务器，所述方法包括：
保存区域的地图数据以及各基站在所述地图上的坐标信息，所述各基站与所述区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，所述上报的数据包括所述基站收到所述定位标签上传的坐标点的接收时间、所述定位标签向所述基站上传所述坐标点的发送时间、所述基站通过激光脉冲信号与所述定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；
根据所述各基站上报的数据，确定所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值；
判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算所述目标在所述地图上的第一位置坐标；否则，根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述各基站上报的数据中得到。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基站上报的数据还包括所述基站接收的背景噪声，
根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标之前，包括：
确定所述各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地图数据通过如下方式构建：
接收所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号，所述区域反射的激光脉冲信号是所述各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域之后，由所述区域反射回来的；
将所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对所述数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到所述地图数据并保存。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位标签通过向所述各基站周期性、定时、或触发式地发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：向终端输出第一展示标签或第二展示标签，所述第一展示标签用于在所述地图上展示所述第一位置坐标，所述第二展示标签用于在所述地图上展示所述第二位置坐标。
8.一种目标定位方法，其特征在于，用于基站，所述基站的数量为多个，其中一个基站为主基站，其他基站为从基站，所述方法包括：
各基站与区域中的目标所携带的定位标签通信，所述通信包括：所述各基站接收所述定位标签上传的坐标点，以及，向所述定位标签发射激光脉冲信号并接收所述定位标签反射回来的同波激光脉冲信号，其中，所述定位标签通过向所述各基站发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点，所述各基站标记收到所述数据包的时间作为所述坐标点的接收时间；
所述各基站根据标记所述接收时间的所述数据包生成UWB通信数据，以及根据所述激光脉冲信号的发射信息、所述同波激光脉冲信号的接收信息、所述基站的激光雷达信息生成激光雷达通信数据；
所述各基站根据生成的UWB通信数据确定与所述定位标签当前通信的状态指标值，所述从基站将确定出的所述状态指标值以及生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据发送到所述主基站；
所述主基站判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，否则只将所述各基站生成的激光雷达通信数据上报到所述服务器。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述数据包中得到。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述主基站将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器之前，包括：
确定所述各基站接收的背景噪声均小于或等于噪声阈值。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
所述各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域，并接收所述区域反射的激光脉冲信号；
各从基站将接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述主基站；
所述主基站将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述服务器，以由所述服务器将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对所述数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到所述地图数据。
13.一种用于目标定位的服务器，其特征在于，包括：
数据保存模块，用于保存区域的地图数据以及各基站在所述地图上的坐标信息，所述各基站与所述区域中的目标所携带的定位标签通信并向所述服务器上报数据，所述上报的数据包括所述基站收到所述定位标签上传的坐标点的接收时间、所述定位标签向所述基站上传所述坐标点的发送时间、所述基站通过激光脉冲信号与所述定位标签通信而生成的激光雷达通信数据；
状态指标值确定模块，用于根据所述各基站上报的数据，确定所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值；
位置坐标计算模块，用于判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述接收时间、所述发送时间，计算所述目标在所述地图上的第一位置坐标；否则，根据所述各基站在所述地图上的坐标信息、所述激光雷达通信数据，计算所述目标在所述地图上的第二位置坐标。
14.根据权利要求13所述的服务器，其特征在于，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
15.根据权利要求14所述的服务器，其特征在于，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述各基站上报的数据中得到。
16.根据权利要求13所述的服务器，其特征在于，所述基站上报的数据还包括所述基站接收的背景噪声，
所述服务器还包括判断模块，用于：
判断所述各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值。
17.根据权利要求13所述的服务器，其特征在于，还包括地图数据构建模块，用于：
接收所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号，所述区域反射的激光脉冲信号是所述各基站通过发射激光脉冲信号扫描所述区域之后，由所述区域反射回来的；
将所述各基站发送的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，对所述数据信息进行识别处理并进行地图绘制，以得到所述地图数据并保存。
18.根据权利要求13所述的服务器，其特征在于，所述定位标签通过向所述各基站周期性、定时、或触发式地发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点。
19.根据权利要求13所述的服务器，其特征在于，还包括展示标签输出模块，用于：向终端输出第一展示标签或第二展示标签，所述第一展示标签用于在所述地图上展示所述第一位置坐标，所述第二展示标签用于在所述地图上展示所述第二位置坐标。
20.一种用于目标定位的基站，其特征在于，所述基站与区域中的目标所携带的定位标签通信，所述通信包括：所述基站接收所述定位标签上传的坐标点，以及，向所述定位标签发射激光脉冲信号并接收所述定位标签反射回来的同波激光脉冲信号，其中，所述定位标签通过向所述基站发送包括UWB脉冲信号的数据包上传所述坐标点，所述基站标记收到所述数据包的时间作为所述坐标点的接收时间；
所述基站包括：
外接天线感应器、激光发射端口、激光雷达集成芯片、标签感应集成电路板，其中，所述激光雷达集成芯片包括探测器，其中：
所述外接天线感应器，用于通过接收包括UWB脉冲信号的数据包来接收所述定位标签上传的坐标点；
所述激光发射端口，用于向所述定位标签发射激光脉冲信号；
所述探测器，用于接收所述定位标签反射回来的同波激光脉冲信号；
所述标签感应集成电路板，用于根据标记所述接收时间的所述数据包生成UWB通信数据；
所述激光雷达集成芯片，用于根据所述激光脉冲信号的发射信息、所述同波激光脉冲信号的接收信息、所述基站的激光雷达信息生成激光雷达通信数据；
所述UWB通信数据、所述激光雷达通信数据用于计算所述目标在所述地图上的位置坐标。
21.根据权利要求20所述的基站，其特征在于，所述基站为用于所述目标定位的各基站之中的主基站或从基站，所述基站还包括网络端接口，所述标签感应集成电路板还用于根据生成的UWB通信数据确定与所述定位标签当前通信的状态指标值，
在所述基站为从基站的情况下，通过所述网络端接口将确定出的所述状态指标值以及生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据发送到所述主基站，以通过所述主基站将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据上报到服务器，由所述服务器计算所述位置坐标；
在所述基站为主基站的情况下，所述标签感应集成电路板还用于判断所述各基站与所述定位标签当前通信的状态指标值是否均满足预设条件，若是，则将所述各基站生成的UWB通信数据和激光雷达通信数据通过所述网络端接口上报到所述服务器，否则通过所述网络端接口只将所述各基站生成的激光雷达通信数据上报到所述服务器，以由所述服务器计算所述位置坐标。
22.根据权利要求21所述的基站，其特征在于，在所述基站为主基站的情况下，所述激光雷达集成芯片还用于：
判断所述各基站接收的背景噪声是否均小于或等于噪声阈值。
23.根据权利要求21所述的基站，其特征在于，
所述激光发射端口还用于通过发射激光脉冲信号扫描所述区域；
所述探测器还用于接收所述区域反射的激光脉冲信号；
在所述基站为从基站的情况下，所述网络端接口还用于将接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述主基站；
在所述基站为主基站的情况下，所述网络端接口还用于将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号发送到所述服务器，以由所述服务器将所述各基站接收的所述区域反射的激光脉冲信号转换成可识别处理的数据信息，并对所述数据信息进行识别处理后进行地图绘制，以得到所述地图数据。
24.根据权利要求21所述的基站，其特征在于，所述状态指标包括所述基站当前收到所述坐标点的频率，所述预设条件为：所述频率值大于或等于预设阈值，所述频率值是根据所述接收时间计算得到的当前在单位时长内所述基站收到所述坐标点的个数。
25.根据权利要求24所述的基站，其特征在于，所述状态指标还包括所述定位标签中陀螺仪的休眠时间，所述预设条件为：所述休眠时间值小于或等于时长阈值，所述休眠时间值从所述数据包中得到。
26.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-12中任一所述的方法。
27.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-12中任一所述的方法。
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