CN110839206B

CN110839206B - 基于双模式标签的定位方法及装置

Info

Publication number: CN110839206B
Application number: CN201911176618.2A
Authority: CN
Inventors: 谢传泉; 浦剑涛; 张东泉
Original assignee: Shandong Bucos Robot Co ltd; Shenzhen Boocax Technology Co ltd; Beijing Boocax Technology Co ltd
Current assignee: Shandong Bucos Robot Co ltd; Shenzhen Boocax Technology Co ltd; Beijing Boocax Technology Co ltd
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2039-11-26
Also published as: CN110839206A

Abstract

本公开的实施例提供了基于双模式标签的定位方法及装置。所述方法包括获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息；根据所述广播信息确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接；向所述目标设备发送定位请求指令信息并接收来自所述目标设备的UWB消息帧；根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位。以此方式，可以在设备定位过程中减少UWB开启时间，降低设备功耗以及减少对其它UWB设备的干扰。

Description

基于双模式标签的定位方法及装置

技术领域

本公开的实施例涉及无线定位技术领域，并且更具体地，涉及基于双模式标签的定位方法及装置。

背景技术

在开阔的室外环境中，依靠GPS定位系统可以得到精准的定位，但是在室内环境中，GPS信号衰减严重，且室内环境复杂，存在多种干扰、噪声，无法进行精准定位。

目前，常见的室内定位技术解决方案主要有超声波技术、蓝牙技术、红外线技术、射频识别技术、超带宽技术(UWB)和无线局域网络等。其中，UWB抗多径效果好、安全性高、系统复杂性低、具有良好的时间分辨率、同时能够提供厘米级的定位精度，可用于静止或者移动物体精确定位和追踪，是当前采取频率最高的室内定位技术，广泛应用于例如工厂、仓储、园区等环境中的人员、资产定位等场景。

但是，UWB在接收状态时的电流比较大，如果开启的时间较长功耗会很大。同时，因为UWB标签在开启过程中对其它UWB设备的干扰较大，所以在利用UWB定位时不能同时安装过多的UWB标签。

发明内容

根据本公开的实施例，提供了一种基于双模式标签的定位方案。

在本公开的第一方面，提供了一种基于双模式标签的定位方法。该方法包括：

获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息；

根据所述广播信息确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接；

向所述目标设备发送定位请求指令信息并接收来自所述目标设备的UWB消息帧；

根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位。

进一步地，所述低功耗模式包括低功耗蓝牙模式和/或低功耗Zigbee模式。

进一步地，所述广播信息包括：

广播发送时间戳信息、

设备自身标识信息、广播频率信息、广播开启时间信息和广播开启时长信息。

进一步地，所述获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息包括：

按照预设的获取频率和获取时长获取所述多个设备在低功耗模式下间歇性发出的广播信息。

进一步地，所述根据所述广播信息确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接包括：

根据所述广播信息中的设备标识信息判断所述多个设备中是否含有所述目标设备，如是，则和所述目标设备进行无线连接，如否，则增加所述获取频率和/或获取时长，重新获取广播信息。

进一步地，在向所述目标设备发送定位请求指令信息包括：

通过低功耗模式向所述目标设备发送定位请求指令信息，以指示所述目标设备打开UWB功能并发送UWB消息帧。

进一步地，所述根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位包括：

通过所述UWB消息帧获取与所述目标设备之间的相对距离信息和角度信息；

根据所述相对距离信息和角度信息对所述目标设备进行定位。

进一步地，在所述根据所述相对距离信息和角度信息完成和所述目标设备之间的定位之后还包括：

通过低功耗模式发送定位完成信息，以指示所述目标设备关闭所述UWB功能。

在本公开的第二方面，提出了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，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，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面的方法。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如根据本公开的第一方面的方法。

本申请实施例提供的基于双模式标签的定位方法，通过获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息，确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接，连接成功后向所述目标设备发送定位请求指令信息并接收来自所述目标设备的UWB消息帧，根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位，减少了设备定位过程中的UWB开启时间，降低了设备功耗。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

结合附图并参考以下详细说明，本公开各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：

图1是根据本申请的基于双模式标签的定位方法的一个实施例的流程图；

图2是根据本申请的基于双模式标签的定位方法的一个实施例的结构图示意图

图3是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的结构示意图。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本公开保护的范围。

另外，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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

作为本申请的一个实施例，如图1所示，是本申请实施例基于双模式标签的定位方法的流程图S100。从图1中可以看出，本实施例的基于双模式标签的定位方法，包括以下步骤：

S101，获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息。

在本实施例中，基于双模式标签的定位方法的执行主体(第一设备)按照预设的获取频率(即一段时间内执行获取操作的次数)和获取时长(即每次执行获取操作的时间长度)获取所述多个设备(第二设备)在低功耗模式下间歇性发出的广播信息，所述第一设备和第二设备均具有双模式标签，即具备以低功耗模式和UWB模式通信的功能。所述获取操作包括第一设备开启标签的低功耗模式以接收所述广播信息，其中，所述低功耗模式包括低功耗蓝牙模式和/或低功耗Zigbee模式等低功耗通信模式。

其中，低功耗模式指功耗低于UWB的模式。进一步地，所述低功耗蓝牙模式是在传统蓝牙基础之上发展起来的，最大的特点就是成本和功耗均低于传统蓝牙模式，可广泛应用于智能家居、智能穿戴设备、消费电子、智慧医疗、安防设备、仪器仪表和远程遥控等需要低功耗蓝牙系统的领域；所述低功耗Zigbee模式是一种应用于短距离和低速率下的无线通信技术，主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。进一步地，所述广播信息包括广播发送时间戳信息设备自身标识信息、广播频率信息、广播开启时间信息和广播开启时长信息等。S102，根据所述广播信息确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接。

根据在步骤S101中获取的广播信息中的设备标识信息判断所述多个设备中是否含有所述目标设备，如是，则通过所述目标设备的广播信息主动向所述目标设备发送连接命令和所述目标设备建立稳定的无线连接。在此，不对无线连接方式进行限定，可根据实际情况进行选择，可以为蓝牙、4G、5G等，优选地，基于所述低功耗模式建立无线连接，例如所述低功耗模式为蓝牙模式时，则建立蓝牙无线连接，所述低功耗模式为Zigbee模式时，则建立Zigbee无线连接。如否，则增加所述获取频率和/或获取时长，重新获取广播信息。即，增加所述获取频率和/或获取时长后，重新执行步骤S101直到获取到目标设备广播信息。

进一步地，所述获取频率和/或获取时长的增加量可根据需求和/或不同目标设备的间歇性广播的频率和/或时长进行对应设定，例如初始设置的获取频率为每分钟60次，获取时长为10ms，增加后的获取频率为每分钟120次，获取时长为12ms。

S103，向所述目标设备发送定位请求指令信息并接收来自所述目标设备的UWB消息帧。

具体地，通过低功耗模式向目标设备发送定位请求指令信息，以指示所述目标设备打开UWB功能，并发送UWB消息帧。

S104，根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位。

其中，通过所述UWB消息帧获取与所述目标设备之间的相对距离信息和角度信息，然后根据获取到的相对距离信息和角度信息对所述目标设备进行定位。

进一步地，完成与所述目标设备的定位后，通过低功耗模式向所述目标设备发送定位完成信息，以指示所述目标设备关闭所述UWB功能。

需要说明的是，在本实施例中，第一设备是主设备的角色，第二设备是从设备的角色，但某一设备的角色并不受限于此，在多个设备的场景下，任一设备都可能执行上述实施例的定位方法。需要对其它设备进行定位的设备则成为主设备，执行上述实施例的方法，不需要对其它设备进行定位的设备则成为从设备，当定位完成后，每个设备的状态均为在低功耗模式下间歇式地发出广播信息，直到其中某一个设备再次发起定位流程。

本实施例的基于双模式标签的定位方法，通过低功耗模式来管理UWB，即平时UWB处于关断状态，当需要UWB模式时，再通过低功耗模式把目标设备的UWB功能打开并配置为基站或者标签状态，当测量完成后再通过低功耗模式关闭UWB功能，缩短了UWB功能的开启时间，降低了设备功耗。

进一步地，因为缩短了开启UWB功能的时间，减少了对其它UWB设备的干扰，所以在相同环境下，UWB标签的数量可以进行相应增加。例如，原配置的UWB标签数量为5，通过本方法可将UWB标签数量增加到8。通过UWB标签数量的增加，减少了人力成本的同时提高了测量效率。

进一步地，由于本方案中接收目标设备的广播信息为间歇性的，因此进一步地节省了能源消耗，降低了经济成本。

下面以仓储空间为例，给出根据本发明一个具体实施例的定位方法，如图2所示：

a、b、c、d为分别配置给四位库管人员的四个终端设备，其上具有双模式标签，两种模式分别为低功耗蓝牙模式和UWB模式，在默认状态下，a、b、c、d上的标签在低功耗蓝牙模式下间歇性地发出广播信息，所述广播信息包括时间戳信息、设备自身标识信息、广播频率信息、广播开启时间信息和广播开启时长信息等。当持有设备a的人员需要定位持有设备d的人员位置时，其操作a打开相应功能，设备a按照预设的获取频率和获取时长开启标签的低功耗蓝牙模式，并获取到设备b、c、d在低功耗蓝牙模式下间歇性发出的广播信息；

根据获取到的广播信息中的设备标识信息确定目标设备d，向设备d发送连接命令；

设备d在低功耗蓝牙模式下接收到所述连接命令，与设备a建立起蓝牙无线连接；

设备a确认所述无线连接建立后，通过蓝牙向设备d发送定位请求指令信息；

设备d接收到所述定位请求指令信息，则开启UWB功能并设置为标签状态，向设备a发送UWB消息帧；

设备a根据接收到的UWB消息帧完成与所述设备d之间的定位，之后通过蓝牙向设备d发送定位完成信息，回到默认状态；

设备d接收到所述定位完成信息，关闭设备d的UWB功能，回到默认状态。

本申请实施例还提出了一种设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，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，使得所述一个或多个处理器实现上述的基于双模式标签的定位方法。

此外，本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的基于双模式标签的定位方法。

下面参考图3，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的结构示意图。图3示出的终端设备仅仅是一个示例，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3所示，计算机系统包括中央处理单元(CPU)301，其可以基于存储在只读存储器(ROM)302中的程序或者从存储部分308加载到随机访问存储器(RAM)303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU301、ROM 302以及RAM303通过总线304彼此相连。输入/输出(I/O)接口305也连接至总线304。

以下部件连接至I/O接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；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307；包括硬盘等的存储部分308；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309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也基于需要连接至I/O接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，基于需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序基于需要被安装入存储部分308。

特别地，基于本公开的实施例，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，所述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309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)301执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请所述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单元、程序段、或代码的一部分，所述单元、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。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括信息测量单元、行驶轨迹确定单元、映射关系确定单元和驾驶策略生成单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，信息测量单元还可以被描述为“测量本车的状态信息以及周围场景信息的单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种非易失性计算机存储介质，该非易失性计算机存储介质可以是上述实施例中所述装置中所包含的非易失性计算机存储介质；也可以是单独存在，未装配入终端中的非易失性计算机存储介质。上述非易失性计算机存储介质存储有一个或者多个程序，当所述一个或者多个程序被一个设备执行时，使得所述设备：获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息；根据所述广播信息确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接；向所述目标设备发送定位请求指令信息并接收来自所述目标设备的UWB消息帧；根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位。。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims

1.一种基于双模式标签的定位方法，其特征在于，包括：

获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息；

通过低功耗模式向所述目标设备发送定位请求指令信息，以指示所述目标设备打开UWB功能并发送UWB消息帧，接收来自所述目标设备的UWB消息帧；

根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低功耗模式包括低功耗蓝牙模式和/或低功耗Zigbee模式。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述广播信息包括：

广播发送时间戳信息、设备自身标识信息、广播频率信息、广播开启时间信息和广播开启时长信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取多个设备在低功耗模式下发出的广播信息包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述广播信息确定目标设备并和所述目标设备进行无线连接包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述UWB消息帧对所述目标设备进行定位包括：

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述根据所述相对距离信息和角度信息完成和所述目标设备之间的定位之后还包括：

8.一种基于双模式标签的定位设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，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，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1～7中任意一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，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1～7中任一项所述的方法。