CN111148023B - 基于多个uwb标签的定位方法及装置 - Google Patents

基于多个uwb标签的定位方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种基于多个UWB标签的定位方法及装置，基于多个UWB标签的定位方法，多个UWB标签设置于待定位目标上，包括：获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息；计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，待定位目标运动参考点的实际位置信息用于待定位目标的定位。本申请基于多个UWB标签的定位方法及装置，通过计算多个UWB标签的位置权值，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。

Description

基于多个UWB标签的定位方法及装置
技术领域
本申请涉及室内定位技术领域，具体而言，涉及一种基于多个UWB标签的定位方法及装置。
背景技术
UWB(Ultra Wide Band，超宽带)技术是常用的室内定位技术之一，其也是室内定位技术中具有最高综合性能的室内定位技术。
目前，UWB技术通过在待定位目标上设置UWB标签的方式对待定位目标进行定位。在UWB标签为单个时，通过UWB技术只能确定待定位目标的定位位置；而在UWB标签为多个时，可通过UWB技术确定待定位目标的定位位置及其航向。
然而，在UWB标签为多个时，由于UWB标签往往存在安装误差及工艺误差，因此容易导致确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置不够准确，使得待定位目标的定位精度降低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种基于多个UWB标签的定位方法及装置，通过计算多个UWB标签的位置权值，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。
第一方面，本申请实施例提供了一种基于多个UWB标签的定位方法，多个UWB标签设置于待定位目标上，所述方法包括：
获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；
对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及滤波后的各个方向上多个UWB标签的位置权值，计算所述待定位目标运动参考点的实际位置信息，所述待定位目标运动参考点的实际位置信息用于所述待定位目标的定位。
在上述实现过程中，本申请实施例的基于多个UWB标签的定位方法，通过各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；进而计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。
进一步地，所述方法还包括：
获取不同方向上所述待定位目标参考航向上两点的位置信息；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值；
对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息、滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向权值，计算所述待定位目标的实际航向，所述待定位目标的实际航向用于所述待定位目标的定位。
在上述实现过程中，该方法还通过计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值，重新确定待定位目标的实际航向，以更精确地对待定位目标进行定位，使定位效果更佳；在涉及对待定位目标进行控制的方面，确定的待定位目标的实际航向能用于提高控制设备对待定位目标的控制精度，使控制设备对待定位目标的控制效果更佳。
进一步地，所述UWB标签的个数大于等于三个。
在上述实现过程中，该方法应用于UWB标签的个数大于等于三个的条件下，能使得计算的待定位目标运动参考点的实际位置信息较为准确。
进一步地，在所述UWB标签的个数大于三个时，所述根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值，包括：
从多个UWB标签中确定三个等效标签及不同方向上三个等效标签的位置信息；
根据各个方向上三个等效标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上三个等效标签的位置权值。
在上述实现过程中，该方法在UWB标签的个数大于三个时，通过三个等效标签去计算各个方向上三个等效标签的位置权值的方式，便于位置权值的计算，能缩短位置权值的计算时间，提高位置权值的计算效率。
进一步地，所述根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值，包括：
根据预设的标签配对规则，确定UWB标签对；
去除重复的UWB标签对中的后一UWB标签对；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对的标签间距；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角；
按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序，并根据各UWB标签对的排序，确定各UWB标签对矢量的航向偏角的排序；
根据各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，确定各UWB标签对矢量的航向权值，以及满足如下式子：
Figure BDA0002348274400000041
其中，τ1～τn表示各UWB标签对矢量的航向权值。
在上述实现过程中，该方法计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值的方式，能较为快捷、有效地计算得到各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角及航向权值。
第二方面，本申请实施例提供了一种基于多个UWB标签的定位装置，多个UWB标签设置于待定位目标上，所述装置包括：
获取模块，用于获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息；
第一计算模块，用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；
滤波模块，用于对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；
第二计算模块，用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及滤波后的各个方向上多个UWB标签的位置权值，计算所述待定位目标运动参考点的实际位置信息，所述待定位目标运动参考点的实际位置信息用于所述待定位目标的定位。
在上述实现过程中，本申请实施例的基于多个UWB标签的定位装置，通过各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；进而计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。
进一步地，所述获取模块，还用于获取不同方向上所述待定位目标参考航向上两点的位置信息；
所述第一计算模块，还用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值；
所述滤波模块，还用于对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理；
所述第二计算模块，还用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息、滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向权值，计算所述待定位目标的实际航向，所述待定位目标的实际航向用于所述待定位目标的定位。
在上述实现过程中，该装置还通过计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值，重新确定待定位目标的实际航向，以更精确地对待定位目标进行定位，使定位效果更佳；在涉及对待定位目标进行控制的方面，确定的待定位目标的实际航向能用于提高控制设备对待定位目标的控制精度，使控制设备对待定位目标的控制效果更佳。
进一步地，所述第一计算模块，具体用于：
根据预设的标签配对规则，确定UWB标签对；
去除重复的UWB标签对中的后一UWB标签对；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对的标签间距；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角；
按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序，并根据各UWB标签对的排序，确定各UWB标签对矢量的航向偏角的排序；
根据各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，确定各UWB标签对矢量的航向权值，以及满足如下式子：
Figure BDA0002348274400000061
其中，τ1～τn表示各UWB标签对矢量的航向权值。
在上述实现过程中，该装置计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值的方式，能较为快捷、有效地计算得到各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角及航向权值。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的基于多个UWB标签的定位方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其存储有上述的电子设备中所使用的计算机程序。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本申请实施例一提供的基于多个UWB标签的定位方法的流程示意图；
图2为本申请实施例一提供的步骤S120的流程示意图；
图3为本申请实施例二提供的基于多个UWB标签的定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前，UWB技术通过在待定位目标上设置UWB标签的方式对待定位目标进行定位。在UWB标签为多个时，由于UWB标签往往存在安装误差及工艺误差，因此容易导致确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置不够准确，使得待定位目标的定位精度降低。
针对上述现有技术中的问题，本申请提供了一种基于多个UWB标签的定位方法及装置，通过计算多个UWB标签的位置权值，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。
实施例一
参见图1，图1为本申请实施例提供的基于多个UWB标签的定位方法的流程示意图。本申请实施例中执行下述的基于多个UWB标签的定位方法的执行主体可以是待定位目标的控制设备，待定位目标的控制设备可以设置于待定位目标上，也可与待定位目标远程连接。
本申请实施例的待定位目标上设置了多个UWB标签。
本申请实施例的基于多个UWB标签的定位方法，包括如下步骤：
步骤S110，获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息。
在本实施例中，多个UWB标签的位置信息可以是多个UWB标签的坐标，待定位目标运动参考点的初始位置信息可以是待定位目标运动参考点的初始坐标。
不同方向可以包括6个方向或8个方向，所采用的不同方向尽可能均匀地占满360度平面。
可选地，不同方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息可通过高精位置测量仪器测量得到，例如，激光测量仪，再由高精位置测量仪器传输给上述的待定位目标的控制设备。
可选地，待定位目标可以是车辆。
步骤S120，根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值。
在本实施例中，以同一方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算该方向上多个UWB标签的位置权值。
步骤S130，对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理。
在本实施例中，对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理的方式可以是均值滤波。
步骤S140，根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及滤波后的各个方向上多个UWB标签的位置权值，计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，待定位目标运动参考点的实际位置信息用于待定位目标的定位。
在本实施例中，待定位目标运动参考点的实际位置信息可以是待定位目标运动参考点的实际坐标。
本申请实施例的基于多个UWB标签的定位方法，通过各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；进而计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。
在本实施例中，UWB标签的个数大于等于三个。
可选地，多个UWB标签在待定位目标上的排布面积尽可能大；多个UWB标签在待定位目标上所构成的图形尽可能对称；待定位目标上多个UWB标签之间的间距尽可能大；多个UWB标签在待定位目标上的设置位置尽可能使待定位目标运动参考点的初始位置位于多个UWB标签构成的排布面的中心。
该方法应用于UWB标签的个数大于等于三个的条件下，能使得计算的待定位目标运动参考点的实际位置信息较为准确。
举例来说，假设UWB标签的个数为三个，单个方向上三个UWB标签的坐标分别为(S1x,S1y)、(S2x,S2y)、(S3x,S3y)，待定位目标运动参考点的初始坐标为(Smx,Smy)，在计算该方向上三个UWB标签的位置权值时，计算：
矩阵
Figure BDA0002348274400000091
矩阵
Figure BDA0002348274400000092
以及
Figure BDA0002348274400000093
需要说明的是，三个UWB标签构成三角形，此时A矩阵可逆；待定位目标运动参考点的初始位置大致位于三个UWB标签构成的排布面的中心，不在三角形的任何一条边上。
该方向上三个UWB标签的位置权值分别为p1＝x1，p2＝1-x2，p3＝x2-x1。
基于上述内容，也可计算该方向上待定位目标运动参考点的实际坐标，其满足：
Figure BDA0002348274400000101
因而，在滤波处理后，各个方向上三个UWB标签的位置权值分别为
Figure BDA0002348274400000102
最终计算得到的待定位目标运动参考点的实际坐标满足：
Figure BDA0002348274400000103
在UWB标签的个数大于三个时，本申请实施例提供一种可能的实施方式，请参见图2，图2为本申请实施例一提供的步骤S120的流程示意图，本申请实施例的基于多个UWB标签的定位方法，步骤S120，根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值，包括：
步骤S121，从多个UWB标签中确定三个等效标签及不同方向上三个等效标签的位置信息；
步骤S122，根据各个方向上三个等效标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上三个等效标签的位置权值。
在此种实施方式下，假设UWB标签的个数为四个，可取四个UWB标签中距离最近的两个相邻的UWB标签(距离相等时取任意两个相邻的UWB标签)的中点作为一个等效标签，剩余的两个UWB标签分别直接作为两个等效标签，也即三个等效标签中的两个等效标签为剩余的两个UWB标签。
如果是第三个UWB标签与第四个UWB标签的距离最近，等效标签为S3’，则有：
Figure BDA0002348274400000111
参照上述单个方向上三个UWB标签的位置权值的计算，有：
矩阵
Figure BDA0002348274400000112
矩阵
Figure BDA0002348274400000113
以及有：p1＝x1，p2＝1-x2，p3'＝x2-x1，
Figure BDA0002348274400000114
基于上述内容，也可计算该方向上待定位目标运动参考点的实际坐标，其满足：
Figure BDA0002348274400000115
假设UWB标签的个数为七个，可取七个UWB标签中距离最近的两个相邻的UWB标签(距离相等时取任意两个相邻的UWB标签)的中点作为第一个等效标签，再从剩余的五个UWB标签中取距离最近的两个相邻的UWB标签(距离相等时取任意两个相邻的UWB标签)的中点作为第二个等效标签，进而从剩余的三个UWB标签中确定第三个等效标签。
在从剩余的三个UWB标签中确定第三个等效标签时，可以剩余的三个UWB标签所构成的三角形的中心作为第三个等效标签。
假设UWB标签的个数为k个，每个等效标签对应的UWB标签的个数应为
Figure BDA0002348274400000116
或者
Figure BDA0002348274400000117
其中，floor(x)为向下取整函数。
每个等效标签的坐标，可由对应的UWB标签平均计算得到，最终计算得到的等效标签权重，也相应地被对应的多个UWB标签平分。
需要说明的是，多个对应的UWB标签以等权重方式合成一个等效标签的方式是可替代的。例如，N个UWB标签合成一个等效标签时，设置N个UWB标签的二级权重，各UWB标签二级权重取值范围是0～1，且N个UWB标签二级权重总和为1；对于该等效标签的权重值，根据二级权重分配到这N个UWB标签。
在上述过程中，该方法在UWB标签的个数大于三个时，通过三个等效标签去计算各个方向上三个等效标签的位置权值的方式，便于位置权值的计算，能缩短位置权值的计算时间，提高位置权值的计算效率。
为了更精确地对待定位目标进行定位，使定位效果更佳，本申请实施例提供一种可能的实施方式，本申请实施例的基于多个UWB标签的定位方法，还包括：
获取不同方向上待定位目标参考航向上两点的位置信息；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值；
对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息、滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向权值，计算待定位目标的实际航向，待定位目标的实际航向用于待定位目标的定位。
在此种实施方式下，待定位目标参考航向上两点的位置信息可以是待定位目标参考航向上两点的坐标。
待定位目标参考航向上两点的位置信息可通过高精位置测量仪器测量得到，例如，激光测量仪，再由高精位置测量仪器传输给上述的待定位目标的控制设备。
在此种实施方式下，以同一方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算该方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值。
对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理的方式可以是均值滤波。
在不同方向包括8个方向时，可将待定位目标的参考航向指向大地坐标系对应航向为0度、45度、90度、135度、180度、-135度、-90度、-45度的方向定为此8个方向。
在此种实施方式下，该方法还通过计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值，重新确定待定位目标的实际航向，以更精确地对待定位目标进行定位，使定位效果更佳；在涉及对待定位目标进行控制的方面，确定的待定位目标的实际航向能用于提高控制设备对待定位目标的控制精度，使控制设备对待定位目标的控制效果更佳。
可选地，根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值，可包括：
根据预设的标签配对规则，确定UWB标签对；
去除重复的UWB标签对中的后一UWB标签对；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对的标签间距；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息及待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角；
按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序，并根据各UWB标签对的排序，确定各UWB标签对矢量的航向偏角的排序；
根据各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，确定各UWB标签对矢量的航向权值，以及满足如下式子：
Figure BDA0002348274400000131
其中，τ1～τn表示各UWB标签对矢量的航向权值。
预设的标签配对规则可以是单个UWB标签与其距离最远的UWB标签配对。
假设有k个UWB标签，若离1号UWB标签最远的是i号UWB标签，离2号UWB标签最远的是j号UWB标签，…，离k号UWB标签最远的是m号UWB标签，则UWB标签对为(1，i)，(2，j)，…，(k，m)，并可得到如下表：
起始标签号 1 2 … k
终止标签号 i j … m
标签距离 l<sub>1,i</sub> l<sub>2,j</sub> … l<sub>k,m</sub>
航向偏角 Δψ<sub>1,i</sub> Δψ<sub>2,j</sub> … Δψ<sub>k,m</sub>
设单个方向上待定位目标参考航向上两点的坐标为(Sr1x,Sr1y)和(Sr2x,Sr2y)，则该方向上待定位目标的参考航向为
Figure BDA0002348274400000141
以第一对UWB标签对为例，
Figure BDA0002348274400000142
Figure BDA0002348274400000143
Δψ1,i＝ψ1,i-ψr。
在按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序时，以大到小进行排序。
各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，按以大到小进行排序后的各UWB标签对的顺序进行排序。
该方法计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值的方式，能较为快捷、有效地计算得到各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角及航向权值。
在计算待定位目标的实际航向时，基于单个方向，计算各UWB标签对的航向角ψ1～ψn，则该方向上待定位目标的实际航向ψr：
ψr＝τ1·cstr(ψ1-Δψ1)+τ2·cstr(ψ2-Δψ2)...+τn·cstr(ψn-Δψn)
其中，cstr(x)表示将角度转化到正负180度之间。
在对多个UWB标签对矢量的航向偏角进行滤波处理后，得到
Figure BDA0002348274400000151
最终计算得到的待定位目标的实际航向满足：
Figure BDA0002348274400000152
实施例二
为了执行上述实施例一对应的方法，以实现相应的功能和技术效果，下面提供一种基于多个UWB标签的定位装置。
参见图3，图3为本申请实施例提供的基于多个UWB标签的定位装置的结构示意图。
本申请实施例的待定位目标上设置了多个UWB标签。
本申请实施例的基于多个UWB标签的定位装置，包括：
获取模块210，用于获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息；
第一计算模块220，用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；
滤波模块230，用于对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；
第二计算模块240，用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及滤波后的各个方向上多个UWB标签的位置权值，计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，待定位目标运动参考点的实际位置信息用于待定位目标的定位。
本申请实施例的基于多个UWB标签的定位装置，通过各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；进而计算待定位目标运动参考点的实际位置信息，重新确定待定位目标运动参考点的实际位置，使得确定的用于待定位目标定位的运动参考点的位置更为准确，以提高待定位目标的定位精度，更好地对待定位目标进行定位。
作为一种可选的实施方式，在UWB标签的个数大于三个时，第一计算模块220，可具体用于：
从多个UWB标签中确定三个等效标签及不同方向上三个等效标签的位置信息；
根据各个方向上三个等效标签的位置信息及待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上三个等效标签的位置权值。
作为一种可选的实施方式，本申请实施例的基于多个UWB标签的定位装置，
获取模块210，还用于获取不同方向上所述待定位目标参考航向上两点的位置信息；
第一计算模块220，还用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值；
滤波模块230，还用于对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理；
第二计算模块240，还用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息、滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向权值，计算待定位目标的实际航向，待定位目标的实际航向用于待定位目标的定位。
可选地，第一计算模块220在根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值时，可：
根据预设的标签配对规则，确定UWB标签对；
去除重复的UWB标签对中的后一UWB标签对；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对的标签间距；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息及待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角；
按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序，并根据各UWB标签对的排序，确定各UWB标签对矢量的航向偏角的排序；
根据各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，确定各UWB标签对矢量的航向权值，以及满足如下式子：
Figure BDA0002348274400000171
其中，τ1～τn表示各UWB标签对矢量的航向权值。
上述的基于多个UWB标签的定位装置可实施上述实施例一的基于多个UWB标签的定位方法。上述实施例一中的可选项也适用于本实施例，这里不再详述。
本申请实施例的其余内容可参照上述实施例一的内容，在本实施例中，不再进行赘述。
实施例三
本申请实施例提供一种电子设备，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行上述的基于多个UWB标签的定位方法。
可选地，上述电子设备可以是待定位目标的控制设备，待定位目标的控制设备可以设置于待定位目标上，也可与待定位目标远程连接。
另外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有上述的电子设备中所使用的计算机程序。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、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，所述模块、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方式中，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。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种基于多个UWB标签的定位方法，其特征在于，多个UWB标签设置于待定位目标上，所述方法包括：
获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；
对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及滤波后的各个方向上多个UWB标签的位置权值，计算所述待定位目标运动参考点的实际位置信息，所述待定位目标运动参考点的实际位置信息用于所述待定位目标的定位。
2.根据权利要求1所述的基于多个UWB标签的定位方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取不同方向上所述待定位目标参考航向上两点的位置信息；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值；
对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理；
根据各个方向上多个UWB标签的位置信息、滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向权值，计算所述待定位目标的实际航向，所述待定位目标的实际航向用于所述待定位目标的定位。
3.根据权利要求1所述的基于多个UWB标签的定位方法，其特征在于，所述UWB标签的个数大于等于三个。
4.根据权利要求3所述的基于多个UWB标签的定位方法，其特征在于，在所述UWB标签的个数大于三个时，所述根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值，包括：
从多个UWB标签中确定三个等效标签及不同方向上三个等效标签的位置信息，所述等效标签为多个UWB标签中的UWB标签或虚拟的UWB标签；
根据各个方向上三个等效标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上三个等效标签的位置权值。
5.根据权利要求2所述的基于多个UWB标签的定位方法，其特征在于，所述根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值，包括：
根据预设的标签配对规则，确定UWB标签对；
去除重复的UWB标签对中的后一UWB标签对；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对的标签间距；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角；
按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序，并根据各UWB标签对的排序，确定各UWB标签对矢量的航向偏角的排序；
根据各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，确定各UWB标签对矢量的航向权值，以及满足如下式子：
Figure FDA0002866341730000031
其中，τ1～τn表示各UWB标签对矢量的航向权值。
6.一种基于多个UWB标签的定位装置，其特征在于，多个UWB标签设置于待定位目标上，所述装置包括：
获取模块，用于获取不同方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息；
第一计算模块，用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标运动参考点的初始位置信息，计算各个方向上多个UWB标签的位置权值；
滤波模块，用于对各个方向上多个UWB标签的位置权值进行滤波处理；
第二计算模块，用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及滤波后的各个方向上多个UWB标签的位置权值，计算所述待定位目标运动参考点的实际位置信息，所述待定位目标运动参考点的实际位置信息用于所述待定位目标的定位。
7.根据权利要求6所述的基于多个UWB标签的定位装置，其特征在于，
所述获取模块，还用于获取不同方向上所述待定位目标参考航向上两点的位置信息；
所述第一计算模块，还用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值；
所述滤波模块，还用于对各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及各UWB标签矢量的航向权值进行滤波处理；
所述第二计算模块，还用于根据各个方向上多个UWB标签的位置信息、滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向偏角及滤波后的各个方向上各UWB标签矢量的航向权值，计算所述待定位目标的实际航向，所述待定位目标的实际航向用于所述待定位目标的定位。
8.根据权利要求7所述的基于多个UWB标签的定位装置，其特征在于，所述第一计算模块，具体用于：
根据预设的标签配对规则，确定UWB标签对；
去除重复的UWB标签对中的后一UWB标签对；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对的标签间距；
根据各个方向上各UWB标签对中UWB标签的位置信息及所述待定位目标参考航向上两点的位置信息，计算各个方向上各UWB标签对矢量的航向偏角；
按各UWB标签对的标签间距的大小，对各UWB标签对进行排序，并根据各UWB标签对的排序，确定各UWB标签对矢量的航向偏角的排序；
根据各UWB标签对矢量的航向偏角的排序，确定各UWB标签对矢量的航向权值，以及满足如下式子：
Figure FDA0002866341730000041
其中，τ1～τn表示各UWB标签对矢量的航向权值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述电子设备执行根据权利要求1至5中任一项所述的基于多个UWB标签的定位方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有权利要求9所述的电子设备中所使用的计算机程序。
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