CN111542128B - 一种基于uwb的设备交互方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种基于UWB的设备交互方法、装置及设备。在本地存在多个设备需要交互时，基于用户的操作，即可以直接确定出指令方向，进而在该指令方向上进行UWB信号的传播匹配，从而确定出在同一方向上的目标设备，并和目标建立UWB信号连接，实现在本地多个设备间的数据传递。

Description

一种基于UWB的设备交互方法、装置及设备

技术领域

本说明书实施例涉及信息技术领域，尤其涉及一种基于UWB的设备交互方法、装置及设备。

背景技术

随着技术发展，跨屏幕间的互动需求越来越多，比如开电话会议的投票功能，或通过云端的服务器进行数据中转显示到另一个屏幕上等等，这些一般都是在异地的场景下，且依赖于网络进行。而在多个设备均处于一个场景下时，还缺乏一种可以在本地多个设备间进行互相交互的一种方案。

基于此，本说明书实施例提供一种更为便利的基于UWB的设备交互方法。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种存在多个本地设备时，可以更便利的实现设备交互的方案。

为解决上述技术问题，本申请实施例是这样实现的：

一种基于UWB的设备交互方法，包括：

接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向；

接收环境中其它外围设备所发送的超宽带UWB信号，分别确定各UWB信号的传播方向；

判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向的相似程度，将相似程度符合预设条件的其它外围设备确定为目标设备；

通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据。

相应的，本说明书实施例还提供一种基于UWB的设备交互装置，包括：

接收模块，接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向；

确定模块，接收环境中其它外围设备所发送的UWB信号，分别确定各UWB信号的传播方向；

判断模块，判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向的相似程度，将相似程度符合预设条件的其它外围设备确定为目标设备；

连接模块，通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据。

通过本说明书实施例所提供的方案，在本地存在多个设备需要交互时，基于用户的操作，即可以直接确定出指令方向，进而在该指令方向上进行UWB信号的传播匹配，从而确定出在同一方向上的目标设备，并和目标建立UWB信号连接，实现在本地多个设备间的数据传递，本说明书的方案无需通过传统的互联网络，通过自动判断外围设备的相对位置，可以自动识别并连接用户设备所指向的目标设备，提供一种极简便利的交互方式。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本说明书实施例。

此外，本说明书实施例中的任一实施例并不需要达到上述的全部效果。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书实施例所涉及的场景示意图；

图2为本说明书实施例所提供的一种基于UWB的设备交互方法的流程示意图；

图3为本说明书实施例所提供的一种用户设备的方向的示意图；

图4为本说明书实施例所提供的一种相似度识别的示意图；

图5是本说明书实施例提供的一种基于UWB的设备交互装置的结构示意图；

图6是用于配置本说明书实施例方法的一种设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本说明书实施例中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于保护的范围。

在传统的本地设备交互上，如果环境内有多个设备，那就需要指定其中一台进行通信。例如，给每个机器一个编号，通过手动输入特定编号，连接对应的设备(可以通过wifi、蓝牙BLE等协议进行扫描连接)。这个过程往往需要手动输入编号，操作繁琐。

如图1所示，图1为本说明书实施例所涉及的场景示意图。在图1所示的场景下，周围存在3个其它外围设备，用户设备和其它外围设备均可以是诸如手机、平板电脑、智能手环等等可以接发UWB的设备。如果按照传统的方式，就需要用户输入对应的外围设备编号，以进行连接。基于此，本说明书实施例一种更为便利的本地设备交互方法。

如图2所示，图2为本说明书实施例所提供的一种基于UWB的设备交互方法的流程示意图，应用于多个设备均存在于同一地点(例如，同一办公室、会议室、卧室、客厅等等)的场景下，同一地点的范围大小可以基于UWB信号的有效范围来界定，具体包括如下步骤：

S201，接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向。

如前所述，用户设备可以是诸如手机、平板电脑等智能设备，其可以接受的操作指令包括：点击(包括单击或者双击)、滑动、长按等等。在本说明书中以点击和滑动作为示例：

若用户给出的为点击操作，则使用用户设备的方向确定为指令方向。用户设备的方向可以由设备中所携带的加速度传感器和地磁传感器共同计算获得，这在当前已经是成熟的算法，此处不再赘述。或者，用户设备的方向也可以默认指定一个方向，例如，手机的两条长边所指向的方向。如图3所示，图3为本说明书实施例所提供的一种用户设备的方向的示意图。图3中的Y轴方向即为前述的两条长边所指向的方向，即默认方向。

在实际应用中，前述计算所获得得方向可以与手机的两条长边所指向的方向相同，也有可能是存在一定的夹角。如图3中，计算所得到的X轴有可能作为指令方向。

若用户给出的为滑动操作，则将用户的滑动操作所指向的方向确定为指令方向。用户的滑动操作所指向的方向即为用户在进行滑动操作时的起点和终点构成的射线所指向的方向。例如，首先计算手机屏幕面的方向，然后计算滑动操作在手机上的相对方向，叠加得到最终的方向。

进一步地，在接收到用户给出的滑动操作时，还可以根据前述的用户设备的方向，结合滑动操作的方向偏移量进行叠加，从而得到用户设备的指令方向。

S203，接收环境中其它外围设备所发送的超宽带UWB信号，分别确定各UWB信号的传播方向。

其它外围设备可以一直通过自身所携带的UWB芯片向周围广播超宽带(UltraWide Band，UWB)信号，UWB即为一种无线载波通信技术，利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。向外广播的其它外围设备可以是一个，也可以是多个。

用户设备可以通过扫描接收到各其他外围设备所广播的UWB信号，并且同时各信号源(即各其它外围设备)的方向和距离。

例如，对于信号源的方向，可以通过UWB芯片中所携带的天线阵列对于接收到的各UWB信号的到达角(即到达方向)进行识别，并将到达方向确定为UWB信号的传播方向。

对于信号源的距离，可以通过诸如基于到达时间的定位方法(Locationalgorithm based on TOA(time of arrival))，通过测量到达不同信号接收设备所用的时间，得到发射点与接收点之间的距离，进行三点测距。或者基于到达时间差(TimeDifference of arrival，TDOA)的定位方法TDOA等等方式对信号源进行具体的位置检测，从而可以精确的得到信号源的位置或者坐标，并计算得到各信号源与用户设备的距离。

S205，判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向的相似程度，将相似程度符合预设条件的其它外围设备确定为目标设备。

在得到了指令方向和各信号源的传播方向之后，即可以直接比较二者的相似程度。例如，确定所述用户设备的指令方向和所述各UWB信号的传播方向的夹角，根据夹角的大小确定相似程度，其中，夹角越小，相似程度越大。

在一种实施方式中，还可以比较判断每个信号源的信号到达角与设备本身的角度的相似度，来判断是否有外围设备在用户设备的指令方向。如图4所示，图4为本说明书实施例所提供的一种相似度识别的示意图。在该示意图中，α_u,β_u,μ_u分别表征了在地面坐标系中，各信号源的到达角度，

则表征了用户设备的的本身的角度，而图中的dis1、dis2和dis3则分别表征了各其它外围设备与用户设备的距离。

在这种方式下，可以直接适用到达角度与用户设备的本身的角度的差值或者比值来衡量相似程度，差值越小，或者比值越接近于1，则相似程度越大。

在分别确定了各其它外围设备与用户设备的传播方向的相似程度之后，即可以进行相应的筛选。

例如，将相似程度不低于预设的相似阈值(相似阈值可以根据实际经验确定)的其它外围设备确定为目标设备。在这种筛选的方式下，有可能筛选得到多个目标设备，例如，在同一方向上有多个用户设备。

基于此，还可以根据各其它外围设备的具体进行进一步的筛选，例如确定相似程度不低于预设的相似阈值的其它外围设备，根据接收到的UWB信号计算所述不低于预设的相似阈值的其它外围设备与所述用户设备的距离；将相似程度不低于预设的相似阈值的其它外围设备中距离最近的外围设备确定为目标设备。

S207，通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据。

在选择到目标设备之后，既可以使用预设的UWB协议，与所述目标设备建立通信连接，进而将模型、数据、资源传递等在用户设备和目标设备之间进行互相传递。

需要说明的是，这种互相传递，可以是数据从目标设备向用户设备进行传递，也可以是数据从用户设备向目标设备进行传递。

在一种具体的实施方式中，可以通过通信连接实现目标设备和用户设备的跨屏交互，即将所述目标设备中当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并调用相应的应用，在所述用户设备中同步展示、过UWB的高精度，以及三维角度的判断，我们可以区分在同一场景中的多个外围设备，找出用户操作所指向的那个外围设备，并通过使用UWB，还可以解决本地跨设备交互中传递数据量大的问题。

进一步地，在一种实施方式中，如果确定出来的目标设备存在多个，则在进行跨屏交互时，用户设备还可以同时与多个设备建立UWB信号连接，并且同时接收多个目标设备当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中分屏展示。所述的分屏展示即为将用户设备中的屏幕划分为多个区域，将多个目标设备中所展示的内容在屏幕中的多个区域同时展示。

通过本说明书实施例所提供的方案，在本地存在多个设备需要交互时，基于用户的操作，即可以直接确定出指令方向，进而在该指令方向上进行UWB信号的传播匹配，从而确定出在同一方向上的目标设备，并和目标建立UWB信号连接，实现在本地多个设备间的数据传递，本说明书的方案无需通过传统的互联网络，通过自动判断外围设备的相对位置，可以自动识别并连接用户设备所指向的目标设备，提供一种极简便利的交互方式。

在一种实施方式中，当用户设备已经与目标设备建立了连接之后，还可以接收用户的另一操作指令，并通过如前所述的方式，根据所述另一指令方向与接收到的UWB信号的传播方向的相似度，从所述其它设备中确定出待连接设备；并与所述待连接设备建立UWB信号连接，并将目标设备中的数据传递至所述待连接设备中。通过这样的方式，可以实现在其他外围设备为不容易调整方向的固定设备时，将用户设备作为中转站，在各固定设备上实现数据交流，例如，通过用户的手机实现多个固定台式计算机之间的跨屏互动等等。

对应的，本说明书实施例还提供一种基于UWB的设备交互装置，如图5所示，图5是本说明书实施例提供的一种基于UWB的设备交互装置的结构示意图，包括：

接收模块501，接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向；

确定模块503，接收环境中其它外围设备所发送的UWB信号，分别确定各UWB信号的传播方向；

判断模块505，判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向的相似程度，将相似程度符合预设条件的其它外围设备确定为目标设备；

连接模块507，通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据。

进一步地，所述接收模块501，接收用户的点击操作，将用户设备的方向确定为指令方向；或者，接收用户的滑动操作，将用户的滑动操作所指向的方向确定为指令方向；或者，接收用户的滑动操作，根据用户设备的方向叠加滑动操作的方向偏移量，确定出用户设备的指令方向。

进一步地，所述判断模块505，确定接收到各UWB信号时的到达方向，将所述到达方向确定为UWB信号的传播方向；确定所述用户设备的指令方向和所述各UWB信号的传播方向的夹角，根据夹角的大小确定相似程度，其中，夹角越小，相似程度越大。

进一步地，所述判断模块505，将相似程度不低于预设的相似阈值的其它外围设备确定为目标设备；或者，根据所述夹角和相似程度的对应关系，将夹角不超过预设角度的其它外围设备确定为目标设备。

进一步地，所述判断模块505，确定相似程度不低于预设的相似阈值的其它外围设备，根据接收到的UWB信号计算所述不低于预设的相似阈值的其它外围设备与所述用户设备的距离；将相似程度不低于预设的相似阈值的其它外围设备中距离最近的外围设备确定为目标设备。

进一步地，所述连接模块507，将所述目标设备中当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中展示。

更进一步地，所述连接模块507，同时接收多个目标设备当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中分屏展示。

进一步地，在通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据之后，接收模块501还用于，接收用户的另一操作指令，根据所述另一操作指令确定用户的另一指令方向；所述判断模块505还用于，根据所述另一指令方向与接收到的UWB信号的传播方向的相似度，从所述其它设备中确定出待连接设备；所述连接模块507还用于，与所述待连接设备建立UWB信号连接，并将目标设备中的数据传递至所述待连接设备中。

本说明书实施例还提供一种计算机设备，其至少包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，处理器执行所述程序时实现图2所示的设备交互方法。

图6示出了本说明书实施例所提供的一种更为具体的计算设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

本说明书实施例还提供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图2所示的设备交互方法。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本说明书实施例可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本说明书实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行本说明书实施例各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

上述实施例阐明的系统、方法、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机，计算机的具体形式可以是个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件收发设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任意几种设备的组合。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，在实施本说明书实施例方案时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。也可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本说明书实施例的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本说明书实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本说明书实施例的保护范围。

Claims (15)

1.一种基于UWB的设备交互方法，预先设定操作指令与指令方向的对应关系，包括：

接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向；所述指令方向用于确定待连接外围设备的方向；

接收环境中其它外围设备所发送的超宽带UWB信号，分别确定各UWB信号的传播方向；

判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向之间的夹角，将夹角满足预设条件的其它外围设备确定为目标设备；所述预设条件包括：所述夹角不超过预设角度；

通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据。

2.如权利要求1所述的方法，接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向，包括：

接收用户的点击操作，将用户设备的方向确定为指令方向；或者，

接收用户的滑动操作，将用户的滑动操作所指向的方向确定为指令方向；或者，

接收用户的滑动操作，根据用户设备的方向叠加滑动操作的方向偏移量，确定出用户设备的指令方向。

3.如权利要求1所述的方法，判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向之间夹角，包括：

确定接收到各UWB信号时的到达方向，将所述到达方向确定为UWB信号的传播方向；

确定所述用户设备的指令方向和所述各UWB信号的传播方向的夹角。

4.如权利要求1所述的方法，将夹角满足预设条件的其它外围设备确定为目标设备，包括：

确定夹角不超过预设角度的其它外围设备，根据接收到的UWB信号计算所述夹角不超过预设角度的其它外围设备与所述用户设备的距离；

将夹角、距离满足预设条件的其它外围设备确定为目标设备；

所述预设条件包括：

夹角不超过预设角度；在夹角不超过预设角度的其他外围设备中距离所述用户设备最近。

5.如权利要求1所述的方法，通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据，包括：

将所述目标设备中当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中展示。

6.如权利要求5所述的方法，若目标设备存在多个时，将所述目标设备中当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中展示，包括：

同时接收多个目标设备当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中分屏展示。

7.如权利要求1所述的方法，在通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据之后，所述方法还包括：

接收用户的另一操作指令，根据所述另一操作指令确定用户的另一指令方向；

根据所述另一指令方向与接收到的UWB信号的传播方向之间的夹角，从所述其它外围设备中确定出待连接设备；

与所述待连接设备建立UWB信号连接，并将目标设备中的数据传递至所述待连接设备中。

8.一种基于UWB的设备交互装置，预先设定操作指令与指令方向的对应关系，包括：

接收模块，接收用户的操作指令，根据所述操作指令确定用户设备的指令方向；所述指令方向用于确定待连接外围设备的方向；

确定模块，接收环境中其它外围设备所发送的UWB信号，分别确定各UWB信号的传播方向；

判断模块，判断所述用户设备的指令方向与所述各UWB信号的传播方向之间的夹角，将夹角满足预设条件的其它外围设备确定为目标设备；所述预设条件包括：所述夹角不超过预设角度；

连接模块，通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据。

9.如权利要求8所述的装置，所述接收模块，接收用户的点击操作，将用户设备的方向确定为指令方向；或者，接收用户的滑动操作，将用户的滑动操作所指向的方向确定为指令方向；或者，接收用户的滑动操作，根据用户设备的方向叠加滑动操作的方向偏移量，确定出用户设备的指令方向。

10.如权利要求8所述的装置，所述判断模块，确定接收到各UWB信号时的到达方向，将所述到达方向确定为UWB信号的传播方向；确定所述用户设备的指令方向和所述各UWB信号的传播方向的夹角。

11.如权利要求8所述的装置，所述判断模块，确定夹角不超过预设角度的其它外围设备，根据接收到的UWB信号计算所述夹角不超过预设角度的其它外围设备与所述用户设备的距离；将夹角、距离满足预设条件的其它外围设备确定为目标设备；所述预设条件包括：夹角不超过预设角度；在夹角不超过预设角度的其他外围设备中距离所述用户设备最近。

12.如权利要求8所述的装置，所述连接模块，将所述目标设备中当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中展示。

13.如权利要求12所述的装置，所述连接模块，同时接收多个目标设备当前展示的内容，传递至所述用户设备中，并在所述用户设备中分屏展示。

14.如权利要求8所述的装置，在通过UWB信号建立与所述目标设备的通信连接，并传递数据之后，所述接收模块还用于，接收用户的另一操作指令，根据所述另一操作指令确定用户的另一指令方向；

所述判断模块还用于，根据所述另一指令方向与接收到的UWB信号的传播方向之间的夹角，从所述其它外围设备中确定出待连接设备；

所述连接模块还用于，与所述待连接设备建立UWB信号连接，并将目标设备中的数据传递至所述待连接设备中。

15.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述的方法。

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