CN111880144A - 定位方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

定位方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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CN111880144A CN202010743601.7A CN202010743601A CN111880144A CN 111880144 A CN111880144 A CN 111880144A CN 202010743601 A CN202010743601 A CN 202010743601A CN 111880144 A CN111880144 A CN 111880144A
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Abstract

本发明实施例公开了一种定位方法、装置、设备和存储介质。该方法包括：确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到；确定各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。以实现高效、精确的对定位对象进行定位的效果。

Description

定位方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及定位技术，尤其涉及一种定位方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
近些年，随着信息化水平不断提升，定位系统逐渐应用到了各个领域，并取得了较好的应用效果。但是现有的室外定位系统主要是全球定位系统(Global Posit ioningSystem，GPS)，但这种定位系统不能有效穿透建筑物，导致这种系统不能在室内定位中发挥相应的效果。针对这种情况，基于市场需求，超宽带(Ultra Wide Band，UWB)定位技术因其特有的优势而成前室内定位研究的重点。
现有的多标签协同定位主要是用三角形质心算法，其技术大多先通过各标签与所有基站的定位方程组，直接解算各标签的坐标，再结合各标签与具体环境的关系，使用加权方法，得到各标签的加权因子，然后利用加权因子对各标签定位结果进行融合，最后得到定位坐标。但这类方法中加权因子的计算过于依赖现实环境，适应能力较差，且算法较复杂，不利于实现。
发明内容
本发明实施例提供一种定位方法、装置、设备和存储介质，以实现高效、精确的对定位对象进行定位的效果。
第一方面，本发明实施例提供了一种定位方法，该方法包括：
确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到；
确定所述各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；
基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
较佳的，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到，包括：获取多个基站的位置的坐标，基于所述第一距离集合以及多个基站的位置的坐标建立第一距离方程组，解算所述第一距离方程组得到各所述定位标签的第一位置的坐标。
较佳的，所述当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到，包括：获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标建立第二距离方程组，解算所述第二距离方程组得到当前定位标签的第二位置的坐标。
较佳的，所述当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到，包括：获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于所述当前定位标签与其他定位标签之间的所述第二距离集合、所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标，确定所述当前定位标签的第三距离方程组，解算所述第三距离方程组得到所述当前定位标签的第二位置的坐标。
具体的，在确定各所述定位标签的第一位置的坐标后，所述方法还包括：将各所述定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签。
具体的，在所述确定所述当前定位标签的第二位置的坐标之后，所述方法还包括：判断是否确定了所有定位标签的第二位置的坐标；若否，则返回执行将各所述定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签；若是，则执行基于各定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
较佳的，所述定位对象上的各定位标签被设置为围绕所述定位对象的质心，且形成预设多边形结构。
较佳的，所述基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象，包括：获取各个定位标签的所述第二位置的坐标，基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标。
具体的，所述基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标，包括：
当所述定位对象为三角形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure BDA0002607561400000031
Figure BDA0002607561400000032
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，(i＝1,2,3)。
具体的，所述基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标，包括：
当所述定位对象为四边形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure BDA0002607561400000041
Figure BDA0002607561400000042
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，(i＝1,2,3,4)。
第一距离集合第二方面，本发明实施例还提供了一种定位装置，该装置包括：
第一位置解算模块，用于确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到；
第二位置确定模块，用于确定所述各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；
定位模块，用于基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。第三方面，本发明实施例还提供了一种设备，该设备包括：
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本发明实施例中任一所述的定位方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明实施例中任一所述的定位方法。
本发明实施例的技术方案，通过基于在定位对象上设置的各个定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到各个定位标签的第一位置，对于任一定位标签，基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到当前定位标签的第二位置，这样避免了现有技术中仅依靠各定位标签与基站的方程，需要使用加权方法来获得各定位标签的位置坐标，过于依赖现实环境的问题。这样可得到更精确的各定位标签的位置坐标。基于各个定位标签的第二位置，来对定位对象进行定位，实现高效、精确的对定位对象进行定位的效果。
附图说明
图1是本发明实施例一中的定位方法的流程图；
图2是本发明实施例一中的定位对象上设置的定位标签的结构示意图；
图3是本发明实施例二中的定位方法的流程图；
图4是本发明实施例三中的定位方法的流程图；
图5是本发明实施例四中的定位方法的流程图；
图6是本发明实施例四中的仿真验证示意图；
图7是本发明实施例五中的定位装置的结构示意图；
图8是本发明实施例六中的一种设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的定位方法的流程图，本实施例可适用于对目标对象进行精确定位的情况，该方法可以由定位装置来执行，该定位装置可以由软件和/或硬件来实现，该定位装置可以配置在计算设备上，具体包括如下步骤：
S110、确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，第一位置基于定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到。
示例性的，这里的定位对象可以是待进行定位的对象，例如，可以是多边形的标签架等。定位标签可以是用于进行定位的标签，例如，可以是超宽带(Ultra-wideband，UWB)定位标签，也可以是用于指纹定位的指纹定位标签等。标签架等定位对象是设于在AGV小车、移动平台等设备上的，进而通过定位对象来表征这些设备的位置。
定位对象上设置的各定位标签围绕定位对象的质心，且形成预设多边形结构。即围绕定位对象的中心点，设置多个定位标签，这多个定位标签可形成预设多边形结构。这里的预设多边形结构例如可以是三角形结构、四边形结构、五边形结构等。
需要说明的是，这里的预设多边形结构的质心与定位对象的质心重合。这样可保证后续通过计算各定位标签的坐标，得到的各定位标签所形成的预设多边形结构的定位坐标同时也为定位对象的定位坐标。
参考图2所述的定位对象上设置的定位标签的结构示意图，图2中A为定位对象，该定位对象为三角形结构，图2中的1、2、3为定位标签，定位标签的数量为3个为例，定位对象上设置的各定位标签围绕定位对象的质心，可以设置在定位对象的各顶点位置处，如图2中的a图所示。定位对象上设置的各定位标签围绕定位对象的质心，也可以设置在定位对象的各边上位置处，如图2中的b图所示。这里具体将定位标签设置于何处，不做限定，只要将定位标签围绕定位对象的质心进行设置，且各定位标签形成多边形即可。
第一距离集合可以是定位对象上设置的各定位标签与多个基站之间的距离的集合。
第一位置可以是各定位标签的位置。
可选的，所述第一位置基于定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到，具体可以是：获取多个基站的位置的坐标，基于第一距离集合以及多个基站的位置的坐标建立第一距离方程组，解算第一距离方程组得到各定位标签的第一位置的坐标。
示例性的，第一距离方程组可以是基于第一距离集合以及多个基站的位置的坐标所建立的方程组。
第一位置的坐标可以是对第一距离方程组进行解算后，得到的各定位标签的位置坐标。
以二维TOA系统下三个基站(三个基站编号分别为A1、A2、A3)为例，将三个UWB定位标签(定位标签编号分别为T1、T2、T3)分别固定在等边三角形的标签架的三个顶点上，等边三角形标签架的边长为L。三个基站的二维坐标分别为A1(a1,b1)、A2(a2,b2)、A3(a3,b3)，假设三个UWB定位标签的坐标未知，分别为T1(x1,y1)、T2(x2,y2)、T3(x3,y3)，UWB定位标签T1与基站A1、A2、A3的测距值分别为d11、d12、d13(即UWB定位标签T1第一距离集合)，UWB定位标签T2与基站A1、A2、A3的测距值分别为d21、d22、d23(即UWB定位标签T2第一距离集合)，UWB定位标签T3与基站A1、A2、A3的测距值分别为d31、d32、d33(即UWB定位标签T3第一距离集合)。由三个UWB定位标签与所有基站的测距值以及各基站的位置的坐标，分别构建三个UWB定位标签的第一距离方程组如下：
Figure BDA0002607561400000081
Figure BDA0002607561400000082
Figure BDA0002607561400000091
方程组(1)是UWB定位标签T1与所有基站的测距值构建的第一距离方程组，方程组(2)是UWB定位标签T2与所有基站的测距值构建的第一距离方程组，方程组(3)是UWB定位标签T3与所有基站的测距值构建的第一距离方程组。求解方程组(1)、(2)、(3)能得到UWB定位标签T1第一次解算的第一位置的坐标(x1，y1)、UWB定位标签T2第一次解算的第一位置的坐标(x2，y2)、UWB定位标签T3第一次解算的第一位置的坐标(x3，y3)。
这样可基于各定位标签与基站之间的第一距离方程组，得到各定位标签的第一位置的坐标，以便后续基于各定位标签的第一位置的坐标，对各定位标签进行二次解算，得到更为精确的各定位标签的位置坐标。
S120、确定各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的第二位置基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到。
示例性的，当前定位标签可以是当前进行计算的定位标签。
第二距离集合可以是当前定位标签与其他定位标签之间的距离的集合。
这里的当前定位标签与其他定位标签之间的标签距离在定位对象上设置各定位标签时，即可获知。
可选的，所述当前定位标签的第二位置基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到，具体可以是：获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标建立第二距离方程组，解算第二距离方程组得到当前定位标签的第二位置的坐标
示例性的，第二距离方程组可以是基于当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标所建立的方程组。
第二位置的坐标可以是对第二距离方程组进行解算后，得到的各定位标签的位置坐标。
选取当前定位标签后，根据当前定位标签与其他定位标签之间的标签距离、其他定位标签的第一位置的坐标，即可确定当前定位标签与其他各定位标签之间的第二距离方程组。
具体的可以是，继续以上述例子为例，以当前定位标签为UWB定位标签T1为例，此时，UWB定位标签T1的坐标未知，假设UWB定位标签T1的坐标为(x′1，y′1),UWB定位标签T2和UWB定位标签T3的坐标为已知(第一次解算获得，上述方程组(2)和方程组(3)的解)。因UWB定位标签T1到UWB定位标签T2、UWB定位标签T3的距离都为固定值L(第二距离集合)，这样就可以变相地将UWB定位标签T2和UWB定位标签T3视为UWB定位标签T1的基站(因为标签之间的相对距离是固定值)，那么UWB定位标签T1与UWB定位标签T2、UWB定位标签T3的测距值都为L，由此可得UWB定位标签T1与UWB定位标签T2、UWB定位标签T3的定位方程组，即UWB定位标签T1的第二距离方程组为：
Figure BDA0002607561400000101
这样基于当前定位标签与其他定位标签之间的标签距离、其他定位标签的第一位置的坐标，即可确定当前定位标签与其他各定位标签之间的第二距离方程组，以便后续基于第二距离方程组得到当前定位标签更为精确的位置坐标。
对于任一定位标签，根据其他定位标签的第一位置的坐标、当前定位标签与其他定位标签的第二距离集合即可得到该当前定位标签的第二位置的坐标。
当确定了当前定位标签的第二距离集合后，基于当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标，通过解算公式(4)即可得到当前定位标签的第二位置的坐标。
在现有技术中，均为直接通过第一距离集合(1)来得到各定位标签的位置坐标的，而本发明实施例的技术方案，通过对比定位标签T1第一次解算的方程组(1)和第二次解算的方程组(4)，可发现，第二次解算方程组的建立使用了其它定位标签第一次解算的坐标，利用各定位标签之间的固定距离，增加定位标签T1的第二次解算方程组中方程的总数。由更多方程组成的定位方程组，经解算后能得到更准确的坐标。
这样避免了现有技术中仅依靠各定位标签与基站的方程，需要使用加权方法来获得各定位标签的位置坐标，过于依赖现实环境的问题。本发明实施例的技术方案，可得到更精确的各定位标签的位置坐标。
S130、基于各个定位标签的第二位置，定位定位对象。
示例性的，根据上述方法可得到定位对象上各定位标签的第二位置的坐标，根据定位对象的结构，调用不同的算法，可得到定位对象的定位坐标，即实现对定位对象的定位。这样通过各定位标签的位置坐标，可高效、精确的对定位对象进行定位。
需要说明的是，由于本发明实施例中的定位标签可以是超宽带定位标签和指纹标签中的任意一项，因此，本发明实施例的定位方法可适用于超宽带定位算法和指纹定位算法。
本发明实施例的技术方案，通过基于在定位对象上设置的各个定位标签与多个基站之间的第一距离集合得到各个定位标签的第一位置，对于任一定位标签，基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到当前定位标签的第二位置，这样避免了现有技术中仅依靠各定位标签与基站的方程，需要使用加权方法来获得各定位标签的位置坐标，过于依赖现实环境的问题。这样可得到更精确的各定位标签的位置坐标。基于各个定位标签的第二位置，来对定位对象进行定位，实现高效、精确的对定位对象进行定位的效果。
实施例二
图3为本发明实施例二提供的定位方法的流程图，本发明实施例与上述实施例中各个可选方案可以结合。在本发明实施例中，可选的，对于任一定位标签，当前定位标签的第二位置还可以是基于当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到。
如图3所示，本发明实施例的方法包括如下步骤：
S210、确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，第一位置基于定位标签与多个基站之间的第一距离集合得到。
S220、确定各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的第二位置基于当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到。
示例性的，当选取当前定位标签后，根据当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合，即可确定当前定位标签的第二位置。
可选的，所述当前定位标签的第二位置基于当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到，具体可以是：获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合、当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标，确定当前定位标签的第三距离方程组，解算第三距离方程组得到所述当前定位标签的第二位置的坐标。
示例性的，第三距离方程组可以是基于当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合、当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标得到的当前定位标签的距离方程组。
继续以上述例子为例，将上述实施例一中的第二距离方程组(4)(UWB定位标签T1的第二距离集合)和第一距离方程组(1)(UWB定位标签T1的第一距离集合)进行联合，得到方程组(5)，这里的方程组(5)即为当前定位标签(UWB定位标签T1)的第三距离方程组:
Figure BDA0002607561400000131
对上述第三距离方程组(5)进行计算，即可得到当前定位标签(UWB定位标签T1)的第二位置的坐标。
在现有技术中，均为直接通过方程组(1)来得到各定位标签的位置坐标的，而本发明实施例的技术方案，通过对比定位标签T1第一次解算的方程组(1)和第二次解算的方程组(5)，可发现，第二次解算方程组的建立使用了其它定位标签第一次解算的坐标，利用各定位标签之间的固定距离，增加定位标签T1的第二次解算方程组中方程的总数(方程组(1)由三个方程构成，方程组(5)由5个方程构成)。由更多方程组成的定位方程组，经解算后能得到更准确的坐标。
这样避免了现有技术中仅依靠各定位标签与基站的方程，需要使用加权方法来获得各定位标签的位置坐标，过于依赖现实环境的问题。本发明实施例的技术方案，可得到更精确的各定位标签的位置坐标。
S230、基于各个定位标签的第二位置，定位定位对象。
本发明实施例的技术方案，通过当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置的坐标以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到当前定位标签的第二位置的坐标，这样避免了现有技术中仅依靠各定位标签与基站的方程，需要使用加权方法来获得各定位标签的位置坐标，过于依赖现实环境的问题。本发明实施例的技术方案，可得到更精确的各定位标签的位置坐标。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的定位方法的流程图，本发明实施例与上述实施例中各个可选方案可以结合。在本发明实施例中，可选的，在确定各定位标签的第一位置的坐标后，所述方法还包括：将各定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签。在确定当前定位标签的第二位置坐标后，所述方法还包括：判断是否确定了所有定位标签的第二位置；若否，则返回执行将各定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签；若是，则执行基于各定位标签的第二位置，定位定位对象。
如图4所示，本发明实施例的方法包括如下步骤：
S310、确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，第一位置基于定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到。
S320、将各定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签。
示例性的，当确定各定位标签的第一位置后，对各定位标签进行排序，基于排序结果，来依次确定当前定位标签。
对各定位标签进行排序可以是：根据各定位标签的标签ID来进行排序。还可以是根据各定位标签的第一位置进行预设规则排序，例如，按第一位置的坐标中的横坐标从小到大的顺序进行排序。
基于排序结果，依次确定当前定位标签，具体可以是：以根据各定位标签的标签ID来进行排序为例，将各定位标签的标签ID进行升序排序，从上到下，依次将各定位标签作为当前定位标签。以根据各定位标签的第一位置坐标进行预设规则排序为例，将各定位标签的第一位置的坐标中的横坐标从小到大进行排序，依次将各定位标签作为当前定位标签。
需要说明的是，这里还可以是根据定位对象上的各定位标签的其他信息来选取当前定位标签，例如，可以是将各定位标签进行编号，根据各定位标签的编号来依次选取当前定位标签，还可以是根据各定位标签的出厂编码依次选取当前定位标签，等等。只要可根据一定规则，遍历定位对象上的各定位标签，依次将各定位标签作为当前定位标签的方法，均属于本发明实施例的保护范围。
这样以确保各定位标签均可进行后续的计算，避免遗漏定位标签，造成定位不够精确的问题。
S330、确定各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的第二位置基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的第二位置基于当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到。
S340、判断是否确定了所有定位标签的第二位置；若否，则返回执行S320；若是，则执行S350。
示例性的，当确定了当前定位标签的第二位置后，判断各定位标签是否均得到了其所对应的第二位置。若否，则返回执行S320，继续选取当前定位标签，对当前定位标签计算第二位置。若是，则所有定位标签的第二位置均确定完毕，则执行后续基于各定位标签的第二位置，对定位对象进行定位的步骤。
这样以确保各定位标签的第二位置均计算完成，以根据各定位标签的第二位置，确定定位对象的定位坐标，避免遗漏定位标签，造成定位不够精确的问题。
S350、基于各个定位标签的第二位置，定位定位对象。
本发明实施例的技术方案，通过将各定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签，这样以确保各定位标签均可进行后续的计算，避免遗漏定位标签，造成定位不够精确的问题。当确定了当前定位标签的第二位置后，判断是否确定了所有定位标签的第二位置；若否，则返回执行将各定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签；若是，则执行基于各定位标签的第二位置，对定位对象进行定位的步骤，这样以确保各定位标签的第二位置均计算完成，以根据各定位标签的第二位置，确定定位对象的定位坐标，避免遗漏定位标签，造成定位不够精确的问题。
实施例四
图5为本发明实施例四提供的定位方法的流程图，本发明实施例与上述实施例中各个可选方案可以结合。在本发明实施例中，可选的，所述基于各个定位标签的第二位置，定位定位对象，包括：获取各个定位标签的第二位置的坐标，基于各定位标签的第二位置的坐标、定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标。
如图5所示，本发明实施例的方法具体包括如下步骤：
S410、确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，第一位置基于定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到。
S420、将各定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签。
S430、确定各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的第二位置基于其他定位标签的第一位置、当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的第二位置基于当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到。
S440、判断是否确定了所有定位标签的第二位置；若否，则返回执行S420；若是，则执行S450。
S450、获取各个定位标签的第二位置的坐标，基于各定位标签的第二位置的坐标、定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定定位对象的定位坐标。
示例性的，定位对象的结构可以是定位对象为几边形结构，例如可以是三角形结构、四边形结构、五边形结构等等。
基于各定位标签的第二位置的坐标、定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，即可确定定位对象的定位坐标。
可选的，当所述定位对象为三角形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure BDA0002607561400000183
Figure BDA0002607561400000184
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，(i＝1,2,3)。
可选的，当定位对象为四边形结构时，基于各定位标签的第二位置的坐标，基于如下公式确定定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure BDA0002607561400000181
Figure BDA0002607561400000182
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，(i＝1,2,3,4)。
这样可根据定位对象的不同结构，得到定位对象精确的定位坐标。
参考图6所述的仿真验证示意图，在图6中，三个定位标签固定在等腰三角形标签架的三个顶点上，tag1位于等腰三角形的顶角上，tag2和tag3位于底角上，腰长760cm，底边长480mm，图中1、2、3、4、5和6这六个圆圈分别是六个基站，六个基站有效覆盖范围为6300*9300mm。标签架分别位于基站覆盖区域的五个位置，分别为site1、site2、site3、site4和mid。为了模拟实际测距情况，在三个定位标签到各基站的真实距离值上加入均值为60mm，标准差为20mm的随机噪声。先使用非线性最小二乘法求解三个定位标签与各基站组成的TOA方程组(即第一距离方程)，得到三个定位标签第一次解算的坐标。以tag3为例，由tag3到tag1和tag2的固定距离，将tag3的坐标视为未知，tag1和tag2的坐标视为已知(使用第一次解算坐标)，这样就能建立各定位标签之间的距离方程，得到关于tag3坐标与tag1、tag2的两个方程，将这两个方程与tag3第一次解算的方程组进行联解(即第三距离方程)，经二次解算，得到定位标签3的坐标。同理，也可计算tag1与tag2第二次解算的坐标。三个定位标签第一次解算的位置和第二次解算的位置与真实位置的偏差如表1所示。
Figure BDA0002607561400000191
分析表1可知：第二次解算与真实位置的偏差比第一次解算与真实位置的偏差小2.94至12.23mm；当定位标签越靠近基站覆盖区域的边界时，第二次解算提升的精度越高；当定位标签越靠近基站覆盖区域的中心时，第二次解算提升的精度越有限。
本发明实施例的技术方案，通过基于各定位标签的第二位置的坐标、定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定定位对象的定位坐标，这样可根据定位对象的不同结构，得到定位对象精确的定位坐标。
实施例五
图7为本发明实施例五提供的定位装置的结构示意图，如图7所示，该装置包括：第一位置解算模块31、第二位置确定模块32和定位模块33。
其中，第一位置解算模块31，用于确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到；
第二位置确定模块32，用于确定所述各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；
定位模块33，用于基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
在上述实施例的技术方案的基础上，第一位置解算模块31具体用于：
获取多个基站的位置的坐标，基于所述第一距离集合以及多个基站的位置的坐标建立第一距离方程组，解算所述第一距离方程组得到各所述定位标签的第一位置的坐标。
在上述实施例的技术方案的基础上，第二位置确定模块32包括：
第二位置第一确定单元，用于获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标建立第二距离方程组，解算所述第二距离方程组得到当前定位标签的第二位置的坐标。
第二位置第二确定单元，用于获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于所述当前定位标签与其他定位标签之间的所述第二距离集合、所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标，确定所述当前定位标签的第三距离方程组，解算所述第三距离方程组得到所述当前定位标签的第二位置的坐标。
在上述实施例的技术方案的基础上，所述装置还包括：
当前定位标签确定模块，用于将各所述定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签。
在上述实施例的技术方案的基础上，所述装置还包括：
判断模块，用于判断是否确定了所有定位标签的第二位置；若否，则返回执行将各所述定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签；若是，则执行基于各定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
可选的，所述定位对象上的各定位标签被设置为围绕所述定位对象的质心，且形成预设多边形结构。
在上述实施例的技术方案的基础上，定位模块34具体用于：
获取各个定位标签的所述第二位置的坐标，基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标。
可选的，当所述定位对象为三角形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure BDA0002607561400000221
Figure BDA0002607561400000222
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，(i＝1,2,3)。
可选的，当所述定位对象为四边形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure BDA0002607561400000223
Figure BDA0002607561400000224
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，(i＝1,2,3,4)。
本发明实施例所提供的定位装置可执行本发明任意实施例所提供的定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例六
图8为本发明实施例六提供的一种设备的结构示意图，如图8所示，该设备包括处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73；设备中处理器70的数量可以是一个或多个，图8中以一个处理器70为例；设备中的处理器70、存储器71、输入装置72和输出装置73可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器71作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的定位方法对应的程序指令/模块(例如，第一位置解算模块31、第二位置确定模块32和定位模块33)。处理器70通过运行存储在存储器71中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的定位方法。
存储器71可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器71可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器71可进一步包括相对于处理器70远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置72可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置73可包括显示屏等显示设备。
实施例七
本发明实施例七还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种定位方法。
当然,本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质,其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的定位方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明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计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，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)执行本发明各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述定位装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到；
确定所述各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；
基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到，包括：
获取多个基站的位置的坐标，基于所述第一距离集合以及多个基站的位置的坐标建立第一距离方程组，解算所述第一距离方程组得到各所述定位标签的第一位置的坐标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到，包括：
获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标建立第二距离方程组，解算所述第二距离方程组得到当前定位标签的第二位置的坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到，包括：
获取其他定位标签的第一位置的坐标，基于所述当前定位标签与其他定位标签之间的所述第二距离集合、所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合和其他定位标签的第一位置的坐标，确定所述当前定位标签的第三距离方程组，解算所述第三距离方程组得到所述当前定位标签的第二位置的坐标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定各所述定位标签的第一位置后，所述方法还包括：
将各所述定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在确定所述当前定位标签的第二位置之后，所述方法还包括：
判断是否确定了所有定位标签的第二位置；
若否，则返回执行将各所述定位标签进行排序，基于排序结果，依次确定当前定位标签；
若是，则执行基于各定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位对象上的各定位标签被设置为围绕所述定位对象的质心，且形成预设多边形结构。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象，包括：
获取各个定位标签的所述第二位置的坐标，基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取各个定位标签的所述第二位置的坐标，基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标，包括：
当所述定位对象为三角形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure FDA0002607561390000031
Figure FDA0002607561390000032
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，i＝1,2,3。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述获取各个定位标签的所述第二位置的坐标，基于各定位标签的所述第二位置的坐标、所述定位对象的结构，以及与定位对象的结构对应的算法，确定所述定位对象的定位坐标，包括：
当所述定位对象为四边形结构时，基于各定位标签的所述第二位置的坐标，基于如下公式确定所述定位对象的定位坐标(xg,yg)：
Figure FDA0002607561390000033
Figure FDA0002607561390000034
其中，(xi,yi)为各定位标签的第二位置的坐标，i＝1,2,3,4。
11.一种定位装置，其特征在于，包括：
第一位置解算模块，用于确定在定位对象上设置的各个定位标签的第一位置，所述第一位置基于所述定位标签与多个基站之间的第一距离集合以及多个基站的位置得到；
第二位置确定模块，用于确定所述各个定位标签的第二位置；对于任一定位标签，当前定位标签的所述第二位置基于其他定位标签的第一位置、所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；或者，当前定位标签的所述第二位置基于所述当前定位标签与多个基站之间的第一距离集合、其他定位标签的第一位置以及所述当前定位标签与其他定位标签之间的第二距离集合得到；
定位模块，用于基于各个定位标签的所述第二位置，定位所述定位对象。
12.一种设备，其特征在于，所述设备包括：
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权利要求1-10中任一所述的定位方法。
13.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-10中任一所述的定位方法。
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