CN112995888A - 一种基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN112995888A CN202110140926.0A CN202110140926A CN112995888A CN 112995888 A CN112995888 A CN 112995888A CN 202110140926 A CN202110140926 A CN 202110140926A CN 112995888 A CN112995888 A CN 112995888A
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Abstract

本发明涉及基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质。包括：S1、以定位基准点为原点建立第一坐标系；S2、以阵列天线在第一坐标系上的投影点为原点、以阵列天线的信号辐射面的法向量在第一坐标系的投影和信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系；S3、通过第一阵列单元获取目标标签的俯仰偏转角，通过第二阵列单元获取目标标签的方位偏转角；S4、获取阵列天线与目标标签的高度差和阵列天线的初始俯仰角，根据高度差、初始俯仰角、俯仰偏转角和方位偏转角获取目标标签在第二坐标系的第一坐标；S5、获取阵列天线的初始方位角，根据初始方位角和第一坐标获取目标标签在第一坐标系下的第二坐标。实施本发明能够提高定位精度。

Description

一种基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及定位技术领域，更具体地说，涉及一种基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
目前主流的UWB定位技术有三种，一种是采用到达时间差(TDOA)的方式定位，特点是可以在较大的范围内实现定位，标签只需要发射不需要接收，理论上每次发射都可以产生一次定位坐标，系统容量较大，缺点是二维定位需要至少三个基站才能完成，基站之间要做时间同步以消除时钟误差，安装和架设麻烦；第二种是采用飞行时间(ToF)的方式定位，特点是可以在较大范围内实现定位，不需要基站之间做时间同步，缺点是基站和标签之间需要多次通讯完成测距，减少了系统容量，增加了Tag标签的功耗，同时二维定位也需要至少三个基站才能完成，安装和架设比较麻烦；第三种是采用到达角和飞行时间(AOA+ToF)结合定位，特点是只需要单个基站就能完成二维定位，安装和架设方便，缺点是定位范围有限，基站和标签之间需要多次通讯完成测距，减少了系统容量，增加了Tag标签的功耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述部分技术缺陷，提供一种基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于阵列天线的定位方法，包括以下步骤：
S1、获取待定位空间的定位基准点，以所述定位基准点为原点建立所述待定位空间对应的第一坐标系；
S2、获取阵列天线在所述第一坐标系上的投影点，以所述投影点为原点、并分别以所述阵列天线的信号辐射面的法向量在所述第一坐标系的投影和所述阵列天线的信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系，其中所述第二坐标系的第一坐标轴位于所述第一坐标系内；
S3、通过所述阵列天线接收目标标签的通信信号，以通过所述阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的俯仰偏转角，通过所述阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的方位偏转角；
S4、获取所述阵列天线与所述目标标签相对于所述第一坐标系的垂直方向的高度差和所述阵列天线相对于所述第一坐标系的初始俯仰角，以根据所述高度差、所述初始俯仰角、所述俯仰偏转角和所述方位偏转角获取所述目标标签在所述第二坐标系下的第一坐标；
S5、获取所述阵列天线相对于所述第一坐标系的第二坐标轴的初始方位角，以根据所述初始方位角和所述第一坐标获取所述目标标签在所述第一坐标系下的第二坐标。
优选地，在所述步骤S1中，所述获取待定位空间的定位基准点包括：
以所述阵列天线的安装支点为所述待定位空间的定位基准点。
优选地，在所述步骤S3中，所述第一阵列单元包括至少两个沿所述第一方向排列的第一子天线单元，所述第一方向垂直于所述第一坐标系的坐标平面，所述第二阵列单元包括至少两个沿所述第二方向排列的第二子天线单元，所述第二方向平行于所述第一坐标系的坐标平面。
优选地，在所述步骤S3中，所述通过所述阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的俯仰偏转角，包括：
获取所述第一子天线单元之间的第一间距，并获取所述第一子天线单元接收所述通信信号的第一相位差，以根据所述第一间距和所述第一相位差获取所述俯仰偏转角；和/或
在所述步骤S3中，所述通过所述阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的方位偏转角，包括：
获取所述第二子天线单元之间的第二间距，并获取所述第二子天线单元接收所述通信信号的第二相位差，以根据所述第二间距和所述第二相位差获取所述方位偏转角。
优选地，所述第一坐标轴为所述第二坐标系的Y轴，所述第二坐标轴为所述第一坐标系的Y轴。
优选地，在所述步骤S4中，所述根据所述高度差、所述初始俯仰角、所述俯仰偏转角和所述方位偏转角获取所述目标标签在所述第二坐标系下的第一坐标；包括：
根据公式
Figure BDA0002928804000000031
获取所述第一坐标，其中P′(x′，y′)为所述第一坐标，ΔH为所述高度差，θ0为所述初始俯仰角，θ为所述俯仰偏转角，
Figure BDA0002928804000000032
为所述方位偏转角。
优选地，在所述步骤S5中，所述根据所述初始方位角和所述第一坐标获取所述目标标签在所述第一坐标系下的第二坐标，包括：
根据公式
Figure BDA0002928804000000033
获取所述第二坐标，其中，P(x，y)为所述第二坐标，(xp，xp)为所述阵列天线在所述第一坐标系上的投影点的位置信息，
Figure BDA0002928804000000034
为所述初始方位角。
本发明还构造一种基于阵列天线的定位系统，包括：
第一坐标建立单元，用于获取待定位空间的定位基准点，以所述定位基准点为原点建立所述待定位空间对应的第一坐标系；
第二坐标建立单元，用于获取阵列天线在所述第一坐标系上的投影点，以所述投影点为原点、并分别以所述阵列天线的信号辐射面的法向量在所述第一坐标系的投影和所述阵列天线的信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系，其中所述第二坐标系的第一坐标轴位于所述第一坐标系内；
接收信号处理单元，用于通过所述阵列天线接收目标标签的通信信号，以通过所述阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的俯仰偏转角，通过所述阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的方位偏转角；
第一坐标计算单元，用于获取所述阵列天线与所述目标标签相对于所述第一坐标系的垂直方向的高度差和所述阵列天线相对于所述第一坐标系的初始俯仰角，以根据所述高度差、所述初始俯仰角、所述俯仰偏转角和所述方位偏转角获取所述目标标签在所述第二坐标系下的第一坐标；
第二坐标计算单元，用于获取所述阵列天线相对于所述第一坐标系的第二坐标轴的初始方位角，以根据所述初始方位角和所述第一坐标获取所述目标标签在所述第一坐标系下的第二坐标。
本发明还构造一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上面任意一项所述的基于阵列天线的定位方法。
本发明还构造一种电子设备，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述计算机程序实现如上面任一项所述的基于阵列天线的定位方法。
实施本发明的一种基于阵列天线的定位方法、系统、电子设备及存储介质，具有以下有益效果：在降低Tag标签的功耗，延长Tag标签的工作寿命同时提高定位精度。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种基于阵列天线的定位方法的程序流程图；
图2是本发明一种基于阵列天线的定位方法一实施例的原理示意图；
图3是本发明一种基于阵列天线的定位系统一实施例的逻辑框图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1所示，在本发明的一种基于阵列天线的定位方法第一实施例中，包括以下步骤：
S1、获取待定位空间的定位基准点，以定位基准点为原点建立待定位空间对应的第一坐标系；具体的，在待定位空间任选一点作为定位基准点，以该定位基准点对带定位空间进行坐标系的建立即得到第一坐标，这里坐标系的建立可以为二维坐标系的建立，其在实际应用中，通常以地面为坐标平面建立二维坐标。其还可以理解，可以生成与二维坐标系对应的二维地图，定位信息在二维地图中展示。
S2、获取阵列天线在第一坐标系上的投影点，以投影点为原点、并分别以阵列天线的信号辐射面的法向量在第一坐标系的投影和阵列天线的信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系，其中第二坐标系的第一坐标轴位于第一坐标系内；具体的，将阵列天线在第一坐标系内进行投影，得到阵列天线在第一坐标系内的投影点。其可以理解，将阵列天线向地面进行垂直投影，得到阵列天线在地面的投影点。将该投影点作为原点构建第二坐标系，该第二坐标系的坐标轴分别为阵列天线的信号辐射面的法向量在第一坐标系的投影和阵列天线的信号辐射面的平行方向。阵列天线的信号辐射面在理想的情况下，可以理解为阵列天线的天线板面。
S3、通过阵列天线接收目标标签的通信信号，以通过阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取目标标签相对于阵列天线的俯仰偏转角，通过阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取目标标签相对于阵列天线的方位偏转角；具体的，阵列天线可以理解为包含多个不同方向排列的阵列单元，在通过阵列天线接收目标标签的通信信号时，通过处理该阵列天线的、在第一方向上排列的阵列单元即第一阵列单元接收的目标标签的通信信号以得到目标标签相对于阵列天线的俯仰偏转角。通过处理该阵列天线的、在第二方向上排列的阵列单元即第二阵列单元接收的目标标签的通信信号以得到目标标签相对于阵列天线的方位偏转角。可以理解阵列天线中，其包括多个用于收发信号的阵列单元，在对阵列天线接收的信号进行信号处理时，其可以通过与每一个阵列单元对应连接的处理单元对每一阵列单元接收的信号单独处理以得到对应的处理结果。
S4、获取阵列天线与目标标签相对于第一坐标系的垂直方向的高度差和阵列天线相对于第一坐标系的初始俯仰角，以根据高度差、初始俯仰角、俯仰偏转角和方位偏转角获取目标标签在第二坐标系下的第一坐标；具体的，第一坐标系的坐标平面和目标标签进行共面处理，该过程可以为，获取阵列天线与目标标签的高度差，该高度差为在第一坐标系的垂直方向上的高度差。通过对该高度差的转换，可以将目标标签的垂直位置转化为在第一坐标系的坐标平面上。其也可以理解为，整体抬高第一坐标系的坐标平面，使得其与目标标签的垂直位置等效为同一平面上。并根据天线特性，以第一坐标系的坐标平面为参考，获取阵列天线在俯仰角方向上与第一坐标系的坐标平面的夹角，即阵列天线相对于第一坐标系的初始俯仰角。其根据阵列天线与第一坐标系的坐标平面的高度差，获取的初始俯仰角以及根据阵列天线接收到的信号处理得到的俯仰偏转角和方位偏转角可以获得目标标签在第二坐标系下的坐标位置即第一坐标。
S5、获取阵列天线相对于第一坐标系的第二坐标轴的初始方位角，以根据初始方位角和第一坐标获取目标标签在第一坐标系下的第二坐标。具体的，根据阵列天线的接收或发射信号，也可以理解为根据天线的工作特性，可以得到阵列天线的方位角，在该实施例中，该方位角以第一坐标系的第二坐标轴为参考，得到阵列天线在方位角方向与该第二坐标轴之间的夹角即初始方位角，根据该初始方位角对第二坐标系下的第一坐标位置进行坐标转换，得到该位置在第一坐标系中的位置信息即对应为第一坐标下的第二坐标。该第二坐标即为目标标签在覆盖场地即第一坐标系的位置。
可选的，在步骤S1中，获取待定位空间的定位基准点包括：以阵列天线的安装支点为待定位空间的定位基准点。可以选择以阵列天线在待定位空间的安装支点为该带定位空间的定位基准点也就是第一坐标系的坐标原点。该阵列天线的安装支点也可以理解为为基站在覆盖场地的安装位置。
可选的，在步骤S3中，第一阵列单元包括至少两个沿第一方向排列的第一子天线单元，第一方向垂直于第一坐标系的坐标平面，第二阵列单元包括至少两个沿第二方向排列的第二子天线单元，第二方向平行于第一坐标系的坐标平面。阵列天线中阵列单元由多个子天线单元组成，每个子天线单元分别接收目标标签发射的通信信号。其中阵列天线位于第一方向的第一阵列单元可以为至少两个沿着第一方向排列的子天线单元即第一子天线单元，阵列天线位于第二方向的第二阵列单元可以为至少两个沿着第二方向排列的子天线单元即第二子天线单元。其中，第一方向和第二方向上排列的天线子单元可以组成L字形。并且，第一方向其可以理解与第一坐标系的坐标平面形成垂直关系，第二方向可以理解为与第二坐标系的坐标平面形成平行关系。在另一实施例中，第一方向和第二方向上排列的天线子单元可以重合，即在一些实施例中，部分第一子天线单元也可以是第二子天线单元。
可选的，在步骤S3中，通过阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取目标标签相对于阵列天线的俯仰偏转角，包括：获取第一子天线单元之间的第一间距，并获取第一子天线单元接收通信信号的第一相位差，以根据第一间距和第一相位差获取俯仰偏转角；其中，获取目标标签的俯仰偏转角的过程，其可以根据获取的第一子天线单元接收到的通信信号的相位差并根据第一子天线单元之间的天线单元间距获取第一子天线单元接收到的目标标签的通信信号的入射角。以第一阵列单元部包含两个第一子天线单元的实施例，其中，入射角的计算公式可以为
Figure BDA0002928804000000071
其中，λ为通信信号的波长，d1为第一子天线单元之间的间距，a1为第一相位差。此时获取的入射角即对应为目标标签相对于阵列天线的俯仰偏转角。其中，在一实施例中，当第一阵列单元包含多于两个第一子天线单元时，其可以对获取的多个入射角进行拟合处理，并以拟合后的入射角作为目标标签相对于阵列天线的俯仰偏转角，以提高定位精度。为保证不出现测角模糊，选取的d1的为0.5λ或略小。
在步骤S3中，通过阵列天线位于第二方向的第二阵列单元获取目标标签相对于阵列天线的方位偏转角，包括：获取第二子天线单元之间的第二间距，并获取第二子天线单元接收通信信号的第二相位差，以根据第二间距和第二相位差获取方位偏转角。其中，获取目标标签的方位偏转角的过程，其可以根据获取的第二子天线单元接收到的通信信号的相位差并根据第二子天线单元之间的天线单元间距获取第二子天线单元接收到的目标标签的通信信号的入射角。以第二阵列单元部包含两个第二子天线单元的实施例，其中，入射角的计算公式可以为
Figure BDA0002928804000000081
其中，λ为通信信号的波长，d2为第二子天线单元之间的间距，a2为第二相位差。此时获取的入射角即对应为目标标签相对于阵列天线的方位偏转角。其中，在一实施例中，当第一阵列单元包含多于两个第二子天线单元时，其可以对获取的多个入射角进行拟合处理，并以拟合后的入射角作为目标标签相对于阵列天线的方位偏转角，以提高定位精度。为保证不出现测角模糊，选取的d2的为0.5λ或略小。
在一实施例中，基于多个天线单元进行到达角的计算，其可以直接采用到达角相位差(PDOA)算法。以根据到达角获取对应的入射角。
可选的，第一坐标轴为第二坐标系的Y轴，第二坐标轴为第一坐标系的Y轴。即，在对第一坐标系和第二坐标系的构建中，其可以将第二坐标系的Y轴即第一坐标轴构建于第一坐标系的坐标平面。同时，以第一坐标系的Y轴即第二坐标轴为基准获取阵列天线相对于第一坐标系的初始方位角。
可选的，在步骤S4中，根据高度差、初始俯仰角、俯仰偏转角和方位偏转角获取目标标签在第二坐标系下的第一坐标；包括：
根据公式
Figure BDA0002928804000000091
获取第一坐标，其中P′(x′，y′)为第一坐标，ΔH为高度差，θ0为初始俯仰角，θ为俯仰偏转角，
Figure BDA0002928804000000092
为方位偏转角。
具体的，其根据获取的阵列天线与目标标签的高度差，以及上面的初始俯仰角、俯仰偏转角和方位偏转角通过上面的公式即可以获取的坐标信息，该坐标信息对应为第一坐标，即目标标签在第二坐标系中的位置信息。
可选的，在步骤S5中，根据初始方位角和第一坐标获取目标标签在第一坐标系下的第二坐标，包括：
根据公式
Figure BDA0002928804000000093
P获取第二坐标，其中，其中P(x，y)为第二坐标，(xp，xp)为阵列天线在第一坐标系上的投影点的位置信息，
Figure BDA0002928804000000094
为初始方位角。在一实施例中，根据获取到的、目标标签在第二坐标系中的位置信息P′(x′，y′)以及第二坐标系的Y轴相对于第一坐标系的Y轴的初始初始方位角通过上述公式可以得到其对应的、第一坐标系的坐标信息，即对应到最终需要获取的位置信息。
在一具体实施例中，如图2所示，其中A为阵列天线，坐标系X-Y为建立在待定位空间的坐标系，也为建立在覆盖平面的坐标系(对应为第一坐标系)，坐标系X_Anchor-Y_Anchor为以C点为原点建立的坐标系(对应为第二坐标系)，其中C对应为阵列天线A在坐标系X-Y上投影点。根据天线的投射原理，此外阵列天线的初始俯仰角θ0即对应为阵列天线的最大辐射方向上的最大能量辐射点与其在垂直方向的夹角，其中D点对应阵列天线的最大辐射方向。阵列天线的初始方位角为阵列天线的最大辐射方向上的最大能量辐射点与参考位置的夹角。其中参考位置可以为坐标系X-Y的Y轴。而目标标签B其相对于天线的俯仰偏转角θ和方位偏转角
Figure BDA0002928804000000095
也均以阵列天线的最大辐射方向为参考。
在一实施例中，阵列天线的工作频段可以选为UWB频段。由于UWB信号具有频域带宽很宽(>500MHz)，而时域非常窄的特点，具有很强的抗多径能力，从而能够仅仅使用单个基站就能完成对只进行发射的目标标签进行高精度的定位，特别适用于小范围、高容量、标签长寿命的应用场景。
另，如图3所示，本发明的一种基于阵列天线的定位系统包括：
第一坐标建立单元110，用于获取待定位空间的定位基准点，以定位基准点为原点建立待定位空间对应的第一坐标系；
第二坐标建立单元120，用于获取阵列天线在第一坐标系上的投影点，以投影点为原点、并分别以阵列天线的信号辐射面的法向量在第一坐标系的投影和阵列天线的信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系，其中第二坐标系的第一坐标轴位于第一坐标系内；
接收信号处理单元130，用于通过阵列天线接收目标标签的通信信号，以通过阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取目标标签相对于阵列天线的俯仰偏转角，通过阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取目标标签相对于阵列天线的方位偏转角；
第一坐标计算单元140，用于获取阵列天线与目标标签相对于第一坐标系的垂直方向的高度差和阵列天线相对于第一坐标系的初始俯仰角，以根据高度差、初始俯仰角、俯仰偏转角和方位偏转角获取目标标签在第二坐标系下的第一坐标；
第二坐标计算单元150，用于获取阵列天线相对于第一坐标系的第二坐标轴的初始方位角，以根据初始方位角和第一坐标获取目标标签在第一坐标系下的第二坐标。
具体的，这里的基于阵列天线的定位系统各单元之间具体的配合操作过程具体可以参照上述基于阵列天线的定位方法，这里不再赘述。
另，本发明的一种电子设备，包括存储器和处理器；存储器用于存储计算机程序；处理器用于执行计算机程序实现如上面任意的基于阵列天线的定位方法。具体的，根据本发明的实施例，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电子设备下载和安装并且执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。本发明中的电子设备可为笔记本、台式机、平板电脑、智能手机等终端，也可为服务器。
另，本发明的一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上面任意一项的基于阵列天线的定位方法。具体的，需要说明的是，本发明上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是电、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。在本发明中，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。而在本发明中，计算机可读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，该计算机可读信号介质可以发送、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：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
可以理解的，以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种基于阵列天线的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、获取待定位空间的定位基准点，以所述定位基准点为原点建立所述待定位空间对应的第一坐标系；
S2、获取阵列天线在所述第一坐标系上的投影点，以所述投影点为原点、并分别以所述阵列天线的信号辐射面的法向量在所述第一坐标系的投影和所述阵列天线的信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系，其中所述第二坐标系的第一坐标轴位于所述第一坐标系内；
S3、通过所述阵列天线接收目标标签的通信信号，以通过所述阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的俯仰偏转角，通过所述阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的方位偏转角；
S4、获取所述阵列天线与所述目标标签相对于所述第一坐标系的垂直方向的高度差和所述阵列天线相对于所述第一坐标系的初始俯仰角，以根据所述高度差、所述初始俯仰角、所述俯仰偏转角和所述方位偏转角获取所述目标标签在所述第二坐标系下的第一坐标；
S5、获取所述阵列天线相对于所述第一坐标系的第二坐标轴的初始方位角，以根据所述初始方位角和所述第一坐标获取所述目标标签在所述第一坐标系下的第二坐标。
2.根据权利要求1所述的基于阵列天线的定位方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述获取待定位空间的定位基准点包括：
以所述阵列天线的安装支点为所述待定位空间的定位基准点。
3.根据权利要求1所述的基于阵列天线的定位方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第一阵列单元包括至少两个沿所述第一方向排列的第一子天线单元，所述第一方向垂直于所述第一坐标系的坐标平面，所述第二阵列单元包括至少两个沿所述第二方向排列的第二子天线单元，所述第二方向平行于所述第一坐标系的坐标平面。
4.根据权利要求3所述的基于阵列天线的定位方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述通过所述阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的俯仰偏转角，包括：
获取所述第一子天线单元之间的第一间距，并获取所述第一子天线单元接收所述通信信号的第一相位差，以根据所述第一间距和所述第一相位差获取所述俯仰偏转角；和/或
在所述步骤S3中，所述通过所述阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的方位偏转角，包括：
获取所述第二子天线单元之间的第二间距，并获取所述第二子天线单元接收所述通信信号的第二相位差，以根据所述第二间距和所述第二相位差获取所述方位偏转角。
5.根据权利要求1所述的基于阵列天线的定位方法，其特征在于，所述第一坐标轴为所述第二坐标系的Y轴，所述第二坐标轴为所述第一坐标系的Y轴。
6.根据权利要求5所述的基于阵列天线的定位方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述根据所述高度差、所述初始俯仰角、所述俯仰偏转角和所述方位偏转角获取所述目标标签在所述第二坐标系下的第一坐标；包括：
根据公式
Figure FDA0002928803990000021
获取所述第一坐标，其中P′(x′,y′)为所述第一坐标，ΔH为所述高度差，θ0为所述初始俯仰角，θ为所述俯仰偏转角，
Figure FDA0002928803990000022
为所述方位偏转角。
7.根据权利要求6所述的基于阵列天线的定位方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述根据所述初始方位角和所述第一坐标获取所述目标标签在所述第一坐标系下的第二坐标，包括：
根据公式
Figure FDA0002928803990000031
获取所述第二坐标，其中，P(x,y)为所述第二坐标，(xp,xp)为所述阵列天线在所述第一坐标系上的投影点的位置信息，
Figure FDA0002928803990000032
为所述初始方位角。
8.一种基于阵列天线的定位系统，其特征在于，包括：
第一坐标建立单元，用于获取待定位空间的定位基准点，以所述定位基准点为原点建立所述待定位空间对应的第一坐标系；
第二坐标建立单元，用于获取阵列天线在所述第一坐标系上的投影点，以所述投影点为原点、并分别以所述阵列天线的信号辐射面的法向量在所述第一坐标系的投影和所述阵列天线的信号辐射面的平行方向为坐标轴建立第二坐标系，其中所述第二坐标系的第一坐标轴位于所述第一坐标系内；
接收信号处理单元，用于通过所述阵列天线接收目标标签的通信信号，以通过所述阵列天线位于第一方向的第一阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的俯仰偏转角，通过所述阵列天线位于第二方向的第二阵列单元对应的通信信号获取所述目标标签相对于所述阵列天线的方位偏转角；
第一坐标计算单元，用于获取所述阵列天线与所述目标标签相对于所述第一坐标系的垂直方向的高度差和所述阵列天线相对于所述第一坐标系的初始俯仰角，以根据所述高度差、所述初始俯仰角、所述俯仰偏转角和所述方位偏转角获取所述目标标签在所述第二坐标系下的第一坐标；
第二坐标计算单元，用于获取所述阵列天线相对于所述第一坐标系的第二坐标轴的初始方位角，以根据所述初始方位角和所述第一坐标获取所述目标标签在所述第一坐标系下的第二坐标。
9.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的基于阵列天线的定位方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储计算机程序；
所述处理器用于执行所述计算机程序实现如权利要求1-7任一项所述的基于阵列天线的定位方法。
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