CN113296053A - Uwb校准方法、装置及电子设备 - Google Patents

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CN113296053A CN202110587681.6A CN202110587681A CN113296053A CN 113296053 A CN113296053 A CN 113296053A CN 202110587681 A CN202110587681 A CN 202110587681A CN 113296053 A CN113296053 A CN 113296053A
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Abstract

本申请公开一种UWB校准方法、装置及电子设备，属于电子设备技术领域。该电子设备包括：处理器、姿态传感器、UWB芯片和UWB天线；处理器分别与姿态传感器和UWB芯片连接；UWB芯片与UWB天线连接，UWB芯片根据UWB天线的信号计算待测物相对于电子设备的距离和角度，角度包括水平角度和垂直角度；其中，处理器根据预先获取的水平测角校准参数、垂直测角校准参数以及姿态传感器获取的电子设备的姿态信息，校准水平角度和垂直角度；处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准距离。本申请实施例结合姿态传感器对待测物的距离和角度进行校准，可以进一步减小测量误差，使得测量更加准确。

Description

UWB校准方法、装置及电子设备
技术领域
本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种UWB校准方法、装置及电子设备。
背景技术
超宽带通信(Ultra Wide Band，UWB)技术，具有宽带宽，强抗干扰能力，抗多径等诸多优良特点，能够被用于高精度测距测角。
在实现测距功能之前，需要对包括天线的时延特性在内的整个链路时延进行校准。一般是针对一个固定的终端姿态架设，比如电子设备位于地面1m高位置，垂直于地面，固定的一个朝向进行校准补偿，把校准参数写入软件，应用到所有角度的方向测距上。类似的，在实现测角功能之前，需要对天线相位中心间距以及天线之间的到达相位差进行校准补偿。针对水平角度，一般是固定一个终端姿态架设，水平转动不同角度，采集对应到达相位差(phase difference of arrival，PDoA)数据，之后根据最小二乘法准则进行校准补偿，把校准参数写入软件。针对垂直角度，一般是固定一个终端姿态架设，垂直转动不同角度，采集对应PDoA数据，之后根据最小二乘法准则进行校准补偿，把校准参数写入软件。
但上述各校准过程均固定了终端的某个姿态，这与用户实际使用手机的习惯以及姿态有区别，使得校准补偿的误差较大。
发明内容
本申请实施例提供一种UWB校准方法、装置及电子设备，能够解决现有技术中校准的误差较大的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：处理器、姿态传感器、UWB芯片和UWB天线；
所述处理器分别与所述姿态传感器和所述UWB芯片连接；所述UWB芯片与所述UWB天线连接，所述UWB芯片根据所述UWB天线的信号计算待测物相对于所述电子设备的距离和角度，所述角度包括水平角度和垂直角度；
其中，所述处理器根据预先获取的水平测角校准参数、垂直测角校准参数以及所述姿态传感器获取的所述电子设备的姿态信息，校准所述水平角度和所述垂直角度；所述处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准所述距离。
第二方面，本申请实施例提供了一种UWB校准方法，应用于第一方面所述的电子设备，该方法包括：
UWB芯片根据UWB天线的信号计算待测物相对于所述电子设备的第一水平角度和第一垂直角度；
处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准所述第一水平角度和所述第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度；
所述处理器根据所述第二水平角度和所述第二垂直角度，得到待测物相对于所述电子设备的目标距离；
姿态传感器获取所述电子设备的姿态信息，所述姿态信息包括第三水平角度和第三垂直角度；
所述处理器根据所述第三水平角度和所述第三垂直角度，校准所述第二水平角度和所述第二垂直角度，得到待测物相对于所述电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。
第三方面，本申请实施例提供了一种UWB校准装置，该装置包括：
校准模块，用于根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度，所述第一水平角度和所述第一垂直角度为待测物相对于电子设备的角度；
距离确定模块，用于根据所述第二水平角度和所述第二垂直角度，得到所述待测物相对于所述电子设备的目标距离；
角度确定模块，用于根据第三水平角度和第三垂直角度，校准所述第二水平角度和所述第二垂直角度，得到所述待测物相对于所述电子设备的目标水平角度和目标垂直角度，所述第三水平角度和所述第三垂直角度为所述电子设备当前的角度。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。
第五方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第二方面所述的方法的步骤。
第六方面，本申请提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第二方面所述的方法。
在本申请实施例公开了一种电子设备，其包括处理器、姿态传感器、UWB芯片和UWB天线，处理器分别与姿态传感器和UWB芯片连接；UWB芯片与UWB天线连接，UWB芯片根据UWB天线的信号计算待测物相对于电子设备的距离和角度，角度包括水平角度和垂直角度，其中，处理器根据预先获取的水平测角校准参数、垂直测角校准参数以及姿态传感器获取的电子设备的姿态信息，校准水平角度和垂直角度；处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准距离。本申请实施例结合姿态传感器对待测物的距离和角度进行校准，可以进一步减小测量误差，使得测量更加准确。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本申请的一个实施例提供的电子设备的结构示意图；
图2是本申请的一个实施例提供的获取校准参数的设备架设示意图；
图3是本申请的一个实施例提供的对待测物测距测角示意图；
图4是本申请的一个实施例提供的UWB校准方法流程图；
图5是本申请的一个实施例提供的电子设备的示意图；
图6是本申请的一个实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
其中，100-电子设备、110-处理器、120-姿态传感器、130-UWB芯片、141-第一UWB子天线、142-第二UWB子天线、143-第三UWB子天线、144-第四UWB子天线、200-UWB应答器、211-第一支架、212-第二支架、500-待测物、510-平面。
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清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的一种UWB校准方法、装置及电子设备进行详细地说明。
如图1所示，为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备100可以包括：处理器110、姿态传感器120、UWB芯片130和UWB天线。
具体地，处理器110分别与姿态传感器120和UWB芯片130连接；UWB芯片130与UWB天线连接，UWB芯片130根据UWB天线的信号计算待测物500相对于电子设备100的距离和角度，角度包括水平角度和垂直角度；其中，处理器110根据预先获取的水平测角校准参数、垂直测角校准参数以及姿态传感器120获取的电子设备100的姿态信息，校准水平角度和垂直角度；处理器110根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准距离。
也就是，姿态传感器120可以获取电子设备100的姿态信息，即电子设备当前姿态相对于预设姿态的角度变化信息，例如电子设备100垂直于地面的状态为预设姿态等，姿态传感器120可以获取电子设备当前姿态相对于垂直地面的水平变化角度和垂直变化角度，并传输至处理器110，UWB天线可以与待测物通信，收发信号，UWB芯片130可以根据UWB天线的信号通过飞行时间(Time of Flight，ToF)等算法测量距离，通过到达相位差(phasedifference of arrival，PDoA)等测量角度。最后可以根据姿态传感器120测量电子设备100的水平角度与垂直角度，进而可以根据该水平角度与垂直角度对测量数据进行校准。
在本申请实施例中，电子设备包括处理器110、姿态传感器120、UWB芯片130和UWB天线，处理器110分别与姿态传感器120和UWB芯片130连接；UWB芯片130与UWB天线连接，UWB芯片130根据UWB天线的信号计算待测物相对于电子设备100的距离和角度，角度包括水平角度和垂直角度，其中，处理器110根据预先获取的水平测角校准参数、垂直测角校准参数以及姿态传感器120获取的电子设备100的姿态信息，校准水平角度和垂直角度；处理器110根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准距离。本申请实施例结合姿态传感器120对待测物的距离和角度进行校准，可以进一步减小测量误差，使得测量更加准确。
在本申请的一个可能的实施方式中，UWB天线可以包括第一UWB子天线141和第二UWB子天线142，第一UWB子天线141和第二UWB子天线142中的至少一者可用于测量待测物与电子设备100的距离。
也就是，可以利用第一UWB子天线141测量待测物与电子设备100的距离，也可以利用第二UWB子天线142测量待测物与电子设备100的距离，还可以利用第一UWB子天线141和第二UWB子天线142同时测量待测物与电子设备100的距离，以使得测量更准确。
其中，在第一UWB子天线141和第二UWB子天线142均未被遮挡情况下，可以利用第一UWB子天线141或第二UWB子天线142作为发射天线，获取待测物的距离；在其中一个UWB子天线被遮挡的情况下，可以利用另一个UWB子天线作为发射天线，获取待测物的距离。可以使得测量具有不同选择，避免只有一个，该天线恰好被遮挡时，不能测量距离。
进一步地，第一UWB子天线141与第二UWB子天线142的类型可以相同，例如均是贴片天线；类型也可以不相同，例如第一UWB子天线141为贴片天线，第二UWB天线为PIFA天线、单极天线、偶极子天线、loop天线或介质谐振天线中的一种。可以使得两个子天线的测量精度不同，以适用不同测量场合。
其中，第二UWB子天线可以为远离第一UWB子天线。例如第一UWB子天线设置在电子设备背离显示面的一侧的中部，第二UWB子天线设置于电子设备的侧边等位置。可以使第二UWB子天线作为备用天线。
进一步地，也可以包括三个或三个以上的UWB子天线，以测量一个三维空间中的待测物的距离。可以使得测量更加准确。
在本申请的一个可能的实施方式中，UWB天线包括至少三个UWB子天线，至少三个UWB子天线用于测量待测物相对于电子设备100的角度。
可以通过其中两个子天线测量待测物在一个平面相对于电子设备100的角度，通过其中两个子天线测量待测物在另一平面相对于电子设备100的角度。测量第一平面上的角度和测量第二平面上的角度的子天线可以有一个相同，即UWB天线包括三个UWB子天线，测量第一平面上的角度和测量第二平面上的角度的子天线可以完全不同，即UWB天线包括四个UWB子天线或四个以上UWB子天线。
可选地，至少三个UWB子天线可以包括：第一UWB子天线141、第三UWB子天线143和第四UWB子天线144。
第一UWB子天线141与第三UWB子天线143沿第一方向分布，第一UWB子天线141与第四UWB子天线144沿第二方向分布，且第一方向垂直与第二方向。
其中，在第一UWB子天线141与第三UWB子天线143同时工作的情况下，可测量第一平面内的任意待测物的角度；在第一UWB子天线141与第四UWB子天线144同时工作的情况下，可测量第二平面内的任意待测物的角度；第一平面与第二平面相互垂直设置，也就是可以测量待测物的水平角度和垂直角度。
也就是，三个UWB子天线的分布类似一个L型的结构。
在本申请实施例中，至少三个UWB子天线可以为三个，这三个UWB子天线可以呈L型设置，这样，在第一UWB子天线141与第三UWB子天线143同时工作的情况下，可测量第一平面内的任意待测物的角度；在第一UWB子天线141与第四UWB子天线144同时工作的情况下，可测量第二平面内的任意待测物的角度，也就是，可以通过其中任意两个均可以测量一个平面内的数据，通过三个UWB子天线单元即可在三维空间内测角。在本申请的其他实施例中，天线的个数也可以是其他数量。
也就是，可以将UWB天线中的两个设置于与电子设备100的短边平行，两个设置于与电子设备100的长边平行，这样可以进一步减小测量误差，提高测量结果的准确度。
可选地，为了进一步提高测量的准确度，可以将第一UWB子天线141和第三UWB子天线143的中心连线的尺寸设置为小于20mm，将第四UWB子天线144和第一UWB子天线141的中心连线的尺寸设置为小于20mm。可以避免相位模糊，使得测量更加准确。
可选地，为了进一步提高测量的准确度，还可以选择外形尺寸相差较小的UWB子天线，优选的，可以将各子天线的对应各边的外形尺寸设置为小于2mm。优选的，可以设置成形状相同，例如，均为矩形或均为圆形或均为正六边形等。
其中，至少三个UWB子天线均可以为贴片天线，使得测量更加准确。
在本申请的一个可能的实施方式中，至少三个UWB子天线上均设置有相同位置的信号馈入点。
这样设置，可以使得各天线的相位相同，减小相位造成的测量误差。例如可以将信号馈入点设置到各UWB子天线的底边中点位置。
在本申请的一个可能的实施方式中，姿态传感器120可以为陀螺仪。
如图2-4所示，本申请实施例还提供了一种UWB校准方法，应用于上述任一实施例提供的电子设备，该UWB校准方法可以包括：步骤S401至步骤S405所示的内容。
在步骤S401中，UWB芯片根据UWB天线的信号计算待测物相对于电子设备的第一水平角度和第一垂直角度。
在步骤S402中，处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度。
在步骤S403中，处理器根据第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标距离。
在步骤S404中，姿态传感器获取电子设备的姿态信息，姿态信息包括第三水平角度和第三垂直角度。
在步骤S405中，处理器根据第三水平角度和第三垂直角度，校准第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。
在本申请实施例中，首先UWB芯片根据UWB天线的信号计算待测物相对于电子设备的第一水平角度和第一垂直角度；然后处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度；处理器根据第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标距离；姿态传感器获取电子设备的姿态信息，姿态信息包括第三水平角度和第三垂直角度；最后处理器根据第三水平角度和第三垂直角度，校准第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。在本申请实施例中，根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数对测量的角度进行第一次校准，然后根据姿态传感器获取电子设备的姿态信息，对测量的角度进行第二次校准，可以进一步减小测量误差，使得测量更加准确。
在本申请的一个可能的实施方式中，水平测角校准参数的获取方法可以包括：设定水平角度区间和垂直角度区间；以第一预设角度等分水平角度区间，得到多个子水平角度；将垂直角度区间按照第一预设角度范围分为多个子垂直角度区间，所有子垂直角度区间之和为垂直角度区间；根据最小二乘准则，对每个子垂直角度区间均进行多个子水平角度的校准，得到水平测角校准参数，其中，水平测角校准参数的个数为子垂直角度区间的个数与子水平角度的个数的乘积。
在本申请实施例中，可以将水平角度区间划分为等分的多个子水平角度，例如，每第一预设角度划分一次，也就是，每第一预设角度采集一组数据，一组数据中包括多个子垂直角度区间对应的数据，一共采集多组数据。
在本申请的一个具体的实施方式中，考虑到天线方向在不同方位角有不同的相位特性，常规方法只采用一个固定的垂直角方向来做水平角校准，校准的结果应用到所有垂直角度的水平测角上，显然是不准确的，一般来说，校准后实测，当垂直角度越偏离校准时的角度，例如校准时的角度一般是0°，测得的水平角，偏差就会越大。垂直角的校准过程类似。针对此弊端，本申请实施例改进了校准方法。具体如下所示。
设定水平角度区间从-90°到90°，垂直角度区间为-90°～90°，对垂直角度区间进行划分，每N°为一个区间，可以得到多个子垂直角度区间，比如N＝30，可以得到-90°～-60°、-60°～-30°、-30°～0°、0°～30°、30°～60°及60°～90°共6个区间。对每个子垂直角度区间做一次水平角度的校准。比如，垂直角度为0°时，按常规手段转动水平角，每5°采集一个数据，之后通过最小二乘准则进行校准，得到一组校准值，对应垂直角0°～30°区间。之后垂直角转到30°，重复常规水平角度校准流程，得到第二组校准值，对应30°～60°区间。以此类推，得到共6组水平角校准值，对应6个垂直角区间，一共得到222个水平测角校准参数。
在本申请的一个可能的实施方式中，垂直测角校准参数的获取方法可以包括：设定水平角度区间和垂直角度区间；以第二预设角度等分垂直角度区间，得到多个子垂直角度；将水平角度区间按照第二预设角度范围分为多个子水平角度区间，所有子水平角度区间之和为水平角度区间；根据最小二乘准则，对每个子水平角度区间均进行多个子垂直角度的校准，得到垂直测角校准参数，其中，垂直测角校准参数的个数为子水平角度区间的个数与子垂直角度的个数的乘积。
在本申请实施例中，可以将垂直角度区间划分为等分的多个子垂直角度，例如，每第二预设角度划分一次，也就是，每第二预设角度采集一组数据，一组数据中包括多个子水平角度区间对应的数据，一共采集多组数据。
在本申请的一个具体地实施方式中，设定水平角度区间从-90°到90°，垂直角度区间为-90°～90°，对水平角度区间进行划分，每M°为一个区间，比如M＝15，即水平角分为-90°～-75°、-75°～-60°-60°～-45°、-45°～-30°、-30°～-15°、-15°～0°、0°～15°、15°～30°、30°～45°、45°～60°、60°～75°及75°～90°共12个区间。对每个子水平角度区间做一次垂直角度的校准。比如，水平角度为0°时，按常规手段转动垂直角，每5°采集一个数据，垂直角从-90°到90°，之后通过最小二乘准则进行校准，得到一组校准值，对应水平角0°～15°区间。之后水平角转到15°，重复常规垂直角度校准流程，得到第二组校准值，对应15°～30°区间。以此类推，得到共12组垂直角校准值，对应12个水平角区间，一共得到444个垂直测角校准参数。
进一步地，可以把水平角度和垂直角度都为0°时设为预设状态。对目标测角，调用预设状态校准值，得到垂直角度θm，水平角度φm。根据垂直角度θm所在的角度划分区间，调用上述得到的水平测角校准参数，并根据实测数据匹配校准公式得到水平角度校准值φj；根据水平角度φm所在的角度划分区间，调用上述垂直测角校准参数，并根据实测数据匹配校准公式得到垂直角度校准值θj。根据姿态传感器得到电子设备水平角度φz和垂直角度θz。输出水平角最终值：φ＝φj+φz；输出垂直角最终值：θ＝θj+θz。为测物相对于电子设备在空间三维坐标系下的角度坐标，且不依赖于终端的姿态。
如图2所示，为生成校准参数的设备架设示意图。电子设备100垂直于平面，底边与平面平行，其中，平面可以是地面、桌面等平面，电子设备100架设在第一支架211上。以平面为地面为例，电子设备100离地面高度可以为1m。UWB应答器200架设在第二支架212上。UWB应答器200离地面高度可以1m，与电子设备100等高。UWB应答器200位于电子设备100的背离显示屏的一面的法向轴线上，并且两者之间的距离可以设定为2m。
其中，UWB应答器200可与电子设备100为相同的设备或其他的UWB功能的设备。
在本申请的一个具体地实施方式中，如图3所示，电子设备100经过上述实施例校准。电子设备具有物理几何中心O，待测物500可以发送UWB的频段信号，待测物500可以是电子设备、智能手表、智能眼镜等，待测物500置于平面510上。电子设备100的中心O在平面510上的投影可以为O′，经过O′有平行于y轴的线，待测物500在该线上的投影为O″，本实施例中的电子设备100只有垂直角度上的倾斜，倾斜角θz，水平角度保持0°方向，以模拟用户日常手持电子设备的姿态。按照定义倾斜角θz为负值的角度。当对待测物500测角时，在预设状态下的校准参数调用，可以得到待测物500相对于电子设备100的角度值，即水平角度φm，以及垂直角度θm。此时预设状态认为电子设备100是垂直于平面，也就是沿着Z向手持的，并未把电子设备100的姿态信息考虑进去。因此垂直角度θm会是个正数，即测得在电子设备100中线u的上方，与待测物500在水平线之下，目标垂直角度θ为负值的实际情况相违背。因此，需要进一步校准。根据上述校准方法，得到水平角度φm，以及垂直角度θm后，匹配水平测角校准参数和垂直测角校准参数，可以得到水平角度φj，以及垂直角度θj，此时把天线垂直方向变化对水平测角的影响以及水平方向变化对垂直测角的影响校准了，再根据姿态信息，水平姿态φz＝0°，垂直姿态角度为θz，所以最终待测物500相对于电子设备100的物理几何中心O点的空间球坐标角度为(水平角，垂直角)＝(φj，θj+θz)。待测物500相对于电子设备100的物理几何中心O点的距离L，在得到水平角度φm，以及垂直角度θm后可以直接读取测距校准表来补偿相应的天线时延值，得到精校的距离。
本申请实施例还提供一种UWB校准装置，包括：校准模块、距离确定模块和角度测量模块。
具体地，校准模块，用于根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度，第一水平角度和第一垂直角度为待测物相对于电子设备的角度；距离确定模块，用于根据第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标距离；角度确定模块，用于根据第三水平角度和第三垂直角度，校准第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标水平角度和目标垂直角度，第三水平角度和第三垂直角度为电子设备当前的角度。
其中，电子设备当前的角度为相对于该电子设备预设姿态的变化角度。
在本申请实施例中，首先校准模块根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度；然后距离确定模块根据第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标距离；最后角度测量模块根据第三水平角度和第三垂直角度，校准第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。在本申请实施例中，根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数对测量的角度进行第一次校准，然后根据姿态传感器获取电子设备的姿态信息，对测量的角度进行第二次校准，可以进一步减小测量误差，使得测量更加准确。
可选地，校准模块可以用于：
设定水平角度区间和垂直角度区间；
以第一预设角度等分水平角度区间，得到多个子水平角度；
将垂直角度区间按照第一预设角度范围分为多个子垂直角度区间，所有子垂直角度区间之和为垂直角度区间；
根据最小二乘准则，对每个子垂直角度区间均进行多个子水平角度的校准，得到水平测角校准参数，其中，水平测角校准参数的个数为子垂直角度区间的个数与子水平角度的个数的乘积。
可选地，校准模块可以用于：
设定水平角度区间和垂直角度区间；
以第二预设角度等分垂直角度区间，得到多个子垂直角度；
将水平角度区间按照第二预设角度范围分为多个子水平角度区间，所有子水平角度区间之和为水平角度区间；
根据最小二乘准则，对每个子水平角度区间均进行多个子垂直角度的校准，得到垂直测角校准参数，其中，垂直测角校准参数的个数为子水平角度区间的个数与子垂直角度的个数的乘积。
本申请实施例提供的UWB校准装置能够实现图2-图4的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
可选地，如图5所示，本申请实施例还提供一种电子设备5，包括处理器501，存储器502，存储在存储器502上并可在所述处理器501上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器501执行时实现上述UWB校准方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述所述的移动电子设备和非移动电子设备。
图6为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。
该电子设备600包括但不限于：射频单元601、网络模块602、音频输出单元603、输入单元604、传感器605、显示单元606、用户输入单元607、接口单元608、存储器609、以及处理器610等部件。
本领域技术人员可以理解，电子设备600还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器610逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图6中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。
其中，处理器610用于根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度；根据第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标距离；根据第三水平角度和第三垂直角度，校准第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。
在本申请实施例中，首先根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准第一水平角度和第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度；然后根据第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标距离；最后根据第三水平角度和第三垂直角度，校准第二水平角度和第二垂直角度，得到待测物相对于电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。在本申请实施例中，根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数对测量的角度进行第一次校准，然后根据姿态传感器获取电子设备的姿态信息，对测量的角度进行第二次校准，可以进一步减小测量误差，使得测量更加准确。
应理解的是，本申请实施例中，输入单元604可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)6041和麦克风6042，图形处理器6041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元606可包括显示面板6061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板6061。用户输入单元607包括触控面板6071以及其他输入设备6072。触控面板6071，也称为触摸屏。触控面板6071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备6072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器609可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器610可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器610中。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述UWB校准方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述UWB校准方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、姿态传感器、UWB芯片和UWB天线；
所述处理器分别与所述姿态传感器和所述UWB芯片连接；所述UWB芯片与所述UWB天线连接，所述UWB芯片根据所述UWB天线的信号计算待测物相对于所述电子设备的距离和角度，所述角度包括水平角度和垂直角度；
其中，所述处理器根据预先获取的水平测角校准参数、垂直测角校准参数以及所述姿态传感器获取的所述电子设备的姿态信息，校准所述水平角度和所述垂直角度；所述处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准所述距离。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述UWB天线包括第一UWB子天线和第二UWB子天线，所述第一UWB子天线和第二UWB子天线中的至少一者用于测量所述待测物与所述电子设备的距离。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述UWB天线包括至少三个UWB子天线，至少三个所述UWB子天线用于测量所述待测物相对于所述电子设备的角度。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述至少三个UWB子天线包括：第一UWB子天线、第三UWB子天线和第四UWB子天线；
所述第一UWB子天线与所述第三UWB子天线沿第一方向分布，所述第一UWB子天线与所述第四UWB子天线沿第二方向分布，且所述第一方向垂直与所述第二方向。
5.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述至少三个UWB子天线上均设置有相同位置的信号馈入点。
6.一种UWB校准方法，应用于如权利要求1-5任一项所述的电子设备，其特征在于，包括：
UWB芯片根据UWB天线的信号计算待测物相对于所述电子设备的第一水平角度和第一垂直角度；
处理器根据预先获取的水平测角校准参数和垂直测角校准参数，校准所述第一水平角度和所述第一垂直角度，得到第二水平角度和第二垂直角度；
所述处理器根据所述第二水平角度和所述第二垂直角度，得到待测物相对于所述电子设备的目标距离；
姿态传感器获取所述电子设备的姿态信息，所述姿态信息包括第三水平角度和第三垂直角度；
所述处理器根据所述第三水平角度和所述第三垂直角度，校准所述第二水平角度和所述第二垂直角度，得到待测物相对于所述电子设备的目标水平角度和目标垂直角度。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述水平测角校准参数的获取方法包括：
设定水平角度区间和垂直角度区间；
以第一预设角度等分所述水平角度区间，得到多个子水平角度；
将所述垂直角度区间按照第一预设角度范围分为多个子垂直角度区间，所有子垂直角度区间之和为所述垂直角度区间；
根据最小二乘准则，对每个所述子垂直角度区间均进行多个子水平角度的校准，得到所述水平测角校准参数，其中，所述水平测角校准参数的个数为所述子垂直角度区间的个数与所述子水平角度的个数的乘积。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述垂直测角校准参数的获取方法包括：
设定水平角度区间和垂直角度区间；
以第二预设角度等分所述垂直角度区间，得到多个子垂直角度；
将所述水平角度区间按照第二预设角度范围分为多个子水平角度区间，所有子水平角度区间之和为所述水平角度区间；
根据最小二乘准则，对每个所述子水平角度区间均进行多个子垂直角度的校准，得到所述垂直测角校准参数，其中，所述垂直测角校准参数的个数为所述子水平角度区间的个数与所述子垂直角度的个数的乘积。
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求6-8任一项所述的UWB校准方法的步骤。
10.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求6-8任一项所述的UWB校准方法的步骤。
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