CN113518306B - 一种uwb定位方法、终端及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明所提供的一种UWB定位方法、终端及计算机可读存储介质,UWB定位方法包括:终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对UWB广播反馈的UWB信号时,确定UWB信号是否穿过障碍物;若UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将结果信息发送至被测物;当被测物根据结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;根据预设修正参数对原始距离进行修正,得到修正距离。本发明通过判断被测物向终端发送的UWB信号是否穿过障碍物来对确定是否对原始距离进行修正,将障碍物的影响进行一定程度的去除,使得修正距离进一步地接近实际距离,减小了测量偏差,提高了定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及的是一种UWB定位方法、终端及计算机可读存储介质。
背景技术
UWB技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。UWB技术利用频谱极宽的超宽基带脉冲进行通信,故又称为基带通信技术、无线载波通信技术,主要用于军用雷达、定位和低截获率/低侦测率的通信系统中。相对带宽大于0.2或在传输的任何时刻带宽大于500MHz的通信系统称为UWB系统。由于UWB技术具有数据传输速率高(达1Gbit/s)、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、截获率低、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点,UWB技术成为无线个人局域网通信技术(WPAN)的首选技术。
传统的UWB定位技术是直接由发起端发送UWB广播,被测物根据UWB广播反馈测量帧,发起端根据测量帧中的数据直接计算得到发起端与被测物之间的距离。
但是,传统的UWB定位技术并没有考虑发起端与被测物之间在发送信号时,信号是否穿过障碍物的问题,当信号穿过障碍物时,则会影响计算结果,使得计算出的距离偏差较大。
因此,现有技术存在缺陷,有待改进与发展。
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缺陷,提供一种UWB定位方法、终端及计算机可读存储介质,旨在解决现有技术中UWB定位技术没有考虑发起端与被测物之间在发送信号时,信号是否穿过障碍物的问题,当信号穿过障碍物时,则会影响计算结果,使得计算出的距离偏差较大的问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
一种UWB定位方法,其中,包括:
终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;
若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;
根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。
在进一步地实现方式中,所述终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
终端发送UWB广播;
当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的场景测量帧时,统计所述场景测量帧中UWB信号的信号特征数据;
根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
在进一步地实现方式中,所述信号特征数据包括首径幅度值和信号最大值;所述根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
判断所述首径幅度值和信号最大值之间的关系;
若所述首径幅度值小于所述信号最大值的0.8倍,则确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
在进一步地实现方式中,所述当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离,包括:
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据计算空间飞行时间;
根据所述空间飞行时间计算终端与被测物之间的原始距离。
在进一步地实现方式中,所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离之前,包括:
预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存;
所述修正公式为:
其中,ε为误差,d为障碍物厚度,θ1为信号在障碍物中的折射角,εr为障碍物的介电常数。
在进一步地实现方式中,所述预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存,包括:
将所述d取值为4cm,所述cosθ1取值为1,所述εr取值为2.8;
将所述d、cosθ1、εr代入所述修正公式,计算得到所述预设修正参数为2.7cm,并保存。
在进一步地实现方式中,所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离,包括:
计算所述原始距离与所述预设修正参数的差值,并将所述差值作为修正距离。
在进一步地实现方式中,修正距离公式为:d'=C*T-2.7;其中,所述d'为修正距离,C为光速,T为空间飞行时间。
本发明还公开了一种终端,其中,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的UWB定位程序,所述UWB定位程序被所述处理器执行时实现如上所述的UWB定位方法的步骤。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质,其中,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如上所述的UWB定位方法的步骤。
本发明所提供的一种UWB定位方法、终端及计算机可读存储介质,所述UWB定位方法包括:终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。本发明通过判断被测物向终端发送的UWB信号是否穿过障碍物来对确定是否对原始距离进行修正,若需要修正,则利用预设修正参数进行修正,将障碍物的影响进行一定程度的去除,使得修正距离进一步地接近实际距离,减小了测量偏差,在一定程度上提高了定位精度。。
附图说明
图1是本发明中UWB定位方法较佳实施例的流程图。
图2是现有技术中的测量定位流程原理图。
图3是双向飞行时间法的原理框图。
图4是本发明中UWB定位方法较佳实施例中步骤S100的具体流程图。
图5是本发明中UWB定位方法较佳实施例中步骤S130的具体流程图。
图6是本发明中UWB定位方法较佳实施例中步骤S300的具体流程图。
图7是本发明中被测物的真实位置和估计位置的关系图。
图8是两个物体之间穿越障碍物时的场景图。
图9是本发明中UWB信号中首径幅度值和信号最大值的示意图。
图10是本发明中终端的较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参见图1,图1是本发明中UWB定位方法的流程图。如图1所示,本发明实施例所述的UWB定位方法包括以下步骤:
步骤S100、终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
具体地,对于传统的UWB定位技术,某终端(如手机、手表等移动终端)作为主机端(DeviceA)发起UWB的广播;被测物(Device B)收到广播,会回一个反馈表示接收到广播,并同步发送一个数据发起定位(在数据帧中加入时间戳表示发出时间);手机利用天线接收的数据,计算出空间飞行时间,进而计算出距离。如图2所示,手机(DeviceA)作为发起端,对被测物(Device B)进行定位,包括步骤:S1、发送UWB广播;S2、反馈,并发起测量帧;S3测量计算位置。请参阅图3,图3为双向飞行时间法(TW-TOF,two way-time of flight)的原理框图。Tprop是信号的空间的传播时间(信号发出到被接收的时间差),Treply是指信号被设备收到后,经过芯片处理重新把信号发出去的间隔时间,Tround是指设备信号一个来回的总时间。
从定位原理可以看出距离的测量精度取决于Tprop的时间测量精度,如果Device A与Device B之间的UWB传播有障碍物时(非视距场景),UWB信号在穿越障碍物时会发生色散,并且导致传播时间变长,导致UWB的测量信号从Device A到Device B的总飞行时间变长,进而导致定位精度变差。
本发明在进行UWB定位时,首先判断被测物向终端发送的UWB信号是否穿过障碍物,从而对两者之间的原始距离进行适应性调整,减少了障碍物带来的偏差。
在一种实现方式中,请参阅图4,所述步骤S100具体包括:
步骤S110、终端发送UWB广播;
步骤S120、当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的场景测量帧时,统计所述场景测量帧中UWB信号的信号特征数据;
步骤S130、根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
也就是说,本发明从定位流程出发,在定位流程中加入场景判断(视距或者非视距),为后续处理提供了高精度的基础。具体地,终端(如手机)作为主机端(DeviceA)发起UWB广播;被测物(Device B)收到广播,会回复反馈消息表示接收到广播,并同步发送一个场景测量帧;终端接收到场景测量帧,并统计信号特征数据,进而判断是否有障碍物,并反馈给被测物(Device B)。
在进一步地实现方式中,所述信号特征数据包括首径幅度值和信号最大值。请参阅图5,所述步骤S130具体包括:
步骤S131、判断所述首径幅度值和信号最大值之间的关系;
步骤S132、若所述首径幅度值小于所述信号最大值的0.8倍,则确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
具体地,遇到障碍物(比如墙体)后,UWB信号会发生色散进而造成比较大的畸变,并且幅度会有不同程度的下降,通过接收的UWB信号的首径幅度值和信号最大值的关系可以判定UWB信号是否穿越障碍物。并且,根据试验,当首径幅度值<0.8*信号最大值时,才会对距离的测量产生较大影响,因此,本发明在首径幅度值小于信号最大值的0.8倍时确定终端与被测物之间存在障碍物。首径幅度值是指由于障碍物的色散和衰减导致的波形的幅度值,其是直射导致的;信号最大值是其他障碍物(如墙面)的反射导致的波形的最大值。对比直射和反射的幅度大小可以判断是否穿透障碍物。当没有障碍物存在时,直射的幅度是最大的。请参阅图8,两个物体A1和A2之间,存在两个障碍物(obstuction)时,图中的Reflection是指反射路径,Direct path是指直射路径;请参阅图9,所述首径幅度值是指第一个波形的峰值,所述信号最大值是指第二个波形的峰值。
所述步骤S100之后为:步骤S200、若终端与被测物之间存在障碍物,则生成存在障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物。
具体地,终端将判断结果发送至被测物,发送时场景测量帧的消息字段定义为:如果判断无障碍物,则障碍物标记符设为0,如果判断出有障碍物,则障碍物标记符设为1。
所述步骤S200之后为:步骤S300、当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离。
具体地,被测物(Device B)发起定位,同时在数据帧中加入时间戳表示发出时间,终端利用天线接收的数据,计算出空间飞行时间,进而计算出原始距离。
在一种实现方式中,请参阅图6,所述步骤S300具体包括:
步骤S310、当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据计算空间飞行时间;
步骤S320、根据所述空间飞行时间计算终端与被测物之间的原始距离。
具体地,当完成是否存在障碍物的判断之后,即可进行正常的UWB定位,UWB定位技术根据空间飞行时间计算原始距离是现有技术,在此不再赘述。
所述步骤S300之后为:步骤S400、根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。
具体地,根据场景判断情况,修正距离数据。当经过计算得到原始距离之后,由于终端与被测物之间存在障碍物,因此,需要利用预设修正参数对所述原始距离进行修正,以减少障碍物对空间距离计算的影响。可以理解的是,若之前的判断情况为终端与被测物之间不存在障碍物,那么得到的原始距离则不需要修正。
在一种实现方式中,所述步骤S400之前还包括:预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存。所述修正公式为:其中,ε为误差,d为障碍物厚度,θ1为信号在障碍物中的折射角,εr为障碍物的介电常数。由公式可以看出,障碍物的厚度越厚,介电常数越大,则误差越大,误差跟障碍物中的折射角也有关系。请参阅图7,障碍物、待测物、手机和估计位置的关系如图所示。
在进一步地实现方式中,所述“预先根据修正公式得到修正距离,并将所述修正距离作为预设修正参数进行保存”具体包括:
将所述d取值为4cm,所述cosθ1取值为1,所述εr取值为2.8;
将所述d、cosθ1、εr代入所述修正公式,计算得到所述预设修正参数为2.7cm,并保存。
具体地,常用的室内障碍物材料的介电常数为:木头:2.8;混凝土:6.25;土墙:8;砖墙:4.6;玻璃:7。本发明以最小补偿思想去修正各个场景下的误差,使最小,避免修正过度,即,介电常数参考木头的2.8,障碍物厚度取4cm,cosθ1取1,则/>这是由于d取值为4cm,cosθ1取值为1,εr取值为2.8时,是UWB信号穿过障碍物的最小误差。
在一种实现方式中,所述步骤S400具体包括:计算所述原始距离与所述预设修正参数的差值,并将所述差值作为修正距离。这样,将障碍物的影响带来的最小误差2.7进行去除,进一步地接近了实际距离,减小了测量偏差,在一定程度上提高了定位精度。
进一步地,修正距离公式为:d'=C*T-2.7;其中,所述d'为修正距离,C为光速,T为空间飞行时间。
进一步地,如图10所示,基于上述UWB定位方法,本发明还相应提供了一种终端,包括处理器10、存储器20。图10仅示出了终端的部分组件,但是应理解的是,并不要求实施所有示出的组件,可以替代的实施更多或者更少的组件。
所述存储器20在一些实施例中可以是所述终端的内部存储单元,例如终端的硬盘或内存。所述存储器20在另一些实施例中也可以是所述终端的外部存储设备,例如所述终端上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述存储器20还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器20用于存储安装于所述终端的应用软件及各类数据,例如安装所述终端的程序代码等。所述存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中,存储器20上存储有UWB定位程序30,该UWB定位程序30可被处理器10所执行,从而实现本申请中UWB定位方法。
所述处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU),微处理器或其他数据处理芯片,用于运行所述存储器20中存储的程序代码或处理数据,例如执行所述UWB定位方法等。
在一实施例中,当处理器10执行所述存储器20中UWB定位程序30时实现以下步骤:
终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;
若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;
根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。
具体地,对于传统的UWB定位技术,某终端(如手机、手表等移动终端)作为主机端(DeviceA)发起UWB的广播;被测物(Device B)收到广播,会回一个反馈表示接收到广播,并同步发送一个数据发起定位(在数据帧中加入时间戳表示发出时间);手机利用天线接收的数据,计算出空间飞行时间,进而计算出距离。手机(DeviceA)作为发起端,对被测物(Device B)进行定位,包括步骤:S1、发送UWB广播;S2、反馈,并发起测量帧;S3测量计算位置。
从定位原理可以看出距离的测量精度取决于Tprop的时间测量精度,如果Device A与Device B之间的UWB传播有障碍物时(非视距场景),UWB信号在穿越障碍物时会发生色散,并且导致传播时间变长,导致UWB的测量信号从Device A到Device B的总飞行时间变长,进而导致定位精度变差。
本发明在进行UWB定位时,首先判断被测物向终端发送的UWB信号是否穿过障碍物,从而对两者之间的原始距离进行适应性调整,减少了障碍物带来的偏差。
进一步地,所述终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
终端发送UWB广播;
当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的场景测量帧时,统计所述场景测量帧中UWB信号的信号特征数据;
根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
也就是说,本发明从定位流程出发,在定位流程中加入场景判断(视距或者非视距),为后续处理提供了高精度的基础。具体地,终端(如手机)作为主机端(DeviceA)发起UWB广播;被测物(Device B)收到广播,会回复反馈消息表示接收到广播,并同步发送一个场景测量帧;终端接收到场景测量帧,并统计信号特征数据,进而判断是否有障碍物,并反馈给被测物(Device B)。
进一步地,所述信号特征数据包括首径幅度值和信号最大值;所述根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
判断所述首径幅度值和信号最大值之间的关系;
若所述首径幅度值小于所述信号最大值的0.8倍,则确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
具体地,遇到障碍物(比如墙体)后,UWB信号会发生色散进而造成比较大的畸变,并且幅度会有不同程度的下降,通过接收的UWB信号的首径幅度值和信号最大值的关系可以判定UWB信号是否穿越障碍物。并且,根据试验,当首径幅度值<0.8*信号最大值时,才会对距离的测量产生较大影响,因此,本发明在首径幅度值小于信号最大值的0.8倍时确定终端与被测物之间存在障碍物。首径幅度值是指由于障碍物的色散和衰减导致的波形的幅度值,其是直射导致的;信号最大值是其他障碍物(如墙面)的反射导致的波形的最大值。对比直射和反射的幅度大小可以判断是否穿透障碍物。当没有障碍物存在时,直射的幅度是最大的。
进一步地,所述当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离,包括:
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据计算空间飞行时间;
根据所述空间飞行时间计算终端与被测物之间的原始距离。
具体地,被测物(Device B)发起定位,同时在数据帧中加入时间戳表示发出时间,终端利用天线接收的数据,计算出空间飞行时间,进而计算出原始距离。
进一步地,所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离之前,包括:
预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存;
所述修正公式为:
其中,ε为误差,d为障碍物厚度,θ1为信号在障碍物中的折射角,εr为障碍物的介电常数。
具体地,根据场景判断情况,修正距离数据。当经过计算得到原始距离之后,由于终端与被测物之间存在障碍物,因此,需要利用预设修正参数对所述原始距离进行修正,以减少障碍物对空间距离计算的影响。可以理解的是,若之前的判断情况为终端与被测物之间不存在障碍物,那么得到的原始距离则不需要修正。
进一步地,所述预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存,包括:
将所述d取值为4cm,所述cosθ1取值为1,所述εr取值为2.8;
将所述d、cosθ1、εr代入所述修正公式,计算得到所述预设修正参数为2.7cm,并保存。
具体地,常用的室内障碍物材料的介电常数为:木头:2.8;混凝土:6.25;土墙:8;砖墙:4.6;玻璃:7。本发明以最小补偿思想去修正各个场景下的误差,使最小,避免修正过度,即,介电常数参考木头的2.8,障碍物厚度取4cm,cosθ1取1,则/>这是由于d取值为4cm,cosθ1取值为1,εr取值为2.8时,是UWB信号穿过障碍物的最小误差。
进一步地,所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离,包括:
计算所述原始距离与所述预设修正参数的差值,并将所述差值作为修正距离。
这样,将障碍物的影响带来的最小误差2.7进行去除,进一步地接近了实际距离,减小了测量偏差,在一定程度上提高了定位精度。
进一步地,修正距离公式为:d'=C*T-2.7;其中,所述d'为修正距离,C为光速,T为空间飞行时间。
本发明的终端的UWB定位程序上包括:终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。也就是说,本发明通过判断被测物向终端发送的UWB信号是否穿过障碍物来对确定是否对原始距离进行修正,若需要修正,则利用预设修正参数进行修正,将障碍物的影响进行一定程度的去除,使得修正距离进一步地接近实际距离,减小了测量偏差,在一定程度上提高了定位精度。
本发明还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,在一实施例中,所述计算机程序能够被执行以用于实现以下步骤:
终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;
若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;
根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。
所述终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
终端发送UWB广播;
当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的场景测量帧时,统计所述场景测量帧中UWB信号的信号特征数据;
根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
所述信号特征数据包括首径幅度值和信号最大值;所述根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
判断所述首径幅度值和信号最大值之间的关系;
若所述首径幅度值小于所述信号最大值的0.8倍,则确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
所述当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离,包括:
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据计算空间飞行时间;
根据所述空间飞行时间计算终端与被测物之间的原始距离。
所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离之前,包括:
预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存;
所述修正公式为:
其中,ε为误差,d为障碍物厚度,θ1为信号在障碍物中的折射角,εr为障碍物的介电常数。
所述预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存,包括:
将所述d取值为4cm,所述cosθ1取值为1,所述εr取值为2.8;
将所述d、cosθ1、εr代入所述修正公式,计算得到所述预设修正参数为2.7cm,并保存。
所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离,包括:
计算所述原始距离与所述预设修正参数的差值,并将所述差值作为修正距离。
修正距离公式为:d'=C*T-2.7;其中,所述d'为修正距离,C为光速,T为空间飞行时间。
综上所述,本发明公开的一种UWB定位方法、终端及计算机可读存储介质,所述UWB定位方法包括:终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离。本发明通过判断被测物向终端发送的UWB信号是否穿过障碍物来对确定是否对原始距离进行修正,若需要修正,则利用预设修正参数进行修正,将障碍物的影响进行一定程度的去除,使得修正距离进一步地接近实际距离,减小了测量偏差,在一定程度上提高了定位精度。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种UWB定位方法,其特征在于,包括:
终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物;
若所述UWB信号穿过障碍物,则生成穿过障碍物的结果信息,并将所述结果信息发送至被测物;
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离;
根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离;
所述终端发送UWB广播,当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的UWB信号时,确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
终端发送UWB广播;
当终端接收到被测物对所述UWB广播反馈的场景测量帧时,统计所述场景测量帧中UWB信号的信号特征数据;
根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物;
所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离,包括:
计算所述原始距离与所述预设修正参数的差值,并将所述差值作为修正距离;
所述预设修正参数为UWB信号穿过障碍物的最小误差;
所述根据预设修正参数对所述原始距离进行修正,得到修正距离之前,包括:
预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存;
所述修正公式为:
其中,ε为误差,d为障碍物厚度,θ1为信号在障碍物中的折射角,εr为障碍物的介电常数。
2.根据权利要求1所述的UWB定位方法,其特征在于,所述信号特征数据包括首径幅度值和信号最大值;所述根据所述信号特征数据确定所述UWB信号是否穿过障碍物,包括:
判断所述首径幅度值和信号最大值之间的关系;
若所述首径幅度值小于所述信号最大值的0.8倍,则确定所述UWB信号是否穿过障碍物。
3.根据权利要求2所述的UWB定位方法,其特征在于,所述当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据得到终端与被测物之间的原始距离,包括:
当被测物根据所述结果信息反馈定位数据至终端时,终端根据所述定位数据计算空间飞行时间;
根据所述空间飞行时间计算终端与被测物之间的原始距离。
4.根据权利要求1所述的UWB定位方法,其特征在于,所述预先根据修正公式计算得到预设修正参数,并保存,包括:
将所述d取值为4cm,所述cosθ1取值为1,所述εr取值为2.8;
将所述d、cosθ1、εr代入所述修正公式,计算得到所述预设修正参数为2.7cm,并保存。
5.根据权利要求4所述的UWB定位方法,其特征在于,修正距离公式为:d'=C*T-2.7;其中,所述d'为修正距离,C为光速,T为空间飞行时间。
6.一种终端,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的UWB定位程序,所述UWB定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1~5任意一项所述的UWB定位方法的步骤。
7.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序能够被执行以用于实现如权利要求1~5任意一项所述的UWB定位方法的步骤。
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