CN113949987A - 一种定位方法、装置、基站和可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请属于室内定位领域，尤其涉及一种定位方法、装置、基站及可读存储介质，该方法包括：获取单基站中蓝牙天线采集的相位值；根据无线载波UWB，确定定位对象与基站的距离；根据相位值，确定定位对象相对基站的角度；基于定位对象与基站的角度和距离，对定位对象进行定位。即本申请通过单基站，即可对定位对象进行定位，降低了部署基站的难度，并且本申请通过获取单基站中蓝牙天线采集的相位值，即可确定定位对象相对基站的角度，通过无线载波UWB，即可确定定位对象与基站的距离，根据定位对象相对基站的角度和距离，对定位对象进行定位，提高定位的精准度。

Description

一种定位方法、装置、基站和可读存储介质
技术领域
本申请属于室内定位领域，尤其涉及一种定位方法、装置、基站和可读存储介质。
背景技术
现有室内定位方法常见的有WiFi定位，蓝牙的接收的信号强度指示(ReceivedSignal Strength Indication，RSSI)定位，蓝牙到达角(Arrive of Angle，AOA)定位，无线载波(超宽带载波)(Ultra Wide Band，UWB)定位，视频定位等。但是就实际部署来讲，单个的定位场景(如一间教室)都需要3台及以上的定位基站设备，无疑增加了部署难度和系统的成本，并且，利用3台以下的定位基站设备对定位对象进行定位时，会使定位不准确。
发明内容
本申请实施例提供一种定位方法、装置、基站和可读存储介质，旨在解决现有定位基站设备的部署难度大，且定位不准确的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种定位方法，包括：
获取单基站中蓝牙天线采集的相位值；
根据无线载波UWB，确定定位对象与所述基站的距离；
根据所述相位值，确定所述定位对象相对所述基站的角度；
基于所述定位对象与所述基站的角度和距离，对所述定位对象进行定位。
在第一方面一种可能的实现方式中，所述根据无线载波UWB，确定定位对象与所述基站的距离，包括：
确定所述单基站中UWB天线采集所述定位对象向所述基站广播信号时的时间值；所述UWB天线安装在所述基站中心位置；
基于所述时间值，确定所述定位对象与所述基站的距离。
其中，所述根据所述相位值，确定所述定位对象相对所述基站的角度，包括：
根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角，所述方位角为所述定位对象与所述基站中心的连线在基站上的投影，与所述基站自身坐标系的X轴的夹角；
根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的俯仰角，所述俯仰角为所述定位对象与所述基站中心的连线，与所述基站自身坐标系的X轴所在平面的夹角。
其中，所述蓝牙天线为阵列排列式结构；
对应地，所述根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角，包括：
根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角。
其中，根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角，包括：
根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与各组所述蓝牙天线的方位角；
若所述定位对象与各组所述蓝牙天线的方位角处于预设数值范围，则根据所述预设数值范围对应的预设公式，确定各组所述蓝牙天线检测的所述定位对象与所述基站的方位角；
对各组所述蓝牙天线检测的所述定位对象与所述基站的方位角进行均值处理，确定所述定位对象与所述基站的方位角。
其中，所述蓝牙天线为阵列排列式结构；
对应地，根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的俯仰角，包括：
根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与各组所述蓝牙天线的俯仰角；
对所述定位对象与各组所述蓝牙天线的俯仰角进行均值处理，确定所述定位对象与所述基站的俯仰角。
其中，所述基于所述定位对象与所述基站的角度和距离，对所述定位对象进行定位，包括：
基于所述定位对象与所述基站的方位角、俯仰角和距离，对所述定位对象进行定位。
第二方面，本申请实施例提供一种定位装置，包括：
获取模块，获取单基站中蓝牙天线采集的相位值；
第一确定模块，用于根据无线载波UWB，确定定位对象与所述基站的距离；
第二确定模块，用于根据所述相位值，确定所述定位对象相对所述基站的角度；
定位模块，用于基于所述定位对象与所述基站的角度和距离，对所述定位对象进行定位。
第三方面，本申请实施例提供一种基站，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如第一方面所述的定位方法。
第四方面，本申请实施例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，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的定位方法。
本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本申请通过获取单基站中蓝牙天线采集的相位值；根据无线载波UWB，确定定位对象与基站的距离；根据相位值，确定定位对象相对基站的角度；基于定位对象与基站的角度和距离，对定位对象进行定位。即本申请通过单基站，即可对定位对象进行定位，降低了部署基站的难度，并且本申请通过获取单基站中蓝牙天线采集的相位值，即可确定定位对象相对基站的角度，通过无线载波UWB，即可确定定位对象与基站的距离，根据定位对象相对基站的角度和距离，对定位对象进行定位，提高定位的精准度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例提供的定位方法的一种应用场景示意图；
图2是本申请一实施例提供的基站中天线辐射的仿真图；
图3是本申请一实施例提供的定位方法的流程示意图；
图4是本申请一实施例提供的一种确定定位对象与基站的距离的方法的流程示意图；
图5是本申请一实施例提供的确定时间值的示例图；
图6是本申请一实施例提供的另一种确定定位对象与基站的距离的方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种确定定位对象与基站的方位角的示例图；
图8是本申请实施例提供的另一种确定定位对象与基站的方位角的示例图；
图9是本申请实施例提供的另一种确定定位对象与基站的方位角的示例图；
图10是本申请一实施例提供的一种对定位对象进行定位的示例图；
图11是本申请实施例提供的一种定位装置的结构示意图；
图12是本申请实施例提供的基站的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述，在其它情况中，各个实施例中的具体技术细节可以互相参考，在一个实施例中没有描述的具体系统可参考其它实施例。
应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
在本申请说明书中描述的参考“本申请实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在另一些实施例中”、“本申请一实施例”、“本申请其他实施例”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
现有室内定位方法常见的有WiFi定位，蓝牙的接收的信号强度指示(ReceivedSignal Strength Indication，RSSI)定位，蓝牙到达角(Arrive of Angle，AOA)定位，无线载波(超宽带载波)(Ultra Wide Band，UWB)定位，视频定位等。但是就实际部署来讲，单个的定位场景(如一间教室)都需要3台及以上的定位基站设备，无疑增加了部署难度和系统的成本，并且，3台及以上的定位基站设备对定位对象的定位不准确。
为了解决上述缺陷，本申请的发明构思为：
本申请通过单基站，即可对定位对象进行定位，降低了部署基站的难度，并且本申请通过获取单基站中蓝牙天线采集的相位值，即可确定定位对象相对基站的角度，通过无线载波UWB，即可确定定位对象与基站的距离，根据定位对象相对基站的角度和距离，对定位对象进行定位，提高定位的精准度。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
请参考图1，图1是本申请一实施例提供的定位方法的一种应用场景示意图，为了方便说明，仅示出与本申请相关的部分。该应用场景包括：基站10，将该基站在定位场景(例如教室)进行部署时，只需部署单个，即可根据定位对象相对基站的角度和距离，对定位对象进行定位。
该基站10包括采集模块20和处理模块30。采集模块20用于采集定位定位对象的相关信息(例如相位值)，处理模块30用于根据采集模块采集的相关信息进行计算，根据计算结果，对定位对象进行定位。
采集模块20可以为天线板，天线板是一种电路板，天线板上安装有蓝牙天线211和UWB天线212，蓝牙天线211包括1组或多组，每组蓝牙天线包括3个天线，当然，本申请实施例中的蓝牙天线还可以为单个或2个，本申请实施例对蓝牙天线的数量不作限定。处理模块30可以根据蓝牙天线211采集的相关信息，计算定位对象相对该组蓝牙天线的角度。
在该应用场景中，当蓝牙天线包括多组时，蓝牙天线211可以为阵列排列式结构。本申请实施例中，阵列排列式可以为矩阵阵列，例如可以为3行3列、4行4列等。也可以为环形阵列，本申请实施例对阵列排列式的排列类型及排列数量不作限定，本申请实施例以矩阵阵列进行举例说明。
当矩阵阵列式排列结构包含4组蓝牙天线时即包含12个蓝牙天线时，将这12个蓝牙天线记为ANT1至ANT12。矩阵阵列可以为4行4列，第一行和第四行包含4个蓝牙天线，第二行和第三行包含2个蓝牙天线，且第二行和第三行中的2个蓝牙天线安装在第1列和第4列。第1行和第4行相邻蓝牙天线间距为d(d<λ，λ为蓝牙射频信号的波长，例如蓝牙射频信号为2.45GHz时对应λ＝6.12cm)，第2行和第3行相邻蓝牙天线间距为3d，第1列和第4列相邻蓝牙天线的间距为d，第2列和第4列相邻蓝牙天线的间距为3d。
该应用场景中，矩阵阵列式蓝牙天线211中每组蓝牙天线的启动与关闭由一个单刀三掷开关213进行控制，在利用矩阵阵列式蓝牙天线211对相位进行采集时，经过4个单刀三掷开关213的控制，由1个单刀四掷开关214合路到蓝牙模块215(例如蓝牙芯片)，通过蓝牙模块215实现阵列天线的相位采集，并将采集到的相位通过接口上传给处理模块30，该接口可以为通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitte，UART)接口。本申请实施例中，将单刀三掷开关213记为SP3T，将单刀四掷开关214记为SP4T。
该应用场景中，UWB天线212可安装在基站10的中心位置，例如可安装在矩阵阵列式蓝牙天线的中心位置，UWB天线212可以为锥形振子天线，以天线板背面的地平面为反射平面，实现定向高增益性能。
该UWB天线212连接UWB测距模块216上，通过测距模块216实现飞行时间值的采集，并将采集后的飞行时间值通过接口上传给处理模块30，该接口可以为串行外设接口(Serial Peripheral Interface，SPI)。
请参考图2，图2是本申请一实施例提供的基站中天线辐射的仿真图，由图2可知，该基站中的天线覆盖角度较宽，使得该基站适合吸顶安装。
处理模块30包含处理器，用于根据蓝牙模块215上传的相位计算定位对象相对基站的角度，以及根据测距模块216上传的飞行时间值计算定位对象相对基站的距离，进而实现对定位对象进行定位。
请参考图3，图3是本申请一实施例提供的定位方法的流程示意图。图3中的方法的执行主体可以为图1中的处理模块30。如图3所示，该方法包括：S301至S304。
S301、获取单基站中蓝牙天线采集的相位值。
具体的，定位对象中嵌入有蓝牙信标，蓝牙信标用于周期性的向周围环境广播具有频率和相位信息的调制信号，单基站中的蓝牙天线(例如阵列天线)接收到调制信号时，蓝牙芯片对调制信号进行解调，实现调制信号的相位采集，将采集到的相位通过UART上传给处理模块，处理模块即可获取单基站中蓝牙天线采集的相位值。
S302、根据无线载波UWB，确定定位对象与基站的距离。
具体的，定位对象中嵌入有标签，标签用于向周围环境广播无线载波UWB信号，单基站中的UWB天线接收到UWB信号时，测距模块通过UWB天线实现对飞行时间值的采集，并将采集后的飞行时间值通过SPI上传给处理模块，处理模块则根据UWB天线采集的无线载波UWB，确定定位对象与基站的距离。
请参考图4，图4是本申请一实施例提供的一种确定定位对象与基站的距离的方法的流程示意图。图4中的方法的执行主体可以为图1中的处理模块30。如图4所示，该方法包括：S401至S402。
S401、确定单基站中UWB天线采集定位对象向基站广播信号时的时间值。
具体的，本申请实施例中，UWB天线安装在基站中心位置。
本申请实施例中，处理器利用双向测距技术(Phase-Difference-of-Arrival，TWR)对基站中UWB天线采集定位对象向基站广播信号时的时间值进行确定。
请参考图5，图5是本申请一实施例提供的确定时间值的示例图，在图5中，定位对象A和单基站中的测距模块B均可发射UWB信号，并且在发射UWB信号时，均生成一条独立的时间戳。
定位对象A在其时间戳上的Tsp时刻发射请求性质的UWB信号，测距模块B接收该请求性质的信号的时刻在测距模块B的时间戳上记为Trp，经过Trsp时长的等待后，测距模块B在Tsr时刻发送响应性质的UW B信号，定位对象A在自己的时间戳Trr时刻接收该响应性质的信号，经过Trsp时长的等待后，在Tsf时刻再向测距模块B发射请求性质的UWB信号，测距模块B接收该请求性质的信号的时刻在测距模块B的时间戳上记为Trf。
处理模块根据上述获取的时间值，即可计算UWB信号在定位对象A和测距模块B的飞行时间T，本申请实施例所称的UWB信号在定位对象A和测距模块B的飞行时间T即为单基站中UWB天线采集定位对象向基站广播信号时的时间值。飞行时间T的计算公式如下：
T＝(2Trr-Tsp-2Tsr+Trp+Trf-Tsf)/4。
S402、基于时间值，确定定位对象与基站的距离。
具体的，本申请实施例中，根据S401中计算的时间值，即可确定定位对象与基站的距离S。S的计算公式如下：
S＝T*C。
其中，C代表光速。
S303、根据相位值，确定定位对象相对基站的角度。
具体的，请参考图6，图6是本申请一实施例提供的另一种确定定位对象与基站的距离的方法的流程示意图。图6中的方法的执行主体可以为图1中的处理模块30。如图6所示，该方法包括：S601至S602。
S601、根据相位值，确定定位对象与基站的方位角。
本申请实施中，当定位对象与基站处于同一水平面时，基站上只需安装2个蓝牙天线即可确定定位对象与基站的方位角，请参考图7，图7是本申请实施例提供的一种确定定位对象与基站的方位角的示例图。
在图7中，一个蓝牙天线安装在基站的中心位置O点处，另一个蓝牙天线安装在基站的A点处，两个蓝牙天线之间的距离为d(d<λ，λ为蓝牙射频信号的波长)。此时，定位对象与基站之间的方位角即为定位对象P与基站中线位置O点的连线PO与两个蓝牙天线的连线OA的夹角θ。
本申请实施例中，在确定定位对象与基站的方位角时，基站中O，A两点位置上的蓝牙天线接收到距离差为OA'。
具体的，令PA＝PA'，A'在PO上，∠PA'A≈90°，则距离差为：
OA'＝OA*cosθ。
本申请实施例中，在确定定位对象与基站的方位角时，基站中O，A两点位置上的蓝牙天线接收到的相位差为：
△φ＝φO-φA。
本申请实施例中，OA'<OA<λ，基站中O，A两点位置上的蓝牙天线接收到距离差与相位差之间的关系为(只考虑天线上方0<θ<180°)：
当0°<θ<90°时，该关系为：
OA'＝λ*△φ/(2π)。
当90°＜θ＜180°时，该关系为：
cos(180°-θ)＝-cosθ＝λ*(-△φ)/(2π)/OA。故cosθ＝λ*△φ/(2π)/OA。
本申请实施例中，蓝牙天线间的距离OA＝5λ/12。
在一些实施例中，2.5GHz对应波长12cm，即蓝牙天线间的距离OA取5cm。
因此，cosθ＝λ*△φ/(2π)/OA可简化为：
cosθ＝1.2△φ/π。
本申请实施例中，当定位对象与基站处于同一水平面时，确定定位对象与基站的方位角为：
θ＝arccoss1.2△φ/π。
本申请实施例中，当定位对象与基站不处于同一水平面时，则需要利用各组蓝牙天线确定定位对象与基站的角度，该角度包括空间方位角和空间俯仰角。确定该方位角时，即可用一组蓝牙天线进行确定，也可用阵列式蓝牙天线进行确定。当用一组蓝牙天线进行确定时，该组蓝牙天线包括三个蓝牙天线，将这三个蓝牙天线分别记为A、B、O。
请参考图8，图8是本申请实施例提供的另一种确定定位对象与基站的方位角的示例图。在图8中，O蓝牙天线安装在基站中心位置O点处，A和B蓝牙天线分别安装在基站的位置A和位置B处，其中，OA和OB之间的距离为d。此时，本申请实施例中的方位角为定位对象P与基站中心O的连线PO在基站上的投影P'O，与基站自身坐标系的X轴的夹角ɑ。
本申请实施例中的俯仰角为定位对象P与基站中心O的连线PO，与基站自身坐标系的X轴所在平面的夹角β。
本申请实施中，基站自身坐标系是以O点为坐标原点，OA方向为X轴正方向，OB方向为Y轴正方向，OC方向为Z轴正方向。
根据上述实施例中，计算的定位对象P与基站中线位置O点的连线PO与两个蓝牙天线的连线OA的夹角θ公式：
cosθ＝1.2△φ/π。
可知：
定位对象P与基站中线位置O点的连线PO与蓝牙天线O与蓝牙天线A的连线OA的夹角θa为：
cosθa＝1.2△φa/π。
其中，△φa为φO-φa。
定位对象P与基站中线位置O点的连线PO与蓝牙天线O与蓝牙天线B的连线OB的夹角θb为：
cosθb＝1.2△φb/π。
其中，△φb为φO-φb。
本申请实施例中，根据立体几何里的“立平斜”定理可知：
cosθa＝cosɑ*cosβ。
cosθb＝sinɑ*cosβ。
两式相除可得：
tanɑ＝cosθb/cosθa。
根据公式：
sin2ɑ+cos2ɑ＝1。
可得方位角为：
ɑ＝arctan(△φb/△φa)(0<θb<π/2)。
ɑ＝arctan(△φb/△φa)+π(π>θb>π/2)。
可得俯仰角为：
β＝arccos(sqrt(cos2θb+cos2θa))＝arccos(1.2*sqrt(φb2+φa2)/π)。
本申请实施例中，确定定位对象与基站的方位角时，可以采用阵列式蓝牙天线进行确定，本申请实施例中阵列式蓝牙天线为矩阵阵列式排列结构，该结构中蓝牙天线的安装方式及排列顺序在上述实施例中已叙述，此处不再赘述。
请参考图9，图9是本申请实施例提供的另一种确定定位对象与基站的方位角的示例图。在图9中，矩阵阵列式排列结构包括4组蓝牙天线，第1组蓝牙天线包括ANT1至ANT3，第2组蓝牙天线包括ANT4至ANT6，第3组蓝牙天线包括ANT7至ANT9，第4组蓝牙天线包括ANT10至ANT12。
本申请实施例中，基站自身的坐标系以O点为原点，以OA方向为X轴正方向，以OB方向为Y轴正方向，以OC方向为Z轴正方向。
本申请实施例中，每组蓝牙天线都有其自身的坐标系，每组蓝牙天线的坐标系均以中间编号的蓝牙天线的中心位置为原点，例如以ANT2、ANT5、ANT8和ANT11的中心位置为原点。其中，第3组蓝牙天线的坐标系的X、Y和Z轴方向与基站自身的坐标系的方向相同，第三组蓝牙天线的坐标系绕基站原点顺时针旋转90°可得第四组蓝牙天线的坐标系，第四组蓝牙天线的坐标系绕基站原点顺时针旋转90°可得第一组蓝牙天线的坐标系，第一组蓝牙天线的坐标系绕基站原点顺时针旋转90°可得第二组蓝牙天线的坐标系。
本申请实施例中，根据阵列排列式结构中各组蓝牙天线采集的相位值，确定定位对象与基站的方位角。
具体的，本申请实施例中，可以根据阵列排列式结构中各组蓝牙天线采集的相位值，确定定位对象与各组蓝牙天线的方位角。
其中，第1组蓝牙天线测出的方位角记为ɑ1，俯仰角记为β1，第2组蓝牙天线测出的方位角记为ɑ2，俯仰角记为β2，第3组蓝牙天线测出的方位角记为ɑ3，俯仰角记为β3，第4组蓝牙天线测出的方位角记为ɑ4，俯仰角记为β4。
本申请实施例中，将各组蓝牙天线采集的相位值分别代入公式：
ɑ＝arctan(△φb/△φa)(0<θb<π/2)。
ɑ＝arctan(△φb/△φa)+π(π>θb>π/2)。
即可计算出定位对象与各组蓝牙天线的方位角ɑ1、ɑ2、ɑ3和ɑ4。
本申请实施例中，若定位对象与各组蓝牙天线的方位角处于预设数值范围，则根据预设数值范围对应的预设公式，确定各组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
由于第3组的坐标系与基站自身坐标系的方向相同，所以利用第3组蓝牙天线采集到相位值，即可确定第三组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
第1、2、4组的坐标系与基站自身坐标系的方向不同，因此，在利用第1、2和4组蓝牙天线采集到相位值时，需要进行坐标转换，才能确定第1、2和4组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
具体的，若ɑ1＜180°，则根据ɑ1'＝ɑ1+180°，确定ɑ1'。其中，ɑ1'为第一组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
若ɑ1＞180°，则根据ɑ1'＝ɑ1-180°，确定ɑ1'。
若ɑ2＜90°，则根据ɑ2'＝ɑ2+270°，确定ɑ2'。其中，ɑ2'为第二组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
若ɑ2＞90°，则根据ɑ2'＝ɑ2-180°，确定ɑ2'。
若ɑ4＜270°，则根据ɑ4'＝ɑ4+90°，确定ɑ4'。其中，ɑ4'为第二组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
若ɑ4＞270°，则根据ɑ4'＝ɑ4-270°，确定ɑ4'。
本申请实施例中，对各组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角进行均值处理，确定定位对象与基站的方位角。
具体的，定位对象与基站的方位角记为ɑ。ɑ可由下述公式进行计算：
ɑ＝(ɑ1'+ɑ2'+ɑ3+ɑ4')/4。
S602、根据相位值，确定定位对象与基站的俯仰角。
具体的，根据阵列排列式结构中各组蓝牙天线采集的相位值，确定定位对象与各组蓝牙天线的俯仰角。
本申请实施例中，β1、β2、β3和β4即为定位对象与各组蓝牙天线的俯仰角。在计算时，可根据上述实施例中的公式进行计算：
β＝arccos(sqrt(cos2θb+cos2θa))＝arccos(1.2*sqrt(φb2+φa2)/π)。
对定位对象与各组蓝牙天线的俯仰角进行均值处理，确定定位对象与基站的俯仰角。
本申请实施例中，定位对象与基站的俯仰角记为β。β可由下述公式进行计算：
β＝(β1+β2+β3+β4)/4。
S304、基于定位对象与基站的角度和距离，对定位对象进行定位。
具体的，基于定位对象与基站的方位角、俯仰角和距离，对定位对象进行定位。
本申请实施例中，通过S302计算出的距离S，以及S303计算出的ɑ和β'，即可计算出定位对象在空间坐标系(球体坐标系)中的坐标。
请参考图10，图10是本申请一实施例提供的一种对定位对象进行定位的示例图。
图10中球体坐标系的方向与图8中坐标系的方向一致。
本申请实施例中，X轴上的坐标可用以下公式进行表示：
X＝S*cosβ*cosɑ。
Y轴上的坐标可用以下公式进行表示：
Y＝S*cosβ*sinɑ。
Z轴上的坐标可用以下公式进行表示：
Z＝S*sinβ。
计算出定位对象在空间坐标系(球体坐标系)中的坐标之后，即可实现对定位对象进行定位。
综上所述，本申请本申请通过单基站，即可对定位对象进行定位，降低了部署基站的难度，并且本申请通过获取单基站中蓝牙天线采集的相位值，即可确定定位对象相对基站的角度，通过无线载波UWB，即可确定定位对象与基站的距离，根据定位对象相对基站的角度和距离，对定位对象进行定位，提高定位的精准度。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
请参考图11，图11是本申请实施例提供的一种定位装置的结构示意图，包括：
获取模块110，获取单基站中蓝牙天线采集的相位值。
第一确定模块111，用于根据无线载波UWB，确定定位对象与基站的距离。
第二确定模块112，用于根据相位值，确定定位对象相对基站的角度；
定位模块113，用于基于定位对象与基站的角度和距离，对定位对象进行定位。
第一确定模块111，还用于确定单基站中UWB天线采集定位对象向基站广播信号时的时间值；UWB天线安装在基站中心位置。
基于时间值，确定定位对象与基站的距离。
第二确定模块112，还用于根据相位值，确定定位对象与基站的方位角，方位角为定位对象与基站中心的连线在基站上的投影，与基站自身坐标系的X轴的夹角。
根据相位值，确定定位对象与基站的俯仰角，俯仰角为定位对象与基站中心的连线，与基站自身坐标系的X轴所在平面的夹角。
第二确定模块112，还用于根据阵列排列式结构中各组蓝牙天线采集的相位值，确定定位对象与基站的方位角。
第二确定模块112，还用于根据阵列排列式结构中各组蓝牙天线采集的相位值，确定定位对象与各组蓝牙天线的方位角。
若定位对象与各组蓝牙天线的方位角处于预设数值范围，则根据预设数值范围对应的预设公式，确定各组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角。
对各组蓝牙天线检测的定位对象与基站的方位角进行均值处理，确定定位对象与基站的方位角。
第二确定模块112，还用于根据阵列排列式结构中各组蓝牙天线采集的相位值，确定定位对象与各组蓝牙天线的俯仰角。
对定位对象与各组蓝牙天线的俯仰角进行均值处理，确定定位对象与基站的俯仰角。
定位模块113，还用于基于定位对象与基站的方位角、俯仰角和距离，对定位对象进行定位。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
如图12所示，本申请实施例还提供一种基站500，包括存储器21、处理器22以及存储在存储器21中并可在处理器22上运行的计算机程序23，处理器22执行计算机程序23时实现上述各实施例的定位方法。
所述处理器22可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器21可以是基站500的内部存储单元。所述存储器21也可以是基站500的外部存储设备，例如基站500上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器21还可以既包括基站500的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器21用于存储计算机程序以及基站500所需的其他程序和数据。存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各实施例的定位方法。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在移动终端上运行时，使得移动终端执行时实现上述各实施例的定位方法。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读存储介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/基站的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读存储介质不可以是电载波信号和电信信号。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本申请实施例方案的目的。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
获取单基站中蓝牙天线采集的相位值；
根据无线载波UWB，确定定位对象与所述基站的距离；
根据所述相位值，确定所述定位对象相对所述基站的角度；
基于所述定位对象与所述基站的角度和距离，对所述定位对象进行定位。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据无线载波UWB，确定定位对象与所述基站的距离，包括：
确定所述单基站中UWB天线采集所述定位对象向所述基站广播信号时的时间值；所述UWB天线安装在所述基站中心位置；
基于所述时间值，确定所述定位对象与所述基站的距离。
3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述相位值，确定所述定位对象相对所述基站的角度，包括：
根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角，所述方位角为所述定位对象与所述基站中心的连线在基站上的投影，与所述基站自身坐标系的X轴的夹角；
根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的俯仰角，所述俯仰角为所述定位对象与所述基站中心的连线，与所述基站自身坐标系的X轴所在平面的夹角。
4.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述蓝牙天线为阵列排列式结构；
对应地，所述根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角，包括：
根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角。
5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于，根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与所述基站的方位角，包括：
根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与各组所述蓝牙天线的方位角；
若所述定位对象与各组所述蓝牙天线的方位角处于预设数值范围，则根据所述预设数值范围对应的预设公式，确定各组所述蓝牙天线检测的所述定位对象与所述基站的方位角；
对各组所述蓝牙天线检测的所述定位对象与所述基站的方位角进行均值处理，确定所述定位对象与所述基站的方位角。
6.根据权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述蓝牙天线为阵列排列式结构；
对应地，根据所述相位值，确定所述定位对象与所述基站的俯仰角，包括：
根据所述阵列排列式结构中各组所述蓝牙天线采集的相位值，确定所述定位对象与各组所述蓝牙天线的俯仰角；
对所述定位对象与各组所述蓝牙天线的俯仰角进行均值处理，确定所述定位对象与所述基站的俯仰角。
7.根据权利要求1至6任一项所述的定位方法，其特征在于，所述基于所述定位对象与所述基站的角度和距离，对所述定位对象进行定位，包括：
基于所述定位对象与所述基站的方位角、俯仰角和距离，对所述定位对象进行定位。
8.一种定位装置，其特征在于，包括：
获取模块，获取单基站中蓝牙天线采集的相位值；
第一确定模块，用于根据无线载波UWB，确定定位对象与所述基站的距离；
第二确定模块，用于根据所述相位值，确定所述定位对象相对所述基站的角度；
定位模块，用于基于所述定位对象与所述基站的角度和距离，对所述定位对象进行定位。
9.一种基站，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的定位方法。
10.一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，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至7任一项所述的定位方法。
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