CN113965989A - 定位方法、设备、系统及存储介质 - Google Patents

定位方法、设备、系统及存储介质 Download PDF

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CN113965989A CN202111223707.5A CN202111223707A CN113965989A CN 113965989 A CN113965989 A CN 113965989A CN 202111223707 A CN202111223707 A CN 202111223707A CN 113965989 A CN113965989 A CN 113965989A
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Abstract

本发明公开了定位方法、设备、系统及存储介质，预先在定位区域设有至少一个包括四个超宽带基站的超宽带基站组合，超宽带基站组合与终端设备进行通信，定位区域中设有至少一个参考位置，该方法包括：获取终端设备广播的定位信号到达每个超宽带基站的信号参数；从获取的信号参数中选取目标信号参数，目标信号参数为定位信号到达参考位置所在直线上每个超宽带基站的信号参数；根据参考位置对应的预设信号参数和目标信号参数，获取终端设备相对于参考位置的偏差信息；根据偏差信息确定终端设备所在的位置。本发明解决了超宽带技术实现定位受环境中障碍物的影响，导致待测物体定位不准确的技术问题，提高了终端设备定位的准确度。

Description

定位方法、设备、系统及存储介质
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及一种定位方法、设备、系统及存储介质。
背景技术
UWB(Ultra Wideband)是一种无载波通信技术，也称为超宽带技术，其是一种全新的、与传统通信技术有极大差异的通信新技术。超宽带技术具有高精度、兼容性强、效率高等技术优点，其在定位方面尤其定位较其他定位方式(如蓝牙、ZigBee、RFID)等具有诸多优势，因此，超宽带技术被人们广泛应用于定位。
目前，超宽带技术实现室内定位受环境中障碍物的影响较大，例如，在室内定位中，由于实体墙的阻隔，使得环境中待测物体变化带来的信号衰减较大，从而造成待测物体的定位信号捕捉不准确，导致待测物体定位不准确。
发明内容
本申请实施例通过提供一种定位方法、设备、系统及存储介质，旨在解决超宽带技术实现定位受环境中障碍物的影响，导致待测物体定位不准确的技术问题。
本申请实施例提供了一种定位方法，所述定位方法应用于终端设备，所述终端设备与至少一个超宽带基站组合进行通信，其中，每个所述超宽带基站组合包括四个超宽带基站，在每个所述超宽带基站组合设置于定位区域时，所述定位区域中还设置有至少一个参考位置，所述参考位置位于每个所述超宽带基站组合中两两所述超宽带基站之间连线所形成的直线的交点上，所述参考位置存储于所述终端设备，所述定位方法包括：
获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数；
从获取的所述信号参数中选取目标信号参数，所述目标信号参数为所述定位信号到达所述参考位置所在直线上每个所述超宽带基站的信号参数；
根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息；
根据所述偏差信息确定所述终端设备所在的位置获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数。
在一实施例中，所述信号参数包括所述定位信号到达每个所述超宽带基站的传输时间，所述获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数的步骤包括：
获取每个所述超宽带基站接收到所述定位信号的接收时间以及所述终端设备广播所述定位信号的广播时间；
根据所述接收时间和所述广播时间确定所述传输时间。
在一实施例中，所述根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息的步骤包括：
根据所述参考位置对应的预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第一时间均方根和第二时间均方根；
根据所述第一时间均方根和所述第二时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第三时间均方根和第四时间均方根；
根据所述第三时间均方根和所述第四时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
在一实施例中，所述信号参数还包括所述定位信号的信号强度，所述根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息的步骤，还包括：
根据所述参考位置对应的预设信号强度和所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第一信号强度均方根和第二信号强度均方根；
根据所述第一信号强度均方根和所述第二信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设信号强度和所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第三信号强度均方根和第四信号强度均方根；
根据所述第三信号强度均方根和所述第四信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
在一实施例中，根据所述偏差信息确定所述终端设备所在的位置的步骤包括：
获取所述参考位置对应的偏差信息区间和所述超宽带基站组合的组合数量；
在所述组合数量为单个，且所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息均在所述参考位置对应的偏差信息区间内时，将所述参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
在一实施例中，所述获取所述参考位置对应的偏差信息区间和所述超宽带基站组合的组合数量的步骤之后，还包括：
在所述组合数量为多个时，获取所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息所在的偏差信息区间的区间数量；
在所述区间数量为单个时，将所述偏差信息区间对应的参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
在一实施例中，所述在所述组合数量为多个时，获取所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息所在的偏差信息区间的区间数量的步骤之后，还包括：
在所述区间数量为多个时，获取所有偏差信息区间的交集；
根据所述交集确定所述终端设备所在的位置。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种终端设备包括：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定位程序，所述定位程序被所述处理器执行时实现上述的定位方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种定位系统，包括：
终端设备；
至少一个超宽带基站组合，包括四个超宽带基站，所述超宽带基站组合与所述终端设备通信连接；
其中，在每个所述超宽带基站组合设置于定位区域时，所述定位区域中还设置有至少一个参考位置，所述参考位置位于每个所述超宽带基站组合中两两所述超宽带基站之间连线所形成的直线的交点上，所述参考位置存储于所述终端设备。
此外，为实现上述目的，本发明还提供了一种存储介质，其上存储有定位程序，所述定位程序被处理器执行时实现上述的定位方法的步骤。
本申请实施例中提供的一种定位方法、设备、系统及存储介质的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用预先在定位区域设置至少一个超宽带基站组合，至少一个超宽带基站组合与终端设备进行通信，每个超宽带基站组合包括四个超宽带基站，定位区域中设置有至少一个参考位置，参考位置预先存储于终端设备，对终端设备进行定位时，获取终端设备广播的定位信号到达每个超宽带基站的信号参数，从获取的信号参数中选取目标信号参数，目标信号参数为定位信号到达参考位置所在直线上每个超宽带基站的信号参数，根据参考位置对应的预设信号参数和目标信号参数，获取终端设备相对于参考位置的偏差信息，根据偏差信息确定终端设备所在的位置的技术方案，通过基站组合的形式形成了多个基站组合同时对终端设备进行定位，解决了超宽带技术实现定位受环境中障碍物的影响，导致待测物体定位不准确的技术问题，提高了终端设备定位的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图；
图2为本发明单个超宽带基站组合的示意图；
图3为本发明定位方法第一实施例的流程示意图；
图4为本发明定位方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明定位方法第三实施例的流程示意图；
图6为本发明本发明多个超宽带基站组合的示意图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的结构示意图。
需要说明的是，图1即可为终端设备的硬件运行环境的结构示意图。
作为一种实现方式，可以如图1所示，本发明实施例方案涉及的是终端设备，所述终端设备包括：处理器1001，例如CPU，存储器1002，通信总线1003。其中，通信总线1003用于实现这些组件之间的连接通信。
存储器1002可以是高速RAX存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatileXeXory)，例如磁盘存储器。如图1所示，作为一种存储介质的存储器1002中可以包括定位程序；而处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数；
从获取的所述信号参数中选取目标信号参数，所述目标信号参数为所述定位信号到达所述参考位置所在直线上每个所述超宽带基站的信号参数；
根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息；
根据所述偏差信息确定所述终端设备所在的位置。
进一步的，所述信号参数包括所述定位信号到达每个所述超宽带基站的传输时间，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
获取每个所述超宽带基站接收到所述定位信号的接收时间以及所述终端设备广播所述定位信号的广播时间；
根据所述接收时间和所述广播时间确定所述传输时间。
进一步的，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
根据所述参考位置对应的预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第一时间均方根和第二时间均方根；
根据所述第一时间均方根和所述第二时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第三时间均方根和第四时间均方根；
根据所述第三时间均方根和所述第四时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
进一步的，所述信号参数还包括所述定位信号的信号强度，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
根据所述参考位置对应的预设信号强度和所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第一信号强度均方根和第二信号强度均方根；
根据所述第一信号强度均方根和所述第二信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设信号强度和所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第三信号强度均方根和第四信号强度均方根；
根据所述第三信号强度均方根和所述第四信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
进一步的，所述信号参数还包括所述定位信号的信号强度，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
获取所述参考位置对应的偏差信息区间和所述超宽带基站组合的组合数量；
在所述组合数量为单个，且所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息均在所述参考位置对应的偏差信息区间内时，将所述参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
进一步的，所述信号参数还包括所述定位信号的信号强度，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
在所述组合数量为多个时，获取所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息所在的偏差信息区间的区间数量；
在所述区间数量为单个时，将所述偏差信息区间对应的参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
进一步的，所述信号参数还包括所述定位信号的信号强度，处理器1001可以用于调用存储器1002中存储的定位程序，并执行以下操作：
在所述区间数量为多个时，获取所有偏差信息区间的交集；
根据所述交集确定所述终端设备所在的位置。
本发明实施例提供了定位方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，该定位方法应用于定位，例如室内定位。
如图2和图3所示，在本申请的第一实施例中，本申请的定位方法，应用于终端设备，终端设备与至少一个超宽带基站组合进行通信，也就是终端设备与至少一个超宽带基站组合互相进行数据交互。其中，终端设备包括智能手机、智能手环、智能手表等一类可穿戴智能设备，终端设备上搭载有用于定位显示的应用程序，可以显示携带该终端设备的用户的位置信息。每个超宽带基站组合包括四个超宽带基站，在每个超宽带基站组合预先设置于定位区域时，定位区域中还预先设置有至少一个参考位置，且每个参考位置存储于终端设备中。参考位置位于每个超宽带基站组合中两两超宽带基站之间连线所形成的直线的交点上。超宽带基站也称为UWB基站，本实施以及下述各个实施将超宽带基站简称为基站。
图2中，A、B、C和D分别表示一个超宽带基站，即基站A、基站B、基站C和基站D，且基站A、基站B、基站C和基站D为一个超宽带基站组合，基站A、基站B、基站C和基站D分别与终端设备进行通信(终端设备未画出)，基站A、基站B、基站C和基站设置在定位区域之后，基站B和基站A连线所在的直线BA与基站D和基站C连线所在的直线DC相交于M点；M点就是一个参考位置，记为参考位置M，即参考位置M在直线BA和直线DC上，基站C和基站A连线所在的直线CA与基站D和基站B连线所在的直线DB相交于N点，N点就是一个参考位置，记为参考位置N，即参考位置N在直线CA和直线DB上；基站B和基站C连线所在的直线BC与基站A和基站D连线所在的直线AD相交于L点，L点就是一个参考位置，记为参考位置L即参考位置L在直线BC和直线AD上，P表示终端设备，此时的终端设备可以理解为处于定位区域中的待测目标，终端设备自身携带有UWB标签，可以向外广播定位信，也就是向外发送定位信号，定位信号可以理解为定位信标信号，基站可以接到终端设备广播的定位信号。
具体的，所述定位方法包括以下步骤：
步骤S210：获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数。
本实施例中，用户携带终端设备处于设置有超宽带基站组合的定位区域中时，终端设备向外广播定位信号，定位信号可以到达每个基站，定位区域中的各个基站接收该定位信号，同时各个基站检测出各自接收到的该定位信号的信号参数，各个基站上传各自检测出的信号参数给终端设备，终端设备获取各个基站检测出的同一定位信号的信号参数，也就是终端设备可以获取到自身广播的定位信号到达每个基站的信号参数。其中，信号参数包括定位信号到达每个基站的传输时间和/或定位信号的信号强度。
步骤S220：从获取的所述信号参数中选取目标信号参数。
本实施例中，终端设备获取到各个基站检测出的同一定位信号的信号参数之后，然后从获取的信号参数中选取目标信号参数，目标信号参数为定位信号到达参考位置所在直线上每个基站的信号参数。参考图2，假设定位区域中设置了一个超宽带基站组合，即包括基站A、基站B、基站C和基站D，终端设备发出定位信号P之后，基站A、基站B、基站C和基站D分别检测出的定位信号P的信号参数表示为参数A、参数B、参数C和参数D，终端设备获取到参数A、参数B、参数C和参数D之后，从参数A、参数B、参数C和参数D中选取目标信号参数。由于该定位区域中存在参考位置M、参考位置N和参考位置L三个参考位置，则目标信号参数包括三组，分别是：
第一组目标信号参数包括参考位置M所在直线上每个基站测得的定位信号P的信号参数，即直线BA上基站B测得的定位信号P的参数B、基站A测得的定位信号P的参数A以及直线DC上基站D测得的定位信号P的参数D、基站C测得的定位信号P的参数C。
第二组目标信号参数包括参考位置N所在直线上每个基站测得的定位信号P的信号参数，即直线CA上基站C测得的定位信号P的参数C、基站A测得的定位信号P的参数A以及直线DB上基站D测得的定位信号P的参数D、基站B测得的定位信号P的参数B。
第三组目标信号参数包括参考位置L所在直线上每个基站测得的定位信号P的信号参数，即直线BC上基站B测得的定位信号P的参数B、基站C测得的定位信号P的参数C以及直线AD上基站A测得的定位信号P的参数A、基站D测得的定位信号P的参数D。
步骤S230：根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息。
步骤S240：根据所述偏差信息确定所述终端设备所在的位置。
本实施中，在定位区域中设置基站之后，并在终端设备中预先保存了携带UWB标签的设备从各个参考位置分别广播定位信号时，各个基站就各个参考位置发送的定位信号测得的信号参数。参考图2，在定位区域中设置参考位置M、参考位置N和参考位置L之后，在参考位置M处放置一个携带UWB标签的设备1，设备1发出定位信号1，基站A、基站B、基站C和基站D分别检测出定位信号1的信号参数，记为参数A1、参数B1、参数C1和参数D1，保存参数A1、参数B1、参数C1和参数D1至终端设备，同理，在参考位置N处放置一个携带UWB标签的设备2以及在参考位置L处放置一个携带UWB标签的设备3，将基站A、基站B、基站C和基站D分别检测出的设备2以及设备3发出的定位信号的信号参数保存到终端设备。其中，预先保存在终端设备中的每个参考位置所在直线上每个基站测得的信号参数可以理解为一组预设信号参数。
获取到目标信号参数之后，从保存的预设信号参数中选取参考位置对应的预设信号参数。假设，图2中的定位区域内只有两个参考位置，即参考位置M和参考位置L，目标信号参数一组是参考位置M所在直线BA上基站B测得的定位信号P的参数B、基站A测得的定位信号P的参数A以及直线DC上基站D测得的定位信号P的参数D、基站C测得的定位信号P的参数C，目标信号参数另一组是参考位置L所在直线BC上基站B测得的定位信号P的参数B、基站C测得的定位信号P的参数A以及直线AD上基站A测得的定位信号P的参数A、基站D测得的定位信号P的参数D。那么，预设信号参数一组是参考位置M所在直线BA上基站B和基站A分别测得的设备1发出定位信号1的信号参数以及直线DC上基站D和基站C分别测得的设备1发出定位信号1的信号参数；预设信号参数另一组是参考位置L所在直线BC上基站B和基站C分别测得的设备3发出定位信号3的信号参数以及直线AD上基站A和基站D分别测得的设备3发出定位信号3的信号参数。
进一步的，一般情况定位区域中会设置一个或多个超宽带基站组合，如此定位区域中会包括多个参考位置，在进行定位时，会先通过一个超宽带基站组合对终端设备进行定位，如果当前的超宽带基站组合无法确定终端设备的位置，则更换另一个超宽带基站组合对终端设备进行定位。其中，在通过每个超宽带基站组合对终端设备进行定位时，先通过属于当前超宽带基站组合中的参考位置对终端设备进行定位，如果当前超宽带基站组合中其中的一个参考位置无法对终端设备进行定位，则更换下一个参考位置对终端设备进行定位，如果当前超宽带基站组合中的所有参考位置无法对终端设备进行定位时，需要更换另一个超宽带基站组合对终端设备进行定位。在所有的超宽带基站组合中存在多个超宽带基站组合均可以对终端设备进行定位，则根据多个超宽带基站组合的交集对终端设备进行定位。
进一步的，在测得每组预设信号参数之后，预先设置了每组预设信号参数的偏差信息区间，然后将每组预设信号参数的偏差信息区间与对应的参考位置进行关联，即在确定参考位置之后，可获取到参考位置关联的偏差信息区间。具体的，将获取到的目标信号参数和预设信号参数做差，得到终端设备相对于参考位置的偏差信息，然后根据偏差信息确定终端设备所在的位置。假设图2中还存在基站E和基站F，即定位区域中还存在基站A、基站B、基站E和基站F形成的超宽带基站组合以及基站C、基站D、基站E和基站F形成的超宽带基站组合。如果目标信号参数与参考位置M对应的预设信号参数所得到的偏差信息M，在参考位置M对应的偏差信息区间内，则将参考位置M确定为终端设备所在的位置。如果偏差信息M不在参考位置M对应的偏差信息区间内，则获取目标信号参数与参考位置N对应的预设信号参数所得到的偏差信息N，如果偏差信息N不在参考位置N对应的偏差信息区间内，则获取目标信号参数与参考位置L对应的预设信号参数所得到的偏差信息L，如果偏差信息N不在参考位置N对应的偏差信息区间内，更换下一个超宽带基站组合，例如更换为基站C、基站D、基站E和基站F形成的超宽带基站组合。更换超宽带基站组合之后，如果存在两个或者两个以上的超宽带基站组合也确定出了终端设备所在的位置，则将两个或者两个以上的超宽带基站组合中存在交集的参考位置作为终端设备所在的位置。
本实施例根据上述技术方案，通过基站组合的形式形成了多个基站组合同时根据定位信号的信号强度和/或时间对终端设备进行定位，不仅计算简单，还可以排除环境中障碍物(如实体墙的阻隔)对参数的影响，有利于提高终端设备定位的准确度。
如图4所示，在本申请的第二实施例中，信号参数包括所述定位信号到达每个所述超宽带基站的传输时间，所述传输时间也就是定位信号的从终端设备飞行到基站的飞行时间，基于第一实施例步骤S210包括以下步骤：
步骤S211：获取每个所述超宽带基站接收到所述定位信号的接收时间以及所述终端设备广播所述定位信号的广播时间。
步骤S212：根据所述接收时间和所述广播时间确定所述传输时间。
本实施例中，终端设备广播定位信号之后，定位信号会携带其从终端设备广播时的广播时间，各个基站接收到该定位信号之后，分别记录有接收到该定位信号的接收时间，每个基站测得的该定位信号的传输时间为每个基站接收到该定位信号的接收时间与终端设备携带的广播时间的差。如果终端设备携带的广播时间是Tout，接收时间是Tin，传输时间是T，则T＝Tin-Tout。其中，没有定位前终端设备所在的位置是未知的，终端设备与各个基站的之间距离不一定都是相同的，即终端设备的定位信号到达各个基站的传输时间不一定都相同，可能均不相同，也可能部分相同，部分不相同。
进一步的，基于第一实施例和第二实施步骤S230包括以下步骤：
根据所述参考位置对应的预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第一时间均方根和第二时间均方根；
根据所述第一时间均方根和所述第二时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第三时间均方根和第四时间均方根；
根据所述第三时间均方根和所述第四时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
本实施例中，信号参数包括所述定位信号到达每个所述超宽带基站的传输时间时，终端设备相对于参考位置的偏差信息包括第一偏差信息和第二偏差信息。参考图2，图中存在3个参考位置，终端设备P所在的位置相对于参考位置M、参考位置N和参考位置L均存在偏差信息，所以需要计算3个参考位置中终端设备P所在的位置相对于每个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息。
具体的，终端设备中存储的定位信号分别从参考位置M、参考位置N和参考位置L到达基站A、基站B、基站C和基站D的预设传输时间为：TAM、TBM、TCM、TDM、TAN、TCN、TBN、TDN、TAL、TDL、TBL和TCL；终端设备P的定位信号分别到达基站A、基站B、基站C和基站D的传输时间为：TAP、TBP、TCP、TDP。
终端设备P所在的位置相对于参考位置M的第一偏差信息表示为R1，终端设备P所在的位置相对于参考位置M的第二偏差信息表示为R2，由于参考位置M所在直线包括直线BA和直线DC，直线BA上有基站B和基站A，直线DC上有基站D和基站C，则R1和R2具体如下：
Figure BDA0003308732060000141
Figure BDA0003308732060000142
其中，
Figure BDA0003308732060000143
表示第一时间均方根，
Figure BDA0003308732060000144
表示第二时间均方根，
Figure BDA0003308732060000145
表示第三时间均方根，
Figure BDA0003308732060000146
表示第四时间均方根。
与R1和R2的计算方式同理，终端设备P所在的位置相对于参考位置N的第一偏差信息表示为R3，终端设备P所在的位置相对于参考位置N的第二偏差信息表示为R4，由于参考位置N所在直线包括直线CA和直线DB，直线CA上有基站C和基站A，直线DB上有基站D和基站B，则R3和R4具体如下：
Figure BDA0003308732060000147
Figure BDA0003308732060000148
与R1和R2的计算方式同理，终端设备P所在的位置相对于参考位置L的第一偏差信息表示为R5，终端设备P所在的位置相对于参考位置L的第二偏差信息表示为R6，由于参考位置L所在直线包括直线BC和直线AD，直线BC上有基站B和基站C，直线AD上有基站A和基站D，则R5和R6具体如下：
Figure BDA0003308732060000151
Figure BDA0003308732060000152
进一步的，信号参数包括所述定位信号的信号强度时，基于第一实施例步骤S230还包括以下步骤：
根据所述参考位置对应的预设信号强度和所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第一信号强度均方根和第二信号强度均方根；
根据所述第一信号强度均方根和所述第二信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设信号强度和所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第三信号强度均方根和第四信号强度均方根；
根据所述第三信号强度均方根和所述第四信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
本实施例中，信号参数包括定位信号的信号强度时，终端设备相对于参考位置的偏差信息也包括第一偏差信息和第二偏差信息。参考图2，图中存在3个参考位置，终端设备P所在的位置相对于参考位置M、参考位置N和参考位置L均存在偏差信息，所以需要计算3个参考位置中终端设备P所在的位置相对于每个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息。
具体的，终端设备中存储的基站A、基站B、基站C和基站D分别从参考位置M、参考位置N和参考位置L检测得到的定位信号的信号强度分别是：SAM、SBM、SCM、SDM、SAN、SCN、SBN、SDN、SAL、SDL、SBL和SCL；基站A、基站B、基站C和基站D分别检测到终端设备P的定位信号的信号强度为：SAP、SBP、SCP、SDP。
终端设备P所在的位置相对于参考位置M的第一偏差信息表示为r1，终端设备P所在的位置相对于参考位置M的第二偏差信息表示为r2，由于参考位置M所在直线包括直线BA和直线DC，直线BA上有基站B和基站A，直线DC上有基站D和基站C，则r1和r2具体如下：
Figure BDA0003308732060000161
Figure BDA0003308732060000162
其中，
Figure BDA0003308732060000163
表示第一信号强度均方根，
Figure BDA0003308732060000164
表示第二信号强度均方根，
Figure BDA0003308732060000165
表示第三信号强度均方根，
Figure BDA0003308732060000166
表示第四信号强度均方根。
与r1和r2的计算方式同理，终端设备P所在的位置相对于参考位置N的第一偏差信息表示为r3，终端设备P所在的位置相对于参考位置N的第二偏差信息表示为r4，由于参考位置N所在直线包括直线CA和直线DB，直线CA上有基站C和基站A，直线DB上有基站D和基站B，则r3和r4具体如下：
Figure BDA0003308732060000167
Figure BDA0003308732060000168
与r1和r2的计算方式同理，终端设备P所在的位置相对于参考位置L的第一偏差信息表示为r5，终端设备P所在的位置相对于参考位置L的第二偏差信息表示为r6，由于参考位置L所在直线包括直线BC和直线AD，直线BC上有基站B和基站C，直线AD上有基站A和基站D，则r5和r6具体如下：
Figure BDA0003308732060000169
Figure BDA00033087320600001610
如图5所示，在本申请的第三实施例中，步骤S240包括以下步骤：
步骤S241：获取所述参考位置对应的偏差信息区间和所述超宽带基站组合的组合数量。
步骤S242：判断所述组合数量是否为单个，如果是，则执行步骤S243；如果否，则执行步骤S246。
步骤S243：判断所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息均在所述参考位置对应的偏差信息区间内，如果是，则执行步骤S244，如果否，则执行步骤S245。
步骤S244：将所述参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
步骤S245：更换参考位置，获取更换后的参考位置对应的偏差信息区间，并返回执行步骤S243。
步骤S246：获取所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息所在的偏差信息区间的区间数量；
步骤S247：判断所述区间数量是否为单个，如果是，则执行步骤S248，如果否，则执行步骤S249。
步骤S248：将所述偏差信息区间对应的参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
步骤S249：获取所有偏差信息区间的交集，并根据所述交集确定所述终端设备所在的位置。
本实施例中，超宽带基站组合的组合数量至少是一个，在根据获取到的终端设备相对于参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息确定终端设备的位置时，需要获取每个超宽带基站组合下的参考位置对应的偏差信息区间以及超宽带基站组合的组合数量，然后判断组合数量是单个还是多个，如果是组合数量是单个，则表示超宽带基站组合只有一个，则获取当前超宽带基站组合下的各个参考位置对应的偏差信息区间，并判断终端设备相对于各个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息具体在哪个参考位置对应的偏差信息区间内。
参考图2，当前的超宽带基站组合是基站A、基站B、基站C和基站D，参考位置分别是参考位置M、参考位置N和参考位置L，参考位置M、参考位置N和参考位置L依次对应的偏差信息区间是区间M、区间N和区间L，判断终端设备P相对于参考位置M的第一偏差信息和第二偏差信息是否在区间M内，如果在区间M内，则确定参考位置M为终端设备P所在的位置。如果不在区间M内，则判断终端设备P相对于参考位置N的第一偏差信息和第二偏差信息是否在区间N内，如果在区间N内，则确定参考位置N为终端设备P所在的位置，如果不在区间N内，则更换为判断终端设备P相对于参考位置L的第一偏差信息和第二偏差信息是否在区间L内，如此以进一步确定终端设备P所在的位置。
如果是组合数量是多个，则表示超宽带基站组合有多个，则获取每个超宽带基站组合下的各个参考位置对应的偏差信息区间，先判断终端设备相对于所有超宽带基站组合下各个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息具体在哪个参考位置对应的偏差信息区间内，然后获取终端设备相对于所有超宽带基站组合下各个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息所在偏差信息区间的区间数量。如果区间数量只有一个，则将的第一偏差信息和第二偏差信息所在偏差信息区间对应的参考位置确定为终端设备所在的位置，如果区间数量多个，则获取第一偏差信息和第二偏差信息所在所有偏差信息区间的交集，所在所有偏差信息区间之间存在交集，也就是所有偏差信息区间分别对应的参考位置存在交集，各个参考位置的交集对应的位置就是终端设备所在的位置。
如图6所示，图中包括了A-H总共8个基站，虚线框中的四个基站为一个超宽带基站组合，图中仅画出了三个超宽带基站组合，分别是基站A、基站B、基站C和基站D，记为组合ABCD，基站C、基站D、基站E和基站F，记为组合CDEF，基站E、基站F、基站G和基站H，记为组合EFDH，其余的超宽带基站组合未画出，P为终端设备。组合ABCD对应的参考位置分别是参考位置M和参考位置N，组合CDEF对应的参考位置是参考位置M″，组合EFDH对应的参考位置是参考位置M′，值得注意的是每个超宽带基站组合对应的参考位置未完全画出来。
参考图6，参考位置M、参考位置N、参考位置M′和M″依次对应的偏差信息区间是区间M、区间N、区间L、区间M′和区间M″。例如，通过组合ABCD、组合CDEF、组合EFDH以及其他组合对终端设备P定位之后，终端设备P相对于各个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息具体在组合ABCD下的参考位置N对应的区间N内，则将参考位置N确定为终端设备P所在的位置。又例如，通过组合ABCD、组合CDEF、组合EFDH以及其他组合对终端设备P定位之后，终端设备P相对于各个参考位置的第一偏差信息和第二偏差信息不仅在组合ABCD下的参考位置M对应的区间M内，还在组合CDEF下的参考位置M″对应的区间M″内，还组合EFDH下的参考位置M′对应的区间M′内，也就是区间M、区间M′和区间M″之间有交集，即参考位置M、参考位置M′和参考位置M″之间存在交集，参考位置M、参考位置M′和参考位置M″之间交集所在的位置就是终端设备P所在的位置。值得注意的是，超宽带基站组合越多，产生的参考位置越多，从而确定出终端设备的位置越精确。
进一步的，基于同一发明构思，本申请还提供了一种终端设备包括：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定位程序，所述定位程序被所述处理器执行时实现上述的定位方法的步骤。
进一步的，如图2和图6所示，基于同一发明构思，本申请还提供了一种定位系统，包括：
终端设备；
至少一个超宽带基站组合，包括四个超宽带基站，所述超宽带基站组合与所述终端设备通信连接；
其中，在每个所述超宽带基站组合设置于定位区域时，所述定位区域中还设置有至少一个参考位置，所述参考位置位于每个所述超宽带基站组合中两两所述超宽带基站之间连线所形成的直线的交点上，所述参考位置存储于所述终端设备。
其中，超宽带基站也称为UWB基站，简称为基站。
如图2所示，A、B、C和D分别表示一个超宽带基站，即基站A、基站B、基站C和基站D，且基站A、基站B、基站C和基站D为一个超宽带基站组合，基站A、基站B、基站C和基站D分别与终端设备进行通信(终端设备未画出)，基站A、基站B、基站C和基站设置在定位区域之后，基站B和基站A连线所在的直线BA与基站D和基站C连线所在的直线DC相交于M点；M点就是一个参考位置，记为参考位置M，即参考位置M在直线BA和直线DC上，基站C和基站A连线所在的直线CA与基站D和基站B连线所在的直线DB相交于N点，N点就是一个参考位置，记为参考位置N，即参考位置N在直线CA和直线DB上；基站B和基站C连线所在的直线BC与基站A和基站D连线所在的直线AD相交于L点，L点就是一个参考位置，记为参考位置L即参考位置L在直线BC和直线AD上，P表示终端设备，终端设备自身携带有UWB标签，可以向外广播定位信号，定位信号可以理解为定位信标信号，基站可以接到终端设备P发出的定位信号，参考位置是预先设置在定位区域中的，且每个参考位置存储于终端设备中。
如图6所示，图中包括了A-H总共8个基站，虚线框中的四个基站为一个超宽带基站组合，图中仅画出了三个超宽带基站组合，分别是基站A、基站B、基站C和基站D，记为组合ABCD，基站C、基站D、基站E和基站F，记为组合CDEF，基站E、基站F、基站G和基站H，记为组合EFDH，其余的超宽带基站组合未画出。组合ABCD对应的参考位置分别是参考位置M和参考位置N，组合CDEF对应的参考位置是参考位置M″，组合EFDH对应的参考位置是参考位置M′，值得注意的是每个超宽带基站组合对应的参考位置未完全画出来，终端设备P发出的定位信号后，基站A-基站H接收终端设备P发出的定位信号，基站A-基站H将接收到的终端设备P发出的定位信号的信号参数发送给终端设备，信号参数包括每个超宽带基站测得的定位信号的传输时间和/或定位信号的信号强度。
进一步的，本发明定位系统具体实施方式与上述定位方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
进一步的，基于同一发明构思，本申请还提供了一种存储介质，其上存储有定位程序，所述定位程序被处理器执行时实现上述的定位方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种定位方法，其特征在于，所述定位方法应用于终端设备，所述终端设备与至少一个超宽带基站组合进行通信，其中，每个所述超宽带基站组合包括四个超宽带基站，在每个所述超宽带基站组合设置于定位区域时，所述定位区域中还设置有至少一个参考位置，所述参考位置位于每个所述超宽带基站组合中两两所述超宽带基站之间连线所形成的直线的交点上，所述参考位置存储于所述终端设备，所述定位方法包括：
获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数；
从获取的所述信号参数中选取目标信号参数，所述目标信号参数为所述定位信号到达所述参考位置所在直线上每个所述超宽带基站的信号参数；
根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息；
根据所述偏差信息确定所述终端设备所在的位置。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号参数包括所述定位信号到达每个所述超宽带基站的传输时间，所述获取所述终端设备广播的定位信号到达每个所述超宽带基站的信号参数的步骤包括：
获取每个所述超宽带基站接收到所述定位信号的接收时间以及所述终端设备广播所述定位信号的广播时间；
根据所述接收时间和所述广播时间确定所述传输时间。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息的步骤包括：
根据所述参考位置对应的预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第一时间均方根和第二时间均方根；
根据所述第一时间均方根和所述第二时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设传输时间和所述定位信号分别到达所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站的传输时间，获取第三时间均方根和第四时间均方根；
根据所述第三时间均方根和所述第四时间均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号参数还包括所述定位信号的信号强度，所述根据所述参考位置对应的预设信号参数和所述目标信号参数，获取所述终端设备相对于所述参考位置的偏差信息的步骤，还包括：
根据所述参考位置对应的预设信号强度和所述参考位置对应的其中一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第一信号强度均方根和第二信号强度均方根；
根据所述第一信号强度均方根和所述第二信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第一偏差信息；
以及，根据所述预设信号强度和所述参考位置对应的另一条直线上两个所述超宽带基站分别测得的信号强度，获取第三信号强度均方根和第四信号强度均方根；
根据所述第三信号强度均方根和所述第四信号强度均方根的和，获取所述终端设备相对于所述参考位置的第二偏差信息。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据所述偏差信息确定所述终端设备所在的位置的步骤包括：
获取所述参考位置对应的偏差信息区间和所述超宽带基站组合的组合数量；
在所述组合数量为单个，且所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息均在所述参考位置对应的偏差信息区间内时，将所述参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述参考位置对应的偏差信息区间和所述超宽带基站组合的组合数量的步骤之后，还包括：
在所述组合数量为多个时，获取所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息所在的偏差信息区间的区间数量；
在所述区间数量为单个时，将所述偏差信息区间对应的参考位置确定为所述终端设备所在的位置。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述在所述组合数量为多个时，获取所述第一偏差信息以及所述第二偏差信息所在的偏差信息区间的区间数量的步骤之后，还包括：
在所述区间数量为多个时，获取所有偏差信息区间的交集；
根据所述交集确定所述终端设备所在的位置。
8.一种终端设备，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定位程序，所述定位程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的定位方法的步骤。
9.一种定位系统，其特征在于，包括：
如权利要求8所述的终端设备；
至少一个超宽带基站组合，包括四个超宽带基站，所述超宽带基站组合与所述终端设备进行通信；
其中，在每个所述超宽带基站组合设置于定位区域时，所述定位区域中还设置有至少一个参考位置，所述参考位置位于每个所述超宽带基站组合中两两所述超宽带基站之间连线所形成的直线的交点上，所述参考位置存储于所述终端设备。
10.一种存储介质，其特征在于，其上存储有定位程序，所述定位程序被处理器执行时实现权利要求1-7中任一项所述的定位方法的步骤。
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