CN114126045B - 一种uwb室内外一体智能导航定位方法和系统 - Google Patents

一种uwb室内外一体智能导航定位方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法和系统，其方法包括：目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对目标测距信息进行响应；基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位。通过采用UWB技术根据已知位置的电子标签对目标移动物进行定位以及导航，提高了对目标移动物的定位准确率，同时节省了定位成本，同时便于根据定位需求在室内外进行定位操作，增强了定位的实用性。

Description

一种UWB室内外一体智能导航定位方法和系统
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别涉及一种UWB室内外一体智能导航定位方法和系统。
背景技术
目前，导航定位已经在生活中运用越来越广泛，包括出行、居家智能产品等，导航定位通常是在保证多个位置已知的基站之间的时钟同步的情况下，采用到达时间差定位方法来对移动的电子标签进行定位，从而实现对电子标签所依附的目标物体进行定位；
但是，在导航定位时通常采用载波信号进行数据传输，从而实现对移动设备进行定位，该方法受外界影响因素较大，且定位不准确，其次，通过设置基站进行定位，成本较大；
因此，本发明提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法和系统，用以通过采用UWB技术根据已知位置的电子标签对目标移动物进行定位以及导航，提高了对目标移动物的定位准确率，同时节省了定位成本，同时便于根据定位需求在室内外进行定位操作，增强了定位的实用性。
发明内容
本发明提供一种UWB室内外一体智能导航定位方法和系统，用以通过采用UWB技术根据已知位置的电子标签对目标移动物进行定位以及导航，提高了对目标移动物的定位准确率，同时节省了定位成本，同时便于根据定位需求在室内外进行定位操作，增强了定位的实用性。
本发明提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，包括：
步骤1：目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应；
步骤2：基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；
步骤3：基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤1中，目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息之前，包括：
获取目标定位场景的场景地图，并基于所述场景地图确定电子标签对应的目标安装位置，其中，所述目标安装位置不唯一；
将所述电子标签与所述目标安装位置进行匹配，并基于匹配结果确定所述电子标签与所述目标安装位置对应关系，其中，所述电子标签具有标签编号；
基于所述对应关系生成关系记录表，并将所述关系记录表进行存储。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤1中，目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应，包括：
基于预设管理终端控制目标电子标签生成数据传输请求指令，并基于UWB向目标范围内发射所述数据传输请求指令，其中，所述目标范围内至少包含一个移动设备；
基于所述数据传输请求指令查找目标范围内的可接收移动设备，且所述可接收移动设备对所述数据传输请求指令进行响应，并返回移动设备属性信息；
基于所述移动设备属性信息确定目标移动设备，并基于所述UWB向目标移动设备发射目标测距信息。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，基于所述UWB向目标移动设备发射目标测距信息，包括：
获取电子标签的编号信息，基于所述编号信息对所述电子标签进行排序，并基于排序结果确定所述电子标签发送所述目标测距信息的目标发送顺序；
基于所述目标发送顺序控制第一电子标签向所述目标移动设备发送目标测距信息，且在所述目标移动设备接收所述目标测距信息后控制第二电子标签发送所述目标测距信息，直至所有电子标签依次完成目标测距信息的发送。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，所述目标移动设备接收所述目标测距信息后控制第二电子标签发送所述目标测距信息，直至所有电子标签依次完成目标测距信息的发送，包括：
基于预设管理终端实时监控各电子标签的数据传输进度，并基于所述数据传输进度判断是否存在有电子标签发送目标测距信息失败；
若存在，记录发送目标测距信息失败的电子标签的编号信息，并基于所述编号信息重新控制所述电子标签发送所述目标测距信息，直至所述目标移动设备接收到所述目标测距信息；
否则，完成不同电子标签向目标移动设备发送目标测距信息任务。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤2中，基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息，包括：
获取各电子标签发送目标测距信息的发送时间，同时，确定所述目标移动设备接收所述目标测距信息的接收时间；
基于所述发送时间以及接收时间确定所述目标测距信息的传输时间长度，同时确定所述目标测距信息基于所述UWB传输的传输速度，并基于所述传输时间长度以及传输速度，确定各电子标签至所述目标移动设备的目标距离；
获取所述目标移动设备当前所处场景的目标地图，并确定各已知位置的电子标签在所述目标地图上的地图位置；
基于所述各电子标签在所述目标地图上的地图位置，将各电子标签为圆心，各电子标签至所述目标移动设备的目标距离为半径绘制目标圆形，其中，目标圆形数量与电子标签数量相一致，且所述目标移动设备分别处于不同目标圆形的边线；
确定各目标圆形的交点位置，并将所述交点位置进行标记；
基于标记结果确定基准电子标签，并以所述基准电子标签为原点构建直角坐标系，同时，基于所述直角坐标系确定所述交点位置的图像坐标；
确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，并基于所述转换比例将所述图像坐标进行转换，得到所述目标移动设备对应实际地理位置。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，包括：
获取所述各电子标签在所述目标地图上的地图位置，并基于目标地图确定目标参考点；
基于所述目标地图确定所述目标参考点至各电子标签地图位置的图像距离，同时，基于预设测量方法确定目标场景中目标参考点对应的地理位置至各电子标签的实测距离，其中，图像距离与实测距离相对应；
基于所述图像距离与所述实测距离计算得到多组初始转换比例，并将所述多组初始转换比例进行求和并平均，得到最终图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤3中，基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位，包括：
获取所述目标移动设备的当前位置信息，并基于各电子标签根据所述当前位置信息对所述目标移动设备不间断发送所述目标测距信息；
基于不间断发送所述目标测距信息得到所述目标移动设备在目标时间段内的目标位置变化点，并将所述目标位置变化点进行标记，得到所述目标移动设备在目标时间段内的运动轨迹，其中，所述运动轨迹由多个位置变化点组成；
获取目标移动设备的预设运动轨迹，并将所述预设运动轨迹与所述运动轨迹进行比较，判断所述目标移动设备是否偏离预设运动轨迹；
若未偏离预设运动轨迹，则基于所述各电子标签持续不间断向所述目标移动设备发送所述目标测距信息，完成对目标移动设备的实时位置进行跟踪；
否则，将所述预设运动轨迹进行量化，得到N个离散预设运动路径点，并将所述目标移动设备的运动轨迹与所述N个离散预设运动路径点进行对应比较，确定所述运动轨迹中目标移动设备的当前位置点相对于所述N个离散预设运动路径点的偏移量；
同时，基于所述N个离散预设运动路径点确定所述预设运动轨迹的路径曲率，并基于预设计算方法根据所述偏移量以及路径曲率进行计算，确定所述目标移动设备的纠正角度；
基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，完成对所述目标移动设备的智能导航。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位方法，基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，包括：
将所述N个离散预设运动路径点分为M个组，且每组包含相同目标个数的离散预设运动路径点，同时获取纠正后的目标移动设备的实时位置；
确定每个组中包含的离散预设运动路径点所组成的曲线段，得到M个曲线段，并将所述目标实时位置与所述M个曲线段分别进行比较，判断所述目标移动设备的实时位置是否在对应的曲线段位置；
若在，则判定对所述目标移动设备的运动轨迹纠正合格，并持续对所述目标移动设备的运动轨迹进行检测，直至所述目标移动设备完成预设运动轨迹；
否则，判定对所述目标移动设备的运动轨迹纠正不合格，并实时基于所述曲线段对所述目标移动设备的实时运动轨迹进行纠正。
优选的，一种UWB室内外一体智能导航定位系统，包括：
发射模块，用于控制目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应；
定位模块，用于基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；
导航模块，用于基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种UWB室内外一体智能导航定位方法的流程图；
图2为本发明实施例中一种UWB室内外一体智能导航定位方法中步骤1的流程图；
图3为本发明实施例中一种UWB室内外一体智能导航定位系统的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，如图1所示，包括：
步骤1：目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应；
步骤2：基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；
步骤3：基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位。
该实施例中，目标移动设备指的是可以接收无线传输数据的智能终端，例如可以是智能机器人等，也可在移动设备上设置基站，用于接收电子标签发送的无线信号，其中，基站与移动设备为一体且电性连接。
该实施例中，UWB指的是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，抗干扰性能强，传输速率高，系统容量大发送功率非常小，UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。
该实施例中，目标测距信息指的是电子标签发送数据的时间信息。
该实施例中，不同已知位置的电子标签指的是电子标签不唯一，且电子标签的位置是已知的，便于确定目标移动设备的位置。
该实施例中，电子标签指的是UWB标签，能够独立发生无线信号。
该实施例中，目标距离指的是目标移动设备分别至不同的电子标签的距离，例如可以是目标移动设备至第一电子标签的距离为5米，至第二电子标签的距离为8米等。
该实施例中，当前位置指的是目标移动设备在室内或室外所处的地理位置。
该实施例中，电子标签可以根据实际需要分别设置在不同的位置，可以是室内，也可以是室外，从而实现对室内外目标移动设备的智能导航定位。
上述技术方案的有益效果是：通过采用UWB技术根据已知位置的电子标签对目标移动物进行定位以及导航，提高了对目标移动物的定位准确率，同时节省了定位成本，同时便于根据定位需求在室内外进行定位操作，增强了定位的实用性。
实施例2：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤1中，目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息之前，包括：
获取目标定位场景的场景地图，并基于所述场景地图确定电子标签对应的目标安装位置，其中，所述目标安装位置不唯一；
将所述电子标签与所述目标安装位置进行匹配，并基于匹配结果确定所述电子标签与所述目标安装位置对应关系，其中，所述电子标签具有标签编号；
基于所述对应关系生成关系记录表，并将所述关系记录表进行存储。
该实施例中，目标定位场景可以是室内也可以是室外。
该实施例中，目标安装位置指的是将电子标签固定的位置，例如在室内可以是墙壁，在室外可以是电线杆等。
该实施例中，电子标签具有标签编号指的是每个电子标签具有唯一的编号，例如编号1、2、3等分别代表不同的电子标签。
上述技术方案的有益效果是：通过提前确定电子标签的安装位置，实现事先对电子标签的位置信息进行准确把握，同时将电子标签与对应的位置关系进行记录，确保后续对移动设备进行提供参考依据，为提高对移动设备的定位准确率提供了保障。
实施例3：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，如图2所示，步骤1中，目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应，包括：
步骤101：基于预设管理终端控制目标电子标签生成数据传输请求指令，并基于UWB向目标范围内发射所述数据传输请求指令，其中，所述目标范围内至少包含一个移动设备；
步骤102：基于所述数据传输请求指令查找目标范围内的可接收移动设备，且所述可接收移动设备对所述数据传输请求指令进行响应，并返回移动设备属性信息；
步骤103：基于所述移动设备属性信息确定目标移动设备，并基于所述UWB向目标移动设备发射目标测距信息。
该实施例中，目标电子标签指的是众多电子标签中的一个，用于寻找目标范围内的移动设备。
该实施例中，预设管理终端是提前设定好的，例如可以是具有发送控制指令的计算机等。
该实施例中，目标范围内指的是电子标签所能发射数据的最大传输距离，例如可以是以电子标签为中心，半径为10米的圆。
该实施例中，可接受移动设备指的是能够对电子标签发射的数据传输指令做出响应的移动设备。
该实施例中，移动设备属性信息指的是移动设备的编号、移动设备的功能类型等。
该实施例中，目标移动设备指的是需要进行定位的移动设备，是可接收移动设备中的一个或多个。
上述技术方案的有益效果是：通过电子标签搜寻目标范围内的移动设备，从而实现对目标移动设备进行准确锁定，同时，便于构建电子标签与目标移动设备之间的通讯链路，从而提高数据传输效率，增强定位准确率以及定位速度。
实施例4：
在上述实施例3的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，基于所述UWB向目标移动设备发射目标测距信息，包括：
获取电子标签的编号信息，基于所述编号信息对所述电子标签进行排序，并基于排序结果确定所述电子标签发送所述目标测距信息的目标发送顺序；
基于所述目标发送顺序控制第一电子标签向所述目标移动设备发送目标测距信息，且在所述目标移动设备接收所述目标测距信息后控制第二电子标签发送所述目标测距信息，直至所有电子标签依次完成目标测距信息的发送。
该实施例中，编号信息指的是用来区分不同电子标签的一种标签。
该实施例中，基于所述编号信息对所述电子标签进行排序可以是根据编号从小到大的顺序进行排序。
该实施例中，目标发送顺序可以是用来衡量不同电子标签发送目标测距信息的先后顺序。
上述技术方案的有益效果是：通过对已知位置的电子标签进行排序发射测距信息，便于准确判断目标移动设备分别至不同电子标签的位置信息，从而便于提高对目标移动设备的定位的准确率。
实施例5：
在上述实施例4的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，所述目标移动设备接收所述目标测距信息后控制第二电子标签发送所述目标测距信息，直至所有电子标签依次完成目标测距信息的发送，包括：
基于预设管理终端实时监控各电子标签的数据传输进度，并基于所述数据传输进度判断是否存在有电子标签发送目标测距信息失败；
若存在，记录发送目标测距信息失败的电子标签的编号信息，并基于所述编号信息重新控制所述电子标签发送所述目标测距信息，直至所述目标移动设备接收到所述目标测距信息；
否则，完成不同电子标签向目标移动设备发送目标测距信息任务。
该实施例中，预设管理终端是提前设定好的，可以是计算机或智能手机等。
该实施例中，数据传输进度指的是各个电子标签发送目标测距信息的情况，例如可以是是否成功发送以及当前第几个电子标签在执行数据发送任务等。
上述技术方案的有益效果是：通过对电子标签发送目标测距信息的任务进度进行实时监测，确保每个电子标签成功将目标测距信息发送至目标移动设备，为实现准确对目标移动设备进行定位提供了保障。
实施例6：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤2中，基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息，包括：
获取各电子标签发送目标测距信息的发送时间，同时，确定所述目标移动设备接收所述目标测距信息的接收时间；
基于所述发送时间以及接收时间确定所述目标测距信息的传输时间长度，同时确定所述目标测距信息基于所述UWB传输的传输速度，并基于所述传输时间长度以及传输速度，确定各电子标签至所述目标移动设备的目标距离；
获取所述目标移动设备当前所处场景的目标地图，并确定各已知位置的电子标签在所述目标地图上的地图位置；
基于所述各电子标签在所述目标地图上的地图位置，将各电子标签为圆心，各电子标签至所述目标移动设备的目标距离为半径绘制目标圆形，其中，目标圆形数量与电子标签数量相一致，且所述目标移动设备分别处于不同目标圆形的边线；
确定各目标圆形的交点位置，并将所述交点位置进行标记；
基于标记结果确定基准电子标签，并以所述基准电子标签为原点构建直角坐标系，同时，基于所述直角坐标系确定所述交点位置的图像坐标；
确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，并基于所述转换比例将所述图像坐标进行转换，得到所述目标移动设备对应实际地理位置。
该实施例中，发送时间指的是电子标签向目标移动设备发送目标测距信息的时刻，且每一个电子标签对应一个发送时间，且发送时间各不相同。
该实施例中，接收时间指的是目标移动设备在接收到电子标签发送的目标测距信息的时刻，目标移动设备分别接收不同电子标签发送的目标测距信息。
该实施例中，目标距离指的是各电子标签与目标移动设备之间的距离间隔。
该实施例中，目标地图指的是目标移动设备当前所处场地的地图，例如在某一工厂内部，则为厂房面积以及建筑地图。
该实施例中，目标圆形是为了确定目标移动设备在场景中的位置情况。
该实施例中，基准电子标签指的是所有的电子标签中选出一个电子标签，用来当作直角坐标系的原点，目的是为了确定在地图上，目标移动设备所处位置的坐标值。
该实施例中，转换比例指的是图像坐标与实际地理坐标之间的转换关系。
该实施例中，实际地理位置指的是目标移动设备在当前所处场景中具体位置信息。
该实施例中，确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，并基于所述转换比例将所述图像坐标进行转换，得到所述目标移动设备对应实际地理位置，包括：
获取各电子标签发送目标测距信息的发送时间，同时，确定所述目标移动设备接收所述目标测距信息的接收时间，基于所述发送时间以及所述接收时间计算所述各电子标签与目标移动设备之间的目标距离，并基于所述目标距离计算所述目标移动设备在当前场景中的实际位置坐标，具体步骤包括：
根据如下公式计算各电子标签与目标移动设备之间的目标距离：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表示电子标签与目标移动设备之间的目标距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
表示误差因子，且取值范 围为（0.05，0.1）；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表示所述目标移动设备接收所述目标测距信息的时间值；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
表示所述电 子标签发送所述目标测距信息的时间值；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示所述目标测距信息基于UWB的传输速度值；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示信噪比；
基于所述目标距离构建坐标系，并基于所述坐标系确定各电子标签在所述坐标系中的坐标值；
基于所述各电子标签在所述坐标系中的坐标值为圆心，各电子标签与目标移动设备之间的目标距离为半径确定各目标圆形的标准方程；
根据如下公式计算各目标圆形的标准方程：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示目标移动设备在目标圆形上的横坐标值；
Figure DEST_PATH_IMAGE010
表示目标移动设备在目标 圆形上的纵坐标值；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
表示第一个电子标签在坐标系中的横坐标值；
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示第一个电子标 签在坐标系中的纵坐标值；
Figure DEST_PATH_IMAGE013
表示第一电子标签与目标移动设备之间的目标距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示 第
Figure DEST_PATH_IMAGE016
个电子标签在坐标系中的横坐标值；
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示第
Figure 253720DEST_PATH_IMAGE016
个电子标签在坐标系中的纵坐标值；
Figure DEST_PATH_IMAGE018
表示第
Figure 561073DEST_PATH_IMAGE016
个电子标签与目标移动设备之间的目标距离；
Figure 809652DEST_PATH_IMAGE016
表示电子标签的总个数；
基于所述各目标圆形的标准方程进行联立求解，确定所述各目标圆形的交点坐标值；
获取目标移动设备所处当前场景对应的场景地图，并基于所述交点坐标值在所述场景地图中确定所述目标移动设备的目标位置；
将所述目标位置传输至管理终端，完成对所述目标移动设定的定位。
上述技术方案的有益效果是：通过确定目标测距信息的发送时间以及被接收的时间，实现对目标测距信息传输时间进行准确的确认，同时通过传输时间以及传输速度准确的计算了电子标签与目标移动设备之间的距离值，同时通过确定地图与实际地理位置之间的转换关系，实现对目标移动设备的实际地理位置进行准确定位，提高了定位准确率以及定位效率，同时也为实现准确定位节省了大量的成本。
实施例7：
在上述实施例6的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，包括：
获取所述各电子标签在所述目标地图上的地图位置，并基于目标地图确定目标参考点；
基于所述目标地图确定所述目标参考点至各电子标签地图位置的图像距离，同时，基于预设测量方法确定目标场景中目标参考点对应的地理位置至各电子标签的实测距离，其中，图像距离与实测距离相对应；
基于所述图像距离与所述实测距离计算得到多组初始转换比例，并将所述多组初始转换比例进行求和并平均，得到最终图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例。
该实施例中，目标参考点指的是在地图上选取一个具有标志性的位置点，目的是为了便于计算图像坐标与实际地理坐标之间的转换比例。
该实施例中，预设测量方法是提前设定好的，例如可以是水平测距仪畸形测量等。
该实施例中，图像距离与实测距离相对应指的是各个电子标签在地图上距离目标参考点的图像距离与实际情况中电子标签与目标参考点对应的实际距离相对应。
上述技术方案的有益效果是：通过选定目标参考点，实现通过图像距离与实际距离计算图像坐标与实际地理坐标之间的转换比例，从而实现通过地图准确确定目标移动设备的实际地理位置，提高了对目标移动设定定位的准确率。
实施例8：
在上述实施例1的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，步骤3中，基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位，包括：
获取所述目标移动设备的当前位置信息，并基于各电子标签根据所述当前位置信息对所述目标移动设备不间断发送所述目标测距信息；
基于不间断发送所述目标测距信息得到所述目标移动设备在目标时间段内的目标位置变化点，并将所述目标位置变化点进行标记，得到所述目标移动设备在目标时间段内的运动轨迹，其中，所述运动轨迹由多个位置变化点组成；
获取目标移动设备的预设运动轨迹，并将所述预设运动轨迹与所述运动轨迹进行比较，判断所述目标移动设备是否偏离预设运动轨迹；
若未偏离预设运动轨迹，则基于所述各电子标签持续不间断向所述目标移动设备发送所述目标测距信息，完成对目标移动设备的实时位置进行跟踪；
否则，将所述预设运动轨迹进行量化，得到N个离散预设运动路径点，并将所述目标移动设备的运动轨迹与所述N个离散预设运动路径点进行对应比较，确定所述运动轨迹中目标移动设备的当前位置点相对于所述N个离散预设运动路径点的偏移量；
同时，基于所述N个离散预设运动路径点确定所述预设运动轨迹的路径曲率，并基于预设计算方法根据所述偏移量以及路径曲率进行计算，确定所述目标移动设备的纠正角度；
基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，完成对所述目标移动设备的智能导航。
该实施例中，不间断发送所述目标测距信息指的是持续向目标移动设备发送距离检测信息，目的是为了实时获取目标移动设备的实时位置情况。
该实施例中，目标时间段可以是一分钟、两分钟等，是可以根据实际情况进行调整的。
该实施例中，目标位置变化点指的是目标移动设备在目标时间段内所经过的点的位置。
该实施例中，预设运动轨迹是提前设定好的，用于表示目标移动设备的既定行驶路线。
该实施例中，量化指的是将预设运动轨迹拆分成多个路径点，便于准确确定目标移动设备当前位置点与预设运动路径点的偏移量。
该实施例中，离散预设运动路径点指的是将预设运动轨迹进行量化后得到的多个路径点。
该实施例中，偏移量指的是目标移动涉笔当前的位置相距预设运动轨迹的距离。
该实施例中，路径曲率指的是预设运动轨迹的弯曲度。
该实施例中，预设计算方法是提前设定好的，用于计算目标移动设备的纠正角度。
该实施例中，纠正角度指的是目标移动设备从当前位置回归至预设运动轨迹所要调整的角度值。
上述技术方案的有益效果是：通过对目标移动设备的实时位置进行跟踪，并根据跟踪结果判断目标移动设备的当前位置是否在预设运动轨迹上，实现对目标移动设备的运动轨迹进行及时监测，且在偏离预设运动轨迹时及时纠正，提高了定位的准确性，也增强了通过定位实现对目标移动设备运动的智能导航，提高了定位的实用性。
实施例9：
在上述实施例8的基础上，本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位方法，基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，包括：
将所述N个离散预设运动路径点分为M个组，且每组包含相同目标个数的离散预设运动路径点，同时获取纠正后的目标移动设备的实时位置；
确定每个组中包含的离散预设运动路径点所组成的曲线段，得到M个曲线段，并将所述目标实时位置与所述M个曲线段分别进行比较，判断所述目标移动设备的实时位置是否在对应的曲线段位置；
若在，则判定对所述目标移动设备的运动轨迹纠正合格，并持续对所述目标移动设备的运动轨迹进行检测，直至所述目标移动设备完成预设运动轨迹；
否则，判定对所述目标移动设备的运动轨迹纠正不合格，并实时基于所述曲线段对所述目标移动设备的实时运动轨迹进行纠正。
该实施例中，目标个数是提前设定好的，例如可以是三个离散预设运动路径点组成一个组，即三个离散预设运动路径点组成一个曲线段。
上述技术方案的有益效果是：通过将预设运动轨迹划分为多个曲线段，实现对目标移动设备的实时位置进行监测并纠正，提高了定位的实用性，同时也便于根据定位结果及时对目标移动设备的实时运动轨迹进行纠正，提高了导航的智能性。
实施例10：
本实施例提供了一种UWB室内外一体智能导航定位系统，如图3所示，包括：
发射模块，用于控制目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应；
定位模块，用于基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；
导航模块，用于基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位。
上述技术方案的有益效果是：通过采用UWB技术根据已知位置的电子标签对目标移动物进行定位以及导航，提高了对目标移动物的定位准确率，同时节省了定位成本，同时便于根据定位需求在室内外进行定位操作，增强了定位的实用性。
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 (9)

1.一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，包括：
步骤1：目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应；
步骤2：基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；
步骤3：基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位；
步骤3中，基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位，包括：
获取所述目标移动设备的当前位置信息，并基于各电子标签根据所述当前位置信息对所述目标移动设备不间断发送所述目标测距信息；
基于不间断发送所述目标测距信息得到所述目标移动设备在目标时间段内的目标位置变化点，并将所述目标位置变化点进行标记，得到所述目标移动设备在目标时间段内的运动轨迹，其中，所述运动轨迹由多个位置变化点组成；
获取目标移动设备的预设运动轨迹，并将所述预设运动轨迹与所述运动轨迹进行比较，判断所述目标移动设备是否偏离预设运动轨迹；
若未偏离预设运动轨迹，则基于所述各电子标签持续不间断向所述目标移动设备发送所述目标测距信息，完成对目标移动设备的实时位置进行跟踪；
否则，将所述预设运动轨迹进行量化，得到N个离散预设运动路径点，并将所述目标移动设备的运动轨迹与所述N个离散预设运动路径点进行对应比较，确定所述运动轨迹中目标移动设备的当前位置点相对于所述N个离散预设运动路径点的偏移量；
同时，基于所述N个离散预设运动路径点确定所述预设运动轨迹的路径曲率，并基于预设计算方法根据所述偏移量以及路径曲率进行计算，确定所述目标移动设备的纠正角度；
基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，完成对所述目标移动设备的智能导航。
2.根据权利要求1所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，步骤1中，目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息之前，包括：
获取目标定位场景的场景地图，并基于所述场景地图确定电子标签对应的目标安装位置，其中，所述目标安装位置不唯一；
将所述电子标签与所述目标安装位置进行匹配，并基于匹配结果确定所述电子标签与所述目标安装位置对应关系，其中，所述电子标签具有标签编号；
基于所述对应关系生成关系记录表，并将所述关系记录表进行存储。
3.根据权利要求1所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，步骤1中，目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应，包括：
基于预设管理终端控制目标电子标签生成数据传输请求指令，并基于UWB向目标范围内发射所述数据传输请求指令，其中，所述目标范围内至少包含一个移动设备；
基于所述数据传输请求指令查找目标范围内的可接收移动设备，且所述可接收移动设备对所述数据传输请求指令进行响应，并返回移动设备属性信息；
基于所述移动设备属性信息确定目标移动设备，并基于所述UWB向目标移动设备发射目标测距信息。
4.根据权利要求3所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，基于所述UWB向目标移动设备发射目标测距信息，包括：
获取电子标签的编号信息，基于所述编号信息对所述电子标签进行排序，并基于排序结果确定所述电子标签发送所述目标测距信息的目标发送顺序；
基于所述目标发送顺序控制第一电子标签向所述目标移动设备发送目标测距信息，且在所述目标移动设备接收所述目标测距信息后控制第二电子标签发送所述目标测距信息，直至所有电子标签依次完成目标测距信息的发送。
5.根据权利要求4所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，所述目标移动设备接收所述目标测距信息后控制第二电子标签发送所述目标测距信息，直至所有电子标签依次完成目标测距信息的发送，包括：
基于预设管理终端实时监控各电子标签的数据传输进度，并基于所述数据传输进度判断是否存在有电子标签发送目标测距信息失败；
若存在，记录发送目标测距信息失败的电子标签的编号信息，并基于所述编号信息重新控制所述电子标签发送所述目标测距信息，直至所述目标移动设备接收到所述目标测距信息；
否则，完成不同电子标签向目标移动设备发送目标测距信息任务。
6.根据权利要求1所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，步骤2中，基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息，包括：
获取各电子标签发送目标测距信息的发送时间，同时，确定所述目标移动设备接收所述目标测距信息的接收时间；
基于所述发送时间以及接收时间确定所述目标测距信息的传输时间长度，同时确定所述目标测距信息基于所述UWB传输的传输速度，并基于所述传输时间长度以及传输速度，确定各电子标签至所述目标移动设备的目标距离；
获取所述目标移动设备当前所处场景的目标地图，并确定各已知位置的电子标签在所述目标地图上的地图位置；
基于所述各电子标签在所述目标地图上的地图位置，将各电子标签为圆心，各电子标签至所述目标移动设备的目标距离为半径绘制目标圆形，其中，目标圆形数量与电子标签数量相一致，且所述目标移动设备分别处于不同目标圆形的边线；
确定各目标圆形的交点位置，并将所述交点位置进行标记；
基于标记结果确定基准电子标签，并以所述基准电子标签为原点构建直角坐标系，同时，基于所述直角坐标系确定所述交点位置的图像坐标；
确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，并基于所述转换比例将所述图像坐标进行转换，得到所述目标移动设备对应实际地理位置。
7.根据权利要求6所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，确定所述图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例，包括：
获取所述各电子标签在所述目标地图上的地图位置，并基于目标地图确定目标参考点；
基于所述目标地图确定所述目标参考点至各电子标签地图位置的图像距离，同时，基于预设测量方法确定目标场景中目标参考点对应的地理位置至各电子标签的实测距离，其中，图像距离与实测距离相对应；
基于所述图像距离与所述实测距离计算得到多组初始转换比例，并将所述多组初始转换比例进行求和并平均，得到最终图像坐标与实际地理位置坐标的转换比例。
8.根据权利要求1所述的一种UWB室内外一体智能导航定位方法，其特征在于，基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，包括：
将所述N个离散预设运动路径点分为M个组，且每组包含相同目标个数的离散预设运动路径点，同时获取纠正后的目标移动设备的实时位置；
确定每个组中包含的离散预设运动路径点所组成的曲线段，得到M个曲线段，并将所述实时位置与所述M个曲线段分别进行比较，判断所述目标移动设备的实时位置是否在对应的曲线段位置；
若在，则判定对所述目标移动设备的运动轨迹纠正合格，并持续对所述目标移动设备的运动轨迹进行检测，直至所述目标移动设备完成预设运动轨迹；
否则，判定对所述目标移动设备的运动轨迹纠正不合格，并实时基于所述曲线段对所述目标移动设备的实时运动轨迹进行纠正。
9.一种UWB室内外一体智能导航定位系统，其特征在于，包括：
发射模块，用于控制目标移动设备基于UWB接收不同已知位置的电子标签发送的目标测距信息，并对所述目标测距信息进行响应；
定位模块，用于基于响应结果确定所述目标移动设备距离各电子标签的目标距离，并基于所述目标距离以及不同已知位置的电子标签确定所述目标移动设备的当前位置信息；
导航模块，用于基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位；
其中，基于所述当前位置信息对所述目标移动设备的实时位置进行跟踪，并基于跟踪结果对所述目标移动设备的运动轨迹进行调整，完成智能导航定位，包括：
获取所述目标移动设备的当前位置信息，并基于各电子标签根据所述当前位置信息对所述目标移动设备不间断发送所述目标测距信息；
基于不间断发送所述目标测距信息得到所述目标移动设备在目标时间段内的目标位置变化点，并将所述目标位置变化点进行标记，得到所述目标移动设备在目标时间段内的运动轨迹，其中，所述运动轨迹由多个位置变化点组成；
获取目标移动设备的预设运动轨迹，并将所述预设运动轨迹与所述运动轨迹进行比较，判断所述目标移动设备是否偏离预设运动轨迹；
若未偏离预设运动轨迹，则基于所述各电子标签持续不间断向所述目标移动设备发送所述目标测距信息，完成对目标移动设备的实时位置进行跟踪；
否则，将所述预设运动轨迹进行量化，得到N个离散预设运动路径点，并将所述目标移动设备的运动轨迹与所述N个离散预设运动路径点进行对应比较，确定所述运动轨迹中目标移动设备的当前位置点相对于所述N个离散预设运动路径点的偏移量；
同时，基于所述N个离散预设运动路径点确定所述预设运动轨迹的路径曲率，并基于预设计算方法根据所述偏移量以及路径曲率进行计算，确定所述目标移动设备的纠正角度；
基于所述纠正角度对所述目标移动设备进行运动轨迹纠正，完成对所述目标移动设备的智能导航。
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