CN114222247A - Uwb测距方法、装置、终端设备及存储介质 - Google Patents

Uwb测距方法、装置、终端设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供一种UWB测距方法、装置、终端设备及存储介质，该UWB测距方法包括：终端设备通过第一无线通信方式向UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向UWB保护壳发送第二配置信息，第一配置信息和第二配置信息是UWB设备和UWB保护壳之间进行UWB通信的验证信息；终端设备接收第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的第一时间间隔，终端设备接收第二UWB设备通过第一无线通信方式上报的第二时间间隔；终端设备根据第一时间间隔和第二时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离。本申请实施例可以提高UWB测距的距离。

Description

UWB测距方法、装置、终端设备及存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域，具体涉及一种UWB测距方法、装置、终端设备及存储介质。
背景技术
超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是一种无线载波通信技术，它不采用正弦载波，而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。在UWB技术中，由于通信频率很高，因此通信距离比较有限，导致UWB测距需要在较短的距离进行，限制了UWB测距的使用场景。
发明内容
本申请实施例提供一种UWB测距方法、装置、终端设备及存储介质，可以提高UWB测距的距离。
本申请实施例的第一方面提供了一种UWB测距方法，所述方法应用于终端设备，
所述方法用于测量第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述方法包括：
所述终端设备通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过所述第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息；
所述终端设备接收所述第一UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第一时间间隔，所述终端设备接收所述第二UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第二时间间隔；所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，所述第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包；
所述终端设备根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
本申请实施例的第二方面提供了一种UWB测距方法，所述方法应用于第一UWB设备，所述方法用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述方法包括：
所述第一UWB设备在获得终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号；
所述第一UWB设备监听空中的第二UWB数据包，通过所述第一密钥和所述第一编码序号解析所述第二UWB数据包；
在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值，所述第二UWB设备用于在监听到所述第一UWB数据包并在所述第一UWB数据包被所述第二UWB设备解析成功的情况下发射所述第二UWB数据包。本申请实施例的第三方面提供了一种UWB测距方法，所述方法应用于UWB测距系统，所述UWB测距系统包括终端设备、第一UWB设备和第二UWB设备，所述方法用于测量所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离，所述方法包括：
所述终端设备通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息；所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；所述第一密钥与所述第二密钥相同，所述第一编码序号与所述第二编码序号相同；
所述第一UWB设备在获得所述终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，并记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，所述第一UWB数据包携带第一加扰时间戳序列STS和所述第一编码序号，所述第一STS由所述第一密钥加密得到；
所述第二UWB设备在获得所述终端设备发送的所述第二配置信息的情况下，监听所述第一UWB数据包，通过所述第二密钥和所述第二编码序号解析所述第一UWB数据包；
在所述第一UWB数据包解析成功的情况下，所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳：第一接收时间戳，所述第二UWB设备发射第二UWB数据包，记录发射所述第二UWB数据包的时间戳：第二发射时间戳，将第二时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第二时间间隔是所述第二发射时间戳与所述第一接收时间戳的差值；所述第二UWB数据包携带第二STS和所述第二编码序号，所述第二STS由所述第二密钥加密得到；
所述第一UWB设备监听所述第二UWB数据包，通过所述第一密钥和所述第一编码序号监听并解析所述第二UWB数据包；
在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值；
所述终端设备根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第二UWB设备和所述第一UWB设备之间的距离。
本申请实施例的第四方面提供了一种UWB测距装置，所述装置应用于终端设备，所述装置用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述装置包括：
通信单元，用于通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过所述第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息；
所述通信单元，还用于接收所述第一UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第一时间间隔，接收所述第二UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第二时间间隔；所述第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值，所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包；
测距单元，用于根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
本申请实施例的第五方面提供了一种UWB测距装置，所述装置应用于第一UWB设备，所述装置用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述装置包括：
发射单元，用于在获得终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号；
监听单元，用于监听空中的第二UWB数据包；
解析单元，用于通过所述第一密钥和所述第一编码序号解析所述第二UWB数据包；
第二记录单元，用于在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳；
上报单元，用于将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值，所述第二UWB设备用于在监听到所述第一UWB数据包并在所述第一UWB数据包被所述第二UWB设备解析成功的情况下发射所述第二UWB数据包。
本申请实施例的第六方面提供了一种UWB测距系统，所述UWB测距系统包括终端设备、第一UWB设备和第二UWB设备，所述UWB测距系统用于测量所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离；
所述终端设备，用于通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息；所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；所述第一密钥与所述第二密钥相同，所述第一编码序号与所述第二编码序号相同；
所述第一UWB设备用于在获得所述终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，并记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，所述第一UWB数据包携带第一加扰时间戳序列STS和所述第一编码序号，所述第一STS由所述第一密钥加密得到；
所述第二UWB设备，用于在获得所述终端设备发送的所述第二配置信息的情况下，监听所述第一UWB数据包，通过所述第二密钥和所述第二编码序号解析所述第一UWB数据包；
所述第二UWB设备，还用于在所述第一UWB数据包解析成功的情况下，记录接收所述第一UWB数据包的时间戳：第一接收时间戳，所述第二UWB设备发射第二UWB数据包，记录发射所述第二UWB数据包的时间戳：第二发射时间戳，将第二时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第二时间间隔是所述第二发射时间戳与所述第一接收时间戳的差值；所述第二UWB数据包携带第二STS和所述第二编码序号，所述第二STS由所述第二密钥加密得到；
所述第一UWB设备，还用于监听所述第二UWB数据包，通过所述第一密钥和所述第一编码序号监听并解析所述第二UWB数据包；
所述第一UWB设备，还用于记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值；
所述终端设备，还用于根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第二UWB设备和所述第一UWB设备之间的距离。
本申请实施例的第七方面提供了一种终端设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本申请实施例第一方面中的步骤指令。
本申请实施例的第八方面提供了一种第一UWB设备，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如本申请实施例第二方面中的步骤指令。
本申请实施例的第九方面提供了一种计算机可读存储介质，其中，上述计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如本申请实施例第一方面或第二方面或第三方面中所描述的部分或全部步骤。
本申请实施例的第十方面提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括计算机程序，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如本申请实施例第一方面或第二方面或第三方面中所描述的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包。
本申请实施例中，终端设备通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过所述第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息；所述终端设备接收所述第一UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第一时间间隔，所述终端设备接收所述第二UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第二时间间隔；所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，所述第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包；所述终端设备根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
本申请实施例的UWB测距方法，第一UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第一时间间隔，第二UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第二时间间隔；由于所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，第一发射时间戳是第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，第一接收时间戳是第二UWB设备记录接收第一UWB数据包的时间戳，第二发射时间戳是第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，第二接收时间戳是第一UWB设备记录接收第二UWB数据包的时间戳，第二UWB设备用于在接收到第一UWB数据包的情况下发射第二UWB数据包，终端设备可以根据第一时间间隔和所述第二时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，第一UWB设备和第二UWB设备无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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是本申请实施例提供的一种UWB测距系统的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种UWB通信数据包的4种格式的示意图；
图3是本申请实施例提供的一种第一UWB数据包的格式和第二UWB数据包的格式的示意图；
图4是本申请实施例提供的一种UWB测距方法的流程示意图；
图5是本申请实施例提供的另一种UWB测距方法的流程示意图；
图6是本申请实施例提供的另一种UWB测距方法的流程示意图；
图7是本申请实施例提供的一种UWB测距方法的具体流程示意图；
图8为本申请实施例提供的一种UWB测距装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种UWB测距装置的结构示意图；
图10是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的一种第一UWB设备的结构示意图。
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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在没有做出创造性劳动前提下所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及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例所涉及到的终端设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(user equipment，UE)，移动台(mobile station，MS)，终端设备(terminaldevice)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为终端设备。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种UWB测距系统的结构示意图。如图1所示，该UWB测距系统100可以包括终端设备11、第二UWB设备12和第一UWB设备13，所述UWB测距系统100用于测量所述第一UWB设备13和所述第二UWB设备12之间的距离。
所述终端设备11，用于通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备13发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向所述第二UWB设备12发送第二配置信息；所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；所述第一密钥与所述第二密钥相同，所述第一编码序号与所述第二编码序号相同；
所述第一UWB设备13，用于在获得所述终端设备11发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，并记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳(Tt1)，所述第一UWB数据包携带第一加扰时间戳序列STS和所述第一编码序号，所述第一STS由所述第一密钥加密得到；
所述第二UWB设备12，用于在获得所述终端设备11发送的所述第二配置信息的情况下，监听空中的所述第一UWB数据包，通过所述第二密钥和所述第二编码序号解析所述第一UWB数据包；
所述第二UWB设备12，还用于在所述第一UWB数据包解析成功的情况下，记录接收所述第一UWB数据包的时间戳：第一接收时间戳(Tr1)，发射第二UWB数据包，记录发射所述第二UWB数据包的时间戳：第二发射时间戳(Tt2)，将所述Tt2与所述Tr1的差值Treply-1通过第一无线通信方式上报给所述终端设备；所述第二UWB数据包携带第二STS和所述第二编码序号，所述第二STS由所述第二密钥加密得到；
所述第一UWB设备13，还用于监听空中的所述第二UWB数据包，通过所述第一密钥和所述第一编码序号监听并解析所述第二UWB数据包；
所述第一UWB设备13，还用于在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，记录接收所述第二UWB数据包的时间戳第二接收时间戳(Tr2)，将所述Tr2与所述Tt1的差值Tround-1通过第一无线通信方式上报给所述终端设备11；
所述终端设备11，还用于根据所述Treply-1和所述Tround-1计算所述第二UWB设备和所述第一UWB设备之间的距离。
其中，第一无线通信方式与UWB通信不同。第一无线通信方式可以包括蓝牙，蓝牙可以包括低功耗蓝牙(bluetooh low energy，BLE)。BLE的功耗比UWB更低，BLE的通信距离比UWB更长。可选的，第一无线通信方式还可以包括低功耗广域网(Low power wide area，LPWA)，比如LoRa、Sigfox等。LPWA的通信距离比UWB更长。
本申请实施例中，终端设备11可以包括处理器、蓝牙通信模块。在一个可能的实施例中，终端设备11还可以包括具有无线反冲功能的无线充电模块。终端设备11可以是不包含UWB通信模块的设备，不具备UWB功能。
第一UWB设备13和第二UWB设备12均是可以包含UWB通信模块的设备。在一个可能的实施例中，第二UWB设备12可以是UWB保护壳(比如，UWB手机壳)，UWB保护壳可以包括处理器、蓝牙通信模块、UWB通信模块、电源管理模块和无线充电模块(包括无线充电圈)。第一UWB设备13可以包括处理器、蓝牙通信模块、UWB通信模块、电源管理模块、电池和存储器，终端设备11的表面可以安装UWB保护壳(比如，可以将UWB手机壳套在终端设备11上)。第二UWB设备12还可以是具有UWB功能的手机、平板电脑等。
第一UWB设备13可以是具有UWB功能的电子设备(比如，具有UWB功能的台灯、冰箱、空调等家电)，也可以是UWB标签(也可以称为UWB电子标签)，可以将UWB标签贴在没有UWB功能的电子设备上，从而实现终端设备11对没有UWB功能的电子设备的控制。
终端设备11与第二UWB设备12和第一UWB设备13通过蓝牙通信模块进行第一无线通信方式通信(如图1所示的双向虚线箭头)，第一UWB设备13和第二UWB设备12之间通过UWB通信模块进行UWB通信(如图1所示的双向实线箭头)。本申请实施例中的第一UWB设备可以有多个。
举例来说，在终端设备11包括具有无线反冲功能的无线充电模块，第二UWB设备12是UWB保护壳时。当终端设备11(比如，手机)要启动UWB功能时，终端设备11内的无线反冲功能开启，给第二UWB设备12(比如，手机壳)的电源管理模块通过无线充线圈获得电能，第二UWB设备12再将电能转化成其他模块(处理器、蓝牙通信模块、UWB通信模块等)所需的电压并且为其他模块供电。在一个可能的实施例中，本申请实施例可以将第二UWB设备12套在终端设备11上，第二UWB设备12不仅可以为终端设备11提供保护(当终端设备11跌落时可以提供缓冲，具有防摔防撞的功能)，还可以将终端设备11的UWB功能集成在第二UWB设备12上，可以节约终端设备11的主板空间。第二UWB设备12一般情况下套在终端设备11上，测量的第二UWB设备12和第一UWB设备13之间的距离就是终端设备11和第一UWB设备13之间的距离。
下面以终端设备11是手机，第二UWB设备12是手机壳为例进行说明，该手机壳可以是“一键联”手机壳，可以支持三种模式：一键开关模式、一键控制卡片模式以及一键场景模式。用户只需将手机指向想要控制的第一UWB设备，同时双击手机壳背部区域，即可完成指定的操作。一键开关模式能够帮助用户直接开启或关闭指定的设备；在一键控制卡片模式中，通过双击手机壳背部区域即可呼出指定第一UWB设备的完整控制页面，快速调节更多设备参数，如台灯的亮度、色温等；在一键场景的模式中，双击便可执行预设好的联动场景，如启动离家场景后关闭所有的第一UWB设备。
本申请实施例中，终端设备11可以通过第一无线通信方式向第二UWB设备12和第一UWB设备13发送相同的配置信息(第一配置信息和第二配置信息)，触发第一UWB设备13和第二UWB设备开始进行UWB测距流程。
本申请实施例的UWB测距流程可以包括如下步骤：
(11)终端设备11通过第一无线通信方式向第一UWB设备13发送第一配置信息，终端设备11通过第一无线通信方式向第二UWB设备12发送第二配置信息；所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；其中，终端设备11通过第一无线通信方式向第一UWB设备13发送第一配置信息与终端设备11通过第一无线通信方式向第二UWB设备12发送第二配置信息可以同时执行。
(12)第一UWB设备13在接收到第一配置信息的情况下开始发射第一UWB数据包，并记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳(Tt1)；第一UWB设备13在发射第一UWB数据包之后可以进入监听状态。
(13)第二UWB设备12在接收到第二配置信息的情况下进入监听状态，开始监听空中的UWB数据包。
(14)如果第二UWB设备12监听到与第一UWB数据包的格式相同的数据包，则通过第二配置信息中的第二密钥和所述第二编码序号对监听到的数据包进行解析，如果解析成功，表明第二UWB设备12解析所述第一UWB数据包成功，此时第二UWB设备12记录接收所述第一UWB数据包的时间戳：第一接收时间戳(Tr1)，发射第二UWB数据包，记录发射所述第二UWB数据包的时间戳：第二发射时间戳(Tt2)，将所述Tt2与所述Tr1的差值Treply-1通过第一无线通信方式(比如，BLE)上报给所述终端设备11。
(15)如果第一UWB设备13监听到与第二UWB数据包的格式相同的数据包，则通过第一密钥和第一编码序号对监听到的数据包进行解析，如果解析成功，表明第一UWB设备13解析所述第二UWB数据包成功，此时第一UWB设备13记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳(Tr2)，将所述Tr2与所述Tt1的差值Tround-1通过第一无线通信方式(比如，BLE)上报给所述终端设备11。
(16)所述终端设备11根据所述Treply-1和所述Tround-1计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
其中，步骤(12)至步骤(16)为第一次测距。为了UWB测距的准确性，往往需要多次测距，对多次测距结果求平均值。由于第一UWB设备13和第二UWB设备12的相对位置可能频繁发生变化，也需要多次测距。在执行步骤(15)之后，可以继续执行如下步骤(22)～(26)。步骤(22)～(26)可以重复执行。
(22)第一UWB设备13发射第三UWB数据包，并记录发射所述第三UWB数据包的时间戳Tt3；第一UWB设备13在发射第一UWB数据包之后可以进入监听状态。
(23)第二UWB设备12监听空中的UWB数据包。
(24)如果第二UWB设备12监听到与第三UWB数据包的格式相同的数据包，则通过第二配置信息中的第二密钥和所述第二编码序号对监听到的数据包进行解析，如果解析成功，表明第二UWB设备12解析所述第三UWB数据包成功，此时第二UWB设备12记录接收所述第三UWB数据包的时间戳Tr3，发射第四UWB数据包，记录发射所述第四UWB数据包的时间戳Tt4，将所述Tt4与所述Tr3的差值Treply-2通过第一无线通信方式(比如，BLE)上报给所述终端设备11。
(25)如果第一UWB设备13监听到与第四UWB数据包的格式相同的数据包，则通过第一密钥和第一编码序号对监听到的数据包进行解析，如果解析成功，表明第一UWB设备13解析所述第四UWB数据包成功，此时第一UWB设备13记录接收所述第四UWB数据包的时间戳Tr4，将所述Tr4与所述Tt3的差值Tround-2通过第一无线通信方式(比如，BLE)上报给所述终端设备11；
(26)所述终端设备11根据所述Treply-2和所述Tround-2计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
其中，步骤(12)至步骤(16)为第一次测距，步骤(22)～(26)为第二次测距。其中，所述第一UWB数据包的格式与所述第三UWB数据包的格式相同，所述第二UWB数据包的格式与所述第四UWB数据包的格式相同。为了避免第一次测距和第二册测距之间相互干扰，避免两次测距交互之间出现串包，可以设置第一UWB设备发射所述第三UWB数据包与发射所述第一UWB数据包的时间间隔大于设定的时长(比如，第三预设时长)。
本申请实施例中，步骤(12)至步骤(16)和步骤(22)～(26)均为单边双向测距(Single-sided Two-way Ranging，SS-TWR)。步骤(12)至步骤(16)属于一次SS-TWR测距交互，步骤(22)～(26)属于另一次SS-TWR测距交互。
终端设备11根据所述Treply-1和所述Tround-1计算所述UWB保护壳和所述UWB设备之间的距离，具体为：
按照如下公式计算所述第二UWB设备和所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离：
Dist＝c*(Tround-1-Treply-1)/2；
其中，Dist为计算得到的第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，Tround-1＝Tr2-Tt1，Treply-1＝Tt2-Tr1，Tt1是第一UWB设备13记录的发射第一UWB数据包的时间戳，Tr1是第二UWB设备12记录的接收第一UWB数据包的时间戳，Tt2是第二UWB设备12记录的发射第二UWB数据包的时间戳，Tt2是第一UWB设备13记录的接收第二UWB数据包的时间戳，c为光在传输介质(比如，空气)中的传播速度。“*”表示乘号，“/”表示除号。
第一UWB设备和第二UWB设备的测距是一个不断重复的SS-TWR的过程。
请参阅图2，图2是本申请实施例提供的一种UWB通信数据包的4种格式的示意图。如图2所示。根据802.15.4z协议，UWB通信数据包有如下4种：
STS包配置格式0(STS packet configuration three，SP0)、STS包配置格式1(STSpacket configuration three，SP1)、STS包配置格式2(STS packet configurationthree，SP2)和STS包配置格式3(STS packet configuration three，SP3)。
其中，SP0格式包括编码序号(如图2中的SYNC)、起始定界符(start of framedelimiter，SFD)、包头(PHY header，PHR)和包负载(PHY Payload)。
SP1格式包括编码序号(如图2中的SYNC)、起始定界符(start of framedelimiter，SFD)、加扰时间戳序列(scrambled timestamp sequence，STS)、包头(PHYheader，PHR)和包负载(PHY Payload)。
SP2格式包括编码序号(如图2中的SYNC)、起始定界符(start of framedelimiter，SFD)、包头(PHY header，PHR)、包负载(PHY Payload)和加扰时间戳序列(scrambled timestamp sequence，STS)。
SP3格式包括编码序号(如图2中的SYNC)、起始定界符(start of framedelimiter，SFD)和加扰时间戳序列(scrambled timestamp sequence，STS)。
其中，SYNC部分也叫preamble部分，用于UWB数据包的同步。preamble是一种含编码(比如，preamble code)信息脉冲，当UWB通信模块设置的preamble code与要接收的UWB数据包使用preamble code相同时，UWB通信模块才能同步并识别到该UWB数据包。preamblecode也可以称为引导码，属于编码的一种。SFD部分用于数据包时间戳的检测。PHR用于记载数据包格式的相关信息。PHY Payload部分用于记载数据包的信息内容。STS部分是一种加密算法(比如，AES-128加密算法)生成的伪随机脉冲序列，可以用于UWB通信模块的方位角的测量。
本申请实施例中，第一UWB数据包和第二UWB数据包的格式都属于STS包配置格式3(STS packet configuration three，SP3)，第一UWB数据包和第二UWB数据包的格式都属于均属于SP3格式，第一UWB数据包属于SP3格式的变形，仍然属于SP3格式。第二UWB设备12和第一UWB设备13在监听空中的UWB数据包时，可以选择监听第一UWB数据包或第二UWB数据包。第一UWB设备13发射第一UWB数据包，监听第二UWB数据包；第二UWB设备12发射第二UWB数据包，监听第一UWB数据包。
在SP3格式下，UWB通信距离更长，在SP3格式下，UWB的灵敏度更高，SP3的数据格式没有Payload，长度短，与SP0格式、SP1格式和SP2格式相比，有利于省功耗。与SP0格式、SP1格式和SP2格式相比，SP3的数据格式的UWB通信距离更长。
请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种第一UWB数据包的格式和第二UWB数据包的格式的示意图。如图3所示，第一UWB数据包包括第一编码序号(如图2中的SYNC)、起始定界符(start of frame delimiter，SFD)、两个加扰时间戳序列(scrambled timestampsequence，STS)和时间间隔(GAP)。第二UWB数据包包括第一编码序号(如图2中的SYNC)、起始定界符(start of frame delimiter，SFD)和一个加扰时间戳序列(scrambledtimestamp sequence，STS)。
本申请实施例中，第一UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第一时间间隔，第二UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第二时间间隔；由于所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，第一发射时间戳是第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，第一接收时间戳是第二UWB设备记录接收第一UWB数据包的时间戳，第二发射时间戳是第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，第二接收时间戳是第一UWB设备记录接收第二UWB数据包的时间戳，第二UWB设备用于在接收到第一UWB数据包的情况下发射第二UWB数据包，终端设备可以根据第一时间间隔和所述第二时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，第一UWB设备和第二UWB设备无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种UWB测距方法的流程示意图。如图4所示，该UWB测距方法可以应用于图1中的终端设备，该UWB测距方法用于测量第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，该UWB测距方法可以包括如下步骤。
401，终端设备通过第一无线通信方式向第一UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向第二UWB设备发送第二配置信息。
其中，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息，可以保证所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间能够进行UWB通信以实现UWB测距。
所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；所述第一密钥与所述第二密钥相同，所述第一编码序号与所述第二编码序号相同。
402，终端设备接收第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的第一时间间隔，终端设备接收第二UWB设备通过第一无线通信方式上报的第二时间间隔。
其中，第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值，所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包。
本申请实施例中，第一UWB设备在接收到第一配置信息的情况下开始发射第一UWB数据包，并记录发射所述第一UWB数据包的时间戳第一发射时间戳(Tt1)；第一UWB设备在发射第一UWB数据包之后可以进入监听状态。第二UWB设备在接收到第二配置信息的情况下进入监听状态，开始监听空中的UWB数据包。如果第二UWB设备监听到与第一UWB数据包的格式相同的数据包，则通过第二配置信息中的第二密钥和所述第二编码序号对监听到的数据包进行解析，如果解析成功，表明第二UWB设备解析所述第一UWB数据包成功，此时第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳：第一接收时间戳(Tr1)，发射第二UWB数据包，记录发射所述第二UWB数据包的时间戳：第二发射时间戳(Tt2)，将所述第二发射时间戳(Tt2)与所述第一接收时间戳(Tr1)的差值第二时间间隔(Treply)通过第一无线通信方式上报给所述终端设备。如果第一UWB设备监听到与第二UWB数据包的格式相同的数据包，则通过第一密钥和第一编码序号对监听到的数据包进行解析，如果解析成功，表明第一UWB设备解析所述第二UWB数据包成功，此时第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳第二接收时间戳(Tr2)，将所述第二接收时间戳(Tr2)与所述第一发射时间戳(Tt1)的差值第一时间间隔(Tround)通过第一无线通信方式上报给所述终端设备。Tround＝Tr2-Tt1。Treply＝Tt2-Tr1。
本申请实施例中，第一UWB数据包和第二UWB数据包的格式都属于STS包配置格式3(STS packet configuration three，SP3)，第一UWB数据包属于SP3格式的变形，仍然属于SP3格式。在SP3格式下，UWB的灵敏度更高，SP3的数据格式没有Payload，长度短，与SP0格式、SP1格式和SP2格式相比，有利于省功耗。与SP0格式、SP1格式和SP2格式相比，SP3的数据格式的UWB通信距离更长。
403，终端设备根据第一时间间隔和第二时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离。
终端设备根据第二时间间隔和第一时间间隔计算第二UWB设备和第一UWB设备之间的距离，具体为：
按照如下公式计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离：
Dist＝c*(Tround-Treply)/2；
其中，Dist为计算得到的第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，Tround＝Tr2-Tt1，Treply＝Tt2-Tr1，Tt1是第一UWB设备记录的发射第一UWB数据包的时间戳，Tr1是第二UWB设备记录的接收第一UWB数据包的时间戳，Tt2是第二UWB设备记录的发射第二UWB数据包的时间戳，Tt2是第一UWB设备记录的接收第二UWB数据包的时间戳，c为光在传输介质(比如，空气)中的传播速度。“*”表示乘号，“/”表示除号。
其中，为了UWB测距的准确性，往往需要多次测距，对多次测距结果求平均值。由于第一UWB设备和第二UWB设备的相对位置可能频繁发生变化，也需要多次测距，因此，步骤402和步骤403可以重复执行。
本申请实施例中，第一UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第一时间间隔，第二UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第二时间间隔；由于所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，第一发射时间戳是第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，第一接收时间戳是第二UWB设备记录接收第一UWB数据包的时间戳，第二发射时间戳是第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，第二接收时间戳是第一UWB设备记录接收第二UWB数据包的时间戳，第二UWB设备用于在接收到第一UWB数据包的情况下发射第二UWB数据包，终端设备可以根据第一时间间隔和所述第二时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，第一UWB设备和第二UWB设备无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
请参阅图5，图5是本申请实施例提供的另一种UWB测距方法的流程示意图。如图5所示，该UWB测距方法可以应用于图1中的终端设备，该UWB测距方法用于测量第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，该UWB测距方法可以包括如下步骤。
501，终端设备通过第一无线通信方式向第一UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向第二UWB设备发送第二配置信息。
其中，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息，可以保证所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间能够进行UWB通信以实现UWB测距。
所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；所述第一密钥与所述第二密钥相同，所述第一编码序号与所述第二编码序号相同。
502，终端设备接收第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的第一时间间隔，终端设备接收第二UWB设备通过第一无线通信方式上报的第二时间间隔。
其中，第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值，所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包。其中，步骤501和步骤502的具体实施可以参见图4所示的步骤401和步骤402，此处不再赘述。
503，终端设备记录接收第二时间间隔的时间，终端设备记录接收第一时间间隔的时间。
504，在接收第二时间间隔的时间与接收第一时间间隔的时间的时间差的绝对值小于第一阈值的情况下，终端设备根据第一时间间隔和第二时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离。
本申请实施例中，第一阈值可以预先进行设定，第一阈值可以存储在终端设备的存储器(比如，非易失性存储器)中。在接收第二时间间隔的时间与接收第一时间间隔的时间的时间差的绝对值小于第一阈值的情况下，表明第二UWB设备通过第一无线通信方式上报的第二时间间隔和第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的第一时间间隔正常，此时终端设备可以根据据第二时间间隔和第一时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离。
可选的，在所述接收所述第二时间间隔的时间与所述接收所述第一时间间隔的时间的时间差的绝对值大于所述第一阈值的情况下，所述终端设备丢弃所述第二时间间隔和所述第一时间间隔。
在接收第二时间间隔的时间与接收第一时间间隔的时间的时间差的绝对值大于第一阈值的情况下，表明第二UWB设备通过第一无线通信方式上报的第二时间间隔和第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的第一时间间隔中至少有一个异常，此时终端设备丢弃所述第二时间间隔和所述第一时间间隔。等待下一次SS-TWR测距交互第二UWB设备上报的第二时间间隔和第一UWB设备上报的第一时间间隔。可以通过判断接收第二时间间隔的时间与接收第一时间间隔的时间的时间差的绝对值是否小于第一阈值来判断第二UWB设备通过第一无线通信方式上报的第二时间间隔和第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的第一时间间隔是否正常，从而避免采用异常的数据计算第二UWB设备和第一UWB设备之间的距离，提高UWB测距的准确性。
可选的，图5所示的方法还可以包括如下步骤：
在接收到所述第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的状态异常消息的情况下，所述终端设备丢弃所述异常消息之前的第一预设时长内接收的数据。
本申请实施例中，第一UWB设备在发射第一UWB数据包后，如果在规定的时间(第二预设时长)内，没有监听和成功解析在第二UWB设备发射的第二UWB数据包，则第一UWB设备可以将该异常状态通过第一无线通信方式上报给终端设备。
第一无线通信方式以蓝牙(比如，BLE)为例，一般而言，蓝牙的通信距离要大于UWB的通信距离，第一UWB设备和第二UWB设备建立UWB连接后，如果二者的距离大于UWB的通信距离，则第一UWB设备和第二UWB设备无法进行测距交互，此时第一UWB设备可以通过第一无线通信方式向终端设备上报异常消息，终端设备在接收到该异常消息后，可以将接收所述异常消息之前的第一预设时长内接收的数据(比如，第二UWB设备上报的第二时间间隔)丢弃。由于第一UWB设备和第二UWB设备之间的测距是一轮接着一轮的(一次SS-TWR测距交互属于一轮)，实施本申请实施例，可以防止相邻两轮之间的数据出现串包，避免用于测距的第二时间间隔和第一时间间隔不是同一轮的，可以保证用于测距的第二时间间隔和第一时间间隔是同一轮的，从而提高测距的准确性。
请参阅图6，图6是本申请实施例提供的另一种UWB测距方法的流程示意图。如图6所示，该UWB测距方法可以应用于图1中的第一UWB设备，该UWB测距方法用于测量第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，该UWB测距方法可以包括如下步骤。
601，第一UWB设备在获得终端设备发送的第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，记录发射第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号。
602，第一UWB设备监听空中的第二UWB数据包，通过第一密钥和第一编码序号解析第二UWB数据包。
603，在第二UWB数据包解析成功的情况下，第一UWB设备记录接收第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给终端设备，第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，第二UWB设备用于在监听到第一UWB数据包并在第一UWB数据包被第二UWB设备解析成功的情况下发射第二UWB数据包。
其中，步骤601可以参见上述步骤(11)和步骤(12)，步骤602和步骤603可以参见上述步骤(14)和(15)，此处不再赘述。
本申请实施例中，第一UWB设备和第二UWB设备在测距交互中无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
可选的，在所述第一UWB设备发射所述第一UWB数据包之后的第二预设时长内没有监听所述第二UWB数据包或者没有解析成功所述第二UWB数据包的情况下，则第一UWB设备通过第一无线通信方式向所述终端设备上报状态异常消息。
本申请实施例中，如果在所述第一UWB设备发射所述第一UWB数据包之后的第二预设时长内没有监听所述第二UWB数据包(比如，第一UWB设备和第二UWB设备之间的UWB通信连接已断开)或者没有解析成功所述第二UWB数据包(比如，第一UWB设备和第二UWB设备之间的UWB通信连接已断开，第一UWB设备与其他的第一UWB设备建立了UWB连接并接收到了其他的第一UWB设备发射的UWB数据包，但是无法通过第一密钥和第一编码序号解析其他的第一UWB设备发射的UWB数据包)，表明第一UWB设备和第二UWB设备之间的UWB通信出现了异常。第一UWB设备可以及时将状态异常消息上报给终端设备，从而避免终端设备计算出错误的测距结果。
第二预设时长可以预先进行设定，可以存储在第一UWB设备的存储器(比如，非易失性存储器)中。
可选的，所述第一UWB设备发射在发射第一UWB数据包之后，所述第一UWB设备发射第三UWB数据包，所述第一UWB设备发射所述第三UWB数据包与发射所述第一UWB数据包的时间间隔大于第三预设时长，所述第三预设时长大于所述第二预设时长。
本申请实施例中，第一UWB设备发射第一UWB数据包，第二UWB设备发射第二UWB数据包属于第一次SS-TWR测距交互；第一UWB设备发射第三UWB数据包，第二UWB设备发射第四UWB数据包属于第二次SS-TWR测距交互，以此类推。SS-TWR测距交互次数不作限定，终端设备可以根据连续M次SS-TWR测距交互的结果求距离平均值，M可以大于或等于2。
第三预设时长可以预先进行设定，可以存储在第一UWB设备的存储器(比如，非易失性存储器)中。
其中，第一预设时长可以大于第二预设时长，第三预设时长可以大于第一预设时长，可以保证相邻的两次SS-TWR测距交互之间互不干扰，可以防止相邻两次SS-TWR测距交互之间的数据出现串包。
请参阅图7，图7是本申请实施例提供的一种UWB测距方法的具体流程示意图。图7以两次SS-TWR测距交互为例进行说明。图7所示的方法应用于图1所示的UWB测距系统。
图7所示的方法可以包括以下三个阶段。
第①阶段，建立蓝牙连接。终端设备与第二UWB设备建立BLE连接；终端设备与第一UWB设备建立BLE连接。
第②阶段，终端设备发起UWB测距。终端设备通过BLE向第一UWB设备下发第一配置信息，收到第一UWB设备返回的确认信息；终端设备通过BLE向第二UWB设备下发第二配置信息，收到第二UWB设备返回的确认信息。
第③阶段，第一UWB设备和第二UWB设备进行两次SS-TWR测距交互。第一次SS-TWR测距交互：第一UWB设备发射UWB数据包1，UBW保护壳监听并成功解析该UWB数据包1，第二UWB设备发射UWB数据包2，第一UWB设备监听并成功解析该UWB数据包2，第一UWB设备向终端设备上报Tround或异常，第二UWB设备向终端设备上报Treply。需要说明的是，第二UWB设备是UWB保护壳时，由于终端设备的表面安装有UWB保护壳，终端设备与UWB保护壳的物理距离很近，二者之间的BLE通信不会出现异常的情况(第二UWB设备会向终端设备上报Treply，不会上报异常)。
第二次SS-TWR测距交互与第一次SS-TWR测距交互类似，此处不再赘述。
其中，图7中的虚线为蓝牙通信，实线为UWB通信。
本申请实施例的UWB测距方法，第二UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第二时间间隔，第一UWB设备通过第一无线通信方式向终端设备上报第一时间间隔；由于第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值，第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，第一发射时间戳是第一UWB设备记录发射UWB数据包1的时间戳，第一接收时间戳是第二UWB设备记录接收UWB数据包1的时间戳，第二发射时间戳是第二UWB设备记录发射UWB数据包2的时间戳，第二接收时间戳是第一UWB设备记录接收UWB数据包2的时间戳，第二UWB设备用于在接收到UWB数据包1的情况下发射UWB数据包2，终端设备可以根据第二时间间隔和第一时间间隔计算第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，第一UWB设备和第二UWB设备无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是，终端设备或第一UWB设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，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。
本申请实施例可以根据上述方法示例对终端设备或第一UWB设备进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。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。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
请参阅图8，图8为本申请实施例提供的一种UWB测距装置的结构示意图，该UWB测距装置800应用于终端设备，所述UWB测距装置800用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，该UWB测距装置800可以包括通信单元801和测距单元802，其中：
通信单元801，用于通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息；
所述通信单元801，还用于接收所述第一UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第一时间间隔，接收所述第二UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第二时间间隔；所述第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值，所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包；
测距单元802，用于根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
可选的，该UWB测距装置800可以包括第一记录单元803；
所述第一记录单元803，用于记录接收所述第二时间间隔的时间，以及用于记录接收所述第一时间间隔的时间；
所述测距单元802，还用于在所述接收所述第二时间间隔的时间与所述接收所述第一时间间隔的时间的时间差的绝对值小于第一阈值的情况下，根据所述第二时间间隔和所述第一时间间隔计算所述第二UWB设备和所述第一UWB设备之间的距离。
可选的，该UWB测距装置800可以包括处理单元804；
所述处理单元804，用于在所述接收所述第二时间间隔的时间与所述接收所述第一时间间隔的时间的时间差的绝对值大于所述第一阈值的情况下，丢弃所述第二时间间隔和所述第一时间间隔。
所述处理单元804，还用于在接收到所述第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的状态异常消息的情况下，丢弃所述异常消息之前的第一预设时长内接收的数据。
其中，本申请实施例中的通信单元801可以是终端设备中的无线通信模块(比如，蓝牙通信模块)。测距单元802、第一记录单元803和处理单元804可以是终端设备中的处理器。
本申请实施例中，终端设备可以根据第二时间间隔和第一时间间隔计算第二UWB设备和第一UWB设备之间的距离，第二UWB设备和第一UWB设备在测距交互中无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
请参阅图9，图9为本申请实施例提供的另一种UWB测距装置的结构示意图，该UWB测距装置900应用于第一UWB设备，该UWB测距装置900用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，该UWB测距装置900包括：
发射单元901，用于在获得终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，记录发射所述第一UWB数据包的时间戳第一发射时间戳，所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号；
监听单元902，用于监听空中的第二UWB数据包；
解析单元903，用于通过所述第一密钥和所述第一编码序号解析所述第二UWB数据包；
第二记录单元904，用于在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳；
上报单元905，用于将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值，所述第二UWB设备用于在监听到所述第一UWB数据包并在所述第一UWB数据包被所述第二UWB设备解析成功的情况下发射所述第二UWB数据包。
可选的，所述上报单元905，还用于在所述第一UWB设备发射所述第一UWB数据包之后的第二预设时长内没有监听所述第二UWB数据包或者没有解析成功所述第二UWB数据包的情况下，通过第一无线通信方式向所述终端设备上报状态异常消息。
可选的，该UWB测距装置900还可以包括判断单元906，还用于在所述第一UWB设备发射所述第一UWB数据包之后的第二预设时长内判断是否监听所述第二UWB数据包或者判断是否解析成功所述第二UWB数据包；
所述上报单元905，还用于在所述判断单元906判断结果为否的情况下，通过第一无线通信方式向所述终端设备上报状态异常消息。
所述上报单元905，还用于在所述判断单元906判断结果为是的情况下，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值。
可选的，所述发射单元901，还用于发射第一UWB数据包之后，发射第三UWB数据包，发射所述第三UWB数据包与发射所述第一UWB数据包的时间间隔大于第三预设时长。
其中，发射单元901可以是UWB测距装置900中的UWB通信模块，监听单元902、解析单元903、第二记录单元904、判断单元906可以是UWB测距装置900中的处理器。上报单元905可以是UWB测距装置900中的蓝牙通信模块。
本申请实施例中，第一UWB设备和第二UWB设备在测距交互中无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
请参阅图10，图10是本申请实施例提供的一种终端设备的结构示意图，如图10所示，该终端设备1000包括处理器1001和存储器1002，处理器1001、存储器1002可以通过通信总线1003相互连接。通信总线1003可以是外设部件互连标准(peripheral componentinterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，EISA)总线等。通信总线1003可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。存储器1002用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令，处理器1001被配置用于调用程序指令，上述程序包括用于执行图4～图5所示的方法中的部分或全部步骤。
处理器1001可以是通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。
存储器1002可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
终端设备1000还可以包括蓝牙通信模块。
此外，该终端设备1000还可以包括通信接口、天线等通用部件，在此不再详述。
本申请实施例中，终端设备可以根据第二时间间隔和第一时间间隔计算第二UWB设备和第一UWB设备之间的距离，第二UWB设备和第一UWB设备在测距交互中无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
请参阅图11，图11是本申请实施例提供的一种第一UWB设备的结构示意图，如图11所示，该第一UWB设备1100包括处理器1101和存储器1102，处理器1101、存储器1102可以通过通信总线1103相互连接。通信总线1103可以是外设部件互连标准(peripheralcomponent interconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standardarchitecture，EISA)总线等。通信总线1103可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图11中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。存储器1102用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令，处理器1101被配置用于调用程序指令，上述程序包括用于执行图6所示的方法中的部分或全部步骤。
处理器1101可以是通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制以上方案程序执行的集成电路。
存储器1102可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
第一UWB设备1100还可以包括蓝牙通信模块和UWB通信模块。
此外，该第一UWB设备1100还可以包括通信接口、天线等通用部件，在此不再详述。
本申请实施例中，第一UWB设备和第二UWB设备在测距交互中无需在UWB数据包中携带时间戳信息，而是将时间戳信息通过第一无线通信方式上报给终端设备，由终端设备进行测距计算，UWB数据包不携带时间戳信息可以提高UWB测距的距离，还可以降低UWB数据包的数据量，从而可以有效的降低UWB测距的功耗。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，该计算机可读存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任何一种UWB测距方法的部分或全部步骤。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
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的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述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实施例方案的目的。
另外，在申请明各个实施例中的各功能单元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，也可以采用软件程序模块的形式实现。
所述集成的单元如果以软件程序模块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取存储器中。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或者该技术方案的全部或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器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种UWB测距方法，其特征在于，所述方法应用于终端设备，所述方法用于测量第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述方法包括：
所述终端设备通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过所述第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息；
所述终端设备接收所述第一UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第一时间间隔，所述终端设备接收所述第二UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第二时间间隔；所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值，所述第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包；
所述终端设备根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述终端设备记录接收所述第二时间间隔的时间，所述终端设备记录接收所述第一时间间隔的时间；
在所述接收所述第二时间间隔的时间与所述接收所述第一时间间隔的时间的时间差的绝对值小于第一阈值的情况下，所述终端设备执行所述根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在接收到所述第一UWB设备通过第一无线通信方式上报的状态异常消息的情况下，所述终端设备丢弃所述异常消息之前的第一预设时长内接收的数据。
4.一种UWB测距方法，其特征在于，所述方法应用于第一UWB设备，所述方法用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述方法包括：
所述第一UWB设备在获得终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号；
所述第一UWB设备监听空中的第二UWB数据包，通过所述第一密钥和所述第一编码序号解析所述第二UWB数据包；
在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值，所述第二UWB设备用于在监听到所述第一UWB数据包并在所述第一UWB数据包被所述第二UWB设备解析成功的情况下发射所述第二UWB数据包。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述第一UWB设备发射所述第一UWB数据包之后的第二预设时长内没有监听所述第二UWB数据包或者没有解析成功所述第二UWB数据包的情况下，则通过第一无线通信方式向所述终端设备上报状态异常消息。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述第一UWB设备发射第一UWB数据包之后，所述方法还包括：
所述第一UWB设备发射第三UWB数据包，所述第一UWB设备发射所述第三UWB数据包与发射所述第一UWB数据包的时间间隔大于第三预设时长，所述第三预设时长大于所述第二预设时长。
7.一种UWB测距方法，其特征在于，所述方法应用于UWB测距系统，所述UWB测距系统包括终端设备、第一UWB设备和第二UWB设备，所述方法用于测量所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离，所述方法包括：
所述终端设备通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息；所述第一配置信息包括第一密钥和第一编码序号，所述第二配置信息包括第二密钥和第二编码序号；所述第一密钥与所述第二密钥相同，所述第一编码序号与所述第二编码序号相同；
所述第一UWB设备在获得所述终端设备发送的所述第一配置信息的情况下，发射第一UWB数据包，并记录发射所述第一UWB数据包的时间戳：第一发射时间戳，所述第一UWB数据包携带第一加扰时间戳序列STS和所述第一编码序号，所述第一STS由所述第一密钥加密得到；
所述第二UWB设备在获得所述终端设备发送的所述第二配置信息的情况下，监听所述第一UWB数据包，通过所述第二密钥和所述第二编码序号解析所述第一UWB数据包；
在所述第一UWB数据包解析成功的情况下，所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳：第一接收时间戳，所述第二UWB设备发射第二UWB数据包，记录发射所述第二UWB数据包的时间戳：第二发射时间戳，将第二时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第二时间间隔是所述第二发射时间戳与所述第一接收时间戳的差值；所述第二UWB数据包携带第二STS和所述第二编码序号，所述第二STS由所述第二密钥加密得到；
所述第一UWB设备监听所述第二UWB数据包，通过所述第一密钥和所述第一编码序号监听并解析所述第二UWB数据包；
在所述第二UWB数据包解析成功的情况下，所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳：第二接收时间戳，将第一时间间隔通过第一无线通信方式上报给所述终端设备，所述第一时间间隔是所述第二接收时间戳与所述第一发射时间戳的差值；
所述终端设备根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第二UWB设备和所述第一UWB设备之间的距离。
8.一种UWB测距装置，其特征在于，所述装置应用于终端设备，所述装置用于测量所述第一UWB设备和第二UWB设备之间的距离，所述装置包括：
通信单元，用于通过第一无线通信方式向所述第一UWB设备发送第一配置信息，通过所述第一无线通信方式向所述第二UWB设备发送第二配置信息，所述第一配置信息和所述第二配置信息是所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间进行UWB通信的验证信息；
所述通信单元，还用于接收所述第一UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第一时间间隔，接收所述第二UWB设备通过所述第一无线通信方式上报的第二时间间隔；所述第二时间间隔是第二发射时间戳与第一接收时间戳的差值，所述第一时间间隔是第二接收时间戳与第一发射时间戳的差值；所述第一发射时间戳是所述第一UWB设备记录发射第一UWB数据包的时间戳，所述第一接收时间戳是所述第二UWB设备记录接收所述第一UWB数据包的时间戳，所述第二发射时间戳是所述第二UWB设备记录发射第二UWB数据包的时间戳，所述第二接收时间戳是所述第一UWB设备记录接收所述第二UWB数据包的时间戳，所述第二UWB设备用于在接收到所述第一UWB数据包的情况下发射所述第二UWB数据包；
测距单元，用于根据所述第一时间间隔和所述第二时间间隔计算所述第一UWB设备和所述第二UWB设备之间的距离。
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器被配置用于调用所述程序指令，执行如权利要求1～4任一项所述的方法。
10.一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，所述计算机程序包括程序指令，所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1～4任一项所述的方法。
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