CN114500134A - 基于uwb的信息处理方法及装置、设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种基于UWB的信息处理方法及装置、设备和存储介质,其中,所述方法包括:第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电子技术,涉及但不限于一种基于UWB的信息处理方法及装置、设备、存储介质。
背景技术
目前,随着互联网、物联网等技术的快速普及,智能家居行业越来越得到广泛的应用,智能家居产品也越来越多,用户如何能够方便快捷的选择、以及与智能家居设备进行交互成为越来越重要的问题。
现有技术中,通常是使用传统的WIFI(Wi-Fi Alliance,无线上网)、蓝牙等技术进行连接控制,但是,这种交互方法并不能迅速在家居产品之间进行切换,且对网络稳定性的依赖程度较高。因此,现有技术有待于进一步的改进,如何提供一种新的智能交互方法,成为本领域技术人员的研究热点。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供一种基于UWB(Ultra Wide Band,超宽带)的信息处理方法及装置、设备、存储介质。
本申请实施例的技术方案是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种基于UWB的信息处理方法,所述方法包括:
第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
第二方面,本申请实施例提供一种基于UWB的信息处理装置,应用于第二设备,所述装置包括:
第一接收单元,用于接收第一设备发送的第一UWB信号;
第一确定单元,用于根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
第一执行单元,用于如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
第三方面,本申请实施例提供一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述所述基于UWB的信息处理方法中的步骤。
第四方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述所述基于UWB的信息处理方法中的步骤。
本申请实施例提供一种基于UWB的信息处理方法及装置、设备、存储介质,通过第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机,如此,能够通过距离检测,实现设备的自动开机,从而实现设备之间的智能交互。
附图说明
图1为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图一;
图2为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图二;
图3为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图三;
图4为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图四;
图5A为本申请实施例PDOA方法测角度的原理示意图;
图5B为本申请实施例基于UWB的测距原理示意图一;
图5C为本申请实施例基于UWB的测距原理示意图二;
图5D为本申请实施例手机和电视交互的时序示意图;
图6为本申请实施例基于UWB的信息处理装置的组成结构示意图;
图7为本申请实施例电子设备的一种硬件实体示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述。显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
在以下的描述中,涉及到“一些实施例”,其描述了所有可能实施例的子集,但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在后续的描述中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本申请的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
需要指出,本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序,以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
本申请实施例提供一种基于UWB的信息处理方法,该方法应用于电子设备,该方法所实现的功能可以通过所述电子设备中的处理器调用程序代码来实现,当然程序代码可以保存在所述电子设备的存储介质中。图1为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图一,如图1所示,所述方法包括:
步骤S101、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
本申请实施例中,可以在所述第一设备和所述第二设备中设置UWB模块,所述UWB模块中包括可以接收或者发送UWB信号的天线。例如,所述第一设备的UWB模块中包括一发射天线,用于发射所述第一UWB信号。所述第二设备的UWB模块中包括一接收天线,用于接收所述第一UWB信号。进而,所述第二设备根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的距离。
这里,所述第一设备可以为各种类型的具有信息处理能力的可移动设备,例如手机、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、导航仪、数字电话、视频电话、智能手表、智能手环、可穿戴设备、平板电脑等。所述第二设备可以为各种类型的具有信息处理能力的设备,例如电视机、洗衣机、空调、微波炉等智能家电,也可以为手机、PDA(PersonalDigital Assistant,个人数字助理)、导航仪、数字电话、视频电话、智能手表、智能手环、可穿戴设备、平板电脑、一体机等。
步骤S102、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
本申请实施例中,所述第一设备可以周期性地发送第一UWB信号,所述第二设备接收所述UWB信号后,可以利用UWB的单侧双边测距法或双侧双边测距法,根据所述UWB信号计算与所述第一设备之间的距离。
步骤S103、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
这里,所述第一预设阈值可以是用户自行设定的,也可以是所述第二设备在出厂时由厂家进行设定。并且,本申请实施例中对所述第一预设阈值的范围并不做限定,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
本申请实施例中,如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机,指的是如果第二设备判断出与所述第一设备之间的距离小于第一预设阈值,则所述第二设备执行开机操作。
在一些实施例中,所述步骤S102、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离,包括:
利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离。
本申请实施例中,通过第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机,如此,能够实现两个设备之间的便捷交互,使得所述第二设备通过距离检测实现自身的开机操作。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,图2为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图二,如图2所示,所述方法包括:
步骤S201、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
步骤S202、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
步骤S203、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S204、如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;
步骤S205、根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
本申请实施例中,可以在所述第一设备和所述第二设备中设置UWB模块,所述UWB模块中包括可以接收或者发送UWB信号的天线。例如,所述第一设备的UWB模块中包括一发射天线,用于发射所述第一UWB信号。所述第二设备的UWB模块中包括一接收天线,用于接收所述第一UWB信号,进而,所述第二设备可以根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的距离。当所述第一操作执行成功后,所述第一设备的UWB模块中的发射天线继续发发射所述第二UWB信号。所述第二设备的UWB模块中包括两个接收天线,共同接收所述第二UWB信号,进而,所述第二设备可以根据接收到的不同时刻发送的第二UWB信号,确定所述第一设备在所述不同时刻相对于所述第二设备的位置信息。
这里,所述第一UWB信号和所述第二UWB信号的发射频率可以相同,也可以不同。例如,所述第一UWB信号的发射频率可以低于所述第二UWB信号的发射频率。因为所述第一UWB信号主要用于通过获取两个设备之间的距离,实现设备的开机操作。所述第二UWB信号主要用于通过获取两个设备之间的角度,实现实时地信息输入控制。
步骤S206、根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
这里,可以将所述第二设备执行第一操作成功时所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息,标记为基准位置信息。进而,后续不同时刻所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息的变化量,都是基于所述基准位置信息的变化量。当然,也可以不设置基准位置信息,所述位置信息的变化量就是两个不同时刻的位置信息的变化量。
步骤S207、根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。
本申请实施例中,所述第二设备根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息的调整,或实现对所述第二设备的状态的调整。例如,如果所述第二设备为智能电视则所述信息的调整,可以包括音量大小的调整、频道的转换、显示画面色度的调整等。所述状态的调整,可以包括所述电视机的显示屏的角度的调整,所述显示屏的高度的调整等。
举例来说,当用户开启了手机上的UWB功能后拿着手机靠近电视,此时手机周期性地向电视发送UWB信号,电视使用一根天线接收所述UWB信号,并根据接收到的信号确定手机到电视之间的距离,如果所述距离小于1.5米,则电视自动打开。此时电视使用两根天线接收所述UWB信号,并根据所述两根天线接收到的UWB信号确定所述手机相对于自身的第一位置。而后,手机处于移动状态并继续向电视发送UWB信号,此时手机发送的UWB信号的频率可以更高,电视继续接收所述UWB信号并根据所述信号确定所述手机相对于自身的第二位置。从而电视可以根据所述第一位置和所述第二位置的变化量,确定出手机移动的距离、方向、速度等参数,并根据所述参数对应出不同的交互命令(例如更换频道命令),并执行所述交互命令。
本申请实施例中,所述第一UWB信号与所述第二UWB信号的发射频率不同。
本申请实施例中,所述第二设备根据所述第一UWB信号判断与所述第一设备之间的距离来实现自身的开机,以及根据所述第二UWB信号判断所述第一设备相对于自身的位置来实现控制信息获取,并执行所述控制信息,如此,能够使设备之间便捷交互,通过距离检测和位置检测的交替实现距离控制和信息输入控制。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,所述方法包括:
步骤S211、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
步骤S212、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
步骤S213、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S214、如果所述第一操作执行成功,利用所述第二设备上的第一天线和第二天线接收所述第一设备在第一时刻发送的第二UWB信号;
步骤S215、确定所述第一天线接收的所述第二UWB信号与所述第二天线接收的所述第二UWB信号的相位差;
步骤S216、根据所述第一天线与所述第二天线之间的距离和所述相位差,确定所述第一设备在第一时刻相对于所述第二设备的位置信息;
这里,所述步骤S214至所述步骤S216实现的功能是利用PDOA方法来确定第一设备与第二设备之间的角度,进而根据所述角度确定所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息。
在一些实施例中,所述方法还包括:将所述第一操作执行成功时所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息,确定为基准位置信息。
步骤S217、根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
步骤S218、根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,所述方法包括:
步骤S221、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
步骤S222、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
步骤S223、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S224、如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;
步骤S225、根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
步骤S226、根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
步骤S227、确定所述位置信息的变化量对应的移动时长;
步骤S228、根据所述位置信息的变化量和所述移动时长,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。
这里,所述位置信息的变化量为两个不同时刻位置信息的变化量,因此可以根据时刻信息确定出第一设备的移动时长,进而根据所述移动时长确定出所述第一设备的速度。从而,所述步骤S228、根据所述位置信息的变化量和所述移动时长,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整,可以包括:根据所述位置信息的变化量和所述第一设备的移动速度,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。例如,假设所述第二设备为智能电视,第一设备为手机,如果手机以较快的速度向右平移了20cm,则电视执行的交互命令为调大音量。如果手机以较慢的速度向右平移了20cm,则电视执行的交互命令为向上更换频道。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,所述方法包括:
步骤S231、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
步骤S232、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
步骤S233、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S234、将所述第一操作执行成功时所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息,确定为基准位置信息;
本申请实施例中,在确定所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息的变化量之前,还可以先设定一个基准位置信息。当然,所述基准位置信息的设定时间、设定角度等,本领域技术人员可以根据产品或用户的实际使用习惯等进行选择,本申请对此并不做限制。
步骤S235、如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;
步骤S236、根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
步骤S237、根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
步骤S238、根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。
本申请实施例中,所述第一UWB信号与所述第二UWB信号的发射频率不同。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,所述方法包括:
步骤S241、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
步骤S242、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
步骤S243、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S244、如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;
步骤S245、根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
步骤S246、根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
步骤S247、根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整;
步骤S248、如果接收到所述第一设备发送的第二UWB信号,向所述第一设备发送第三UWB信号,所述第三UWB信号用于确定所述第二设备在不同时刻相对于所述第一设备的位置信息;
本申请实施例中,如果所述第一设备和所述第二设备之间没有通过WIFI、蓝牙等进行连接,且第一设备只发送UWB信号不接收UWB信号,则第一设备无法获知所述第二设备相对于自身的位置信息。因此,所述第二设备也可以周期性地向所述第一设备发送UWB,以使所述第一设备确定所述第二设备在不同时刻相对于所述第一设备的位置信息,从而所述第一设备可以根据所述位置信息判断自身移动的距离、角度等是否满足要求,对当前移动的参数进行校正。
步骤S249、如果在预设时长内未接收到所述第二UWB信号,停止发送所述第三UWB信号。
这里,如果所述第二设备在预设时长内未接收到所述第二UWB信号,则说明所述第一设备停止移动,不再进行命令交互,因此所述第二设备也不再发送所述第三UWB信号给所述第一设备。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,图3为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图三,如图3所示,所述方法包括:
步骤S301、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
步骤S302、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
步骤S303、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S304、如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;
步骤S305、根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
步骤S306、根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
步骤S307、根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整;
步骤S308、根据所述第二UWB信号确定与所述第一设备之间的第二距离;
步骤S309、如果所述第二距离大于第二预设阈值,执行第三操作,所述第三操作实现对所述第二设备的关机。
这里,所述第二预设阈值可以是用户自行设定的,也可以是所述第二设备在出厂时由厂家进行设定。并且,本申请实施例中对所述第二预设阈值的范围并不做限定,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
在一些实施例中,所述第一UWB信号与所述第二UWB信号的发射频率不同。
在一些实施例中,所述步骤S302、根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离,包括:利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离。
在一些实例中,所述步骤S308、根据所述第二UWB信号确定与所述第一设备之间的第二距离,包括:利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,根据所述第二UWB信号确定与所述第一设备之间的第二距离。
基于前述的实施例,本申请实施例再提供一种基于UWB的信息处理方法,图4为本申请实施例基于UWB的信息处理方法的实现流程示意图四,如图4所示,所述方法包括:
步骤S401、第一设备响应UWB功能开启指令,向第二设备发送第一UWB信号;
步骤S402、第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号,并根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
这里,可以利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,确定所述第二设备与所述第一设备之间的第一距离。
步骤S403、如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作;所述第一操作实现对所述第二设备的开机;
步骤S404、如果所述第二设备执行第一操作成功,所述第一设备向所述第二设备发送第二UWB信号;
本申请实施例中,所述第一UWB信号与所述第二UWB信号的发射频率可以相同,也可以不同。
这里,可以将所述第一操作执行成功时所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息,确定为基准位置信息;
步骤S405、所述第二设备接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号,并根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
在一些实施例中,所述步骤S405、所述第二设备接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号,并根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息,包括:
步骤S41a、如果所述第一操作执行成功,利用所述第二设备上的第一天线和第二天线接收所述第一设备在第一时刻发送的第二UWB信号;
步骤S42a、确定所述第一天线接收的所述第二UWB信号与所述第二天线接收的所述第二UWB信号的相位差;
步骤S43a、根据所述第一天线与所述第二天线之间的距离和所述相位差,确定所述第一设备在第一时刻相对于所述第二设备的位置信息。
步骤S406、所述第二设备根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
步骤S407、所述第二设备根据所述位置信息的变化量,执行第二操作;所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整;
在一些实施例中,所述步骤S407、所述第二设备根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,包括:
步骤S41b、确定所述位置信息的变化量对应的移动时长;
步骤S42b、根据所述位置信息的变化量和所述移动时长,执行第二操作。
在一些实施例中,所述方法还包括:如果所述第一设备处于静止状态,所述第一设备停止发送所述第二UWB信号;如果所述第一设备处于移动状态,所述第一设备继续向所述第二设备发送第二UWB信号。
在一些实施例中,所述方法还包括:如果接收到所述第一设备发送的第二UWB信号,所述第二设备向所述第一设备发送第三UWB信号;如果在预设时长内未接收到所述第二UWB信号,所述第二设备停止发送所述第三UWB信号。
步骤S408、所述第一设备接收在不同时刻所述第二设备发送的第三UWB信号,并根据所述不同时刻的第三UWB信号,确定所述第二设备在不同时刻相对于所述第一设备的位置信息;
步骤S409、所述第一设备根据所述第二设备在不同时刻的位置信息,对用户发出提示信息,所述提示信息用于提示用户所述第一设备相对于所述第二设备的移动参数信息。
步骤S410、所述第二设备根据所述第二UWB信号确定与所述第一设备之间的第二距离;
这里,可以利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,确定所述第二设备与所述第一设备之间的第二距离。
步骤S411、如果所述第二距离大于第二预设阈值,所述第二设备执行第三操作;所述第三操作实现对所述第二设备的关机。
在一些实施例中,还提供了一种基于UWB的信息处理系统,所述系统包括所述第一设备以及至少一个所述第二设备。
UWB技术是一种使用1GHz(吉赫)以上频率带宽的无线载波通信技术。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。其中,冲激脉冲具有很高的定位精度,因此采用UWB技术,很容易将定位与通信合一,而常规无线电难以做到这一点。UWB技术具有极强的穿透能力,可在室内和地下进行精确定位,而GPS(Global PositioningSystem,全球定位系统)只能工作在GPS定位卫星的可视范围之内。与GPS提供绝对地理位置不同,超宽带无线电定位器可以给出相对位置,其定位精度可达厘米级。
并且,UWB测距原理与GNSS(Global Navigation Satellite System,全球导航卫星系统)室外定位、蓝牙室内定位一样,利用无线电信号的飞行时间测算距离,即属于TOF(time of flight,飞行时间法)测距。利用TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)实现室内物体的定位,室内需要至少有三个标签(固定坐标)对物体的距离进行测算得到三个圆交点,从而实现对物体的定位。而PDOA(一种到达相位差的计算方法)方法的原理是,如果物体有两根以上的天线,可以根据两根天线接收同样信号的相位的差值来判断识别物距离自身的角度和距离。
基于此,本申请实施例设计一套基于UWB系统的智能家居设备定位交互系统,所述系统的主要功能为用户手持UWB手机,对准任意一个设备后,被选中设备能够立刻识别到,并和手机建立连接开始进行交互,比如对准电视,则立刻可以进入电视控制模式,或者将手机的显示界面投屏到电视上。其中,手机和电视的“对准”,可以通过UWB的测距以及PDOA的测角度来实现。如果需要将手机的显示界面投屏到电视上,还可以在“对准”后,将手机和电视通过WIFI、蓝牙等进行连接。
图5A为本申请实施例PDOA方法测角度的原理示意图,如图5A所示,系统中包括两个设备,A设备和B设备。A设备中包括一根信号发射天线51,B设备中包括两根信号接收天线,分别为接收天线52和接收天线53。发射天线51首先在某一时刻发射定位信号,接收天线52及接收天线53接收在上述时刻所述发射天线发射的所述定位信号,并进行定位。其中,d为接收天线52与接收天线53之间的距离,是已知量。切斜角α为发射天线51和接收天线52的连线与水平线之间的夹角,切斜角β为发射天线51和接收天线53的连线与水平线之间的夹角。r为发射天线51与接收天线52之间的距离。p为同一信号到达接收天线52的距离与到达接收天线53的距离之间的到达距离差(也可以用接收到的信号的相位差来衡量)。y为发射天线51到接收天线52和接收天线53的连接线的延长线的距离,x为接收天线52到y的延长线的距离。通常情况下,所述r和所述d的单位量级差别是非常大的,因此默认切斜角α和β是相同的。如此,设备B就可以利用查表的方法通过距离d和p,来确定切斜角α的取值,进而通过α和r,来确定坐标(x,y)的取值。基于此,确定出的切斜角α就是A设备相对于B设备的距离,确定出的参数r或坐标(x,y)就是A设备与B设备之间的距离。
其中,具体方案如下:手机上内置一个UWB天线用来发送UWB信号,电视端内置两个UWB天线用以接收手机端发送的UWB信号,并使用PDOA方法计算与手机的角度和距离。默认状态下,电视端的UWB模块处于接收状态,方便能够实时接收到周期性或者突发性的UWB信号。且可以设置为默认状态下仅有手机在发送UWB信号,一台电视在接收信号,主要工作方式如下:
(1)交互激活模式:
由前述可知,在交互激活模式之前电视机的UWB模块始终处于接收状态,并且仅需打开一根天线即可。用户手机的UWB模块由开关设置,当打开开关(例如通过手机快捷操作)后,手机的UWB模块开始周期性地发送UWB测距信号,测距方式可以采用UWB的SS TWR(Single Side Two Way Ranging,单侧双边测距)法或DS TWR(Double Side Two WayRanging,双侧双边测距)法,即发送和接收双方均需单天线即可。此时电视的UWB天线可接收到手机的UWB信号,并开启SS TWR或DS TWR的测距模式。在该状态下,手机和电视能够实时获取到两者之间距离,当检测到两者距离小于一定的预设阈值距离D1时电视机自动打开。自动打开后可以自动播放历史记录或者自动播放用户提前预设好的视频节目,并进入交互模式。
图5B为本申请实施例基于UWB的测距原理示意图一,如图5B所示,图中为单侧双边测距的原理示意图,设备A发起交换,设备B响应完成交换。每个设备精确地记录发送和接受的时间戳信息。设备B在收到设备A的信号后,延迟固定的时间回发信号,所述回发信号的时间与收到设备A信号的时间差为T1,设备A接收到设备B信号的时间与设备A发送信号的时间差为T2。则T1和T2都为已知量,故信号在设备A和设备B之间的飞行时间为:T=(T2-T1)/2。
图5C为本申请实施例基于UWB的测距原理示意图二,如图5C所示,双侧双边测距实际上是单侧双边测距的一种扩展,采用了两个往返时间计算飞行时间的方法,目的是减少误差。其中两次往返之间的间隔可以很长,这对结果没有影响。图中为双侧双边测距的原理示意图,且双侧双边测距的四条飞行时间信息被缩减为了图上的三条飞行时间信息,则此时飞行时间的计算公式为:设备A发送信号后,设备B接收到信号后立刻回传,设备A收到设备B发送的信号会再次发送,来回几次之后带入以上公式可求得飞行时间的均值,带入光速可得到设备A和设备B之间的距离。
(2)交互模式:
当进入交互模式后,电视机立即切换为PDOA测角和SS TWR或DS TWR测距的交互模式。当手机和电视机处于所述PDOA测角的状态下时,手机单天线发送UWB信号,电视双天线接收所述UWB信号并通过PDOA计算手机相对于电视的位置信息。在一定刷新率下(指的是手机发送信号的频率和/或电视接收信号的频率),例如大于20Hz(赫兹),当用户较快连续地移动手机,比如向右平移10cm(厘米),电视则可以通过PDOA获取到连续变动的位置,并自动判断出手机的动作类型,进而可实现一种交互模式,实现对电视的控制。例如当电视确定手机向右平移10cm时,电视执行交互命令,所述交互命令为当前播放视频快进等。
为节省功耗,手机的UWB模块默认处于周期性待机模式(及周期性进行TWR测距),当手机的加速传感器检测到手机没有运动时,PDOA默认不进行,检测到运动状态时,才发射PDOA定位信号。这里,TWR测距的信号和PDOA测角度的信号为同一个信号,即手机的发射天线发射的信号。如果需要测距,则电视中的一根天线接收到所述信号后,获取到相关的信息进行测距。如果需要测角度,则电视中的两根天线接收到所述信号后,获取到相关的信息进行测角。
这里,本申请实施例中定义了基准角度:即进入交互激活模式时,将此时电视和手机之间的角度定义为基准角度。其中,基准角度的作用,可用来调整电视的左右双扬声器的音量大小,以及显示画面色差补偿等。如果电视底座具备电动调整功能,还可以根据电视和用户之间的角度差自动调整电视机的朝向,使得用户在一定范围内移动时,均可以随时以最佳角度观看电视。也就是说,手机移动的不同角度(包括方向)、不同距离和不同速度等,可以对应不同的交互命令。
(3)交互退出模式:
当手机和电视之间的距离大于一定的预设阈值距离D2时电视自动暂停播放,并退出PDOA测角模式,进入TWR测距模式。当检测到手机和电视之间的距离大于一定的预设阈值距离D3后电视延时自动关机,TWR状态继续保持。
(4)交互更换模式:
若存在多台电视的情况下,当手机移动到另一台电视阈值距离之内时,可立即将在上一台电视播放的视频,自动切换到该台电视。
图5D为本申请实施例手机和电视交互的时序示意图,如图5D所示,横轴表示时间,纵轴表示信号的发射接收状态。区域51为所述交互激活模式下的时序,区域52为所述交互模式下的时序,区域53为所述交互退出模式下的时序。在区域51内,手机按预设时间间隔发射信号,电视接收手机发送的信号并利用TWR方法根据接收的信号确定与所述手机之间的距离,如果所述距离大于阈值D1,则电视进入交互模式。在区域52内,手机继续给电视发送信号,电视接收到所述信号后利用PDOA方法确定手机相对于电视的角度,并根据所述角度执行不同的交互命令。同时,手机还可以接收电视发送的信号来确定电视相对于手机的角度,并根据所述角度对移动的方位、速度、角度和距离等进行调整。在这个过程中,电视仍然会根据接收到的手机发送的信号确定手机与其之间的距离,如果所述距离大于阈值D2,则电视进入交互退出模式。在区域53内,手机还是周期性地给电视发送信号,电视根据接收到的信号继续确定与手机之间的距离。也就是或,在区域51内,为TWR测距模式。在区域52内,为PDOA测角度模式和TWR测距模式交互(共存)。在区域53内,为TWR测距模式。在实际应用中,硬件上可以在手机和电视上都设置两根天线,在软件上决定使用哪些天线进行收发。例如,电视一个天线发手机两个天线收,则确定的是电视相对于手机的角度。手机一个天线发电视两个天线收,则确定的是手机相对于电视的角度。当然,如果手机和电视利用WIFI或者蓝牙进行了连接,则只有手机发,电视只进行接收,电视根据接收到的信号确定出角度后,将角度通过WIFI网络传输给手机,也是可以的。
本申请实施例中,提供了一个UWB交互系统,通过手机和电视之间的距离控制实现播放模式的切换,通过角度控制的模式实现与电视的信息交互。如此,能够利用UWB模块实现手机和智能电视之间的便捷交互,通过距离检测和角度检测的交替实现距离控制和信息输入控制。
基于前述的实施例,本申请实施例提供一种基于UWB的信息处理装置,应用于电子设备,该装置包括所包括的各单元、以及各单元所包括的各模块、以及各模块所包括的各部件,可以通过所述电子设备中的处理器来实现;当然也可通过具体的逻辑电路实现;在实施的过程中,处理器可以为CPU(Central Processing Unit,中央处理器)、MPU(Microprocessor Unit,微处理器)、DSP(Digital Signal Processing,数字信号处理器)或FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)等。
图6为本申请实施例基于UWB的信息处理装置的组成结构示意图,如图6所示,所述装置600包括:
第一接收单元601,用于接收第一设备发送的第一UWB信号;
第一确定单元602,用于根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
第一执行单元603,用于如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
在一些实施例中,所述装置还包括:第二接收单元,用于如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;第二确定单元,用于根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;第三确定单元,用于根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;第二执行单元,用于根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。
在一些实施例中,所述第二接收单元,包括:接收模块,用于如果所述第一操作执行成功,利用所述第二设备上的第一天线和第二天线接收所述第一设备在第一时刻发送的第二UWB信号;所述第二确定单元,包括:相位差确定模块,用于确定所述第一天线接收的所述第二UWB信号与所述第二天线接收的所述第二UWB信号的相位差;位置信息确定模块,用于根据所述第一天线与所述第二天线之间的距离和所述相位差,确定所述第一设备在第一时刻相对于所述第二设备的位置信息。
在一些实施例中,所述第二执行单元,包括:时长确定模块,用于确定所述位置信息的变化量对应的移动时长;执行模块,用于根据所述位置信息的变化量和所述移动时长,执行第二操作。
在一些实施例中,所述装置还包括:基准确定单元,用于将所述第一操作执行成功时所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息,确定为基准位置信息。
在一些实施例中,所述第一UWB信号与所述第二UWB信号的发射频率不同。
在一些实施例中,所述装置还包括:发送单元,用于如果接收到所述第一设备发送的第二UWB信号,向所述第一设备发送第三UWB信号,所述第三UWB信号用于确定所述第二设备在不同时刻相对于所述第一设备的位置信息;停止发送单元,用于如果在预设时长内未接收到所述第二UWB信号,停止发送所述第三UWB信号。
在一些实施例中,所述装置还包括:距离确定单元,用于根据所述第二UWB信号确定与所述第一设备之间的第二距离;处理单元,用于如果所述第二距离大于第二预设阈值,执行第三操作,所述第三操作实现对所述第二设备的关机。
在一些实施例中,所述第一确定单元602,包括:第一确定模块,用于利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离。
以上装置实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请装置实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是,本申请实施例中,如果以软件功能模块的形式实现上述的信息处理方法,并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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介质中,包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机、服务器等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM(Read Only Memory,只读存储器)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样,本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。
对应地,本申请实施例提供一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现上述实施例中提供的信息处理方法中的步骤。
对应地,本申请实施例提供一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述信息处理方法中的步骤。
这里需要指出的是:以上存储介质和设备实施例的描述,与上述方法实施例的描述是类似的,具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请存储介质和设备实施例中未披露的技术细节,请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是,图7为本申请实施例电子设备的一种硬件实体示意图,如图7所示,该电子设备700的硬件实体包括:处理器701、通信接口702和存储器703,其中
处理器701通常控制电子设备700的总体操作。
通信接口702可以使电子设备700通过网络与其他终端或服务器通信。
存储器703配置为存储由处理器701可执行的指令和应用,还可以缓存待处理器701以及电子设备700中各模块待处理或已经处理的数据(例如,图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据),可以通过FLASH(闪存)或RAM(Random Access Memory,随机访问存储器)实现。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的设备和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备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,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,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全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理模块中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,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,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例。本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的产品实施例。本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征,在不冲突的情况下可以任意组合,得到新的方法实施例或设备实施例。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (12)
1.一种基于UWB的信息处理方法,其特征在于,所述方法包括:
第二设备接收第一设备发送的第一UWB信号;
根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
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:
如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号;
根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息;
根据所述第一设备在不同时刻的位置信息,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息的变化量;
根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,所述第二操作实现对所述第二设备的信息或状态的调整。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述如果所述第一操作执行成功,接收在不同时刻所述第一设备发送的第二UWB信号,包括:如果所述第一操作执行成功,利用所述第二设备上的第一天线和第二天线接收所述第一设备在第一时刻发送的第二UWB信号;
对应地,所述根据所述不同时刻的第二UWB信号,确定所述第一设备在不同时刻相对于所述第二设备的位置信息,包括:
确定所述第一天线接收的所述第二UWB信号与所述第二天线接收的所述第二UWB信号的相位差;
根据所述第一天线与所述第二天线之间的距离和所述相位差,确定所述第一设备在第一时刻相对于所述第二设备的位置信息。
4.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述位置信息的变化量,执行第二操作,包括:
确定所述位置信息的变化量对应的移动时长;
根据所述位置信息的变化量和所述移动时长,执行第二操作。
5.根据权利要求2至4任一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:将所述第一操作执行成功时所述第一设备相对于所述第二设备的位置信息,确定为基准位置信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述第一UWB信号与所述第二UWB信号的发射频率不同。
7.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
如果接收到所述第一设备发送的第二UWB信号,向所述第一设备发送第三UWB信号,所述第三UWB信号用于确定所述第二设备在不同时刻相对于所述第一设备的位置信息;
如果在预设时长内未接收到所述第二UWB信号,停止发送所述第三UWB信号。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述第二UWB信号确定与所述第一设备之间的第二距离;
如果所述第二距离大于第二预设阈值,执行第三操作,所述第三操作实现对所述第二设备的关机。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离,包括:
利用UWB单侧双边测距法或UWB双侧双边测距法,根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离。
10.一种基于UWB的信息处理装置,应用于第二设备,其特征在于,所述装置包括:
第一接收单元,用于接收第一设备发送的第一UWB信号;
第一确定单元,用于根据所述第一UWB信号确定与所述第一设备之间的第一距离;
第一执行单元,用于如果所述第一距离小于第一预设阈值,执行第一操作,所述第一操作实现对所述第二设备的开机。
11.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1至9任一项所述基于UWB的信息处理方法中的步骤。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至9任一项所述基于UWB的信息处理方法中的步骤。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20220513 |