CN116367297A - 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN116367297A
CN116367297A CN202111574475.8A CN202111574475A CN116367297A CN 116367297 A CN116367297 A CN 116367297A CN 202111574475 A CN202111574475 A CN 202111574475A CN 116367297 A CN116367297 A CN 116367297A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mobile terminal
current period
base station
coordinates
uwb base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111574475.8A
Other languages
English (en)
Inventor
纪铮
张嘉铭
蒙越
宁昀鹏
李修璋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Rockwell Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Rockwell Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Rockwell Technology Co Ltd filed Critical Beijing Rockwell Technology Co Ltd
Priority to CN202111574475.8A priority Critical patent/CN116367297A/zh
Priority to PCT/CN2022/140154 priority patent/WO2023116646A1/zh
Publication of CN116367297A publication Critical patent/CN116367297A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H04W64/003—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management locating network equipment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C9/00—Individual registration on entry or exit
    • G07C9/00174—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys
    • G07C9/00896—Electronically operated locks; Circuits therefor; Nonmechanical keys therefor, e.g. passive or active electrical keys or other data carriers without mechanical keys specially adapted for particular uses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/021—Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/021—Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences
    • H04W4/022—Services related to particular areas, e.g. point of interest [POI] services, venue services or geofences with dynamic range variability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/023—Services making use of location information using mutual or relative location information between multiple location based services [LBS] targets or of distance thresholds
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02—Services making use of location information
    • H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本公开实施例提供一种移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质。移动终端的定位方法包括：根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周期对应的目标基站；根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标；根据所述移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移，计算所述移动终端在当前周期的预测坐标；对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。因为当前周期的位置坐标由测量坐标和预测坐标融合得到，其相比于直接利用UWB侧距离计算得到的测量坐标更为准确。

Description

移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本公开涉及定位技术领域，具体涉及一种移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
现有技术中已经提出采用采用超带宽(Ultra Wide Band，UWB)通信技术实现车辆遥控 钥匙等移动终端定位的技术方案。但是，通过对现有技术分析发现，在车辆场景中部署实现超 带宽技术的UWB基站时，利用UWB基站与移动终端之间的测距距离计算得到的位置坐标精度较 差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本公开提供一种移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质。
第一方面，本公开实施例提供一种移动终端的定位方法，包括：
根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周期对应的目标基站；
根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述移动终端在当前周期的测量 坐标；
根据所述移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移，计算所述移动终端在当前 周期的预测坐标；
对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。
可选的，所述根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周期对应的目标基 站，包括：
根据所述多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端 在当前周期所在的目标区域；
根据所述移动终端在当前周期所在的目标区域，确定当前周期对应的所述目标基站。
可选的，所述根据所述多个UWB基站对应的所述测距距离，在多个预设区域中确定所述移 动终端在当前周期所在的目标区域，包括：
根据所述移动终端在上一周期的位置坐标，确定所述移动终端在上一周期所在目标区域的 边界标定数据，所述边界标定数据包括边界标定点到各个UWB基站的标定距离；
响应于各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，与对应的测距距离的第一差值的绝 对值均大于设定值，将所述移动终端在上一周期的目标区域作为当前周期的目标区域。
可选的，所述边界标定数据还包括各个边界标定点一侧的方位参考点到各个UWB基站之间 的参考距离，与对应的边界标定点到对应UWB基站之间的标定距离的第二差值；
所述根据所述多个UWB基站对应的所述测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在 当前周期所在的目标区域，还包括：
响应于第一差值的绝对值均小于所述设定值，判断边界标定点对应的第一差值和第二差 值与零值的大小关系是否相同；
响应于所述大小关系均相同，将所述方位参考点所在的预设区域作为所述移动终端当前 周期所在的目标区域；
响应于至少一个所述大小关系不同，将所述边界标定点另一侧不包括所述方位参考点的预 设区域作为所述移动终端当前周期的目标区域。
可选的，所述方法还包括：
获取预设在前时间内多个UWB基站与所述移动终端之间的测距距离，所述预设在前时间 是当前周期之前的预设时间，所述预设在前时间包括多个周期；
分别计算所述预设在前时间内各个UWB基站对应的测距距离的均值和方差；
选择至少N个方差最小的UWB基站对应的所述均值，计算所述移动终端的估计位置坐标， N为大于或等于1的整数；
根据所述估计位置坐标，确定所述估计位置坐标对应的预设区域，以及所述预设区域的 边界标定数据，所述边界标定数据包括边界标定点到各个UWB基站的标定距离；
所述根据所述多个UWB基站对应的所述测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在 当前周期所在的目标区域，包括：根据各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，以及各个 UWB基站在当前周期对应的测距距离，确定所述移动终端在当前周期的目标区域。
可选的，所述预设区域是以车辆为基准确定的区域，所述预设区域包括车外区域和车内 区域。
可选的，所述多个UWB基站包括六个，其中两个UWB基站分别位于车前中网左右两侧， 两个UWB基站位于车尾门左右两侧，两个UWB基站位于车辆顶棚中间区域并沿车身长度方向错 位设置；
所述车外区域包括车外前侧区域、车外后侧区域、车外左侧前方区域、车外左侧后方区 域、车外右侧前方区域和车外右侧后方区域；
所述车内区域包括车内左前区域、车内右前区域、车内左后区域和车内右后区域。
可选的，还包括：获取各个所述目标基站对应的置信度；
所述根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述移动终端在当前周期 的测量坐标，包括：
根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，以及各个所述目标基站对应的置信 度，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标。
可选的，所述根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，以及各个所述目标基 站对应的置信度，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标，包括：
根据当前周期各个所述目标基站对应的测距距离和置信度相乘，得到当前周期各个目标 基站到所述移动终端的修正测距距离；
根据各个目标基站对应的修正测距距离和各个目标基站的位置坐标，计算所述移动终端 在当前周期的测量坐标。
可选的，在对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周 期的位置坐标前，所述方法还包括：
判断所述移动终端在当前周期的测量坐标是否满足设定约束条件；所述设定约束条件包 括高度坐标是否位于设定高度坐标范围内，和/或水平坐标是否位于设定水平坐标范围内；
所述对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位 置坐标，包括：响应于所述移动终端在当前周期的测量坐标满足所述设定约束条件，对所述测 量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标；
所述方法还包括：响应于所述移动终端在当前周期的测量坐标不满足所述设定约束条件， 将所述移动终端在上一周期的位置坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当 前周期的位置坐标。
可选的，对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期 的位置坐标，包括：
采用非线性卡尔曼滤波方法或者粒子滤波方法对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合 处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。
第二方面，本公开实施例提供一种移动终端的定位装置，包括：
目标UWB基站确定单元，用于根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前 周期对应的目标基站；
测量坐标计算单元，用于根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述 移动终端在当前周期的测量坐标；
预测坐标计算单元，用于根据所述移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移， 计算所述移动终端在当前周期的预测坐标；
数据融合单元，用于对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端 在当前周期的位置坐标。
可选的，所述目标基站确定单元包括：
目标区域确定子单元，用于根据所述多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个 预设区域中确定所述移动终端在当前周期所在的目标区域；
目标基站确定子单元，用于根据所述移动终端在当前周期所在的目标区域，确定当前周 期对应的所述目标基站。
可选的，还包括：置信度获取单元，用于获取各个所述目标基站对应的置信度；
所述测量坐标计算单元根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，以及各个所 述目标基站对应的置信度，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标。
第三方面，本公开实施提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，其中，所述存储 器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如前所述的移动终端的 定位方法。
第四方面，本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机 程序，当所述计算机程序被处理器执行时，现如前所述的移动终端的定位方法。。
本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本公开实施例提供的技术方案，在获取当前周期多个UWB基站与移动终端之间的测距距离 后，根据多个UWB基站对应的测距距离确定目标基站，并根据目标基站与移动终端的测距距离 计算移动终端的测量坐标。此外还根据移动终端上一周期的位置坐标和当前周期的位移计算移 动终端的预测坐标，并采用测量坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期的位 置坐标。因为当前周期的位置坐标由测量坐标和预测坐标融合得到，其相比于直接利用UWB侧 距离计算得到的测量坐标更为准确。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与 说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出 创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本公开一些实施例提供的移动终端的定位方法流程图；
图2是本公开一个实施例提供的UWB基站布局方式和区域划分示意图；
图3是本公开一些实施例提供的移动终端的定位装置的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例， 然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实 施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附 图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“基于”是 “至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。需要注意，本公开中提及的“第一”、“第二”等概念仅用于对不同的装置、模块或单元进行区分，并非用于限定这些装置、模块或单元所执行的功能的顺序或者相 互依存关系。
需要注意，本公开中提及的“一个”、“多个”的修饰是示意性而非限制性的，本领域技术 人员应当理解，除非在上下文另有明确指出，否则应该理解为“一个或多个”。
本公开实施例提供一种移动终端的定位方法，此定位方法可以应用在诸如车辆、智能房屋 等应用场景下，实现对诸如智能钥匙等移动终端的定位。以下以车辆使用场景为例，对本公开 实施例提供的移动终端的定位方法进行说明。
图1是本公开一些实施例提供的移动终端的定位方法流程图。如图1所示，本公开实施例 提供的移动终端的定位方法包括步骤S101-S105。
应当注意的是，本公开实施例提供的移动终端的定位方法可以由诸如车辆遥控钥匙等安装 UWB模块的移动终端执行，也可以由安装UWB基站的车辆、智能房屋执行(具体的，由车辆中 诸如HU等、智能房屋中的中控设备等具有数据处理能力的计算设备执行)。以下以移动终端为 执行主体对本公开实施例提供的方法进行说明。
步骤S101：根据多个UWB基站对应的测距距离，确定当前周期对应的目标基站。
本公开实施例中，移动终端中安装有UWB模块，UWB模块周期性地与部署在车辆中的多个 UWB基站进行UWB通信，并基于相互通信时传输的时间戳信息确定移动终端与UWB基站之间的 测距距离。
在本公开的一些实施例中，移动终端与车辆的UWB基站之间可以采用非双边测距算法确定 移动终端与车辆UWB基站之间的测距距离。以与一个UWB基站(UWB基站A)通信为例，移动 终端采用非对称双边测距算法确定与UWB基站A之间的测距距离的方法如下。
首先，移动终端中的UWB模块向UWB基站A发送Pos1消息，并记录发送Pos1消息的发送 时间戳。
随后，UWB基站A在接收到与自身地址匹配的Pos1消息后，记录接收到Pos1消息的接收 时间戳。在延时一段时间后，UWB基站A发送回应消息RespA给移动终端，并记录下发送RespA 的发送时间戳。根据前述接收Pos1消息的接收时间戳和发送RespA的发送时间戳，可以计算 得到UWB基站A收到Pos1消息到发送回应消息之间的时间段TreplyA。
随后，移动终端接收到来自UWB基站A的回应消息RespA后，记录接收到回应消息RespA 的接收时间戳，并延迟一段时间Trepl2A向UWB基站A发送Final消息，Final消息中包括移 动终端和UWB基站A通信时记录的各种时间戳信息。根据前述接收到回应消息RespA的接收时 间戳和发送Pos1消息的发送时间戳，可以计算得到移动终端发送Pos1消息到接收到回应消息 RespA的时间段Tround1A。
再后，UWB基站A在接收到Final消息后，记录接收到Final消息的接收时间戳。根据接 收到Final消息的接收时间戳和发送RespA的发送时间戳，可以计算得到UWB基站A从发送RespA到接收到Final消息之间的时间段Tround2A。
再后，UWB基站A根据前述的各种时间戳计算得到的Tround1A、TreplyA、Treply2A和 Tround2A，采用如下公式(Tround1A×Tround2A-TreplyA×Treply2A)/ (Tround1A+TreplyA+Treply2A+Tround2A)可以得到消息在移动终端和UWB基站A的飞行时间 TOFA。
最后，基于飞行时间TOFA和电磁信号传输速度(也就是光速)，UWB基站A可以计算得到 移动终端与UWB基站A之间的测距距离。在计算得到测距距离后，UWB基站A可以将测距距离 发送给移动终端，以使得移动终端获取与UWB基站A之间的测距距离。
当然，在本公开的其他实施例中，UWB基站A在接收到Final消息后，还可以将各种时间 戳发送给移动终端，以使得移动终端计算得到前述的Tround1A、TreplyA、Treply2A和Tround2A， 并根据前述四个时间段采用(Tround1A×Tround2A-TreplyA×Treply2A)/(Tround1A+TreplyA+Treply2A+Tround2A)计算得到飞行时间TOFA，以及根据飞行时间TOFA和电磁信号传播速度计算得到移动终端与UWB基站A之间的测距距离。
本公开实施例中，在一个测距周期，移动终端可以与多个UWB基站进行通信。按照前述的 方法，本申请实施例还可以获得当前周期中移动终端与其他UWB基站的测距距离。
采用前述的非对称双边测距算法可以补偿移动终端与各个UWB基站之间的时钟偏移，保证 测距距离具有较高的准确性。当然，在本公开其他实施例中，也可以采用单边测距算法确定移 动终端与各个UWB基站之间的测距距离。
本公开实施例中，目标基站是与移动终端进行UWB通信时UWB信号没有发生非视距传播， 或者发生非视距传播程度较小的UWB基站。
在本公开的一些实施例中，根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离确定当前周期对 应的目标基站可以包括步骤S1011-S1012。
步骤S1011：根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个预设区域中确定移动 终端在当前周期所在的目标区域。
步骤S1012：根据移动终端在当前周期所在的目标区域，确定当前周期对应的目标基站。
通过对各种UWB基站布局方式进行测试发现，由于车身座舱轮廓和车内设备布局的影响， 移动终端在特定的位置时，和某些UWB基站传输的UWB信号发生严重的非视距传播，造成测距 距离数据异常。正是因为测距距离异常，使得基于所有UWB基站测量得到的测距距离计算移动 终端的位置坐标的定位精度很差。
基于前述规律，本申请申请人考虑可以基于车辆中UWB基站的布局方式，测量移动终端在 大量位置处与UWB基站的测距距离，并对测距距离的准确性进行数理统计，基于数理统计结果 将车辆的车内空间和车外空间均进行了区域划分，并建立各个区域与UWB基站的关联关系。其 中，建立各个区域与UWB基站的关联关系，是确定移动终端在某一区域时，与哪些UWB基站通 信得到的测距距离是可信的(即发生非视距传播的程度较小)。也就是说在移动终端位于某一 区域时，可以采用哪些UWB基站测量的测距距离进行移动终端位置坐标的计算。
图2是本公开一个实施例提供的UWB基站布局方式和区域划分示意图。如图2所示，在本 公开一个实施例中，车辆中安装有6个UWB基站，其中两个UWB基站分别位于车前中网左右两 侧，两个UWB基站位于车尾门左右两侧，两个UWB基站位于车辆顶棚中间区域并沿车身长度方 向错位设置。
基于于前述的UWB基站布局方式，本公开实施例方法实施前，发明人测量了移动终端在大 量位置处与UWB基站的测距距离，并对测距距离的准确性进行数理统计，基于数理统计结果将 车辆的车内空间和车外空间均进行了区域划分，并建立各个划分区域与UWB基站的关联关系。
具体的，基于前述的UWB基站布局方式，车外区域被划分成了六个子区域。车外子区域分 别为车外前侧区域、车外后侧区域、车外左侧前方区域、车外左侧后方区域、车外右侧前方区 域和车外右侧后方区域，依次对应图2中的车外区域1、车外区域4、车外区域2、车外区域3、 车外区域6和车外区域5。其中，车外前侧区域和车外左侧前方区域、车外前侧区域和车外右 侧前方区域以UWB基站1和UWB基站2的连线为边界，车外左侧前方区域和车外左侧后方区域、 车外右侧前方区域和车外右侧后方区域以车辆B柱所在平面为边界，车外后侧区域和车外左侧 后方区域、车外右侧后方区域以UWB基站3和UWB基站4的连线为边界。
基于前述的UWB基站布局方式，车内区域被划分成了四个字区域。车内子区域分别为车内 左前区域、车内右前区域、车内左后区域和车内右后区域，依次对应图2中的车内区域1、车 内区域2、车内区域3和车内区域4。其中车内区域1和车内区域2、车内区域3和车内区域4 以UWB基站5和UWB基站6的连线所在竖直平面为边界，车内区域1和车内区域3、车内区域 2和车内区域4以车辆B柱所在平面为边界。
表1是划分区域与UWB基站关联关系表。在表1中，“√”表示某一行的区域与某一列的 UWB基站具有关联关系。
表1划分区域与UWB基站关联关系表
Figure BDA0003424803050000071
在本公开其他实施例中，在UWB基站采用其他布局方式的情况下，车内区域和车外区域也 可以采用其他的区域划分方式进行划分，对应的关联关系也需要根据数理统计确定。
步骤S102：根据目标基站与移动终端之间的测距距离，计算移动终端在当前周期的测量 坐标。
本公开实施例中，在移动终端确定目标基站后，可以查询到目标基站到移动终端的测距距 离，随后根据测距距离可以计算得到移动终端在当前周期的测量坐标。
在本公开的一些实施例中，可以采用三边定位最小二乘法拟合法计算得到当前周期的测量 坐标。假设目标区域为车外区域1，UWB基站1的位置坐标为(x1,y1,z1)，移动终端到UWB基站 1的测距距离为d1，UWB基站2的位置坐标为(x2,y2,z2)，移动终端到UWB基站2的测距距离为 d2，UWB基站5的位置坐标为(x5,y5,z5)，移动终端到UWB基站5的测距距离为d5，UWB基站6 的位置坐标为(x6,y6,z6)，移动终端到UWB基站6的测距距离为d6，则可以构建如下方程组。
Figure BDA0003424803050000081
采用最小二乘法对前述方程组进行求解，可以得到移动终端在当前周期的测量坐标 (x,y,z)。
步骤S103：根据移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移，计算移动终端在 当前周期的预测坐标。
本公开实施例中，移动终端中配置有惯性测量单元(IMU)，根据惯性测量单当前周期输出 的惯性信号可以确定移动终端在当前周期的位移。
实际应用中，惯性测量单元通常包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。根据三轴加速度计可以 测量移动终端的运动加速度，并根据对运动加速度的积分运算得到移动终端的运动速度，以及 根据对运动速度的积分运算得到移动终端的位移。
在本公开的一个实施例中，移动终端配置的惯性测量单元为捷联式地惯性测量单元，捷联 式地惯性测量单元测量得到的三轴加速度值和三轴角速度值都是相对于载体坐标系，不能简单 地通过积分得到移动终端的速度和位移信息，需要基于载体坐标系下的加速度值换算到移动终 端所在的地理坐标系下的加速度值，再根据转换得到的加速度值计算得到移动终端的运动速度 和的位移。
本公开实施例中，在获取移动终端在上一周期的位置坐标后，将移动终端在上一周期的位 置坐标和当前周期的位移相加，即可以得到移动终端在当前周期的预测坐标。
步骤S104：对测量坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期的位置坐标。
本公开实施例中，移动终端的移动特性具有非线性的特性。为了适应前述的非线性特性， 对测量坐标和预测坐标进行融合处理，可以采用诸如非线性卡尔曼滤波方法或者粒子滤波方法 对测量坐标和预测坐标进行融合处理，进而得到移动终端在当前周期的位置坐标。具体的，非 线性卡尔曼滤波方法具体可以为扩展卡尔曼滤波方法或者无迹卡尔曼滤波方法，其中扩展卡尔 曼滤波方法是随机非线性离散系统进行线性化近似得到的一种方法，无迹卡尔曼滤波是采用无 迹变化处理非线性系统的问题卡尔曼滤波方法。
以下，采用扩展卡尔曼滤波方法对本公开实施例中基于测量坐标和预测坐标进行融合处理 得到移动终端当前周期的位置坐标进行说明。
根据经验可知，本公开实施例提供的用于移动终端定位的系统是一个一致安全可测、可控 的非线性系统。
非线性系统可以采用状态方程来预测下一时刻移动终端的预测坐标，其中当前周期的位移 起到了驱动状态方程的作用。因为惯性测量单元有一定的噪声，对移动终端速度、位移等状态 的预测长期累积会引入严重的累积误差，所以状态方程仅可以提供较短时间内的状态估计。本 实施例中可以将状态方程简化为：
Figure RE-GDA0003605491630000091
非线性系统可以采用测量方程通过测量坐标直接或者间接测量模型的描述，并对状态方程 推演过程中产生的误差进行修正。本公开实施例中，测量方程可以简化为 z&＝h(x)+v(t),v(t):N(0,R)。
假设在时刻t的状态x(t)是已知的，选取如下：
Figure BDA0003424803050000091
将上述两个方程与模型状态方程、测量方程相减，并用泰勒级数展开略去高阶项，得到
Figure RE-GDA0003605491630000094
其中，/>
Figure RE-GDA0003605491630000095
根据离散化公式
Figure BDA0003424803050000094
以及/>
Figure BDA0003424803050000095
将Fd记为Φk/k-1，将Qd记为Qk， 则可以将线性即离散化后的状态方程写为Xk/k-1＝Φk/k-1Xk-1+Qk。
套用卡尔曼滤波五公式进行迭代估计，可以得到状态一步预测为
Figure BDA0003424803050000096
预测 均方误差为Pk/k-1＝Φk/k-1Pk-1ΦT k/k-1+Qk-1，测量值融合权重计算为
Figure BDA0003424803050000097
融合测量值为/>
Figure BDA0003424803050000098
估计均方误 差Pk＝(I-KkHk)Pk/k-1。
本公开实施例中，对测量坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期的位置 坐标，即是采用
Figure BDA0003424803050000099
计算当前周期的位置坐标/>
Figure BDA00034248030500000910
其中
Figure BDA00034248030500000911
为预测 坐标，zk为测量坐标，Kk为卡尔曼增益。
采用本公开实施例提供的移动终端定位方法，在获取当前周期多个UWB基站与移动终端之 间的测距距离后，根据多个UWB基站对应的测距距离确定目标基站，并根据目标基站与移动终 端的测距距离计算移动终端的测量坐标。此外还根据移动终端上一周期的位置坐标和当前周期 的位移计算移动终端的预测坐标，并采用测量坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在 当前周期的位置坐标。
因为目标基站是移动终端之间传输UWB信号发生非视距传播程度较小的UWB基站，所以采 用目标基站对应的测距距离计算得到的测量坐标较为准确。进而，采用测量坐标和预测坐标融 合处理得到的移动终端的位置坐标也较为准确。此外，本公开实施例中，通过采用惯性测量单 元测量数据对测量坐标进行修正，可以减小UWB通信因为测距距离误差过大而引起的定位失真 的问题。
如前，在本公开的一些实施例中，需要确定移动终端在当前周期所在的目标区域，在基于 目标区域确定目标基站。本公开实施例中，确定移动终端在当前周期所在的目标区域，即是确 定当前周期移动终端在车内空间或者车外空间中的哪一预设区域。
在本公开的一些实施例中，确定移动终端在当前周期所在的目标区域可以包括步骤 S1011A-S1011F。
步骤S1011A：根据移动终端在上一周期的位置坐标，确定移动终端在上一周期所在的区 域的边界标定数据。
本公开实施例的定位方法执行前，对各个区域边界进行了充分的标定工作，得到了所有边 界的边界标定数据。边界标定数据包括边界标定点到多个UWB的标定距离。
本公开实施例中，移动终端根据上一周期的位置坐标，确定上一周期所在的区域的边界标 定数据包括如下步骤：首先根据上一周期的位置坐标确定上一周期所在区域，随后再根据上一 周期所在的区域在所有的边界标定数据中，选择对应的标定数据，作为移动终端在上一周期所 在区域的边界标定数据。
步骤S1011B：判断当前周期移动终端与所有UWB基站之间的测距距离，与各个边界标定 点到对应UWB基站之间的标定距离的第一差值的绝对值与设定值的大小关系。
如果当前周期移动终端与任一UWB基站之间的测距距离与一个边界标定点到对应UWB基站 之间的标定距离的第一差值大于设定值，执行步骤S1011C。而如果当前周期移动终端到多个 UWB基站之间的测距距离与某一边界标定点到各个UWB基站之间的标定距离的差值均小于设定 值，执行步骤S1011D。
步骤S1011C：将移动终端在上一周期所在的区域作为目标区域。
本公开实施例中，如果当前周期中移动终端与任一UWB基站之间的测距距离与边界标定点 到对应UWB基站之前的测距距离的差值大于设定值，则表明在当前周期移动终端还未移动至上 一周期所在区域的区域边界附近，继而表明当前周期移动终端仍然位于上一周期所在的区域内， 因此将移动终端在上一周期所在的区域作为当前周期所在的目标区域。
步骤S1011D：判断某一边界标定点对应的第一差值和第二差值相对于零值的大小关系是 否相同；若相同，执行步骤S1011E；若不相同，执行步骤S1011F。
在本公开一些实施例中，边界标定数据除了包括边界标定点到多个UWB基站的测距距离外 还包括各个边界标定点一侧的方位参考点到各个UWB基站之间的参考距离与对应的边界标定 点到对应UWB基站之间的标定距离的第二差值。
判断第一差值和第二差值相对于零值的大小关系是否相同，是判断第一差值和第二差值是 否同为正值或者同为负值。如果当前周期中移动终端到各个UWB基站之间的测距距离与某一边 界标定点到各个UWB基站之间的标定距离的差值均小于设定值，则确定移动终端靠近前述的某 一边界标定点较近，此时移动终端可能位于上一周期所在区域，也可能跨过边界标定点移动至 临近其他区域，也就是此时移动终端可能出现跨越边界的情况。为保证移动终端在前述某一边 界标定点处位置判定更为准确，本公开实施例中执行步骤S1011D。
如前，第一差值是移动终端到某一UWB基站之间的测距距离与边界标定点到对应的UWB基 站之间的标定距离的差值，第二差值是边界标定点一侧方位参考点到各个UWB之间的参考距离 与对应的边界标定点到对应UWB基站之间的标定距离的差值。如果第一差值和第二差值相对零 值的大小关系相同，则证明当前周期移动终端与方位参考点位于同一区域，因此执行步骤 S1011E。而如果第一差值与第二差值的相对于零值的大小关系不同，则证明当前周期移动终端 与方位参考点并不在同一区域，也就是当前周期移动终端位于前述某一边界标定点的另一侧区 域，因此执行步骤S1011F。
步骤S1011E：将方位参考点所在的区域作为目标区域。
步骤S1011F：将某一边界标定点另一侧不包括方位参考点的区域作为目标区域。
可选的，在本公开的一些实施例中，执行前述的步骤S1011A之前，移动终端还可以执行 步骤S1011G-S10111H。
步骤S1011G：获取移动终端在当前周期的位移。
本公开实施例中，移动终端可以通过对惯性测量单元输出的运动加速度进行积分运算，而 得到移动终端在当前周期的速度。具体实施中，移动终端在当前周期的速度可以是一平均速度， 也可以是在当前周期各个时间点的瞬时速度。移动终端确定当前周期的速度和周期时长后，通 过积分运算可以确定在当前周期的位移。
步骤S1011H：根据移动终端在当前周期的位移，确定设定值。
在本公开实施例中，基于移动距离可以确定前述的设定值。例如，在确定移动距离后，可 以直接将移动距离作为设定值，或者采用移动距离与一权重值相乘而得到设定值。
如前文，本公开一些实施例中，移动终端需要根据上一周期所在的位置坐标，确定上一周 期所在的目标区域，并根据上一周期所在的目标区域确定当前周期所在的目标区域。在本公开 的其他实施例中，移动终端还可以采用其他方式确定当前周期所在的目标区域。
在本公开的一些实施例例，在执行步骤S1011之前，移动终端的定位方法还包括步骤 S1013-S1016。
步骤S1013：获取预设在前时间内多个UWB基站与移动终端之间的测距距离。
预设在前时间是当前周期之前的预设时间，预设在前时间包括多个UWB通信周期。在本公 开的一个实施例中，预设在前时间被设置为1s，UWB通信周期为50ms，则预设在前时间包括 20个通信周期。
本公开实施例中，移动终端可以按照前文步骤S101中的非双边测距算法确定预设在前时 间内与多个UWB基站之间的测距距离，也可以采用单边测距算法确定预设在前时间内与多个 BUWB基站之间的测距距离，此处不再复述。
步骤S1014：分别计算预设在前时间内各个UWB基站对应的测距距离的均值。
本公开实施例中，在获得预设在前时间内各个UWB基站对应的多个测距距离后，移动终端 分别基于每个UWB基站对应的测距距离，计算对应的均值和方差。
例如，针对前述的UWB基站1获得20个测距距离
Figure BDA0003424803050000121
可以得到UWB基站1对应的均 值为/>
Figure BDA0003424803050000122
对应的方差为/>
Figure BDA0003424803050000123
类似的，UWB基站2对应的均值 为/>
Figure BDA0003424803050000124
对应的方差为/>
Figure BDA0003424803050000125
步骤S1015：选择至少N个方差最小的UWB基站对应的均值，计算移动终端的估计位置坐 标。
在计算得到预设在前时间内各个UWB基站对应的测试距离的均值和方差后，移动终端会将 各个UWB基站对应的方差进行比较，以确定至少N个方差最小的UWB基站，，并基于前述UWB 基站对应的测距距离的均值，计算移动终端的估计位置坐标；其中N至少为1，优选的N至少 为4。
其中，测距距离的方差越小，则证明在预设在前时间内移动终端与对应UWB基站之间的测 距距离变化较小，因此表明移动终端与此UWB基站进行通信发生非视距传播的可能性较小，此 UWB基站对应的测距距离的均值用于计算移动终端的估计位置坐标的可信性越高。
在本公开实施例中，移动终端选择4个方差最小的UWB基站对应的测距距离的均值，计算 移动终端的估计位置坐标。在本公开其他实施例中，移动终端也可以选择方差小于设定阈值的 UWB基站对应的测距距离的均值，计算移动终端的估计位置坐标。
步骤S1016：根据估计位置坐标，确定估计位置坐标对应的目标区域，以及目标区域的边 界标定数据，边界标定数据包括边界标定点到各个UWB基站的标定距离。
在确定估计位置坐标后，根据估计位置坐标可以确定对应的预设区域，并确定预设区域的 边界标定数据。随后可以执行步骤S1011，根据多个测距距离在多个预设区域中确定移动终端 在当前周期所在的目标区域。具体的，步骤S1011包括步骤S101111。
步骤S10111：根据各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，以及各个UWB基站在当 前周期对应的测距距离，确定移动终端在当前周期的目标区域。
具体实施例中，步骤S10111可以包括步骤S10111A-S10111E。
S10111A：判断当前周期移动终端与所有UWB基站之间的测距距离，与各个边界标定点到 对应UWB基站之间的标定距离的第一差值的绝对值与设定值的大小关系。
如果当前周期移动终端与任一UWB基站之间的测距距离与一个边界标定点到对应UWB基站 之间的标定距离的第一差值大于设定值，执行步骤S10111B。
而如果当前周期移动终端到多个UWB基站之间的测距距离与某一边界标定点到各个UWB基 站之间的标定距离的差值均小于设定值，执行步骤S10111C。
步骤S10111B：将估计位置坐标对应的预设区域作为目标区域。
本公开实施例中，如果当前周期中移动终端与任一UWB基站之间的测距距离与边界标定点 到对应UWB基站之前的测距距离的差值大于设定值，则表明在当前周期移动终端还未移动至估 计位置坐标所在预设区域的区域边界附近，继而表明当前周期移动终端仍然位于估计位置坐标 所在的预设区域内，因此将估计位置坐标所在的预设区域作为当前周期所在的目标区域。
步骤S10111C：判断某一边界标定点对应的第一差值和第二差值相对于零值的大小关系是 否相同；若相同，执行步骤S10111D；若不相同，执行步骤S10111E。
在本公开一些实施例中，边界标定数据除了包括边界标定点到多个UWB基站的测距距离外 还包括各个边界标定点一侧的方位参考点到各个UWB基站之间的参考距离与对应的边界标定 点到对应UWB基站之间的标定距离的第二差值。
判断第一差值和第二差值相对于零值的大小关系是否相同，是判断第一差值和第二差值是 否同为正值或者同为负值。
如果当前周期中移动终端到各个UWB基站之间的测距距离与某一边界标定点到各个UWB基 站之间的标定距离的差值均小于设定值，则确定移动终端靠近前述的某一边界标定点较近，此 时移动终端可能位于上一周期所在区域，也可能跨过边界标定点移动至临近其他区域，也就是 此时移动终端可能出现跨越边界的情况。为保证移动终端在前述某一边界标定点处位置判定更 为准确，本公开实施例中执行步骤S1019C。
如果第一差值和第二差值相对于零值的大小关系相同，则证明当前周期移动终端与方位参 考点位于同一区域，因此执行步骤S1019D。而如果第一差值与第二差值相对于零值的大小关 系不同，则证明当前周期移动终端与方位参考点并不在同一区域，也就是当前周期移动终端位 于前述某一边界标定点的另一侧区域，因此执行步骤S1019E。
步骤S10111D：将方位参考点所在的区域作为目标区域。
步骤S10111E：将某一边界标定点另一侧不包括方位参考点的区域作为目标区域。
具体实施例中，可以在移动终端刚与UWB基站建立连接时，采用前述的方法确定目标区域； 也可以在任一周期时采用前述方法确定目标区域。
在本公开的一些实施例中，电子设备在执行步骤S101在多个UWB基站中选择与目标区域 对应的目标UWB基站时，还可以执行步骤S105。
步骤S105：获取各个目标UWB基站对应目标区域的置信度。
在本公开实施例方法实施前，基于数据标定工作，除了获取划分区域和UWB基站关联关系 表外，还可以获取划分区域与对应区域的置信度关系表。表2是划分区域与UWB基站的置信度 关系表。
表2划分区域与UWB基站的置信度关系表
Figure BDA0003424803050000141
在执行前述步骤S105的情况下，步骤S102根据目标UWB基站与移动终端之间的测距距 离，计算移动终端在当前周期的测量坐标，具体为步骤S1021。
步骤S1021：根据目标UWB基站与移动终端的测距距离，以及各个目标UWB基站对应目标 区域的置信度，计算移动终端在当前周期的测量坐标。
具体的，步骤S1021具体实施过程中，可以包括步骤S10211-S10212。
步骤S10211：根据当前周期各个目标基站对应的测距距离和置信度相乘，得到当前周期 各个目标基站到移动终端的修正测距距离。
步骤S10212：根据修正测距距离计算移动终端在当前周期的测量坐标。
具体实施例中，可以采用三边定位最小二乘法拟合解法计算得到当前周期的位置坐标。假 设目标区域为车外区域1，UWB基站1的位置坐标为(x1,y1,z1)，移动终端到UWB基站1的测距 距离为d1，UWB基站2的位置坐标为(x2,y2,z2)，移动终端到UWB基站2的测距距离为d2，UWB 基站5的位置坐标为(x5,y5,z5)，移动终端到UWB基站5的测距距离为d5，UWB基站6的位置 坐标为(x6,y6,z6)，移动终端到UWB基站6的测距距离为d6，根据表2，查到到UWB基站1、UWB基站2、UWB基站5和UWB基站6对应的置信度分别为1、1、0.25和1，则可以构建如下 方程组。
Figure BDA0003424803050000151
采用最小二乘法对前述方程组进行求解，可以得到移动终端在当前周期的测量坐标 (x,y,z)。
根据UWB信号传输特性可知，如果UWB信号出现了非视距传播，则其传播距离相对于直线 传播距离较大。而如果UWB信号出现非视距传播的情况越严重，则相应测距距离的置信度越低。 通过采用置信度修正测距距离得到修正测距距离，再利用修正测距距离计算测量坐标(x,y,z)， 提高了测量坐标计算的准确性。
当然，在本公开的其他实施例中，也可以其他方式基于目标UWB基站与移动终端的测距距 离，以及目标UWB基站对应目标区域的置信度计算修正测距距离。
在本公开的一些实施例中，移动终端在执行步骤S102计算得到当前周期的测量坐标后， 还可以执行步骤S106。
步骤S106：判断移动终端在当前周期的测量坐标是否满足设定约束条件。若满足预设约 束条件，则执行前述步骤S104；若不满足预设约束条件，执行步骤S107。
本公开具体实施中，可能出现计算得到的测量坐标与实际情况相悖的情况。例如，可能 出现解算得到的测量坐标中的高度坐标小于地面高度，或者水平方向坐标超过UWB通信半径的 情况。如果出现前述与实际情况相悖的测量坐标计算移动终端在当前位置的坐标，会引入极大 的误差。
为了避免引入与实际情况相悖的测量坐标，本公开一些实施例，在得到移动终端在当前 周期的测量坐标后，还会判断测量坐标是否满足设定约束条件。前述设定约束条件是设定约束 条件是判断测量坐标是否合理的约束条件。
在本公开的一些实施例中，设定约束条件包括设定高度坐标范围和设定水平坐标范围。 其中设定高度坐标范围是表征移动终端可能高度坐标的范围，设定水平坐标范围是表征移动终 端可能水平坐标的范围。
在设定约束条件包括设定高度坐标范围和设定水平坐标范围的情况下，前述的步骤S107 中的约束条件可以包括：高度坐标是否位于设定高度坐标范围内，和/或水平坐标是否位于设 定水平坐标范围内。
步骤S107：将移动终端在上一周期的位置坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端 在当前周期的位置坐标。
如果移动终端在当前周期的测量坐标不满足设定约束条件，则证明移动终端在当前后周 期的测量坐标不可信，因此不在使用当前周期的测量坐标进行融合处理，而是采用上一周期的 位置坐标与预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期的位置坐标。
如前，在本公开前述实施例中，车辆中部署的UWB基站的数量为六个，目标基站的数量为 四个。在本公开其他实施例中，UWB基站的数量也可以为其他数量，目标基站的数量也可以为 其他数量，但是应当保证UWB基站的数量至少为五个，目标基站的数量至少为四个，以保证能 够在至少五个UWB基站中选择至少四个基站作为目标基站，并通过至少四个目标基站结算得到 移动终端的位置坐标。
图3是本公开一些实施例提供的移动终端的定位装置的结构示意图。移动终端的定位装置 可以被理解为上述车载控制器的部分功能模块。如图3所示，本公开实施例提供的移动终端的 定位装置300包括、目标基站确定单元301、测量坐标计算单元302、预测坐标计算单元303 和数据融合单元304。
目标基站确定单元301用于根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周 期对应的目标基站。
测量坐标计算单元302用于根据目标基站与移动终端之间的测距距离，计算移动终端在 当前周期的测量坐标。
预测坐标计算单元303用于根据移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移， 计算移动终端在当前周期的预测坐标。
数据融合单元304用于对测量坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期 的位置坐标。
在本公开的一些实施例中，目标基站确定单元包括目标区域确定子单元和目标基站确定子 单元。目标区域确定子单元用于根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个预设区 域中确定移动终端在当前周期所在的目标区域。目标基站确定子单元用于根据移动终端在当前 周期所在的目标区域，确定当前周期对应的目标基站。
在本公开的一些实施例中，目标区域确定子单元根据移动终端在上一周期的位置坐标，确 定移动终端在上一周期所在目标区域的边界标定数据，边界标定数据包括边界标定点到各个 UWB基站的标定距离；响应于各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，与对应的测距距离 的第一差值的绝对值均大于设定值，将移动终端在上一周期的目标区域作为当前周期的目标区 域。
在本公开的一些实施例中，边界标定数据还包括各个边界标定点一侧的方位参考点到各个 UWB基站之间的参考距离，与对应的边界标定点到对应UWB基站之间的标定距离的第二差值； 对应的，目标区域确定子单元响应于第一差值的绝对值均小于设定值，判断边界标定点对应的 第一差值和第二差值与零值的大小关系是否相同；响应于大小关系均相同，将方位参考点所在 的预设区域作为移动终端当前周期所在的目标区域；响应于至少一个大小关系不同，将边界标 定点另一侧不包括方位参考点的预设区域作为移动终端当前周期的目标区域。
在本公开的一些实施例中，移动终端的定位装置300还包括设定值确定单元。设定值确 定单元用于根据移动终端在当前周期的位移确定设定值。
在本公开的一些实施例中，移动终端的定位装置300还包括初始测距距离获取单元、均值 方差计算单元、估计位置坐标计算单元、预设区域选择单元。
初始测距距离获取单元用于获取预设在前时间内多个UWB基站与移动终端之间的测距距 离，预设在前时间是当前周期之前的预设时间，预设在前时间包括多个周期；。
均值方差计算单元用于分别计算预设在前时间内各个UWB基站对应的测距距离的均值和 方差。
估计位置坐标计算单元用于选择至少N个方差最小的UWB基站对应的均值，计算移动终端 的估计位置坐标，N为大于或等于1的整数。
预设区域选择单元用于根据估计位置坐标，确定估计位置坐标对应的预设区域，以及预设 区域的边界标定数据，边界标定数据包括边界标定点到各个UWB基站的标定距离。
目标区域确定子单元用于根据各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，以及各个UWB 基站在当前周期对应的测距距离，确定移动终端在当前周期的目标区域。
在本公开的一些实施例中，移动终端定位装置还包括置信度获取单元。置信度获取单元 用于获取各个目标基站对应目标区域的置信度。
测量坐标计算单元302根据目标基站与移动终端之间的测距距离，以及各个目标基站对 应目标区域的置信度，计算移动终端在当前周期的测量坐标。具体的，测量坐标计算单元首先 根据当前周期各个目标基站对应的测距距离和置信度相乘，得到当前周期各个目标基站到移动 终端的修正测距距离；随后根据各个目标基站对应的修正测距距离和各个目标基站的位置坐标， 计算移动终端在当前周期的测量坐标。
在本公开一些实施例中，移动终端定位装置还包括约束判断单元。约束判断单元用于判 断移动终端在当前周期的测量坐标是否满足设定约束条件。在约束判断单元判定移动终端在当 前周期的测量坐标满足设定约束条件的情况下，数据融合单元304对测量坐标和预测坐标进行 融合处理，得到移动终端在当前周期的位置坐标。
在本公开的一些实施例中，设定约束条件包括设定高度坐标范围和设定水平坐标范围。 约束判断单元判断移动终端在当前周期的测量坐标是否满足设定约束条件包括：判断移动终端 在当前周期的测量坐标中的高度坐标是否位于设定高度坐标范围内，和/或，判断移动终端在 当前周期的测量坐标中的水平坐标是否位于设定水平坐标范围内。
在本公开的一些实施例中，数据融合单元304在移动终端在当前周期的测量坐标不满足 设定约束条件的情况下，将移动终端在上一周期的位置坐标和预测坐标进行融合处理，得到移 动终端在当前周期的位置坐标。
在本公开的一些实施例中，数据融合单元304采用非线性卡尔曼滤波方法或者粒子滤波 方法对测量坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期的位置坐标。
在本公开的一些实施例中，多个UWB基站的数量至少为五个，目标UWB基站的数量至少 为四个。
图4是本公开实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。下面具体参考图4，其示出了 适于用来实现本公开实施例中的计算机设备400的结构示意图。图4示出的计算机设备仅仅是 一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，计算机设备400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401， 其可以根据存储在只读存储器ROM402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器 RAM403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有计算机设备400操 作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM 402以及RAM 403通过总线404彼此相连。输 入/输出I/O接口405也连接至总线404。
通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、摄像头、麦克风、 加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出 装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允 许计算机设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图4示出了具有各种装置 的计算机设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施 或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。 例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计 算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该 计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置408被安装，或者 从ROM 402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本公开实施例的方法中限定 的上述功能。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读 存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、 磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存 储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、 硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、 光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合 适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序 可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号 介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代 码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合 适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该 计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与 其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不 限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol， 超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式 或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域 网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任 何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述计算机设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入 该计算机设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该计算机设备 执行时，使得该计算机设备：获取当前周期多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，以及移 动终端在当前周期的位移；根据多个UWB基站对应的测距距离，确定当前周期对应的目标基站； 根据目标基站与移动终端之间的测距距离，计算移动终端在当前周期的测量坐标；根据移动终 端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移，计算移动终端在当前周期的预测坐标；对测量 坐标和预测坐标进行融合处理，得到移动终端在当前周期的位置坐标。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代 码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++， 还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完 全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在 用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程 计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN) —连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特 网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的 可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、 程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的 逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以 以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行， 它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程 图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专 用的根据硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式 来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制 性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路 (ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行 系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以 是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、 光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器 可读存储介质的更具体示例会包括根据一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随 机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、 光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何 合适组合。
本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，当所 述计算机程序被处理器执行时可以实现上述任一方法实施例的方法，其执行方式和有益效果类 似，在这里不再赘述。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任 何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排 他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且 还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要 素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要 素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些 实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在 不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本 文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种移动终端的定位方法，其特征在于，包括：
根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周期对应的目标基站；
根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标；
根据所述移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移，计算所述移动终端在当前周期的预测坐标；
对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周期对应的目标基站，包括：
根据所述多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在当前周期所在的目标区域；
根据所述移动终端在当前周期所在的目标区域，确定当前周期对应的所述目标基站。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在当前周期所在的目标区域，包括：
根据所述移动终端在上一周期的位置坐标，确定所述移动终端在上一周期所在目标区域的边界标定数据，所述边界标定数据包括边界标定点到各个UWB基站的标定距离；
响应于各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，与对应的测距距离的第一差值的绝对值均大于设定值，将所述移动终端在上一周期的目标区域作为当前周期的目标区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述边界标定数据还包括各个边界标定点一侧的方位参考点到各个UWB基站之间的参考距离，与对应的边界标定点到对应UWB基站之间的标定距离的第二差值；
所述根据所述多个UWB基站对应的所述测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在当前周期所在的目标区域，还包括：
响应于第一差值的绝对值均小于所述设定值，判断边界标定点对应的第一差值和第二差值与零值的大小关系是否相同；
响应于所述大小关系均相同，将所述方位参考点所在的预设区域作为所述移动终端当前周期所在的目标区域；
响应于至少一个所述大小关系不同，将所述边界标定点另一侧不包括所述方位参考点的预设区域作为所述移动终端当前周期的目标区域。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取预设在前时间内多个UWB基站与所述移动终端之间的测距距离，所述预设在前时间是当前周期之前的预设时间，所述预设在前时间包括多个周期；
分别计算所述预设在前时间内各个UWB基站对应的测距距离的均值和方差；
选择至少N个方差最小的UWB基站对应的所述均值，计算所述移动终端的估计位置坐标，N为大于或等于1的整数；
根据所述估计位置坐标，确定所述估计位置坐标对应的预设区域，以及所述预设区域的边界标定数据，所述边界标定数据包括边界标定点到各个UWB基站的标定距离；
所述根据所述多个UWB基站对应的所述测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在当前周期所在的目标区域，包括：根据各个边界标定点到各个UWB基站的标定距离，以及各个UWB基站在当前周期对应的测距距离，确定所述移动终端在当前周期的目标区域。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述预设区域是以车辆为基准确定的区域，所述预设区域包括车外区域和车内区域。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：
所述多个UWB基站包括六个，其中两个UWB基站分别位于车前中网左右两侧，两个UWB基站位于车尾门左右两侧，两个UWB基站位于车辆顶棚中间区域并沿车身长度方向错位设置；
所述车外区域包括车外前侧区域、车外后侧区域、车外左侧前方区域、车外左侧后方区域、车外右侧前方区域和车外右侧后方区域；
所述车内区域包括车内左前区域、车内右前区域、车内左后区域和车内右后区域。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，还包括：获取各个所述目标基站对应的置信度；
所述根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标，包括：
根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，以及各个所述目标基站对应的置信度，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，以及各个所述目标基站对应的置信度，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标，包括：
根据当前周期各个所述目标基站对应的测距距离和置信度相乘，得到当前周期各个目标基站到所述移动终端的修正测距距离；
根据各个目标基站对应的修正测距距离和各个目标基站的位置坐标，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标。
10.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，在对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标前，所述方法还包括：
判断所述移动终端在当前周期的测量坐标是否满足设定约束条件；所述设定约束条件包括高度坐标是否位于设定高度坐标范围内，和/或水平坐标是否位于设定水平坐标范围内；
所述对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标，包括：响应于所述移动终端在当前周期的测量坐标满足所述设定约束条件，对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标；
所述方法还包括：响应于所述移动终端在当前周期的测量坐标不满足所述设定约束条件，将所述移动终端在上一周期的位置坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。
11.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标，包括：
采用非线性卡尔曼滤波方法或者粒子滤波方法对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。
12.一种移动终端的定位装置，其特征在于，包括：
目标基站确定单元，用于根据多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，确定当前周期对应的目标基站；
测量坐标计算单元，用于根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标；
预测坐标计算单元，用于根据所述移动终端在上一周期的位置坐标和在当前周期的位移，计算所述移动终端在当前周期的预测坐标；
数据融合单元，用于对所述测量坐标和所述预测坐标进行融合处理，得到所述移动终端在当前周期的位置坐标。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述目标基站确定单元包括：
目标区域确定子单元，用于根据所述多个UWB基站与移动终端之间的测距距离，在多个预设区域中确定所述移动终端在当前周期所在的目标区域；
目标基站确定子单元，用于根据所述移动终端在当前周期所在的目标区域，确定当前周期对应的所述目标基站。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：
置信度获取单元，用于获取各个所述目标基站对应的置信度；
所述测量坐标计算单元根据所述目标基站与所述移动终端之间的测距距离，以及各个所述目标基站对应的置信度，计算所述移动终端在当前周期的测量坐标。
15.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，其中，所述存储器中存储有计算机程序，当所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如权利要求1-11中任一项所述的移动终端的定位方法。
16.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-11中任一项所述的移动终端的定位方法。
CN202111574475.8A 2021-12-21 2021-12-21 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质 Pending CN116367297A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111574475.8A CN116367297A (zh) 2021-12-21 2021-12-21 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质
PCT/CN2022/140154 WO2023116646A1 (zh) 2021-12-21 2022-12-19 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111574475.8A CN116367297A (zh) 2021-12-21 2021-12-21 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116367297A true CN116367297A (zh) 2023-06-30

Family

ID=86901355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111574475.8A Pending CN116367297A (zh) 2021-12-21 2021-12-21 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116367297A (zh)
WO (1) WO2023116646A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109714821B (zh) * 2017-10-23 2020-09-29 深圳市优必选科技有限公司 无线定位测距基站的选择方法及装置
CN109959894B (zh) * 2017-12-26 2021-06-04 深圳市优必选科技有限公司 定位方法及终端设备
CN111381586A (zh) * 2018-12-11 2020-07-07 深圳市优必选科技有限公司 一种机器人及其移动控制方法和装置
TWI752447B (zh) * 2020-03-27 2022-01-11 英屬維爾京群島商飛思捷投資股份有限公司 超寬頻輔助精確定位方法
CN113091742B (zh) * 2021-03-30 2023-11-17 北京邮电大学 一种融合定位方法、装置、电子设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023116646A1 (zh) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10222208B2 (en) Apparatus, system and method of estimating an orientation of a mobile device
EP2677778B1 (en) Distance measurement and alarm method and apparatus
JP5968536B2 (ja) モバイルデバイスの位置を推定する装置、システム及び方法
CN104601642A (zh) 实时路况分享方法、装置及系统
US10139253B2 (en) Adjustment of interrupt timestamps of signals from a sensor based on an estimated sampling rate of the sensor
Elazab et al. Integrated cooperative localization for vehicular networks with partial GPS access in urban canyons
CN110197615B (zh) 用于生成地图的方法及装置
US10694485B2 (en) Method and apparatus for correcting multipath offset and determining wireless station locations
US9743287B2 (en) Methods and apparatus for determining and planning wireless network deployment sufficiency when utilizing vehicle-based relay nodes
US9599698B2 (en) Enhanced positioning system using hybrid filter
Elazab et al. Integrated cooperative localization for connected vehicles in urban canyons
US20170131382A1 (en) Access Point, Terminal, and Wireless Fidelity Wifi Indoor Positioning Method
CN113674357B (zh) 相机外参标定方法、装置、电子设备和计算机可读介质
CN111474517B (zh) 定位方法、装置和巡检机器人
KR101675759B1 (ko) 위치 추정 방법, 장치 및 그 기록매체
CN116161040B (zh) 车位信息生成方法、装置、电子设备和计算机可读介质
CN116367297A (zh) 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质
CN112462326A (zh) 一种位置信息确定方法、装置、电子设备和存储介质
CN116367296A (zh) 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质
CN113479194B (zh) 泊车控制方法、装置、电子设备和可读介质
CN116321409A (zh) 移动终端的定位方法、装置、设备和存储介质
KR20160133350A (ko) 무선 통신 시스템에서 위치 추정 장치 및 방법
US11916612B2 (en) Mobile terminal and communication quality prediction method
CN115937046B (zh) 道路地面信息生成方法、装置、设备和计算机可读介质
JP2018142767A (ja) 移動端末、方法および移動通信システム

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