CN116859329A - 融合uwb和ble技术的定位装置和定位方法 - Google Patents

融合uwb和ble技术的定位装置和定位方法 Download PDF

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CN116859329A CN202310781596.2A CN202310781596A CN116859329A CN 116859329 A CN116859329 A CN 116859329A CN 202310781596 A CN202310781596 A CN 202310781596A CN 116859329 A CN116859329 A CN 116859329A
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李淑惠
杨椰楠
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Abstract

本发明实施例公开了一种融合UWB和BLE技术的定位装置和定位方法。其中，定位装置包括BLE全向天线、BLE定向天线、切换开关、BLE通信模块、若干UWB全向天线、UWB定位模块和MCU模块，MCU模块控制切换开关连通至BLE全向天线，通过BLE全向天线和BLE通信模块扫描出目标终端后，通过UWB全向天线和UWB定位模块确定出目标终端与定位装置的距离和到达角度；再控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE定向天线，通过BLE定向天线和BLE通信模块确定出目标终端相对于BLE定向天线所在平面的朝向，最后根据目标终端的朝向、距离和到达角度得到目标终端的定位结果。采用本发明，能实现对目标终端的全向实时精确定位，结构简单、占地空间小、能耗和成本低。

Description

融合UWB和BLE技术的定位装置和定位方法
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种融合UWB和BLE技术的定位装置和定位方法。
背景技术
由于UWB(Ultra Wide Band，超宽带)室内定位技术具有时间分辨率高、抗多径干扰强、低功耗和穿透能力强等特点，在短距离精确定位方面具有独特的优势，基于UWB室内定位技术的电子产品吸引了越来越多研发人员的热切关注。
目前，UWB技术对目标物的到达角度定位，常规是采用基于PDoA(PhaseDifference of Arrival，到达相位差)算法通过计算多天线端的天线阵发射/接受信息的相位差实现的。然而不幸的是，现有多天线端的天线阵设计都是基于定向天线方案，无法实现对目标物的全向实时精确定位。
为解决此问题，常用的方案是采用多套UWB定位天线阵近距全向摆放。但是这样会导致以下五个缺点：1、物料成本变高；2、定位装置占用空间变大，不利于小型化；3、多套UWB定位天线阵的摆放位置及安装需要提前规划，调试难度大；4、邻近同频定位天线阵的相互干扰，增加设计复杂度；5、不同天线阵对应的平面不一样，且目标终端在不同位置时候需要切换不同的天线阵，精确角度的获得需要更复杂的算法及更大的计算量。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种融合UWB和BLE(Bluetooth Low Energy，低功耗蓝牙)技术的定位装置和定位方法，以解决现有技术中对目标物进行全向实时精确定位时，存在成本高、设计复杂、占地空间大等问题。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：
根据本发明的一方面，提供一种融合UWB和BLE技术的定位装置，所述定位装置包括BLE全向天线、BLE定向天线、切换开关、BLE通信模块、若干UWB全向天线、UWB定位模块和MCU(MicroController Unit，微控制单元)模块，所述BLE通信模块通过所述切换开关连接至所述BLE全向天线或所述BLE定向天线，所述UWB全向天线连接至所述UWB定位模块，所述BLE通信模块和所述UWB定位模块连接至所述MCU模块；
所述MCU模块，用于控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE全向天线，通过所述BLE全向天线和所述BLE通信模块扫描出目标终端；在扫描出所述目标终端后，通过所述UWB全向天线和所述UWB定位模块确定出所述目标终端与所述定位装置的距离和到达角度；控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE定向天线，通过所述BLE定向天线和所述BLE通信模块确定出所述目标终端相对于所述BLE定向天线所在平面的朝向，并在所述朝向确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线；根据所述目标终端的朝向、所述距离和所述到达角度得到所述目标终端的定位结果。
可选地，所述MCU模块，还用于判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，若是，则在下次定位时，控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE定向天线，对所述目标终端的朝向进行重新确定，并在所述朝向重新确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线。
可选地，所述MCU模块，判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定包括：
判断所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量与所述目标终端的朝向是否同向，若是，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；
若否，则判断所述目标终端的到达角度是否大于阈值角度，若是，则在下次定位时，需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，所述阈值角度由所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量大小、预设的定位周期和所述距离确定。
可选地，所述UWB定位模块包括多个射频端口，其中一个为发射接收端口，其余为接收端口。
可选地，所述UWB全向天线包括一个用于发射和接收UWB射频信号的第一UWB全向天线和若干个仅用于接收UWB射频信号的第二UWB全向天线，所述第一UWB全向天线连接至所述发射接收端口，每一所述第二UWB全向天线连接至每一所述接收端口。
可选地，所述MCU模块，还用于扫描到目标终端时，控制所述UWB定位模块进入工作状态，未扫描到目标终端时，控制所述UWB定位模块处于休眠状态。
根据本发明的另一方面，提供一种融合UWB和BLE技术的定位方法，应用于上述所述的定位装置，所述方法包括：
控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE全向天线，通过所述BLE全向天线和所述BLE通信模块扫描出目标终端；
在扫描出所述目标终端后，通过UWB全向天线和UWB定位模块确定出所述目标终端与所述定位装置的距离和到达角度；
控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至BLE定向天线，通过所述BLE定向天线和所述BLE通信模块确定出所述目标终端相对于所述BLE定向天线所在平面的朝向，并在所述朝向确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线；
根据所述目标终端的朝向、所述距离和所述到达角度得到所述目标终端的定位结果。
可选地，所述方法还包括：
判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；
若是，则在下次定位时，控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE定向天线，对所述目标终端的朝向进行重新确定，并在所述朝向重新确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线。
可选地，所述判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定的步骤，包括：
判断所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量与所述目标终端的朝向是否同向，若是，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；
若否，则判断所述目标终端的到达角度是否大于阈值角度，若是，则在下次定位时，需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，所述阈值角度由所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量大小、预设的定位周期和所述距离确定。
根据本发明的再一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行上述任一项所述方法的步骤。
本发明实施例的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明实施例中，采用融合UWB和BLE技术的定位装置，该定位装置包括BLE全向天线、BLE定向天线、切换开关、BLE通信模块、若干UWB全向天线、UWB定位模块和MCU模块；MCU模块控制切换开关连通至BLE全向天线，通过BLE全向天线和BLE通信模块扫描出目标终端后，通过UWB全向天线和UWB定位模块确定出目标终端与定位装置的距离和到达角度；再控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE定向天线，通过BLE定向天线和BLE通信模块确定出目标终端相对于BLE定向天线所在平面的朝向，最后根据目标终端的朝向、距离和到达角度得到目标终端的定位结果。采用本发明，能实现对目标终端的全向实时精确定位，结构简单、占地空间小、能耗和成本低。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例提供的一种融合UWB和BLE技术的定位装置的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的基于PDoA算法测量距离和到达角度的示意图；
图3是本发明实施例提供的场景1中阈值角度的确定方法示意图；
图4是本发明实施例提供的场景2中阈值角度的确定方法示意图；
图5是本发明实施例提供一种融合UWB和BLE的定位方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
根据本发明实施例，提供一种融合UWB和BLE技术的定位装置。请参阅图1，为本发明实施例提供的一种融合UWB和BLE技术的定位装置的结构示意图。该定位装置包括BLE全向天线20、BLE定向天线30、切换开关40、BLE通信模块60、若干UWB全向天线10、UWB定位模块50、MCU模块70、存储器80。BLE通信模块60通过切换开关40连接至BLE全向天线20或BLE定向天线30，UWB全向天线10连接至UWB定位模块50，BLE通信模块60、UWB定位模块50、存储器80连接至MCU模块70。
在本发明实施例中，BLE全向天线20的作用是判断有效定位范围内有无目标终端，并与目标终端建立通信连接传输数据。BLE定向天线30的作用是为了确认目标终端是在BLE定向天线3的正面还是背面。UWB全向天线的作用是测量目标终端与定位装置的距离和达到角度。其中，UWB全向天线10的数量有多个，至少包括一个用于发射和接收UWB射频信号的第一UWB全向天线和若干个仅用于接收UWB射频信号的第二UWB全向天线。当UWB全向天线10的数量为2时，可对目标终端进行二维空间定位，当UWB全向天线10的数量大于等于3时，可对目标终端进行三维空间定位，数量越大，定位越准确，同时对硬件的需求更高，对应的软件算法也会更复杂。UWB全向天线10的实现形式包含但不限于单/偶极子天线及其变形天线。
在一示例中，多个UWB全向天线10基于PDoA算法组成天线阵设置在同一平面上。
UWB定位模块50，为采用超宽带技术对目标终端进行定位的功能模块。UWB定位模块50包括多个射频端口，其中，一个为发射接收端口，用于连接上述所述的第一UWB全向天线，其他为接收端口，用于连接上述所述的第二UWB全向天线(每一第二UWB全向天线连接至每一接收端口)。UWB定位模块50支持通过UWB定位信道与目标终端建立连接，通过BLE技术实现信息的传输，以实现定位。在发送定位信号时，UWB定位模块50将UWB频段的射频信号通过第一UWB全向天线发射出去。在接收信号时，UWB定位模块50通过第一UWB全向天线和第二UWB全向天线获取UWB频段的射频信号，将该射频信号传输至MCU模块70进行处理，并将处理结果传输到存储器80内以供调用。
BLE全向天线20，可扫描出定位装置正面和背面定位范围内的目标终端(目标终端的数量可以是一个或多个)，并通过BLE通信模块60和目标终端的BLE通信模块建立通信连接和进行数据传输。
BLE定向天线30，仅能与设置在BLE定向天线30同一侧的目标终端进行通信。
BLE全向天线20、BLE定向天线30各为一个，同样采用平面天线设计，设置在与UWB全向天线10所在平面的同一平面上。
BLE通信模块60，通过切换开关50连接至BLE全向天线20和BLE定向天线30，支持与目标终端建立蓝牙通信信道，与目标终端进行数据传输，并辅助UWB定位模块50进行定位。该切换开关50可为单刀双掷开关。在发送数据时，BLE通信模块60接收由MCU模块70产生的基带信号，将其转换为蓝牙频段的射频信号，通过BLE全向天线20或BLE定向天线30发射出去。在接收数据时，BLE通信模块60通过BLE全向天线20或BLE定向天线30获取蓝牙频段的射频信号，将该射频信号转换为基带信号，传输到MCU模块70进行处理。
在一示例中，BLE通信模块60还可被用作激活UWB定位模块50的触发器，这是因为BLE具有比其他短距离通信技术(例如UWB)更低的功率以及更远的识别距离。比如，目标终端可作为广播者，发送蓝牙信号，而定位装置作为观察者，可以周期性地扫描蓝牙信号。当BLE通信模块60扫描到目标终端时，MCU模块70控制UWB定位模块50进入工作状态，当BLE通信模块60未扫描到目标终端时，控制UWB定位模块50处于休眠状态。
在一示例中，可通过接收信号强度来确定是否扫描到目标终端。比如，当接收信号强度(比如，接收信号强度指示符RSSI)大于指定阈值时，可以激活UWB定位模块50。
MCU模块70，分别与UWB定位模块50、BLE通信模块60和存储器80相连。存储器80中存储有与定位相关的计算机程序和校准文件，以及执行该程序时产生的数据信息。MCU模块70，从存储器80中读取程序执行，并将执行程序时产生的数据信息存储到存储器80中。比如，MCU模块70对定位信息进行处理，将每次定位得到的目标终端的朝向、与定位装置的距离和到达角度等信息存储到存储器80中。
定位装置开启后，MCU模块70控制BLE通信模块60将切换开关40连通至BLE全向天线20，通过BLE全向天线20和BLE通信模块60扫描出目标终端。在扫描出目标终端之后，控制UWB定位模块进入工作状态，并通过UWB全向天线10和UWB定位模块50确定出所述目标终端与定位装置的距离和到达角度。
图2示出了基于PDoA算法测量目标终端与定位装置的距离和到达角度的示意图。从图中可看出，目标终端发送的UWB射频信号到达两个UWB全向天线10的信号路径长度差别p，可通过如下公式(1)计算得到：
p＝dsinθ (1)
其中，d为两个UWB全向天线10之间的距离，θ为到达角度。而两路UWB射频信号的相位差α与p之间存在如下关系：
其中，λ为波长，结合公式(1)和公式(2)，可得到：
以上公式推导过程中，需假设两个UWB全向天线10具有相同的辐射方向图、到达两个UWB全向天线10的波束平行，且天线阵列互偶效应可通过高隔离度解决。
基于PDoA算法测量得到的目标终端与定位装置的到达角度存在镜像，不能确定出目标终端位于定位装置的正面还是背面。为了确定出目标终端是在定位装置的正面还是背面，MCU模块70，控制BLE通信模块60将切换开关40连通至BLE定向天线30，通过BLE定向天线30和BLE通信模块60确定出所述目标终端相对于BLE定向天线30所在平面的朝向。具体的，当BLE通信模块60连通至BLE定向天线30时，若BLE通信模块60与目标终端的BLE通信模块能进行通信时，则判断目标终端位于BLE定向天线30所在平面的正面；当BLE通信模块60与目标终端的BLE通信模块不能进行通信时，判断目标终端位于BLE定向天线30所在平面的背面。
最后，MCU模块70根据上述确定的朝向、距离和到达角度得到目标终端的定位结果。
一般地，定位装置基于预设的定位周期对目标终端进行周期性定位。在一些示例中，每次对目标终端进行定位时，均通过BLE定向天线30确定出目标终端的朝向。这种方式适应于定位周期较长的情形。
在其他一些示例中，当需要对目标终端进行实时定位时，为了提高定位效率，在对目标终端进行下一次定位之前，根据目标终端在本次定位的位置和运动信息确定是否需要对目标终端在下次定位的朝向进行重新确定。具体的，MCU模块70，还用于判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，若是，则在下次定位时，控制BLE通信模块60将切换开关40连通至BLE定向天线30，对所述目标终端的朝向进行重新确定当目标终端的朝向重新确定后，再控制BLE通信模块60将切换开关40连通至BLE全向天线20。若否，则在下次定位时，保持将切换开关40连通至BLE全向天线20。
在一示例中，判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定包括：判断目标终端垂直于BLE定向天线30所在平面的速度分量与目标终端的朝向是否同向，若是，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则判断目标终端的到达角度是否大于阈值角度，若是，则在下次定位时，需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定。所述阈值角度由所述目标终端垂直于BLE定向天线30所在平面的速度分量大小、定位周期和所述距离确定。
如图3和图4所示，目标终端200与定位装置100的距离为s，到达角度为θ，以速度V进行匀速运动，定位装置100的定位周期为t。根据V，可计算出V在Z轴方向的速度分量Vz。当Vz与目标终端200的朝向同向时(比如目标终端位于+Z轴方向，Vz也位于+Z轴方向)，则目标终端200在下次定位的朝向与当前朝向相同；当Vz与目标终端200的朝向异向时(如图3中目标终端200位于定位装置100的正面，Vz为负，或者图4中目标终端200位于定位装置100的背面，Vz为正)，则目标终端200在下次定位的朝向可能与当前朝向相同，也可能与当前朝向相反。
在一示例中，当Vz与目标终端的朝向异向时，可通过比较目标终端在定位周期t内移动的距离(|Vz|t)与目标终端当前所处位置在Z轴方向的距离(scosθ)来确定下次定位时，是否需要对目标终端的朝向进行重新确定。具体的，当scosθ>|Vz|t时，推测目标终端在下次定位的朝向与当前朝向相同，在下次定位时，不需要对目标终端的朝向进行重新确定；当scosθ≤|Vz|t时，推测目标终端在下次定位的朝向应与当前朝向相反，为确保定位准确，在下次定位时，需要对目标终端的朝向进行重新确定。
在其他示例中，当Vz与目标终端的朝向异向时，还可通过比较目标终端的到达角度与阈值角度来确定在下次定位时，是否需要对对目标终端的朝向进行重新确定。其中，当scosθ＝|Vz|t，可求得阈值角度θmax：
具体的，当目标终端的到达角度大于阈值角度θmax时，推测目标终端的朝向应与当前朝向相反，则在下次定位时，需要对目标终端的朝向进行重新确定；当目标终端的到达角度小于或等于阈值角度θmax时，推测目标终端的朝向应与当前朝向相同，则在下次定位时，不需要对目标终端的朝向进行重新确定。
本发明实施例提供的融合UWB和BLE技术的定位装置，包括BLE全向天线、BLE定向天线、切换开关、BLE通信模块、若干UWB全向天线、UWB定位模块和MCU模块；MCU模块控制切换开关连通至BLE全向天线，通过BLE全向天线和BLE通信模块扫描出目标终端后，通过UWB全向天线和UWB定位模块确定出目标终端与定位装置的距离和到达角度；再控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE定向天线，通过BLE定向天线和BLE通信模块确定出目标终端相对于BLE定向天线所在平面的朝向；最后根据目标终端的朝向、距离和到达角度得到目标终端的定位结果。采用本发明，能实现对目标终端的全向实时精确定位，结构简单、占地空间小、能耗和成本低。
实施例二
根据本发明实施例，提供一种融合UWB和BLE技术的定位方法。请参阅图5，为本图本发明实施例提供的一种融合UWB和BLE技术的定位方法的流程示意图。所述定位方法应用于实施例一种的定位装置，更具体地，应用于该定位装置的MCU模块，所述方法具体包括如下步骤：
步骤S501，控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE全向天线，通过所述BLE全向天线和所述BLE通信模块扫描出目标终端；
步骤S502，在扫描出所述目标终端后，通过UWB全向天线和UWB定位模块确定出所述目标终端与所述定位装置的距离和到达角度；
步骤S503，控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至BLE定向天线，通过所述BLE定向天线和BLE通信模块确定出所述目标终端相对于所述BLE定向天线所在平面的朝向，并在所述朝向确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线；
步骤S504，根据所述目标终端的朝向、所述距离和所述到达角度得到所述目标终端的定位结果。
定位装置基于预设的定位周期对目标终端进行周期性定位。在一些示例中，每次对目标终端进行定位时，均通过BLE定向天线确定出目标终端的朝向。这种方式适应于定位周期较长的情形。
在其他一些示例中，当需要对目标终端进行实时定位时，为了提高定位效率，在对目标终端进行下一次定位之前，根据目标终端在本次定位的位置和运动信息确定是否需要对目标终端在下次定位的朝向进行重新确定。具体的，判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定。若是，则在下次定位时，控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE定向天线，对所述目标终端的朝向进行重新确定。当所述目标终端的朝向重新确定后，再控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE全向天线。若否，则在下次定位时，保持将切换开关连通至BLE全向天线。
在一示例中，判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定包括：判断目标终端垂直于BLE定向天线所在平面的速度分量与目标终端的朝向是否同向，若是，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则判断目标终端的到达角度是否大于阈值角度，若是，则在下次定位时，需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定。所述阈值角度由所述目标终端垂直于BLE定向天线所在平面的速度分量大小、定位周期和所述距离确定。
上述融合UWB和BLE技术的定位方法可由实施例一提供的融合UWB和BLE技术的定位装置所包括的MCU模块执行，与实施例一中提供的融合UWB和BLE技术的定位装置为同一发明构思，具有融合UWB和BLE的定位装置对应的技术特征，未在本实施例中详尽描述的细节，可参见本申请实施例一中对融合UWB和BLE的定位装置的描述。
实施例三
根据本发明实施例，提供一种计算机可读存储介质，其类型可包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行实施例二中任一所述的融合UWB和BLE的定位方法的步骤。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用直至得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种融合UWB和BLE技术的定位装置，其特征在于，所述定位装置包括BLE全向天线、BLE定向天线、切换开关、BLE通信模块、若干UWB全向天线、UWB定位模块和MCU模块，所述BLE通信模块通过所述切换开关连接至所述BLE全向天线或所述BLE定向天线，所述UWB全向天线连接至所述UWB定位模块，所述BLE通信模块和所述UWB定位模块连接至所述MCU模块；
所述MCU模块，用于控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE全向天线，通过所述BLE全向天线和所述BLE通信模块扫描出目标终端；在扫描出所述目标终端后，通过所述UWB全向天线和所述UWB定位模块确定出所述目标终端与所述定位装置的距离和到达角度；控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE定向天线，通过所述BLE定向天线和所述BLE通信模块确定出所述目标终端相对于所述BLE定向天线所在平面的朝向，并在所述朝向确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线；根据所述目标终端的朝向、所述距离和所述到达角度得到所述目标终端的定位结果。
2.根据权利要求1所述的定位装置，其特征在于，所述MCU模块，还用于判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，若是，则在下次定位时，控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE定向天线，对所述目标终端的朝向进行重新确定，并在所述朝向重新确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线。
3.根据权利要求2所述的定位装置，其特征在于，所述MCU模块，判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定包括：
判断所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量与所述目标终端的朝向是否同向，若是，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；
若否，则判断所述目标终端的到达角度是否大于阈值角度，若是，则在下次定位时，需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，所述阈值角度由所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量大小、预设的定位周期和所述距离确定。
4.根据权利要求1至3任一项所述的定位装置，其特征在于，所述UWB定位模块包括多个射频端口，其中一个为发射接收端口，其余为接收端口。
5.根据权利要求4所述的定位装置，其特征在于，所述UWB全向天线包括一个用于发射和接收UWB射频信号的第一UWB全向天线和若干个仅用于接收UWB射频信号的第二UWB全向天线，所述第一UWB全向天线连接至所述发射接收端口，每一所述第二UWB全向天线连接至每一所述接收端口。
6.根据权利要求1至3任一项所述的定位装置，其特征在于，所述MCU模块，还用于扫描到目标终端时，控制所述UWB定位模块进入工作状态，未扫描到目标终端时，控制所述UWB定位模块处于休眠状态。
7.一种融合UWB和BLE技术的定位方法，应用于权利要求1至6任一项所述的定位装置，其特征在于，所述方法包括：
控制BLE通信模块将切换开关连通至BLE全向天线，通过所述BLE全向天线和所述BLE通信模块扫描出目标终端；
在扫描出所述目标终端后，通过UWB全向天线和UWB定位模块确定出所述目标终端与所述定位装置的距离和到达角度；
控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至BLE定向天线，通过所述BLE定向天线和所述BLE通信模块确定出所述目标终端相对于所述BLE定向天线所在平面的朝向，并在所述朝向确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线；
根据所述目标终端的朝向、所述距离和所述到达角度得到所述目标终端的定位结果。
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：
判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；
若是，则在下次定位时，控制所述BLE通信模块将所述切换开关连通至所述BLE定向天线，对所述目标终端的朝向进行重新确定，并在所述朝向重新确定后，控制所述BLE通信模块将所述切换开关重新连通至所述BLE全向天线。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述判断在下次定位时，是否需要对所述目标终端的朝向进行重新确定的步骤，包括：
判断所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量与所述目标终端的朝向是否同向，若是，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；
若否，则判断所述目标终端的到达角度是否大于阈值角度，若是，则在下次定位时，需要对所述目标终端的朝向进行重新确定；若否，则在下次定位时，不需要对所述目标终端的朝向进行重新确定，所述阈值角度由所述目标终端垂直于所述BLE定向天线所在平面的速度分量大小、预设的定位周期和所述距离确定。
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，当所述计算机程序被处理器执行时，所述处理器执行如权利要求7-9任一项所述方法的步骤。
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