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UWB标签的位置确定方法、装置、终端及UWB标签

文献发布时间:2023-06-19 19:23:34


UWB标签的位置确定方法、装置、终端及UWB标签

技术领域

本申请实施例涉及超宽带(Ultra Wide Band,UWB)技术领域,特别涉及一种UWB标签的位置确定方法、装置、终端及UWB标签。

背景技术

UWB技术是一种无线载波通信技术,在应用场景中,UWB技术可以应用于室内定位、物联网(Internet of Things,IoT)设备控制、智能寻物等场景中。

相关技术中,在智能寻物场景中,通过为待寻找物品增加UWB标签,并通过手机端与标签端进行UWB交互,来确定物品的位置信息,从而实现智能寻物的目的。但是相关技术中,当标签端或手机端均在移动时,无法实现UWB标签定位。

发明内容

本申请实施例提供了一种UWB标签的位置确定方法、装置、终端及UWB标签。所述技术方案如下:

一方面,本申请实施例提供了一种UWB标签的位置确定方法,所述方法应用于终端,所述方法包括:

确定UWB标签的状态信息;

响应于所述状态信息指示所述UWB标签处于移动状态,接收所述UWB标签发送的IMU数据,所述IMU数据由所述UWB标签上设置的IMU采集得到;

基于所述IMU数据和第一位置,确定所述UWB标签在移动过程中所处的第二位置,所述第一位置是所述UWB标签处于所述移动状态之前,基于所述UWB标签发送的UWB信号确定的。

另一方面,本申请实施例提供了一种UWB标签的位置确定方法,所述方法应用于UWB标签,所述UWB标签设置有IMU,所述方法包括:

基于所述IMU采集到的IMU数据,确定所述UWB标签所处的状态信息;

响应于所述状态信息指示处于移动状态,向终端发送在所述移动状态下采集到的所述IMU数据,所述终端用于基于所述IMU数据和第一位置,确定所述UWB标签在移动过程中所处的第二位置,所述第一位置是所述UWB标签处于所述移动状态之前所处的位置,所述第一位置是通过所述UWB标签发送的UWB信号确定的。

另一方面,本申请实施例提供了一种UWB标签的位置确定装置,所述装置应用于终端,所述装置包括:

第一确定模块,用于确定UWB标签的状态信息;

接收模块,用于响应于所述状态信息指示所述UWB标签处于移动状态,接收所述UWB标签发送的IMU数据,所述IMU数据由所述UWB标签上设置的IMU采集得到;

第二确定模块,用于基于所述IMU数据和第一位置,确定所述UWB标签在移动过程中所处的第二位置,所述第一位置是所述UWB标签处于所述移动状态之前,基于所述UWB标签发送的UWB信号确定的。

另一方面,本申请实施例提供了一种UWB标签的位置确定装置,所述装置应用于UWB标签,所述UWB标签设置有IMU,所述装置包括:

第三确定模块,用于基于所述IMU采集到的IMU数据,确定所述UWB标签所处的状态信息;

第一发送模块,用于响应于所述状态信息指示处于移动状态,向终端发送在所述移动状态下采集到的所述IMU数据,所述终端用于基于所述IMU数据和第一位置,确定所述UWB标签在移动过程中所处的第二位置,所述第一位置是所述UWB标签处于所述移动状态之前所处的位置,所述第一位置是通过所述UWB标签发送的UWB信号确定的。

另一方面,本申请实施例提供了一种终端,所述终端包括:处理器、存储器和UWB组件,所述处理器分别与所述存储器和所述UWB组件电性相连,所述UWB组件用于与UWB标签建立UWB通信,所述存储器存储有至少一条指令,所述至少一条指令用于被所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的UWB标签的位置确定方法。

另一方面,本申请实施例提供了一种UWB标签,所述UWB标签包括:处理器、存储器、UWB组件和IMU,所述处理器分别与所述存储器、所述UWB组件和所述IMU电性相连,所述UWB组件用于与UWB标签建立UWB通信,所述IMU用于采集所述UWB标签的IMU数据,所述存储器存储有至少一条指令,所述至少一条指令用于被所述处理器加载并执行以实现如上述方面所述的UWB标签的位置确定方法。

另一方面,本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有至少一条程序代码,所述程序代码由处理器加载并执行以实现如上述方面所述的UWB标签的位置确定方法。

另一方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行上述方面的各种可选实现方式中提供的UWB标签的位置确定方法。

本申请实施例提供的技术方案可以带来如下有益效果:

在UWB标签处于移动过程中,通过UWB标签处设置的IMU采集IMU数据,并将IMU数据发送至终端,使得终端可以通过IMU数据和移动前所处的位置(第一位置),确定UWB标签在移动过程中的实时位置(第二位置),以实现对UWB标签进行实时定位,可以满足UWB标签移动过程中的定位需求,提高移动场景下UWB标签的定位准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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示出了本申请一个示例性实施例的实施环境的示意图;

图2示出了本申请一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图;

图3示出了本申请另一个示例性实施例提供的IoT设备的控制方法的流程图;

图4示出了本申请一个示例性实施例示出的基于IMU数据确定UWB标签位置的原理示意图;

图5示出了本申请另一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图;

图6示出了本申请一个示例性实施例示出的确定UWB标签所处第二位置的原理示意图;

图7示出了本申请另一个示例性实施例示出的确定UWB标签所处第二位置的原理示意图;

图8示出了本申请一个示例性实施例示出的基于UWB信号和IMU数据共同确定UWB标签位置的原理示意图;

图9示出了本申请另一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图;

图10示出了本申请另一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图;

图11是本申请一个示例性实施例示出的UWB标签的位置确定过程中UWB标签和终端之间的交互流程图;

图12示出了本申请一个实施例提供的UWB标签的位置确定装置的结构框图;

图13示出了本申请另一个实施例提供的UWB标签的位置确定装置的结构框图;

图14示出了本申请一个示例性实施例提供的终端的结构方框图;

图15示出了本申请一个示例性实施例提供的UWB标签的结构方框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1,其示出了本申请一个示例性实施例的实施环境的示意图,该实施环境中包括终端110、至少一个UWB标签120和至少一个物品(或设备)130。

终端110是具备空间位置感知能力的设备,空间位置感知能力指:终端110可以感知其与其他设备之间的空间位置关系。终端110可以是智能手机、平板电脑、智能遥控器、智能手表等便携式电子设备。

本申请实施例中,终端110可以通过UWB组件与UWB标签120建立UWB通信。也就是说,终端110可以通过UWB组件接收UWB标签120发送的UWB信号,并根据UWB信号,确定UWB标签所处的位置。

可选的,UWB组件与终端110可分离,或UWB组件独立于终端110。也就是说,终端110在安装或佩戴UWB组件时,具备与UWB标签120建立UWB通信的功能;当终端110未携带或未安装有UWB组件时,终端110可能无法与UWB标签建立UWB通信。在该应用场景下,UWB组件可以封装为终端配件,比如,UWB组件可以为手机壳、手机保护套、手机挂饰等终端配件。

可选的,UWB组件也可以设置在终端110内部,也就是说,在终端110内部设置UWB组件,使终端110可以通过UWB组件与UWB标签120建立UWB通信。

UWB标签120用于表征物品(或设备)130,也就是说,UWB标签120独立于物品(或设备)130。独立于意味着,UWB标签120是独立于物品(或设备)130的装置,能够单独作为产品进行售卖,而并非作为其他物品(或其他设备)130的一部分集成于物品(或设备)130内,也不是物品(或设备)130的组成模块。

本申请实施例中,UWB标签120应用于智能寻物场景中,在该场景下,物品(或设备)130上携带有UWB标签120,使得UWB标签120所在位置可以表征物品(或设备)130所在位置,比如,将UWB标签粘贴、佩戴于物品(或设备)130上。如图1所示,终端110与UWB标签121通过UWB通信,可以确定钥匙131所在位置,终端110与UWB标签122通过UWB通信,可以确定平板电脑132所在位置,终端110与UWB标签123通过UWB通信,可以确定门禁卡133所在位置等。

请参考图2,其示出了本申请一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图,本申请实施例以该方法应用于图1所示的终端为例进行说明,该方法包括:

步骤201,确定UWB标签的状态信息。

本申请实施例应用于智能寻物场景中,即通过终端与UWB标签之间的UWB通信(或UWB交互过程),确定UWB标签所处位置,进而确定携带有UWB标签的物品或设备所处位置。可选的,UWB标签可独立于物品或设备,当需要使用UWB标签定位某个物品或设备的位置,可以提前将UWB标签设置于该物品或设备上,并在终端关联各个UWB标签和其表征的物品或设备,以便后续可以基于UWB标签确定关联物品或设备所处位置。

示意性的,终端中存储有UWB标签和关联物品或关联设备之间的关联关系,该关联关系可以如表一所示(以终端为智能手机A为例)。

表一

在智能寻物场景中,UWB标签需要与终端实时进行UWB信息交互,以获取到UWB标签的实时位置。当UWB标签处于移动状态时,由于UWB标签所处位置在实时变化,若需要获取到UWB标签的准确位置,就需要增加UWB标签与终端之间的UWB交互频率(或UWB通信频率),而本身UWB通信的功耗就较高,交互频率的增加会导致UWB通信的功耗显著增加,从而可能影响终端或UWB标签的续航能力。而若UWB标签处于移动状态时,不增加UWB标签与终端之间的UWB交互频率,显然会导致UWB标签实时位置的位置准确性降低,从而影响智能寻物过程,因此,为了平衡UWB标签在移动过程中位置确定的准确性和功耗问题,在一种可能的实施方式中,终端首先需要确定UWB标签的状态信息。也就是说,确定UWB标签处于移动状态还是静止状态,进而在UWB标签处于移动状态时,采取与静止状态时不同的定位方式,确定UWB标签所处的实时位置。

可选的,终端确定UWB标签对应状态信息的方式为:UWB标签中设置惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU),IMU包括三轴陀螺仪及三轴加速度计。通过IMU采集IMU数据,来确定UWB标签是否处于移动状态。若IMU数据为0,则表示UWB标签处于静止状态,反之,若IMU数据不为0,则表示UWB标签处于移动状态。当UWB标签确定自身处于移动状态后,可以将该状态信息发送给终端,对应的,终端可以获取到UWB标签对应的状态信息。可选的,由于终端可以与UWB标签通过UWB交互来确定UWB标签所处位置,则当UWB标签处于移动状态时,终端可以通过比较当前时刻确定出的位置信息,与历史确定出的位置信息之间是否存在位移,若存在,则表示UWB标签处于移动状态,反之,则表示UWB标签处于静止状态。

可选的,当UWB标签处于静止状态时,UWB标签与终端之间通过UWB通信,来确定UWB标签所处位置。示意性的,所采取的UWB定位方式可以包括:信号到达角度(Angle ofArrival,AOA)测量,根据UWB信号的到达角度确定UWB标签所处的位置;信号到达相位差(Phase Difference of Arrival,PDOA)测量,根据UWB信号的到达相位差确定UWB标签所处的位置;双向测距(Two-way Ranging,TWR),根据UWB信号的飞行时间差确定UWB标签所处的位置等。本申请实施例对确定UWB标签所处位置时所采用的具体原理不构成限定。

步骤202,响应于状态信息指示UWB标签处于移动状态,接收UWB标签发送的IMU数据,IMU数据由UWB标签上设置的IMU采集得到。

为了降低UWB标签处于移动过程中,UWB标签与终端之间的UWB交互功耗。在一种可能的实施方式中,当确定出UWB标签处于移动状态时,UWB标签可以将在移动过程中采集到的IMU数据发送给终端,对应终端接收UWB标签发送的IMU数据,进而基于该IMU数据来实现对UWB标签的定位过程。

示意性的,IMU数据可以包括:加速度数据、磁力数据和重力加速度数据等。

可选的,若在移动过程中采用IMU数据来实现UWB标签定位,且IMU以较高频率采集数据,可以避免需要在UWB标签移动过程中增加UWB标签与终端之间的UWB交互频率,反而可以降低UWB标签移动过程中,UWB标签与终端之间的UWB交互频率。或直接在UWB标签移动过程中,停止UWB标签与终端之间进行UWB通信,可以降低UWB标签移动过程中的UWB功耗。而增加IMU数据采集频率,由于IMU的数据采集功耗远低于UWB交互功耗,增加IMU数据采集频率不会影响终端或UWB标签的续航能力,且可以保证实时定位的准确性,实现了功耗性能与定位准确性的平衡。

可选的,UWB标签可以预先与终端建立蓝牙连接,对应UWB标签可以通过蓝牙数据通道将IMU数据发送给终端,可以进一步降低终端功耗。

步骤203,基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在移动过程中所处的第二位置,第一位置是UWB标签处于移动状态之前,基于UWB标签发送的UWB信号确定的。

由于基于IMU数据可以确定UWB标签在移动过程中的实时位移(包括移动距离和移动方向),若需要确定出UWB标签在移动过程中所处的实时位置,还需要确定出UWB标签在移动之前的历史位置,因此,在一种可能的实施方式中,终端获取到UWB标签处于移动状态之前所处的第一位置,进而基于第一位置和IMU数据,确定UWB标签在移动过程中所处的第二位置,通过第一位置,叠加不同数据采集时刻计算得到的实时位置,叠加得到UWB标签在移动过程中所处的第二位置。

可选的,当UWB标签处于移动过程中,对于t+1数据采集时刻UWB标签所处位置,可以采用t+1数据采集时刻对应的IMU数据,和t数据采集时刻UWB标签所处位置确定,t+2数据采集时刻UWB标签所处位置,可以采用t+2数据采集时刻对应的IMU数据和t+1时刻UWB标签所处位置确定得到,通过位移叠加,来确定UWB标签在移动过程中所处的第二位置。

综上所述,本申请实施例中,在UWB标签处于移动过程中,通过UWB标签处设置的IMU采集IMU数据,并将IMU数据发送至终端,使得终端可以通过IMU数据和移动前所处的位置(第一位置),确定UWB标签在移动过程中的实时位置(第二位置),以实现对UWB标签进行实时定位,可以满足UWB标签移动过程中的定位需求,提高移动场景下UWB标签的定位准确性。

为了进一步降低UWB标签移动过程中,UWB标签与终端之间的UWB通信功耗。在一种可能的实施方式中,在UWB标签处于移动过程中,完全使用UWB标签发送的IMU数据,通过位移叠加确定UWB标签所处的实时位置。由于UWB标签处于移动过程中不使用UWB通信,则可以直接在移动过程中停止终端与UWB标签之间的UWB通信。

请参考图3,其示出了本申请另一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图,本申请实施例以该方法应用于图1所示的终端为例进行说明,该方法包括:

步骤301,响应于接收到UWB标签发送的状态提示信息,确定UWB标签处于移动状态,状态提示信息是UWB标签检测到处于移动状态时向终端发送的。

在一种可能的实施方式中,当UWB标签检测到自身处于移动状态时,向终端发送状态提示信息,对应终端接收到UWB标签发送的状态提示信息,确定UWB标签处于移动状态。

可选的,为了降低UWB标签的功耗,当UWB标签检测到自身处于静止状态时,对应也就不会向终端发送状态提示信息。

可选的,UWB标签也可以将自身状态信息上报至终端,也就是说,当UWB标签确定自身处于静止状态时,也可以向终端发送状态提示信息,该状态提示信息中的状态信息为静止状态。

可选的,UWB标签在确定自身状态发生改变时,向终端上报状态提示信息,示意性的,当UWB标签检测到自身由静止状态变为移动状态时,向终端发送状态提示信息,使得终端可以基于该状态提示信息切换定位方式,即由基于UWB信号的定位方式切换为基于IMU数据的定位方式。当UWB标签检测到自身由运动状态变为静止状态时,也可以向终端发送状态提示信息,使得终端可以基于该状态提示信息切换定位方式,即由基于IMU数据的定位方式切换为基于UWB信号的定位方式。

步骤302,响应于状态信息指示UWB标签处于移动状态,停止通过UWB组件与UWB标签进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件接收UWB标签发送的IMU数据,目标数据传输组件可以不同于UWB组件。

由于在UWB标签处于移动过程中,可以完全基于IMU数据和历史位置进行实时定位,则为了进一步降低UWB功耗,在一种可能的实施方式中,当终端确定UWB标签处于移动状态时,可以直接关闭UWB组件的通信功能,停止通过UWB组件与UWB标签进行UWB通信。也就是说,在UWB标签处于移动过程中,终端不会向UWB标签发送UWB信号,对应的,也不会接收UWB标签发送的UWB信号。

可选的,当终端停止与UWB标签进行UWB通信后,为了使得UWB标签可以及时将采集到的IMU数据发送给终端,对应的,终端可以与UWB标签建立目标数据通信连接,使得可以通过目标数据传输组件接收UWB标签发送的IMU数据。且该目标数据通信连接不同于UWB通信连接,则目标数据传输组件也不同于UWB组件。

示意性的,目标数据传输组件可以是蓝牙组件,对应的,终端可以与UWB标签建立蓝牙连接,并通过蓝牙组件接收UWB标签发送的IMU数据;可选的,目标数据通信连接还可以是WiFi连接、红外线连接等,本申请实施例对此不构成限定。

步骤303,响应于IMU数据采集时刻未接收到UWB标签发送的UWB信号,基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在IMU数据采集时刻所处的第二位置。

由于在UWB标签移动过程中终端停止与UWB标签进行UWB通信,对应的,在各个IMU数据采集时刻均不会接收到UWB标签发送的UWB信号,对应在UWB标签移动过程中完全采用基于IMU数据的定位方式。在一种可能的实施方式中,终端获取到UWB标签在处于移动状态之前所处的第一位置,进而获取到终端从第一位置移动至第二位置过程中所采集到的IMU数据,确定出移动位移,进而基于移动位移和第一位置,即可确定出UWB标签在该IMU数据采集时刻所处的第二位置。

在一个示例性的例子中,基于IMU数据和第一位置确定第二位置的过程可以包括步骤303A和步骤303B(或步骤303可以包括步骤303A和步骤303B)。

步骤303A,基于IMU数据,确定UWB标签从第一位置移动至第二位置过程中所对应的第一距离和移动方向。

在一种可能的实施方式中,由于IMU数据中包含加速度数据,则对加速度数据进行一次积分,可以确定出移动速度,再对移动速度进行二次积分,则可以确定出移动位移,该移动位移则包含第一位置移动至第二位置过程中所对应的第一距离和移动方向。

可选的,终端中设置有对IMU数据进行定位分析的算法,终端将UWB标签从第一位置移动至第二位置过程中(UWB标签移动过程中)所采集到的IMU数据输入该算法,一次积分得到UWB标签在移动过程中对应的速度时间关系曲线,进而二次积分得到UWB标签在移动过程中对应的位移时间关系曲线,则基于该位移时间关系曲线,可以确定出UWB标签在各个IMU数据采集时刻对应的移动位移。

步骤303B,基于第一位置、第一距离和移动方向,确定第二位置。

在一种可能的实施方式中,当终端确定出UWB标签从第一位置移动至第二位置所对应的第一距离和移动方向后,则可以基于第一位置、第一距离和移动方向,确定出第二位置。

可选的,可以基于第一位置和第一距离确定出至少两个第二候选位置,并将位于该移动方向第二候选位置确定为第二位置。

如图4所示,其示出了本申请一个示例性实施例示出的基于IMU数据确定UWB标签位置的原理示意图。当UWB标签在t

本实施例中,通过UWB标签在检测到自身处于移动状态时,向终端发送状态提示信息,使得终端可以及时确定出UWB标签所处的状态信息。此外,通过在UWB标签处于移动过程中,完全采用基于IMU数据的定位方式,并停止与UWB标签进行UWB通信,可以进一步避免或降低UWB标签移动过程中的UWB功耗,增加终端在寻物场景中的续航能力。

由于基于IMU数据的定位过程中,若中间某个位置计算有误,随着后续移动位移的叠加,可能会导致后续确定出的第二位置与真实位置存在较大误差,降低UWB标签的定位准确性。为了提高UWB标签移动过程中的定位准确性,在一种可能的实施方式中,终端与UWB标签以较低的UWB交互频率进行通信,以便每隔预设时间段对UWB标签所处的第二位置进行矫正。

请参考图5,其示出了本申请另一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图,本申请实施例以该方法应用于图1所示的终端为例进行说明,该方法包括:

步骤501,响应于接收到UWB标签发送的状态提示信息,确定UWB标签处于移动状态,状态提示信息是UWB标签检测到处于移动状态时向终端发送的。

步骤501的实施方式可以参考步骤301,本实施例在此不做赘述。

由于本申请实施例所示的定位方法中会采用UWB定位方式进行位置矫正,而在寻物场景中,UWB标签和终端可能同时处于移动状态,不存在参考坐标,可能导致无法实现UWB定位。因此,在一种可能的实施方式中,当终端确定UWB标签处于移动状态之后,还可以显示状态提示信息,状态提示信息还用于提醒终端停止移动,避免终端与UWB标签均处于移动状态时,无法通过UWB信号对UWB标签进行定位。

步骤502,响应于状态信息指示UWB标签处于移动状态,通过UWB组件以目标频率与UWB标签进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件接收UWB标签发送的IMU数据,目标频率低于IMU数据的数据采集频率。

由于基于IMU数据的定位过程中,若中间某个位置计算有误,随着后续移动位移的叠加,可能会导致后续确定出的第二位置与真实位置存在较大误差,降低UWB标签的定位准确性。为了提高UWB标签移动过程中的定位准确性,在一种可能的实施方式中,当终端确定UWB标签处于移动状态时,不关闭UWB通信,而是通过UWB组件以较低的目标频率与UWB标签进行UWB通信,利用UWB的定位准确性,每隔一定时间段对UWB标签当前所处的第二位置进行矫正。

由于UWB标签与终端的UWB交互频率(目标频率)低于IMU数据的数据采集频率,使得在UWB标签移动过程中,每隔目标频率基于UWB信号确定第二位置,在目标频率的时间间隔内,由于未达到UWB信号的交互时间,则完全采用IMU数据确定第二位置,使得可以及时修正IMU数据的定位误差,从而可以避免UWB交互频率过高而导致过高功耗。

可选的,虽然终端与UWB标签仍然可以进行UWB通信,但是由于UWB通信的交互频率较低,而IMU数据的数据采集频率较高,则为了可以及时将采集到的IMU数据发送至终端。在一种可能的实施方式中,终端可以与UWB标签建立目标数据通信连接,使得可以通过目标数据传输组件接收UWB标签发送的IMU数据。且该目标数据通信连接不同于UWB通信连接,则目标数据传输组件也不同于UWB组件。

示意性的,目标数据传输组件可以是蓝牙组件,对应的,终端可以与UWB标签建立蓝牙连接,并通过蓝牙组件接收UWB标签发送的IMU数据;可选的,目标数据通信连接还可以是WiFi连接、红外线连接等,本申请实施例对此不构成限定。

步骤503,响应于IMU数据采集时刻未接收到UWB标签发送的UWB信号,基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在IMU数据采集时刻所处的第二位置。

由于UWB标签在移动过程中,UWB标签与终端之间的交互频率(目标频率)低于IMU数据采集频率,对应,在某些IMU数据采集时刻,无法进行UWB定位。因此,在一种可能的实施方式中,当IMU数据采集时刻未接收到UWB标签发送的UWB信号,则仅基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在IMU数据采集时刻所处的第二位置。

基于IMU数据和第一位置确定第二位置的实施方式可以参考上文实施例,本是实施例在此不做赘述。

步骤504,响应于IMU数据采集时刻接收到UWB标签发送的UWB信号,基于UWB信号、IMU数据和第一位置,确定UWB标签在IMU数据采集时刻所处的第二位置。

在一种可能的实施方式中,若IMU数据采集时刻接收到UWB标签发送的UWB信号,则可以基于UWB信号、IMU数据和第一位置,共同确定UWB标签在IMU数据采集时刻所处的第二位置。

可选的,基于UWB信号和IMU数据共同确定第二位置时,可以采用UWB的TWR定位原理或PDOA定位原理。如图6所示,其示出了本申请一个示例性实施例示出的确定UWB标签所处第二位置的原理示意图。UWB标签在t

如图7所示,其示出了本申请另一个示例性实施例示出的确定UWB标签所处第二位置的原理示意图。UWB标签在t

在一个示例性的例子中,基于TWR测距原理和IMU数据确定第二位置的过程可以包括步骤504A~步骤504E(步骤504可以包括步骤504A~步骤504E)。

步骤504A,基于IMU数据,确定UWB标签从第一位置移动至第二位置过程中所对应的第一距离和移动方向。

其中,步骤504A的实施方式可以参考上文实施例,本实施例在此不做赘述。

步骤504B,基于UWB信号,确定UWB标签处于第二位置时与UWB标签之间对应的第二距离。

在一种可能的实施方式中,当UWB标签移动至第二位置时,终端通过与UWB标签进行UWB通信,并基于UWB标签反馈的UWB信号,确定出此时UWB标签与终端之间的第二距离。

步骤504C,以第一位置为圆心,以第一距离为半径,确定第一圆形。

以第一位置为远心,以第一位置到第二位置之间的第一距离为半径,确定出第一圆形。

步骤504D,以终端位置为圆心,以第二距离为半径,确定第二圆形。

以终端当前所处的终端位置为远心,以UWB标签处于第二位置时,终端与UWB标签之间的第二距离为半径,确定出第二圆形。

步骤504E,基于第一圆形、第二圆形以及移动方向,确定第二位置。

在一种可能的实施方式中,第一圆形和第二圆形存在两个交点,进而可以基于移动方向,从两个交点中确定出UWB标签当前实际所处的第二位置。

在一个示例性的例子中,步骤504E还包括以下步骤一和步骤二。

步骤一、将第一圆形和第二圆形的交点,确定为第一候选位置和第二候选位置。

在一种可能的实施方式中,第一圆形和第二圆形存在两个交点,该两个交点位置即UWB标签可能所处的第二位置,也即第一候选位置和第二候选位置。

步骤二、将位于移动方向一侧的候选位置确定为第二位置。

由于可以基于IMU数据确定出位移方向,因此,在一种可能的实施方式中,可以将位于移动方向一侧的候选位置确定为第二位置。

如图8所示,其示出了本申请一个示例性实施例示出的基于UWB信号和IMU数据共同确定UWB标签位置的原理示意图。UWB标签在t

本实施例中,在UWB标签移动过程中,由于UWB标签与终端的UWB交互频率(目标频率)低于IMU数据的数据采集频率,使得在UWB标签移动过程中,每隔目标频率基于UWB信号确定第二位置,在目标频率的时间间隔内,由于未达到UWB信号的交互时间,则完全采用IMU数据确定第二位置,使得可以及时修正IMU数据的定位误差,从而可以避免UWB交互频率过高而导致过高功耗。

上文实施例中以终端为执行主体,描述了UWB标签的位置确定过程,本实施例以UWB标签为执行主体,着重介绍UWB标签在移动过程中,如何与终端进行信息交互,以实现UWB标签的位置确定过程。

请参考图9,其示出了本申请另一个示例性实施例提供的UWB标签的位置确定方法的流程图,本申请实施例以该方法应用于图1所示的UWB标签为例进行说明,该方法包括:

步骤901,基于IMU采集到的IMU数据,确定UWB标签所处的状态信息。

为了兼顾终端功耗和UWB标签的定位准确性,本实施例中,设置在UWB标签处于移动状态或静止状态时,终端所采用的定位方式不同,因此,在一种可能的实施方式中,UWB标签中设置有IMU,通过分析IMU采集到的IMU数据,确定UWB标签所处的状态信息。

示意性的,当UWB标签处于静止状态时,IMU采集到各个方向上的加速度数据为0,当UWB标签处于移动状态时,IMU采集到的至少一个方向上的加速度数据不为0。

步骤902,响应于状态信息指示处于移动状态,向终端发送在移动状态下采集到的IMU数据,终端用于基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在移动过程中所处的第二位置,第一位置是UWB标签处于移动状态之前所处的位置,第一位置是通过UWB标签发送的UWB信号确定的。

为了可以及时提醒终端UWB标签处于移动状态,而终端在确定UWB标签处于移动状态时,需要使用IMU数据进行UWB标签定位。因此,在一种可能的实施方式中,当UWB标签确定处于移动状态时,UWB标签将采集到的IMU数据发送给终端,使得终端可以基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在移动过程中所处的第二位置。

其中,终端如何基于IMU数据和第一位置确定第二位置的过程可以参考上文实施例,本实施例在此不做赘述。

可选的,UWB标签发送IMU数据的数据发送频率可以由IMU数据的数据采集频率确定。

可选的,当UWB标签处于移动状态过程中,为了提高基于IMU数据进行UWB标签定位的准确性,需要提高IMU数据的数据采集频率。也就是说,UWB标签处于移动过程中IMU数据的数据采集频率,高于UWB标签处于静止状态是IMU数据的数据采集频率。

综上所述,本申请实施例中,本申请实施例中,在UWB标签处于移动过程中,通过UWB标签处设置的IMU采集IMU数据,并将IMU数据发送至终端,使得终端可以通过IMU数据和移动前所处的位置(第一位置),确定UWB标签在移动过程中的实时位置(第二位置),以实现对UWB标签进行实时定位,可以满足UWB标签移动过程中的定位需求,提高移动场景下UWB标签的定位准确性。

在一种可能的实施方式中,当终端在UWB标签移动过程中,完全使用UWB标签发送的IMU数据,通过位移叠加确定UWB标签所处的实时位置,由于UWB标签处于移动过程中不使用UWB通信,则可以直接在移动过程中停止终端与UWB标签之间的UWB通信。当终端在UWB标签移动过程中,间接使用UWB通信进行位置校准,则UWB标签可以以较低的交互频率与终端进行UWB通信。

在一个示例性的例子中,在图9的基础上,如图10所示,步骤902还可以包括步骤902A和步骤902B。

步骤902A,响应于状态信息指示处于移动状态,停止通过UWB组件与终端进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件向终端发送IMU数据,目标数据传输组件不同于UWB组件。

由于在UWB标签处于移动过程中,终端可以完全基于IMU数据和历史位置对UWB标签进行实时定位,则为了进一步降低UWB标签的功耗,在一种可能的实施方式中,当UWB标签确定自身处于移动状态时,可以直接关闭UWB组件的通信功能,停止通过UWB组件与终端进行UWB通信。也就是说,在UWB标签处于移动过程中,UWB标签不会向终端发送UWB信号,对应的,也不会接收终端发送的UWB信号。

可选的,当UWB标签停止与终端进行UWB通信后,为了使得UWB标签可以及时将采集到的IMU数据发送给终端,对应的,UWB标签可以与终端建立目标数据通信连接,使得可以通过目标数据传输组件向终端发送IMU数据。且该目标数据通信连接不同于UWB通信连接,则目标数据传输组件也不同于UWB组件。

示意性的,目标数据传输组件可以是蓝牙组件,对应的,终端可以与UWB标签建立蓝牙连接,并通过蓝牙组件接收UWB标签发送的IMU数据;可选的,目标数据通信连接还可以是WiFi连接、红外线连接等,本申请实施例对此不构成限定。

步骤902B,响应于状态信息指示处于移动状态,通过UWB组件以目标频率与终端进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件向终端发送IMU数据,目标频率低于IMU数据的数据采集频率。

由于基于IMU数据的定位过程中,若中间某个位置计算有误,随着后续移动位移的叠加,可能会导致后续确定出的第二位置与真实位置存在较大误差,降低UWB标签的定位准确性。为了提高UWB标签移动过程中的定位准确性,在一种可能的实施方式中,当终端确定UWB标签处于移动状态时,不关闭UWB通信,而是通过UWB组件以较低的目标频率与UWB标签进行UWB通信,利用UWB的定位准确性,每隔一定时间段对UWB标签当前所处的第二位置进行矫正;对应的,UWB标签也以目标频率与终端进行UWB通信。

可选的,虽然UWB标签与终端仍然可以进行UWB通信,但是由于UWB通信的交互频率较低,而IMU数据的数据采集频率较高。则为了可以及时将采集到的IMU数据发送至终端,在一种可能的实施方式中,UWB标签可以与终端建立目标数据通信连接,使得UWB标签可以通过目标数据传输组件向终端发送IMU数据。且该目标数据通信连接不同于UWB通信连接,则目标数据传输组件也不同于UWB组件。

示意性的,目标数据传输组件可以是蓝牙组件,对应的,终端可以与UWB标签建立蓝牙连接,并通过蓝牙组件接收UWB标签发送的IMU数据;可选的,目标数据通信连接还可以是WiFi连接、红外线连接等,本申请实施例对此不构成限定。

可选的,为了避免终端与UWB标签均处于移动状态下,无法进行UWB定位,在一种可能的实施方式中,当UWB标签确定自身处于移动状态时,向终端发送状态提示信息,状态提示信息用于提示UWB标签处于移动状态,并进一步提示终端停止移动。

本实施例中,通过UWB标签在检测到自身处于移动状态时,向终端发送状态提示信息,使得终端可以及时确定出UWB标签所处的状态信息;此外,通过在UWB标签处于移动过程中,完全采用基于IMU数据的定位方式,并停止与终端进行UWB通信,可以进一步避免或降低UWB标签移动过程中的功耗,增加UWB标签在寻物场景中的续航能力;另外,在UWB标签移动过程中,由于UWB标签与终端的UWB交互频率(目标频率)低于IMU数据的数据采集频率,使得在UWB标签移动过程中,每隔目标频率基于UWB信号确定第二位置,在目标频率的时间间隔内,由于未达到UWB信号的交互时间,则完全采用IMU数据确定第二位置,使得可以及时修正IMU数据的定位误差,从而可以避免UWB交互频率过高而导致过高功耗。

请参考图11,其是本申请一个示例性实施例示出的UWB标签的位置确定过程中UWB标签和终端之间的交互流程图,该交互过程包括:

步骤1101,UWB标签基于IMU采集到的IMU数据,确定UWB标签所处的状态信息。

步骤1102,响应于状态信息指示处于移动状态,UWB标签向终端发送状态提示信息。

步骤1103,响应于接收到UWB标签发送的状态提示信息,终端确定UWB标签处于移动状态。

步骤1104,UWB标签向终端发送在移动状态下采集到的IMU数据。

步骤1105,响应于状态信息指示UWB标签处于移动状态,终端接收UWB标签发送的IMU数据。

步骤1106,终端基于IMU数据和第一位置,确定UWB标签在移动过程中所处的第二位置。

下述为本申请装置实施例,可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节,请参照本申请方法实施例。

请参考图12,其示出了本申请一个实施例提供的UWB标签的位置确定装置的结构框图。该装置具有实现上述方法实施例中由终端侧执行的功能,所述功能可以由硬件实现,也可以由硬件执行相应的软件实现。如图12所示,该装置可以包括:

第一确定模块1201,用于确定UWB标签的状态信息;

接收模块1202,用于响应于所述状态信息指示所述UWB标签处于移动状态,接收所述UWB标签发送的IMU数据,所述IMU数据由所述UWB标签上设置的IMU采集得到;

第二确定模块1203,用于基于所述IMU数据和第一位置,确定所述UWB标签在移动过程中所处的第二位置,所述第一位置是所述UWB标签处于所述移动状态之前,基于所述UWB标签发送的UWB信号确定的。

可选的,所述接收模块1202,包括:

第一接收单元,用于响应于所述状态信息指示所述UWB标签处于所述移动状态,停止通过UWB组件与所述UWB标签进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件接收所述UWB标签发送的所述IMU数据,所述目标数据传输组件不同于所述UWB组件。

可选的,所述第二确定模块1203,包括:

第一确定单元,用于响应于IMU数据采集时刻未接收到所述UWB标签发送的UWB信号,基于所述IMU数据和所述第一位置,确定所述UWB标签在所述IMU数据采集时刻所处的所述第二位置。

可选的,所述接收模块1202,包括:

第二接收单元,用于响应于所述状态信息指示所述UWB标签处于所述移动状态,通过UWB组件以目标频率与所述UWB标签进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件接收所述UWB标签发送的所述IMU数据,所述目标频率低于所述IMU数据的数据采集频率,所述目标数据传输组件不同于所述UWB组件。

可选的,所述第二确定模块1203,包括:

第二确定单元,用于响应于IMU数据采集时刻未接收到所述UWB标签发送的UWB信号,基于所述IMU数据和所述第一位置,确定所述UWB标签在所述IMU数据采集时刻所处的所述第二位置;

第三确定单元,用于响应于所述IMU数据采集时刻接收到所述UWB标签发送的所述UWB信号,基于所述UWB信号、所述IMU数据和所述第一位置,确定所述UWB标签在所述IMU数据采集时刻所处的所述第二位置。

可选的,所述第一确定单元,还用于:

基于所述IMU数据,确定所述UWB标签从所述第一位置移动至所述第二位置过程中所对应的第一距离和移动方向;

基于所述第一位置、所述第一距离和所述移动方向,确定所述第二位置。

可选的,所述第三确定单元,还用于:

基于所述IMU数据,确定所述UWB标签从所述第一位置移动至所述第二位置过程中所对应的第一距离和移动方向;

基于所述UWB信号,确定所述UWB标签处于所述第二位置时与所述UWB标签之间对应的第二距离;

以所述第一位置为圆心,以所述第一距离为半径,确定第一圆形;

以终端位置为圆心,以所述第二距离为半径,确定第二圆形;

基于所述第一圆形、所述第二圆形以及所述移动方向,确定所述第二位置。

可选的,所述第三确定单元,还用于:

将所述第一圆形和所述第二圆形的交点,确定为第一候选位置和第二候选位置;

将位于所述移动方向一侧的候选位置确定为所述第二位置。

可选的,所述第一确定模块1201,包括:

第四确定单元,用于响应于接收到所述UWB标签发送的状态提示信息,确定所述UWB标签处于所述移动状态,所述状态提示信息是所述UWB标签检测到处于所述移动状态时向所述终端发送的。

可选的,所述装置还包括:

显示模块,用于显示所述状态提示信息,所述状态提示信息还用于提醒所述终端停止移动。

综上所述,本申请实施例中,本申请实施例中,在UWB标签处于移动过程中,通过UWB标签处设置的IMU采集IMU数据,并将IMU数据发送至终端,使得终端可以通过IMU数据和移动前所处的位置(第一位置),确定UWB标签在移动过程中的实时位置(第二位置),以实现对UWB标签进行实时定位,可以满足UWB标签移动过程中的定位需求,提高移动场景下UWB标签的定位准确性。

请参考图13,其示出了本申请另一个实施例提供的UWB标签的位置确定装置的结构框图。该装置具有实现上述方法实施例中由UWB标签侧执行的功能,所述功能可以由硬件实现,也可以由硬件执行相应的软件实现。如图13所示,该装置可以包括:

第三确定模块1301,用于基于所述IMU采集到的IMU数据,确定所述UWB标签所处的状态信息;

第一发送模块1302,用于响应于所述状态信息指示处于移动状态,向终端发送在所述移动状态下采集到的所述IMU数据,所述终端用于基于所述IMU数据和第一位置,确定所述UWB标签在移动过程中所处的第二位置,所述第一位置是所述UWB标签处于所述移动状态之前所处的位置,所述第一位置是通过所述UWB标签发送的UWB信号确定的。

可选的,所述第一发送模块1302,包括:

第一发送单元,用于响应于所述状态信息指示处于所述移动状态,停止通过UWB组件与所述终端进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件向所述终端发送所述IMU数据,所述目标数据传输组件不同于所述UWB组件;

可选的,所述第一发送模块1302,包括:

第二发送单元,用于响应于所述状态信息指示处于所述移动状态,通过UWB组件以目标频率与所述终端进行UWB通信,以及通过目标数据传输组件向所述终端发送所述IMU数据,所述目标频率低于所述IMU数据的数据采集频率,所述目标数据传输组件不同于所述UWB组件。

可选的,所述装置还包括:

第二发送模块,用于向所述终端发送状态提示信息,所述状态提示信息用于提示所述UWB标签处于所述移动状态。

综上所述,本申请实施例中,本申请实施例中,在UWB标签处于移动过程中,通过UWB标签处设置的IMU采集IMU数据,并将IMU数据发送至终端,使得终端可以通过IMU数据和移动前所处的位置(第一位置),确定UWB标签在移动过程中的实时位置(第二位置),以实现对UWB标签进行实时定位,可以满足UWB标签移动过程中的定位需求,提高移动场景下UWB标签的定位准确性。

需要说明的是:上述实施例提供的装置在实现其功能时,仅以上述各功能模块的划分进行举例说明,实际应用中,可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成,即将设备的内部结构划分成不同的功能模块,以完成以上描述的全部或者部分功能。另外,上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思,其具体实现过程详见方法实施例,这里不再赘述。

在一种可能的应用场景中,UWB组件可以封装为终端的内部天线组件,该UWB组件通过内部电路板与终端电性相连,则对应的终端可以通过该UWB组件接收UWB标签发送的UWB信号。

请参考图14,其示出了本申请一个示例性实施例提供的终端1400的结构方框图。本申请中的终端1400可以包括一个或多个如下部件:处理器1410、存储器1420和UWB组件1430,其中,处理器1410分别与存储器1420和UWB组件1430电性相连。

处理器1410可以包括一个或者多个处理核心。处理器1410利用各种接口和线路连接整个终端1400内的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1420内的指令、程序、代码集或指令集,以及调用存储在存储器1420内的数据,执行终端1400的各种功能和处理数据。可选地,处理器1410可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1410可集成CPU、图像处理器(GraphicsProcessing Unit,GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中,CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等;GPU用于负责触摸显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制;调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是,上述调制解调器也可以不集成到处理器1410中,单独通过一块通信芯片进行实现。

存储器1420可以包括随机存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)。可选地,该存储器1420包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1420可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1420可包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等,该操作系统可以是安卓(Android)系统(包括基于Android系统深度开发的系统)、苹果公司开发的IOS系统(包括基于IOS系统深度开发的系统)或其它系统。存储数据区还可以存储终端1400在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。

UWB组件1430用于接收外部UWB标签广播的UWB信号,使得终端1400可以通过处理器对UWB信号进行处理,实现对UWB标签的定位处理。

可选的,终端1400还包括目标数据传输组件,终端1400通过该目标数据传输组件接收UWB标签发送的IMU数据。

本申请实施例中,存储器1420中存储有至少一条指令,该至少一条指令用于被处理器1410执行以执行如上述实施例中所示的UWB标签的位置确定方法。

可选的,终端1400还可以包括触摸显示屏,其可以为电容式触摸显示屏,该电容式触摸显示屏用于接收用户使用手指、触摸笔等任何适合的物体在其上或附近的触摸操作,以及显示各个应用程序的用户界面。触摸显示屏通常设置在终端1400的前面板。触摸显示屏可被设计成为全面屏、曲面屏或异型屏。触摸显示屏还可被设计成为全面屏与曲面屏的结合,异型屏与曲面屏的结合,本申请实施例对此不加以限定。

在另一种可能的实施方式中,UWB组件可以封装为终端配件,该终端配件独立于终端1400,当终端1400装备有该终端配件时,终端1400与终端配件之间通过接口电路电性连接,使得终端1400可以对UWB标签进行定位。

除此之外,本领域技术人员可以理解,上述附图所示出的终端1400的结构并不构成对终端1400的限定,终端可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。比如,终端1400中还包括射频电路、拍摄组件、传感器(不包括温度传感器)、音频电路、无线保真(Wireless Fidelity,WiFi)组件、电源、蓝牙组件等部件,在此不再赘述。

请参考图15,其示出了本申请一个示例性实施例提供的UWB标签1500的结构方框图。UWB标签1500包括UWB组件1510、IMU1520、处理器1530和存储器1540。其中,处理器1530分别与存储器1540、UWB组件1510和IMU1520电性相连。

UWB组件1510用于与终端进行UWB信号交互,使得终端可以基于UWB信号确定出UWB标签所处位置。

IMU1520用于检测UWB标签是否处于移动状态,并在确定处于移动状态时,UWB标签向终端发送IMU数据,使得终端可以基于IMU数据对UWB标签进行标签定位。

存储器1540可以存储IMU1520采集到的IMU数据。存储器1540中还存储有至少一条指令,该至少一条指令用于被处理器1530执行以执行如上述实施例中所示的UWB标签的位置确定方法。

本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有至少一条程序代码,所述程序代码由处理器加载并执行以实现如上各个实施例所述的UWB标签的位置确定方法。

根据本申请的一个方面,提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行上述方面的各种可选实现方式中提供的UWB标签的位置确定方法。

应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外,本文中描述的步骤编号,仅示例性示出了步骤间的一种可能的执行先后顺序,在一些其它实施例中,上述步骤也可以不按照编号顺序来执行,如两个不同编号的步骤同时执行,或者两个不同编号的步骤按照与图示相反的顺序执行,本申请实施例对此不作限定。

以上所述仅为本申请的可选实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

技术分类

06120115892189