掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

目标定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质

文献发布时间:2023-06-19 16:11:11



技术领域

本申请涉及定位技术领域,特别是涉及一种目标定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着物联网技术和智能家居技术的发展,室内定位的需求越来越多,室内定位是指在室内环境中实现位置定位,主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位和动作捕捉等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,从而实现人员和物体等在室内空间中的位置监控。比如,可以用于扫地机器人的工作导航、健忘老年人的寻物导航等场景。为了应对上述需求,出现了蓝牙定位、RFID(Radio Frequency Identification,射频识别)定位、UWB(UltraWide Band,超宽带)定位和毫米波雷达定位等技术。

不过,随着不同场景对定位精度的要求越来越高,目前的定位技术已在一定程度上不能满足实际要求,因此有必要提高定位精度。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够提高定位精度的目标定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质。

一种目标定位方法,所述目标定位方法包括:

获取第一设备采集的目标空间中待定位目标的第一位置检测信息,基于所述第一位置检测信息,确定所述待定位目标的第一检测结果;

获取所述目标空间的校准区域;所述校准区域基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到;

基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

一种目标定位装置,所述目标定位装置包括:

第一获取模块,用于获取第一设备采集的目标空间中待定位目标的第一位置检测信息,基于所述第一位置检测信息,确定所述待定位目标的第一检测结果;

第二获取模块,用于获取所述目标空间的校准区域;所述校准区域基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到;

校准模块,用于基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在其中一个实施例中,所述校准区域包括验证区域;所述第二获取模块在获取所述目标空间的校准区域时,具体用于:

若所述待定位目标携带定位标签,则获取所述第二设备在所述目标空间采集的第二位置检测信息,根据所述第二位置检测信息确定所述待定位目标的第二检测结果;所述第二设备通过检测所述定位标签采集所述第二位置检测信息;

根据所述第二检测结果,确定所述目标空间下当前的验证区域;

所述校准模块在基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置时,具体用于:基于所述验证区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在其中一个实施例中,所述第二获取模块在根据所述第二检测结果,确定所述目标空间下当前的验证区域时,具体用于:

根据所述第二检测结果和目标校准系数,得到所述目标空间下当前的验证区域;所述目标校准系数与所述第一设备和所述第二设备的定位精度成负相关。

在其中一个实施例中,所述校准模块在基于所述验证区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置时,具体用于:

若所述第一设备检测到至少一个非静止的待定位目标,根据所述非静止的待定位目标的第一检测结果确定所述待定位目标所处的区域;

若具有非静止的待定位目标位于所述验证区域内,则将位于所述验证区域内的待定位目标的第一检测结果和第二检测结果进行融合处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在其中一个实施例中,所述校准区域包括干扰区域;所述干扰区域基于所述第二设备在所述目标空间采集的历史第二位置检测信息确定得到;

所述校准模块在基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置时,具体用于:

若所述待定位目标未携带定位标签,则将所述第一设备检测到的至少一个非静止的待定位目标中,位于所述干扰区域内的待定位目标进行剔除;

将剔除后的待定位目标所对应的第一检测结果,确定为所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在其中一个实施例中,所述目标定位装置还包括导航模块,所述导航模块用于:

响应于针对所述目标空间下目标物的导航操作,获取目标物的目标物位置;

基于所述目标空间下通过所述第一设备检测的障碍物的障碍物位置,对所述待定位目标与所述目标物进行路径规划,得到针对所述目标物的导航路径;

根据所述导航路径对所述待定位目标进行导航处理。

在其中一个实施例中,所述目标定位装置还包括警示模块,所述警示模块用于:

获取所述目标空间下风险类别的目标物所对应的电子围栏;所述电子围栏基于所述第二设备检测的风险类别的目标物的目标物位置确定得到;

若所述待定位目标的目标位置,与所述电子围栏的距离达到距离阈值,则进行警示处理。

一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时至少实现本申请各实施例的目标定位方法的步骤。

一种目标定位系统,包括:

设置在目标空间中的第一设备,用于采集所述目标空间中待定位目标的第一位置检测信息;

与所述第一设备通信连接的计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时至少实现如下步骤:

获取第一设备采集的目标空间中待定位目标的第一位置检测信息,基于所述第一位置检测信息,确定所述待定位目标的第一检测结果;

获取所述目标空间的校准区域;所述校准区域基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到;

基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时至少实现本申请各实施例的目标定位方法的步骤。

一种计算机程序产品或计算机程序,所述计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,所述计算机指令存储在计算机可读存储介质中;所述计算机设备的处理器从所述计算机可读存储介质读取所述计算机指令,所述处理器执行所述计算机指令时实现本申请各实施例的目标定位方法的步骤。

上述目标定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质,在对目标空间内的待定位目标进行定位时,通过获取第一设备采集的待定位目标的第一位置检测信息,并基于第一位置检测信息确定待定位目标的第一检测结果;获取目标空间的校准区域,并基于校准区域对待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到待定位目标在目标空间中的目标位置,其中校准区域是基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到。如此设置,可以实现两种不同定位设备的联合定位,从而克服仅通过一种定位设备进行定位时,可能因干扰等原因而导致的定位精度不高的问题,进而能够满足不同场景对定位精度的高要求。

附图说明

图1为一个实施例中目标定位方法的实施环境图;

图2为一个实施例中一种网关的硬件结构框图;

图3为一个实施例中目标定位方法的流程示意图;

图4为另一个实施例中目标定位方法的流程示意图;

图5为另一个实施例中目标定位方法的流程示意图;

图6为一个实施例中目标定位方法的应用场景示意图;

图7为一个实施例中目标定位装置的结构框图;

图8为另一个实施例中目标定位装置的结构框图;

图9为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

如背景技术部分所述,目前的很多定位技术在实际应用中会因受到干扰而出现误差,导致定位精度在一定程度上不能满足实际要求。比如,毫米波雷达定位技术在密闭空间中受多径效应的干扰较明显,容易出现定位误差,尤其在检测移动目标时干扰会更明显;又比如,激光雷达定位技术会因镜面反射等干扰而出现定位误差。而随着人们对定位精度的要求越来越高,上述的定位技术已不能很好地满足实际需求。

针对上述问题,发明人通过研究后发现,另一些定位技术,比如UWB定位技术,其定位精度很高,可以较好地适应高精度要求的定位场景,不过,UWB定位技术的实际应用也会受到如下限制:待定位目标必须携带定位标签,如果未携带定位标签则无法完成实时定位。

基于此,本申请提出一种结合两种不同定位技术的目标定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质,目的在于结合两种不同定位技术的优点,更好地实现精准定位。以下通过实施例对具体实现方案进详细行说明。

本申请提供的目标定位方法,可以应用于如图1所示的实施环境中。其中,第一设备100和第二设备110通过网络与网关120通信连接,网关120通过网络与路由器130通信连接,路由器130通过网络与云端服务器140通信连接。此外,一些实施例中,实施环境中还可以包括用户终端150,用户终端150通过网络分别与路由器130和云端服务器140通信连接。在一些实施方式中,上述各设备之间可通过2G/3G/4G/5G、WIFI等方式建立网络连接并进行通信。

其中,第一设备100和第二设备110为不同种类的定位设备。并且,第一设备100为能够对目标空间中的大量对象进行定位但容易受到环境等干扰的定位设备,例如包括但不限于毫米波雷达或激光雷达等。第二设备110的定位精度大于第一设备100的定位精度,但需要被检测对象携带定位标签,因此应用场景受到限制,第二设备110例如包括但不限于UWB设备。此外,根据实际应用时的具体类型,第一设备100和第二设备110可分别预先设置在待实现定位的目标空间中的合适位置,其中,设置第一设备100和第二设备110的具体位置时,以信号覆盖率尽量大且受到环境的遮挡和干扰尽量小为目标。

用户终端150可以但不限于是智能手机、平板电脑、笔记本电脑和台式电脑等,用于在一些场景下获取定位结果等信息。

图2是根据一示例性实施例示出的一种网关的硬件结构框图。此网关120适用于图1所示的实施环境。

需要说明的是,该网关只是一个适配于本发明的示例,不能认为是提供了对本发明的使用范围的任何限制。该网关也不能解释为需要依赖于或者必须具有图2中示出的示例性的网关120中的一个或者多个组件。

该网关120的硬件结构可因配置或者性能的不同而产生较大的差异,如图2所示,网关120包括:电源1210、接口1230、至少一存储器1250、以及至少一中央处理器(CPU,Central Processing Units)1270。

其中,电源1210用于为网关120上的各硬件设备提供工作电压。

接口1230包括至少一有线或无线网络接口1231、至少一串并转换接口1233、至少一输入输出接口1235以及至少一USB接口1237等,用于与外部设备通信。

存储器1250作为资源存储的载体,可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等,其上所存储的资源包括操作系统1251、应用程序1253或者数据1255等,存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中,操作系统1251用于管理与控制网关120上的各硬件设备以及应用程序1253,以实现中央处理器1270对海量数据1255的计算与处理,其可以是WindowsServerTM、Mac OS XTM、UnixTM、LinuxTM、FreeBSDTM、FreeRTOS等。应用程序1253是基于操作系统1251之上完成至少一项特定工作的计算机程序,其可以包括至少一模块(图2中未示出),每个模块都可以分别包含有对网关120的一系列计算机可读指令。数据1255可以是存储于磁盘中的照片、图片等。

中央处理器1270可以包括一个或多个以上的处理器,并设置为通过总线与存储器1250通信,用于运算与处理存储器1250中的海量数据1255。

如上面所详细描述的,适用本发明的网关120将通过中央处理器1270读取存储器1250中存储的一系列计算机可读指令的形式来完成相应的处理方法。

此外,通过硬件电路或者硬件电路结合软件指令也能同样实现本发明,因此,实现本发明并不限于任何特定硬件电路、软件以及两者的组合。

请参阅图3,在本示例性实施例中,提供一种目标定位方法,适用于图1所示实施环境的网关或者云端服务器等电子设备,用于对目标空间内的待定位目标进行定位。以该方法应用于电子设备为例进行说明,电子设备可以是图1中的网关、云端服务器等,该目标定位方法可以由网关或者云端服务器等执行,可以包括以下步骤:

步骤S301:电子设备获取第一设备采集的目标空间中待定位目标的第一位置检测信息,基于所述第一位置检测信息,确定所述待定位目标的第一检测结果。

其中,第一设备,可以是能够采集位置检测信息的设备,例如具体可以是毫米波雷达设备;第一设备可以预先设置在目标空间内特定位置。

具体地,第一设备采集待定位目标的第一位置检测信息后,将采集的第一位置检测信息发送至电子设备进行处理,从而得到待定位目标的第一检测结果。

可以理解,根据第一设备种类的不同,其采集的第一位置检测信息的具体内容和类型也不同,相应地,电子设备进行处理的过程也不同。例如,当第一设备为毫米波雷达时,根据毫米波雷达的定位原理可知,第一位置检测信息包括:待定位目标相对于发射部件(天线)的径向距离、方位角以及待定位目标的速度。相应地,电子设备根据前述第一位置检测信息、采用相应的定位算法处理得到待定位目标的第一检测结果。

其中,毫米波雷达的定位原理包括:毫米波雷达发射线性调频连续波,经过目标反射后,接收机根据接收到的信号进行混频、相参积累、FFT(Fast Fourier Transform,快速傅里叶变换)、非相参积累、CFAR(Constant False-Alarm Rate,恒虚警率)、峰值提取、角度映射等步骤得到空间内目标的位置和速度。具体地,毫米波雷达所有接收天线回波经过混频变为中频信号,对每个中频信号进行二维FFT变换得到两维距离-速度图(复数)并求模得到距离-速度图(实数),将多个二维距离-速度图模值对应点相加得到整体距离-速度图,在距离-速度图中采用二维CFAR方法寻找大于CFAR阈值的点,这些点的速度即为目标的速度,距离即为目标的径向距离;根据这些点在图中的距离速度位置选出对应的复数值,将水平天线对应值做FFT取模后取最大值即为对应水平角,将垂直天线对应值做FFT取模后取最大值即为俯仰角,之后必要时可根据目标的径向距离、水平角和俯仰角转换为直角坐标系下的坐标值。

一些实施例中,若电子设备为网关,则由网关基于与第一设备对应的定位算法来确定待定位目标的第一检测结果。而另一些实施例中,若电子设备为云端服务器,则第一设备将采集的第一位置检测信息发送至网关,由网关转发至后云端服务器后,再由云端服务器基于与第一设备对应的定位算法来确定待定位目标的第一检测结果。

一些实施方式中,待定位目标的第一检测结果可以但不限于是以坐标的形式进行表示。相应地,在应用本实施例的方案之前,可首先针对目标空间建立笛卡尔坐标系,比如空间直角坐标系。其中,坐标系的原点和坐标轴的方向可根据实际情况进行调整,在此不进行限制。

步骤S302:电子设备获取所述目标空间的校准区域;所述校准区域基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到。

其中,校准区域表示用于校准位置信息的指定区域,例如得到的第一位置检测信息可能不够精准,则可以利用校准区域对第一位置检测信息进行校准,以得到更加精准的位置检测结果。

步骤S303:电子设备基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

具体地,由于第一设备在采集待定位目标的测量定位信息时,会因受到干扰而出现误差,因而采集得到的第一位置检测信息中通常会包含一些错误的信息,进而会导致电子设备进行处理后得到的第一检测结果出现偏差。基于此,首先基于定位精度相对更高的第二设备采集的第二位置检测信息确定得到校准区域,然后再基于校准区域对基于第一设备得到的待定位目标的第一检测结果进行校准,从而可以使得最终得到的待定位目标的目标位置更精确。

其中,与第一设备类似,第二设备可预先设置在目标空间内特定位置,其采集第二位置检测信息后,将采集的第二位置检测信息发送至电子设备进行相应处理,从而确定得到校准区域。其中,电子设备可以是网关或云端服务器,即可以由网关或云端服务器处理得到校准区域。

此外需要说明的是,因干扰而导致第一检测结果出现偏差的表现形式通常为:针对实际存在的一个目标,检测时检测到至少两个目标。其中,检测到的至少两个目标中,包含一个真实目标(即待定位目标)和至少一个虚假目标,虚假目标即是由于干扰等原因而检测到的、实际并不存在的目标。基于此,基于第二设备采集的第二位置检测信息实现校准处理可以包括两种思路,即确定真实目标,或者(在存在虚假目标的前提下)剔除虚假目标。而具体采用何种思路来实现校准处理,取决于实际的应用场景,以下分别进行详细说明。

一些实施例中,通过确定真实目标以实现校准处理的一种思路如下:

由于第二设备(比如UWB设备)需要通过检测定位标签才能采集第二位置检测信息,因此本实施例的方案适用于待定位目标携带定位标签的场景。并且,由于待定位目标携带定位标签,因此第二设备通过检测定位标签而采集到的第二位置检测信息精度很高,误差很小,且不会因干扰等原因而针对同一待定位目标检测到一个以上的目标。基于此,可以利用第二设备采集的第二位置检测信息确定待定位目标的第二检测结果后,通过第二检测结果来验证第一检测结果中真实目标的位置。

其中,基于UWB设备的定位原理包括:预先设置在空间内不同位置的至少三个UWB基站不断向周围环境中广播电磁波信号,而定位标签接收到UWB基站广播的电磁波信号后,会向周围的UWB基站发送响应信号,而不同的UWB基站接收到响应信号的时间不同,基于此可以利用TOA(Time of Arrival,到达时间)算法或者TDOA(Time Difference of Arrival,到达时间差)算法,计算得到定位标签的位置。基于TOA算法或TDOA算法计算定位位置均为现有技术,因此其具体过程不再详述。

基于上述思路,作为一种可行的具体实现方式,一些实施例中,校准区域包括验证区域;步骤S302具体可以包括:若所述待定位目标携带定位标签,则获取所述第二设备在所述目标空间采集的第二位置检测信息,根据所述第二位置检测信息确定所述待定位目标的第二检测结果;根据所述第二检测结果,确定所述目标空间下当前的验证区域;其中,所述第二设备通过检测所述定位标签采集所述第二位置检测信息;相应地,步骤S303具体可以包括:基于所述验证区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

具体地,由于是对同一待定位目标进行检测定位,因此即使定位精度不同,第一设备检测到的真实目标的位置通常也不会距离第二设备的第二检测结果过远。因此,本实施例中,可以以第二检测结果为基础,得到一个验证区域,若第一检测结果包含的至少两个目标中的其中一个位于验证区域内,则该位于验证区域内的目标即第一设备检测到的真实目标。其中,由于待定位目标的位置可能是变化的,因此,验证区域是基于待定位目标的当前位置确定的,也即,每次确定得到的验证区域是当前的验证区域。一些实施例中,为了便于后续处理,待定位目标的第二检测结果的表示形式与第一检测结果的表示形式一致。比如,均以空间直角坐标的形式表示。

其中,一些实施例中,所述根据所述第二检测结果,确定所述目标空间下当前的验证区域,具体可以包括:根据所述第二检测结果和目标校准系数,得到所述目标空间下当前的验证区域。

具体地,一些实施例中,验证区域可以是以第二检测结果为中心,以目标校准系数为半径的圆环形区域,当然验证区域也可以是其它形状,只要能够实现上述目的即可,对此不进行限制。

具体地,实际应用中,目标校准系数可以是根据第一设备和第二设备的定位精度确定,且由于第一设备和第二设备的定位精度越高,则第一设备和第二设备的检测结果越接近,因此目标校准系数与所述第一设备和所述第二设备的定位精度成负相关,也即第一设备和第二设备的定位精度越高,则目标校准系数越小。更具体地,一些实施例中,可以是以第一设备的定位精度tx1和第二设备的定位精度tx2之和(tx1+tx2)作为目标校准系数。

当然,也可考虑将第一设备的定位精度tx1和第二设备的定位精度tx2之和与预设倍数k的乘积(tx1+tx2)*k作为目标校准系数。如此,通过调整k的具体取值,从而能够更好地保证验证区域内仅包含第一设备检测到的真实目标,而不包含虚假目标。

此外,实现步骤S303和步骤S304时,也可通过其他方式确定真实目标。比如,作为另一种可行的具体实现方式,可以确定第一检测结果包含的至少两个目标中,距离第二检测结果最近的一个为真实目标。

此外,一些实施例中,所述基于所述验证区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置,具体可以包括:若所述第一设备检测到至少一个非静止的待定位目标,根据所述非静止的待定位目标的第一检测结果确定所述待定位目标所处的区域;若具有非静止的待定位目标位于所述验证区域内,则将位于所述验证区域内的待定位目标的第一检测结果和第二检测结果进行融合处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

具体地,实际应用中,通常在检测非静止目标时更容易受到干扰,因此本实施例的方案在用于对非静止的待定位目标进行定位时效果更好,基于此,在通过第一设备检测非静止的待定位目标时,若检测到至少一个非静止的待定位目标,则基于验证区域,确定至少一个非静止的待定位目标中,位于验证区域中的待定位目标的第一检测结果是真实目标。

此外,本实施例中,在确定真实目标后,还将其对应的第一检测结果与基于第二设备的第二检测结果进行融合处理,将融合处理后的结果作为所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。通过融合处理,可以使得定位结果综合考虑第一设备和第二设备的检测信息,提高定位精度。

更具体地,一些实施例中,融合处理的过程可以包括:将真实目标对应的第一检测结果与第二检测结果进行特定计算,比如直接计算平均值,或者加权后计算平均值等等。其中,如果第一检测结果和第二检测结果均采用坐标表示,则将第一检测结果与第二检测结果进行特定计算指的是,将第一检测结果和第二检测结果各自对应的坐标进行计算。并且,如果采用加权后计算平均值,则相应的权重可以基于第一设备和第二设备的测距分辨率确定,比如一些实施例中,设第一设备的测距分辨率为τ

需要说明的是,另一些实施例中,在确定第一设备检测到的第一检测结果中的真实目标后,也可不与第二检测结果进行融合处理,而是直接将其位置作为待定位目标在目标空间中的目标位置。如此,可减少处理过程,加快处理速度,更快得到定位结果。

通过上述方案,可以在第一设备因干扰而针对同一个待定位目标检测到至少两个目标时,确定其中的真实目标,从而提高定位精度。

此外,一些实施例中,通过剔除虚假目标以实现校准处理的一种思路如下:

由于第二设备(比如UWB设备)需要通过检测定位标签才能采集第二位置检测信息,因此对于待定位目标未携带定位标签的场景,不能应用上述基于验证区域进行校准处理的方案。针对该问题,本实施例中,考虑到对于同一目标空间,该目标空间中容易出现干扰的区域通常是较为固定的,因此可以利用第二设备的历史定位结果,即利用第二设备历史上在目标空间中采集的第二位置检测信息(后续称为历史第二位置检测信息),确定针对其他定位目标的第二检测结果,并通过针对其他定位目标的第二检测结果,通过统计等方式确定出该目标空间中容易出现虚假目标的区域,从而用于在后续定位时剔除可能存在的虚假目标。

基于上述思路,作为一种可行的具体实现方式,一些实施例中,校准区域包括干扰区域,其中,上述干扰区域基于所述第二设备在所述目标空间采集的历史第二位置检测信息确定得到;步骤S302具体可以包括:获取所述目标空间中的预先确定的干扰区域;相应地,步骤S303具体可以包括:若所述待定位目标未携带定位标签,则将所述第一设备检测到的至少一个非静止的待定位目标中,位于所述干扰区域内的待定位目标进行剔除;将剔除后的待定位目标所对应的第一检测结果,确定为所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

具体地,本实施例中,同样以对非静止的待定位目标进行定位为例,由于当第一设备可能会因干扰,而针对同一个待定位目标检测到两个或以上的目标结果,因此根据获取的干扰区域,将位于干扰区域内的待定位目标进行剔除,则剔除后的待定位目标所对应的第一检测结果即为所需的真实的待定位目标的位置。其中,被剔除的待定位目标即为虚假目标,也即,将位于干扰区域内的待定位目标视为虚假目标进行剔除。如此,即消除了干扰,使得最终的定位结果更加精确。

其中,一些实施例中,干扰区域的确定过程可以包括:

获取历史定位记录,确定历史定位记录中曾经出现虚假目标的区域;将虚假目标出现频率大于预设频率的区域标记为干扰区域。其中,历史定位记录至少包括第一设备采集的历史第一检测信息、第二设备采集的历史第二检测信息、根据历史第一检测信息得到的历史第一检测结果和根据历史第二检测信息得到的历史第二检测结果;虚假目标可以是按照前述实施例的方法确定真实目标时得到的,也即,在按照前述实施例的方案确定第一检测结果中的真实目标以实现校准处理时,可以记录第一检测结果中的除真实目标外的待定位目标为虚假目标,从而在本实施例中进行应用。

需要说明的是,另一些实施例中,干扰区域也可以是通过其他方式预先确定得到的,比如:根据第一设备的位置、类型和干扰成因等因素,预先确定干扰源的位置,再基于干扰源的位置确定可能出现虚假目标的区域作为干扰区域。例如,当第一设备为毫米波雷达时,导致干扰的原因是多径效应,则可以预先根据毫米波雷达在目标空间的设置位置,确定容易导致多径效应的区域/环境,再结合容易产生多径效应的区域/环境,确定干扰区域。

通过上述方案,可以在第一设备因干扰而针对同一个待定位目标检测到至少两个目标时,剔除其中的虚假目标,从而提高定位精度。

综合上述目标定位方法,在对目标空间内的待定位目标进行定位时,通过获取第一设备采集的待定位目标的第一位置检测信息,并基于第一位置检测信息确定待定位目标的第一检测结果;获取目标空间的校准区域,并基于校准区域对待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到待定位目标在目标空间中的目标位置,其中校准区域是基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到。如此设置,可以实现两种不同定位设备的联合定位,从而克服仅通过一种定位设备进行定位时,可能因干扰等原因而导致的定位精度不高的问题,进而能够满足不同场景对定位精度的高要求。

此外,在一些实施例中,如图4所示,上述目标定位方法还可以包括:

步骤S401:电子设备响应于针对所述目标空间下目标物的导航操作,获取目标物的目标物位置。

其中,根据实际应用场景的不同,获取目标物的目标物位置的具体实现方式也可以不同,例如,当目标物为第一设备能够检测到的大型物品时,可以通过第一设备采集目标物的位置信息,并确定目标物的目标物位置。而当目标物为第一设备不能够检测到的小型物品(比如放置在桌子上的钢笔)或放置在第一设备不能够检测到的位置(比如放置在抽屉内的药盒)时,则需要预先在目标物上设置定位标签,并通过第二设备基于定位标签采集目标物的位置信息,并确定目标物的目标物位置。

步骤S402:电子设备基于所述目标空间下通过所述第一设备检测的障碍物的障碍物位置,对所述待定位目标与所述目标物进行路径规划,得到针对所述目标物的导航路径。

具体地,障碍物是待定位目标向目标物移动时会影响行动路径的物体,且通常是大型物体,因此可以通过第一设备检测得到其位置。

一些实施例中,进行路径规划时,可采用A*(A-Star)算法、Dijkstra(艾兹格·迪科斯彻)算法或者其它算法计算最优路径。本实施例中未对路径规划的具体方法进行改进,因此此处不再详述。

步骤S403:电子设备根据所述导航路径对所述待定位目标进行导航处理。

一些实施例中,电子设备根据所述导航路径对所述待定位目标进行导航时,可以将导航路径发送至与待定位目标相关联的预设设备。根据待定位目标的具体类型,与待定位目标相关联的预设设备可以是待定位目标的组成部件,也可以是由待定位目标携带或佩戴的独立设备。比如,当待定位目标为机器人时,预设设备可以是机器人的组成部件,当待定位目标为人体时,预设设备可以是人体携带的智能手机。

采用本实施例的方法,可以对待定位目标进行导航,帮助待定位目标快速到达目标物的位置。

比如,可以适用于家中的健忘老人寻找药品的场景:药品上提前设置定位标签,之后健忘老人可通过智能手机,打字或语音输入待寻找的药品,当网关或云端服务器确定老人和药品的位置,并确定老人和药品之间的障碍物的位置后,即可进行路径规划,并利用规划结果对老人进行导航,导航信息可通过语音输出,以便帮助老人到达药品的位置。

一些实施例中,在对待定位目标进行导航过程中,上述方法还可以包括:

此外,在一些实施例中,如图5所示,上述目标定位方法还可以包括:若待定位目标的目标位置与目标物位置小于预设距离,向所述预设设备发送提示指令,以使所述预设设备进行提示。

本实施例中,当待定位目标距离目标物小于预设距离时可以实现提示功能。比如,在上述场景的基础上,当老人距离药品较近时,可以通过老人的智能手机进行语音提示,告知老人当前已接近目标(药品)。

此外,在一些实施例中,如图5所示,上述目标定位方法还可以包括:

步骤S501:电子设备获取所述目标空间下风险类别的目标物所对应的电子围栏;所述电子围栏基于所述第二设备检测的风险类别的目标物的目标物位置确定得到。

步骤S502:若所述待定位目标的目标位置,与所述电子围栏的距离达到距离阈值,则电子设备进行警示处理。

具体地,本实施例中,可以基于上述的目标定位方法实现电子围栏的功能,也即,当待定位目标与电子围栏的距离达到距离阈值时,可以实现警示功能。

比如,以家中儿童作为待定位目标,以绑定定位标签的风险类别的目标物为中心构建电子围栏,如此,当儿童距离电子围栏的距离达到距离阈值,即儿童距离风险类别的目标物较近时,电子设备可进行警示处理,例如向家长的终端(比如智能手机)发送警示指令,以便家长及时发现。

需要说明的是,虽然上述各实施例中第一设备和第二设备主要是以毫米波雷达和UWB设备为例进行的说明,但是应当理解,根据上述方案的实现原理,将UWB设备和毫米波雷达合理替换为其他定位设备后也能实现相应的方案。比如,可以将毫米波雷达替换为激光雷达。从原理上来说,应满足以下条件:第二设备的定位精度大于第一设备的定位精度,但第二设备为了实现定位,待定位目标必须携带定位标签;而第一设备可以实现对空间内大量目标的定位,即使待定位目标未携带定位标签。

本申请还提供一种应用场景,该应用场景应用上述的定位方法。具体地,结合图6,该定位方法在该应用场景的应用过程如下:

1)室内部署UWB基站,并标定:

在室内部署四个UWB基站(在无遮挡的情况下,至少需要部署三个UWB基站),优选为部署在天花板上以减少其他物品对其的遮挡。并且以房间左上角为原点建立室内笛卡尔直角坐标系,测量部署的四个UWB基站在坐标系的位置(x

2)室内安装毫米波雷达,并标定:

在室内墙上安装毫米波雷达,并且测量毫米波雷达在上述的坐标系的位置(x

3)UWB定位:

分别让移动目标Tar1(例如室内行走的人)和静止目标Tar2(例如静止的贵重物品)携带UWB定位标签Tag1和Tag2,并保持UWB定位标签和UWB基站之间正常通信。

定位过程中,UWB基站会向定位标签发送数据包,定位标签Tagi接收到数据包后会发送响应包(通过电磁波形式)。其中,定位标签的笛卡尔坐标为(x

四个UWB基站接收到响应包的时间分别为t

式中,d

之后,可根据四个UWB基站的坐标,利用以下公式求解定位标签Tagi的坐标位置:

根据以上公式(2)可以求出定位标签Tag1和Tag2的位置,即移动目标的位置(x

4)毫米波雷达定位:

毫米波雷达发射线性调频连续波,经过室内目标反射,接收机根据接收到的信号进行混频、相参积累、FFT、非相参积累、CFAR、峰值提取、角度映射等步骤得到空间内目标的位置和速度(x′

具体地,毫米波雷达所有接收天线回波经过混频变为中频信号,对每个中频信号进行二维FFT变换得到两维距离-速度图(复数)并求模得到距离-速度图(实数),将多个二维距离-速度图模值对应点相加得到整体距离-速度图,在距离-速度图中采用二维CFAR方法寻找大于CFAR阈值的点,这些点的速度即为目标的速度v,距离即为目标的径向距离;根据这些点在图中的距离速度位置选出对应的复数值,将水平天线对应值做FFT取模后取最大值即为对应水平角,将垂直天线对应值做FFT取模后取最大值即为俯仰角,目标的径向距离、水平角和俯仰角可转换为直角坐标系下的三轴坐标x,y,z。

5)联合定位:

场景一、移动目标携带UWB定位标签,同时由UWB基站和毫米波雷达检测。

对于携带UWB定位标签的移动目标,可采用步骤3)中的UWB定位方法得到其坐标位置(x

根据UWB定位得到的移动目标位置(x

之后,验证毫米波雷达得到的非静止目标是否落在上述验证区域内,若有唯一一个非静止目标位于验证区内,则确定该唯一的非静止目标为真实目标,将其位置坐标记为(x′

对于最终确认的由毫米波雷达检测到的真实目标位置(x′

式中,τ

此外,由步骤4)中毫米波雷达定位可以得到室内静止障碍物T

场景二、移动目标未携带UWB定位标签,只由毫米波雷达检测。

由于移动目标未携带UWB定位标签,因此不能采用步骤3)的UWB定位方法得到移动目标的位置,移动目标的位置只能由毫米波雷达检测得到。且毫米波雷达检测到的移动目标包含真实的移动目标和部分由于干扰导致的虚假目标。此时可利用场景一中得到的干扰区域来剔除虚假目标,从而得到真实的移动目标T

6)路径规划:

根据步骤5)中得到的移动目标T

此外,当检测到移动目标T

应该理解的是,虽然图3-5的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图3-5中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中,如图7所示,提供了一种目标定位装置700,包括:第一获取模块701、第二获取模块702和校准模块703,其中:

第一获取模块701用于:获取第一设备采集的目标空间中待定位目标的第一位置检测信息,基于所述第一位置检测信息,确定所述待定位目标的第一检测结果;

第二获取模块702用于:获取所述目标空间的校准区域;所述校准区域基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到;

校准模块703用于:基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在一个实施例中,所述校准区域包括验证区域;第二获取模块702在获取所述目标空间的校准区域时,具体用于:若所述待定位目标携带定位标签,则获取所述第二设备在所述目标空间采集的第二位置检测信息,根据所述第二位置检测信息确定所述待定位目标的第二检测结果;所述第二设备通过检测所述定位标签采集所述第二位置检测信息;根据所述第二检测结果,确定所述目标空间下当前的验证区域;校准模块703在基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置时,具体用于:基于所述验证区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在一个实施例中,第二获取模块702在根据所述第二检测结果,确定所述目标空间下当前的验证区域时,具体用于:根据所述第二检测结果和目标校准系数,得到所述目标空间下当前的验证区域;所述目标校准系数与所述第一设备和所述第二设备的定位精度成负相关。

在一个实施例中,校准模块703在基于所述验证区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置时,具体用于:若所述第一设备检测到至少一个非静止的待定位目标,根据所述非静止的待定位目标的第一检测结果确定所述待定位目标所处的区域;若具有非静止的待定位目标位于所述验证区域内,则将位于所述验证区域内的待定位目标的第一检测结果和第二检测结果进行融合处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在一个实施例中,所述校准区域包括干扰区域;所述干扰区域基于所述第二设备在所述目标空间采集的历史第二位置检测信息确定得到;校准模块703在基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置时,具体用于:若所述待定位目标未携带定位标签,则将所述第一设备检测到的至少一个非静止的待定位目标中,位于所述干扰区域内的待定位目标进行剔除;将剔除后的待定位目标所对应的第一检测结果,确定为所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

在一个实施例中,如图8所示,目标定位装置700还包括导航模块704;导航模块704用于:响应于针对所述目标空间下目标物的导航操作,获取目标物的目标物位置;基于所述目标空间下通过所述第一设备检测的障碍物的障碍物位置,对所述待定位目标与所述目标物进行路径规划,得到针对所述目标物的导航路径;根据所述导航路径对所述待定位目标进行导航处理。

在一个实施例中,如图8所示,目标定位装置700还包括警示模块705;警示模块705用于:获取所述目标空间下风险类别的目标物所对应的电子围栏;所述电子围栏基于所述第二设备检测的风险类别的目标物的目标物位置确定得到;若所述待定位目标的目标位置,与所述电子围栏的距离达到距离阈值,则进行警示处理。

关于目标定位装置的具体限定可以参见上文中对于目标定位方法的限定,在此不再赘述。上述目标定位装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是网关或云端服务器,其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储定位算法或导航算法等数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种定位方法。

本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以为网关或云端服务器,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述示例性方法部分各实施例示出的目标定位方法各个步骤。

在一个实施例中,提供了一种目标定位系统,包括:

设置在目标空间中的第一设备,用于采集所述目标空间中待定位目标的第一位置检测信息;

与所述第一设备通信连接的计算机设备,所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述示例性方法部分各实施例示出的目标定位方法各个步骤。其中,可以包括以下步骤:

获取第一设备采集的目标空间中待定位目标的第一位置检测信息,基于所述第一位置检测信息,确定所述待定位目标的第一检测结果;

获取所述目标空间的校准区域;所述校准区域基于第二设备在目标空间采集的第二位置检测信息确定得到;

基于所述校准区域对所述待定位目标的第一检测结果进行校准处理,得到所述待定位目标在所述目标空间中的目标位置。

一些实施例中,目标定位系统还包括设置在目标空间中且与所述计算机设备通信连接的第二设备,用于采集所述目标空间中待定位目标的第二位置检测信息。

在一个实施例中,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各方法实施例中目标定位方法的步骤。

计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请实施例操作的程序代码,程序设计语言包括面向对象的程序设计语言,诸如Java、C++等,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设备上执行或作为一个独立的软件包执行。

在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述示例性方法部分各实施例示出的目标定位方法的各个步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术分类

06120114738852