定位切换方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及信号定位领域，尤其涉及一种定位切换方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

现有定位上存在UWB定位和卫星定位，两者在应用上是存在领域的。UWB定位主要在基站和定位设备较多的城市和乡镇地区进行应用，因为UWB定位比一般的卫星定位更精准，且传输反应更快速。但是UWB定位受限制于设备情况，无法在设备数量较少的情况下实现定位。

卫星定位具有较高的通用性，可以在荒漠、草原、山区等通讯设备布置较少的地区实现定位，但是在城市区域中定位只能是平面结构而无法实现立体结构定位。并且，由于卫星定位的反馈时间较长且定位精准度不足，在城市区域的使用效果不如UWB定位。

因此，针对现有UWB定位和卫星定位的缺点，需要一种技术解决当前数据定位不能自适应使用环境的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于解决当前数据定位不能自适应使用环境的技术问题。

本发明第一方面提供了一种定位切换方法，包括步骤：

获取定位指令；

基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到反馈结果，其中，N为正整数；

基于所述反馈结果判断是否成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接；

若没有成功建立通讯连接，则发送卫星定位请求至北斗定位卫星，获取北斗定位数据；

若成功建立通讯连接，则根据预置三维定位算法，对所述反馈结果进行信噪比测距分析处理，得到UWB定位数据。

可选的，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到反馈结果包括：

基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到M个UWB定位设备对应反馈的定位数据，其中，M为不大于N的整数，所述定位数据包括：定位测量距离、传输信噪比。

可选的，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述基于所述反馈结果判断是否成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接包括：

判断M是否小于3；

若M不小于3，则确定成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接；

若M小于3，则确定没有成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接。

可选的，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述根据预置三维定位算法，对所述反馈结果进行信噪比测距分析处理，得到UWB定位数据包括：

分析M个所述定位数据中的传输信噪比，筛选出最大传输信噪比，将所述最大传输信噪比对应的定位设备确定为第一计算设备；

将所述最大传输信噪比对应的定位数据从M个所述定位数据中剔除，得到M-1个筛选的定位数据；

分析所述M-1个筛选的定位数据中定位测量距离，筛选出初步最小测距，将所述初步最小测距对应的定位设备确定为第二计算设备；

将所述初步最小测距对应的定位数据从M-1个所述定位数据中剔除，得到M-2个筛选的定位数据；

分析所述M-2个筛选的定位数据中定位测量距离，筛选出终步最小测距，将所述终步最小测距对应的定位设备确定为第三计算设备；

基于所述第一计算设备对应的定位数据、所述第二计算设备对应的定位数据、所述第三计算设备对应的定位数据，计算出三维的UWB定位数据。

可选的，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述基于所述第一计算设备对应的定位数据、所述第二计算设备对应的定位数据、所述第三计算设备对应的定位数据，计算出三维的UWB定位数据包括：

利用所述第一计算设备对应的定位数据构建第一球体，利用所述第二测距定位设备对应的定位测量距离构建第二球体，利用所述第三计算设备对应的定位数据构建第三球体；

计算出所述第一球体、所述第二球体、所述第三球体对应的球体交集坐标，将所述球体交集坐标确定为UWB定位数据。

可选的，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述计算出所述第一球体、所述第二球体、所述第三球体对应的球体交集坐标，将所述球体交集坐标确定为UWB定位数据包括：

判断所述第一球体与所述第二球体是否存在交集；

若存在交集，则计算所述第二球体与所述第一球体的交集，得到交集平面；

计算所述第三计算设备与所述交集平面的点距离数据，计算所述点距离数据与所述终步最小测距的差值，将最小差值对应所述交集平面的点坐标确定为UWB定位数据；

若不存在交集，则基于所述第一计算设备、所述第二计算设备、第三计算设备构建出公共平面，计算所述公共平面与所述第一球体的交集，得到交集轴线；

将所述交集轴线的中点坐标确定为UWB定位数据。

可选的，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述发送卫星定位请求至北斗定位卫星，获取北斗定位数据包括：

发送卫星定位请求至北斗定位卫星，接收所述北斗定位卫星直接传输的北斗定位数据。

本发明第二方面提供了一种定位切换装置，所述定位切换装置包括：

获取模块，用于获取定位指令；

广播发送模块，用于基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到反馈结果，其中，N为正整数；

判断模块，用于基于所述反馈结果判断是否成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接；

卫星定位模块，用于若没有成功建立通讯连接，则发送卫星定位请求至北斗定位卫星，获取北斗定位数据；

UWB定位模块，用于若成功建立通讯连接，则根据预置三维定位算法，对所述反馈结果进行信噪比测距分析处理，得到UWB定位数据。

本发明第三方面提供了一种定位切换设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令，所述存储器和所述至少一个处理器通过线路互连；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述定位切换设备执行上述的定位切换方法。

本发明的第四方面提供了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指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的定位切换方法。

在本发明实施例中，通过对UWB定位的空间改进解决卫星定位在城市中不能实现立体定位的问题，而通过UWB定位设备数量判断是否采用卫星定位切换来解决野外UWB定位实现困难的问题，卫星定位与UWB定位相互切换实现数据定位自适应使用环境且弥补当前技术定位在三维上定位的不足。

附图说明

图1为本发明实施例中定位切换方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例中定位切换装置的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例中定位切换装置的另一个实施例示意图；

图4为本发明实施例中定位切换设备的一个实施例示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种定位切换方法、装置、设备及存储介质。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为便于理解，下面对本发明实施例的具体流程进行描述，请参阅图1，本发明实施例中定位切换方法的一个实施例包括：

101、获取定位指令；

102、基于定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到反馈结果，其中，N为正整数；

103、基于反馈结果判断是否成功与至少三个UWB定位设备建立通讯连接；

104、若没有成功建立通讯连接，则发送卫星定位请求至北斗定位卫星，获取北斗定位数据；

在101-104步骤中，获取用户触发的定位指令，可以是手机屏幕按钮触发，也可以是外接控制设备触发。接收到定位指令后，发送定位探索信号也即是定位信息，定位信息附带有发送时间戳，由N个UWB定位设备接收定位信息，在接收时也会产生一个接收时间戳，并计算信号的信噪比。然后N个UWB定位设备基于接收时间戳与发送时间戳的时间差，将时间差与光速乘积计算出定位测量距离。然后封装UWB定位设备的三维坐标数据、定位测量距离、传输信噪比得到反馈结果，将反馈结果传输回来。分析N个UWB定位设备是否有大于等于3个UWB定位设备反馈了数据。如果小于3个UWB定位设备但是大于0个UWB定位设备，则要转接到北斗卫星进行定位，先发送定位信息到北斗定位卫星中，由北斗定位卫星传输数据至建立了通讯连接的UWB定位设备中，由UWB定位设备将定位数据返回。

进一步的，102可以执行以下步骤：

1021、基于定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到M个UWB定位设备对应反馈的定位数据，其中，M为不大于N的整数，定位数据包括：定位测量距离、传输信噪比。

在1021步骤中，基于定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，理论上最多有N个UWB定位设备反馈而最少0个UWB定位设备反馈，因此接收到M个UWB定位设备对应反馈的定位数据，M为不大于N的整数。

进一步的，103可以执行以下步骤：

1031、判断M是否小于3；

1032、若M不小于3，则确定成功与至少三个UWB定位设备建立通讯连接；

1033、若M小于3，则确定没有成功与至少三个UWB定位设备建立通讯连接。

在1031-1033步骤中，判断M是否小于3，如果小于3则无法进行定位计算，确定没有成功与至少三个UWB定位设备建立通讯连接。而如果大于等于3则可以进行定位计算，确定成功与至少三个UWB定位设备建立通讯连接。

进一步的，104可以执行以下步骤：

1041、发送卫星定位请求至北斗定位卫星，接收北斗定位卫星直接传输的北斗定位数据。

在1041步骤中，0个UWB定位设备反馈数据，则发送完成卫星定位请求后，需要直接与北斗定位卫星进行通讯，接收返回的北斗定位数据。

105、若成功建立通讯连接，则根据预置三维定位算法，对反馈结果进行信噪比测距分析处理，得到UWB定位数据。

在本实施例中，先基于三个定位设备A、B、C测量出距离，基于测量的距离R

进一步的，在105可以执行以下步骤：

1051、分析M个定位数据中的传输信噪比，筛选出最大传输信噪比，将最大传输信噪比对应的定位设备确定为第一计算设备；

1052、将最大传输信噪比对应的定位数据从M个定位数据中剔除，得到M-1个筛选的定位数据；

1053、分析M-1个筛选的定位数据中定位测量距离，筛选出初步最小测距，将初步最小测距对应的定位设备确定为第二计算设备；

1054、将初步最小测距对应的定位数据从M-1个定位数据中剔除，得到M-2个筛选的定位数据；

1055、分析M-2个筛选的定位数据中定位测量距离，筛选出终步最小测距，将终步最小测距对应的定位设备确定为第三计算设备；

1056、基于第一计算设备对应的定位数据、第二计算设备对应的定位数据、第三计算设备对应的定位数据，计算出三维的UWB定位数据。

在1051-1056步骤中，在城市中传输信号和测定距离是需要考虑的细节，例如得到6个定位数据反馈，测定距离分别是R

进一步的，在1056可以执行以下步骤：

10561、利用第一计算设备对应的定位数据构建第一球体，利用第二测距定位设备对应的定位测量距离构建第二球体，利用第三计算设备对应的定位数据构建第三球体；

10562、计算出第一球体、第二球体、第三球体对应的球体交集坐标，将球体交集坐标确定为UWB定位数据。

在10561-10562步骤中，显然R

进一步的，在10562可以执行以下步骤：

105621、判断第一球体与第二球体是否存在交集；

105622、若存在交集，则计算第二球体与第一球体的交集，得到交集平面；

105623、计算第三计算设备与交集平面的点距离数据，计算点距离数据与终步最小测距的差值，将最小差值对应交集平面的点坐标确定为UWB定位数据；

105624、若不存在交集，则基于第一计算设备、第二计算设备、第三计算设备构建出公共平面，计算公共平面与第一球体的交集，得到交集轴线；

105625、将交集轴线的中点坐标确定为UWB定位数据。

在105621-105625步骤中，当三个球体不存在交点时，就需要采用该步骤以消除方程无解，先分析第一球体，也即是最大传输信噪比得出的球体，由于信噪比越小距离精度越高，以精度最高的作为基础与距离最近的定位设备进行交集运算。如果存在交集，则会产生两个球体的相交产生的几何体中的平面确定为交集平面。在相交几何体的平面中与第三计算设备的测量偏差距离差值最小的坐标点认定是UWB定位数据。

而如果不存在交集，则先将第一计算设备、第二计算设备、第三计算设备三个设备作为三个点构建出公共平面，而公共平面是必定会与第一球体相交产生一条相交的交集轴线，将交集轴线的中点坐标三维数据确定为预估的UWB定位数据。

在本发明实施例中，通过对UWB定位的空间改进解决卫星定位在城市中不能实现立体定位的问题，而通过UWB定位设备数量判断是否采用卫星定位切换来解决野外UWB定位实现困难的问题，卫星定位与UWB定位相互切换实现数据定位自适应使用环境且弥补当前技术定位在三维上定位的不足。

上面对本发明实施例中定位切换方法进行了描述，下面对本发明实施例中定位切换装置进行描述，请参阅图2，本发明实施例中定位切换装置一个实施例，所述定位切换装置包括：

获取模块201，用于获取定位指令；

广播发送模块202，用于基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到反馈结果，其中，N为正整数；

判断模块203，用于基于所述反馈结果判断是否成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接；

卫星定位模块204，用于若没有成功建立通讯连接，则发送卫星定位请求至北斗定位卫星，获取北斗定位数据；

UWB定位模块205，用于若成功建立通讯连接，则根据预置三维定位算法，对所述反馈结果进行信噪比测距分析处理，得到UWB定位数据。

在本发明实施例中，通过对UWB定位的空间改进解决卫星定位在城市中不能实现立体定位的问题，而通过UWB定位设备数量判断是否采用卫星定位切换来解决野外UWB定位实现困难的问题，卫星定位与UWB定位相互切换实现数据定位自适应使用环境且弥补当前技术定位在三维上定位的不足。

请参阅图3，本发明实施例中定位切换装置的另一个实施例，，所述定位切换装置包括：

获取模块201，用于获取定位指令；

广播发送模块202，用于基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到反馈结果，其中，N为正整数；

判断模块203，用于基于所述反馈结果判断是否成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接；

卫星定位模块204，用于若没有成功建立通讯连接，则发送卫星定位请求至北斗定位卫星，获取北斗定位数据；

UWB定位模块205，用于若成功建立通讯连接，则根据预置三维定位算法，对所述反馈结果进行信噪比测距分析处理，得到UWB定位数据。

其中，所述广播发送模块202具体用于：

基于所述定位指令，广播发送定位信息至N个UWB定位设备，得到M个UWB定位设备对应反馈的定位数据，其中，M为不大于N的整数，所述定位数据包括：定位测量距离、传输信噪比。

其中，所述判断模块203具体用于：

判断M是否小于3；

若M不小于3，则确定成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接；

若M小于3，则确定没有成功与至少三个所述UWB定位设备建立通讯连接。

其中，所述UWB定位模块205包括：

第一筛选单元2051，用于分析M个所述定位数据中的传输信噪比，筛选出最大传输信噪比，将所述最大传输信噪比对应的定位设备确定为第一计算设备；

第一剔除单元2052，用于将所述最大传输信噪比对应的定位数据从M个所述定位数据中剔除，得到M-1个筛选的定位数据；

第二筛选单元2053，用于分析所述M-1个筛选的定位数据中定位测量距离，筛选出初步最小测距，将所述初步最小测距对应的定位设备确定为第二计算设备；

第三筛选单元2054，用于将所述初步最小测距对应的定位数据从M-1个所述定位数据中剔除，得到M-2个筛选的定位数据；

分析确定单元2055，用于分析所述M-2个筛选的定位数据中定位测量距离，筛选出终步最小测距，将所述终步最小测距对应的定位设备确定为第三计算设备；

定位计算单元2056，用于基于所述第一计算设备对应的定位数据、所述第二计算设备对应的定位数据、所述第三计算设备对应的定位数据，计算出三维的UWB定位数据。

其中，所述定位计算单元2056具体用于：

利用所述第一计算设备对应的定位数据构建第一球体，利用所述第二测距定位设备对应的定位测量距离构建第二球体，利用所述第三计算设备对应的定位数据构建第三球体；

计算出所述第一球体、所述第二球体、所述第三球体对应的球体交集坐标，将所述球体交集坐标确定为UWB定位数据。

其中，所述定位计算单元2056还具体用于：

判断所述第一球体与所述第二球体是否存在交集；

若存在交集，则计算所述第二球体与所述第一球体的交集，得到交集平面；

计算所述第三计算设备与所述交集平面的点距离数据，计算所述点距离数据与所述终步最小测距的差值，将最小差值对应所述交集平面的点坐标确定为UWB定位数据；

若不存在交集，则基于所述第一计算设备、所述第二计算设备、第三计算设备构建出公共平面，计算所述公共平面与所述第一球体的交集，得到交集轴线；

将所述交集轴线的中点坐标确定为UWB定位数据。

其中，所述广播发送模块202具体用于：

发送卫星定位请求至北斗定位卫星，接收所述北斗定位卫星直接传输的北斗定位数据。

在本发明实施例中，通过对UWB定位的空间改进解决卫星定位在城市中不能实现立体定位的问题，而通过UWB定位设备数量判断是否采用卫星定位切换来解决野外UWB定位实现困难的问题，卫星定位与UWB定位相互切换实现数据定位自适应使用环境且弥补当前技术定位在三维上定位的不足。

上面图2和图3从模块化功能实体的角度对本发明实施例中的定位切换装置进行详细描述，下面从硬件处理的角度对本发明实施例中定位切换设备进行详细描述。

图4是本发明实施例提供的一种定位切换设备的结构示意图，该定位切换设备400可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(centralprocessing units，CPU)410(例如，一个或一个以上处理器)和存储器420，一个或一个以上存储应用程序433或数据432的存储介质430(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器420和存储介质430可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质430的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对定位切换设备400中的一系列指令操作。更进一步地，处理器410可以设置为与存储介质430通信，在定位切换设备400上执行存储介质430中的一系列指令操作。

基于定位切换设备400还可以包括一个或一个以上电源440，一个或一个以上有线或无线网络接口450，一个或一个以上输入输出接口460，和/或，一个或一个以上操作系统431，例如Windows Serve，Mac OS X，Unix，Linux，Free BSD等等。本领域技术人员可以理解，图4展示的定位切换设备结构并不构成对基于定位切换设备的限定，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。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以为非易失性计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质也可以为易失性计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述定位切换方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统或装置、单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；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发明各实施例技术方案的精神和范围。