一种基于超宽带技术的定位方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种基于超宽带技术的定位方法和装置。

背景技术

超宽带(Ultra Wideband，UWB)技术是一种新型的无线通信技术，其在诸多应用领域中，比如无线定位，体现出极大的优势。现有技术中，基于UWB技术进行定位的实现方式有两种，方式一需全局布设基站，定位标签向周围发射信号，根据多个基站接收到发射信号的时间差，解算出定位标签的位置信息；方式二是在一个基站中布设多个天线，定位标签向周围发射信号，根据多个天线接收到发射信号的时间差，解算出定位标签的位置信息。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

(1)方式一需提前布设基站，工程成本较高；需精准测量每个基站的位置信息，且需保证基站之间精准的时间同步，稳定性差；

(2)方式二虽然不需要繁琐的基站布设工作，但是由于多个天线在一个基站内，导致多个天线接收到发射信号的时间差不明显，定位精度差，稳定性差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种基于超宽带技术的定位方法和装置，通过对定位标签和参考节点之间距离信息和角度信息分别进行距离融合和角度融合处理，以得到平滑的距离估计值和角度估计值，进而可计算出定位标签的位置信息。该方式既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，稳定性好。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于超宽带技术的定位方法。

本发明实施例的一种基于超宽带技术的定位方法，包括：参考节点的多条天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达所述天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息；测量所述定位标签的线速度信息和角速度信息，将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值；根据所述距离估计值和所述角度估计值，计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息。

可选地，所述测量所述定位标签的线速度信息和角速度信息，包括：采用里程计测量所述定位标签的线速度信息，采用惯性测量单元或者陀螺仪测量所述定位标签的角速度信息。

可选地，所述将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值，包括：采用卡尔曼滤波将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值。

可选地，所述计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息，包括：将所述距离估计值乘以所述角度估计值的余弦值，得到所述定位标签在参考节点坐标系下的横坐标；将所述距离估计值乘以所述角度估计值的正弦值，得到所述定位标签在所述参考节点坐标系下的纵坐标。

可选地，所述将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值的步骤之前，还包括：通过时钟同步滤波器，对所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息进行时间同步处理；对时间同步后的所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息进行频率同步处理。

可选地，所述方法还包括：计算相邻两个时刻的所述定位标签的位置信息之间的位置变化信息；将所述位置变化信息与预设阈值区间进行比较，以将落入所述阈值区间外的位置变化信息对应的位置信息进行滤除。

为实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种基于超宽带技术的定位装置。

本发明实施例的一种基于超宽带技术的定位装置，包括：确定模块，用于参考节点的多条天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达所述天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息；融合模块，用于测量所述定位标签的线速度信息和角速度信息，将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值；计算模块，用于根据所述距离估计值和所述角度估计值，计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息。

可选地，所述融合模块，还用于：采用里程计测量所述定位标签的线速度信息，采用惯性测量单元或者陀螺仪测量所述定位标签的角速度信息。

可选地，所述融合模块，还用于：采用卡尔曼滤波将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值。

可选地，所述计算模块，还用于：将所述距离估计值乘以所述角度估计值的余弦值，得到所述定位标签在参考节点坐标系下的横坐标；以及将所述距离估计值乘以所述角度估计值的正弦值，得到所述定位标签在所述参考节点坐标系下的纵坐标。

可选地，所述装置还包括：同步模块，用于通过时钟同步滤波器，对所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息进行时间同步处理；以及对时间同步后的所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息进行频率同步处理。

可选地，所述装置还包括：过滤模块，用于计算相邻两个时刻的所述定位标签的位置信息之间的位置变化信息；以及将所述位置变化信息与预设阈值区间进行比较，以将落入所述阈值区间外的位置变化信息对应的位置信息进行滤除。

为实现上述目的，根据本发明实施例的再一方面，提供了一种电子设备。

本发明实施例的一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例的一种基于超宽带技术的定位方法。

为实现上述目的，根据本发明实施例的再一方面，提供了一种计算机可读介质。

本发明实施例的一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例的一种基于超宽带技术的定位方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：通过对定位标签和参考节点之间距离信息和角度信息分别进行距离融合和角度融合处理，以得到平滑的距离估计值和角度估计值，进而可计算出定位标签的位置信息，既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，且稳定性好；根据需要进行融合的数据，采用合适的传感器测量出相应的信息；采用卡尔曼滤波的方式对距离信息和线速度信息进行融合，对角度信息和角速度信息进行融合，以得到平滑、稳定的距离估计值和角度估计值；将平滑、稳定的距离估计值与角度估计值的正余弦值进行相乘，得到定位标签相对参考节点的位置坐标；对距离信息、角度信息、线速度信息和角速度信息进行时间同步和频率同步处理，以保证融合时的数据为相同时间下的，且增加数据的稳定性；对位置信息进行过滤，保证前后两个时刻解算出的位置信息的变化符合阈值区间，从而使位置信息的增量连续且稳定。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法的主要步骤的示意图；

图2是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法的定位原理示意图；

图3是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法的主要流程示意图；

图4是根据本发明实施例的计算定位标签的位置信息的原理示意图；

图5是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位装置的主要模块的示意图；

图6是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图7是适用于来实现本发明实施例的电子设备的计算机装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

图1是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法的主要步骤的示意图。如图1所示，本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法，主要包括如下步骤：

步骤S101：参考节点的多条天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达所述天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息。实现该定位方法所需要的设备包括：一个设置有多条天线的参考节点，以及一个设置有多个传感器的定位标签。定位标签向周围发射信号，参考节点的多条天线接收到发射信号后，根据发射信号从定位标签发出的时间戳和到达各天线的时间戳，确定出发射信号到达各天线的时间差；之后利用所述时间差确定出定位标签与参考节点之间的距离信息和角度信息。

步骤S102：测量所述定位标签的线速度信息和角速度信息，将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值。通过定位标签上的传感器，测量所述定位标签移动过程中的线速度信息和角速度信息；之后将步骤S101中确定的距离信息和测量出的线速度信息输入卡尔曼滤波器中，经距离融合后得到平滑、稳定的距离估计值；将步骤S101中确定的角度信息和测量出的角速度信息输入卡尔曼滤波器中，经角度融合后得到平滑、稳定的角度估计值。

步骤S103：根据所述距离估计值和所述角度估计值，计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息。所述位置信息通过其在参考节点坐标系下的横纵坐标表示。将所述距离估计值乘以所述角度估计值的余弦值，得到所述定位标签在参考节点坐标系下的横坐标；将所述距离估计值乘以所述角度估计值的正弦值，得到所述定位标签在所述参考节点坐标系下的纵坐标。通过步骤S101至步骤S 103将UWB点对点定位得到的信息与传感器采集的信息进行了融合，既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，且稳定性好。

图2是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法的定位原理示意图。如图2所示，首先通过UWB点对点定位技术确定出UWB参考节点和定位标签之间的距离信息和角度信息，采用里程计测量出定位标签在运动过程中的线速度信息，采用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)测量出定位标签在运动过程中的角速度信息；之后将距离信息和线速度信息进行距离融合处理，将角度信息和角速度信息进行角度融合处理；最后基于距离融合处理结果和角度融合处理结果，即可计算出定位标签的位置信息。

图3是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法的主要流程示意图。如图3所示，本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法，主要包括如下步骤：

步骤S301：参考节点的多条天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达多条天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息。实现该定位方法所需要的设备包括：一个包括多条天线的基站(即参考节点)，以及一个设置有多个传感器的定位标签。实施例中，所述基站中至少设置有三根天线，发射信号为UWB脉冲信号。定位标签向周围发射UWB脉冲信号，基站的多条天线接收到UWB脉冲信号后，根据UWB脉冲信号从定位标签发出的时间戳和到达各天线的时间戳，确定出UWB脉冲信号到达各天线的时间差；之后利用所述时间差确定出定位标签与基站之间的距离信息和角度信息。

利用时间差确定出定位标签与基站之间的距离信息的计算公式为：

式中，x为定位标签的横坐标，y为定位标签的纵坐标；i＝1，2，…，M，j＝1，2，…，M，M为基站中天线的条数，且i≠j；x

利用时间差确定出定位标签与基站之间的角度信息的计算公式为：

l×sinα＝c(t

式中，l为基站的第i条天线与第j条天线之间的距离，α为定位标签与基站之间的角度。需要注意的是，此处的角度为偏航角，即以竖直向上为轴旋转的角度。

步骤S302：通过所述定位标签上的多个传感器，测量所述定位标签在运动过程中的线速度信息和角速度信息。所述传感器，用于测量定位标签在运动过程中的线速度信息和角速度信息。传感器的选择包括但是不限于里程计和IMU。里程计可以是轮速计、定位反馈的里程计、视觉里程计、激光里程计等的一种或者多种，用于测量所述定位标签的线速度信息。实施例中，可以用IMU或者陀螺仪来测量所述定位标签的角速度信息。

步骤S303：对所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息依次进行时间同步处理和频率同步处理。通过时钟同步滤波器，将所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息的时间进行同步，以保证融合时的数据为相同时间下的。时间同步的实现原理为：在底层上电触发传感器时，将采集的线速度信息、角速度信息通过控制板的时钟作为时间信息，一起上报到上位机；控制板上电时会和上位机进行时间的匹配，将控制板的上电时间与上位机的时钟进行比较，校对出一个固定的时间差；传感器的时间信息与经上位机计算得到距离信息、角度信息时所对应的时间信息之间同样具有上述时间差，之后进行同步即可。

由于每个传感器发布信息的频率不同，例如，里程计发布信息的频率为50赫兹(Hz)，IMU发布信息的频率可以到达200Hz，而后续进行融合的数据的频率只需要10～20Hz即可达到需求。故需将时间同步后的高频数据进行滤波，以在频率同步的同时增加数据的稳定性。实施例中，假设IMU测量出的角速度信息的频率为200Hz，比每次取预设数量的角速度信息，比如10个角速度信息，进行分析得到一个稳定的角速度值，此时频率就会被调整为20Hz。

步骤S304：将频率同步后的所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合，得到距离估计值。上述得到的距离信息和线速度信息会有噪声，实施例中，采用卡尔曼滤波方式实现距离融合，去掉噪声的影响，以得到平滑、稳定的距离估计值。在卡尔曼滤波过程中，通过控制量和滤波模型计算出现在状态的预测值，并采集现在状态的测量值；之后结合预测值和观测值，计算出现在状态的最优的估计值，该估计值相比预测值和测量值更稳定、更准确。卡尔曼滤波涉及两个重要的方程：

状态方程为：

x

式中，x

观测方程为：

z

式中，z

上述卡尔曼滤波方式只能在呈高斯分布的线性系统中，对目标的状态做出最优的估计，得到较好的跟踪效果。但本实施例中，定位标签的运动伴随着姿态的变化，使得系统为非线性，此时x

x

z

上述两式中，g(u

按照上述重新构建的状态方程和观测方程，通过泰勒级数进行展开，以将方程线性化；之后使用卡尔曼滤波完成状态估计。此步骤是完成距离估计。

步骤S305：将频率同步后的所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合，得到角度估计值。步骤S301中确定出的角度信息容易出现突变，会大大影响定位精度，且在发射信号受到干扰时，角度信息的误差会更高，导致计算出的位置信息完全无法使用。但角度信息并不会频繁、连续的产生较大的误差，故在降频后可以通过限制角度信息与多组数据间中位数的差，过滤掉大部分突变导致的误差。IMU测量出的相邻两个时刻的角速度信息的增量相对稳定，为了更合理的判断出相邻两个时刻的角度信息的增量是误差还是定位标签的正常移动，实施例中，采用卡尔曼滤波方式进行角度融合处理。具体融合原理为：设定IMU相邻两个时刻的角速度信息的增量阈值，以该增量阈值实时测量角度信息的增量，保证误差在增量阈值内，从而得到平滑、准确的角度估计值。

步骤S306：根据所述距离估计值和所述角度估计值，计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息。该步骤的具体实现为：将所述距离估计值乘以所述角度估计值的余弦值，得到所述定位标签在参考节点坐标系下的横坐标；将所述距离估计值乘以所述角度估计值的正弦值，得到所述定位标签在所述参考节点坐标系下的纵坐标。

图4是根据本发明实施例的计算定位标签的位置信息的原理示意图。如图4所示，圆心为参考节点的位置信息，实施例中参考节点的位置坐标为(0，0)；d为距离估计值，即大圆的半径；θ为角度估计值；定位在参考节点坐标系下标签的位置信息(即定位标签实际位置)可以用位置坐标(x

x

需要注意的是，计算出的定位节点的位置信息为相对位置，即相对参考节点的位置信息。

步骤S307：计算相邻两个时刻的所述定位标签的位置信息之间的位置变化信息。通过步骤S301至步骤S306可计算出定位标签在当前时刻的位置信息，之后按照步骤S301至步骤S306的实现过程，即可计算出定位标签在运动过程中，每个时刻对应的位置信息。得到定位标签在运动过程中每个时刻的位置信息后，计算前后两个时刻的位置信息的距离，该距离即为两个位置信息之间的位置变化信息。

步骤S308：判断所述位置变化信息是否落入预设阈值区间内，如果所述位置变化信息落入所述阈值区间内，则保留所述位置变化信息对应的位置信息；如果所述位置变化信息未落入所述阈值区间内，则滤除所述位置变化信息对应的位置信息。该步骤用于将变化过大的位置信息进行过滤，保证相邻两个时刻所计算出的位置信息之间的距离符合预设阈值区间，从而使相邻两个时刻的位置信息的变化连续且稳定。具体实现为：将所述位置变化信息与预设阈值区间进行比较，将落入阈值区间内的位置变化信息对应的位置信息进行保留，将落入所述阈值区间外的位置变化信息对应的位置信息进行滤除。实施例中，所述阈值区间由人工设定调整。

通过本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法可以看出，通过对定位标签和参考节点之间距离信息和角度信息分别进行距离融合和角度融合处理，以得到平滑的距离估计值和角度估计值，进而可计算出定位标签的位置信息，既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，且稳定性好；根据需要进行融合的数据，采用合适的传感器测量出相应的信息；采用卡尔曼滤波的方式对距离信息和线速度信息进行融合，对角度信息和角速度信息进行融合，以得到平滑、稳定的距离估计值和角度估计值；将平滑、稳定的距离估计值与角度估计值的正余弦值进行相乘，得到定位标签相对参考节点的位置坐标；对距离信息、角度信息、线速度信息和角速度信息进行时间同步和频率同步处理，以保证融合时的数据为相同时间下的，且增加数据的稳定性；对位置信息进行过滤，保证前后两个时刻解算出的位置信息的变化符合阈值区间，从而使位置信息的增量连续且稳定。

图5是根据本发明实施例的基于超宽带技术的定位装置的主要模块的示意图。如图5所示，本发明实施例的基于超宽带技术的定位装置500，主要包括：

确定模块501，用于参考节点的多条天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达所述天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息。实现该定位方法所需要的设备包括：一个设置有多条天线的参考节点，以及一个设置有多个传感器的定位标签。定位标签向周围发射信号，参考节点的多条天线接收到发射信号后，根据发射信号从定位标签发出的时间戳和到达各天线的时间戳，确定出发射信号到达各天线的时间差；之后利用所述时间差确定出定位标签与参考节点之间的距离信息和角度信息。

融合模块502，用于测量所述定位标签的线速度信息和角速度信息，将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值。通过定位标签上的传感器，测量所述定位标签移动过程中的线速度信息和角速度信息；之后将确定模块501中确定出的距离信息和测量出的线速度信息输入卡尔曼滤波器中，经距离融合后得到平滑、稳定的距离估计值；将确定模块501中确定出的角度信息和测量出的角速度信息输入卡尔曼滤波器中，经角度融合后得到平滑、稳定的角度估计值。

计算模块503，用于根据所述距离估计值和所述角度估计值，计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息。所述位置信息通过其在参考节点坐标系下的横纵坐标表示。将所述距离估计值乘以所述角度估计值的余弦值，得到所述定位标签在参考节点坐标系下的横坐标；将所述距离估计值乘以所述角度估计值的正弦值，得到所述定位标签在所述参考节点坐标系下的纵坐标。通过上述三个模块将UWB点对点定位得到的信息与传感器采集的信息进行了融合，既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，且稳定性好。

另外，本发明实施例的基于超宽带技术的定位装置500还可以包括：同步模块和过滤模块(图5中未示出)。其中，所述同步模块，用于通过时钟同步滤波器，对所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息进行时间同步处理；以及对时间同步后的所述距离信息、所述角度信息、所述线速度信息和所述角速度信息进行频率同步处理。所述过滤模块，用于计算相邻两个时刻的所述定位标签的位置信息之间的位置变化信息；以及将所述位置变化信息与预设阈值区间进行比较，以将落入所述阈值区间外的位置变化信息对应的位置信息进行滤除。

从以上描述可以看出，通过对定位标签和参考节点之间距离信息和角度信息分别进行距离融合和角度融合处理，以得到平滑的距离估计值和角度估计值，进而可计算出定位标签的位置信息，既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，且稳定性好；根据需要进行融合的数据，采用合适的传感器测量出相应的信息；采用卡尔曼滤波的方式对距离信息和线速度信息进行融合，对角度信息和角速度信息进行融合，以得到平滑、稳定的距离估计值和角度估计值；将平滑、稳定的距离估计值与角度估计值的正余弦值进行相乘，得到定位标签相对参考节点的位置坐标；对距离信息、角度信息、线速度信息和角速度信息进行时间同步和频率同步处理，以保证融合时的数据为相同时间下的，且增加数据的稳定性；对位置信息进行过滤，保证前后两个时刻解算出的位置信息的变化符合阈值区间，从而使位置信息的增量连续且稳定。

图6示出了可以应用本发明实施例的基于超宽带技术的定位方法或基于超宽带技术的定位装置的示例性系统架构600。

如图6所示，系统架构600可以包括终端设备601、602、603，网络604和服务器605。网络604用以在终端设备601、602、603和服务器605之间提供通信链路的介质。网络604可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备601、602、603通过网络604与服务器605交互，以接收或发送消息等。终端设备601、602、603上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。

终端设备601、602、603可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器605可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备601、602、603所获取的发射信号到达多条天线之间的时间差、定位标签的线速度信息和角速度信息提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以对时间差、线速度信息和角速度信息进行解算、融合等处理，并根据融合处理结果(例如距离估计值和角度估计值)计算出定位标签的位置信息。

需要说明的是，本申请实施例所提供的基于超宽带技术的定位方法一般由服务器605执行，相应地，基于超宽带技术的定位装置一般设置于服务器605中。

应该理解，图6中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

根据本发明的实施例，本发明还提供了一种电子设备和一种计算机可读介质。

本发明的电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例的一种基于超宽带技术的定位方法。

本发明的计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例的一种基于超宽带技术的定位方法。

下面参考图7，其示出了适用于来实现本发明实施例的电子设备的计算机系统700的结构示意图。图7示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(CPU)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还存储有计算机系统700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM 702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。

以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文主要步骤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主要步骤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部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)701执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示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。在本发明中，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。而在本发明中，计算机可读的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。计算机可读的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：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、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，上述模块、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，框图或流程图中的每个方框、以及框图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基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括确定模块、融合模块和计算模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，确定模块还可以被描述为“参考节点的多条天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达所述天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息的模块”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。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一个该设备执行时，使得该设备包括：参考节点的多个天线接收到来自定位标签的发射信号后，根据所述发射信号到达所述天线之间的时间差，确定所述定位标签与所述参考节点之间的距离信息和角度信息；测量所述定位标签的线速度信息和角速度信息，将所述距离信息和所述线速度信息进行距离融合得到距离估计值，将所述角度信息和所述角速度信息进行角度融合得到角度估计值；根据所述距离估计值和所述角度估计值，计算所述定位标签在参考节点坐标系下的位置信息。

从以上描述可以看出，通过对定位标签和参考节点之间距离信息和角度信息分别进行距离融合和角度融合处理，以得到平滑的距离估计值和角度估计值，进而可计算出定位标签的位置信息，既无需提前布设参考节点，又能实现高精度定位，且稳定性好；根据需要进行融合的数据，采用合适的传感器测量出相应的信息；采用卡尔曼滤波的方式对距离信息和线速度信息进行融合，对角度信息和角速度信息进行融合，以得到平滑、稳定的距离估计值和角度估计值；将平滑、稳定的距离估计值与角度估计值的正余弦值进行相乘，得到定位标签相对参考节点的位置坐标；对距离信息、角度信息、线速度信息和角速度信息进行时间同步和频率同步处理，以保证融合时的数据为相同时间下的，且增加数据的稳定性；对位置信息进行过滤，保证前后两个时刻解算出的位置信息的变化符合阈值区间，从而使位置信息的增量连续且稳定。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。