UWB测距方法、UWB测距装置及存储介质与流程

uwb测距方法、uwb测距装置及存储介质
技术领域
1.本公开涉及uwb技术领域，尤其涉及一种uwb测距方法、uwb测距装置及存储介质。


背景技术：

2.超宽带(ultra wide band，uwb)技术应用于对智能家居进行指向控制的场景中，用户手持手机指向支持uwb功能的智能家居，利用uwb技术高精度测距测角的优势达到手机指向控制的目的。指向控制，可以理解为，手机指向智能家居即可完成对智能家居的控制。例如，手机指向智能家居时，可根据手机中弹出的控制卡片完成对该智能家居的控制。上述应用场景中，要求手机与被控制智能家居在约定的距离范围之内才可以进行控制。但在基于uwb的测距应用中，由于系统参数的抖动、测量过程中的随机误差、和/或环境干扰等因素导致最终的测距结果抖动，当抖动范围较大时会影响实际使用。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种uwb测距方法、uwb测距装置及存储介质。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种uwb测距方法，所述uwb测距方法包括：响应于获取到用于uwb测距的飞行时间，基于低通滤波器对所述飞行时间进行滤波处理；基于滤波处理后的飞行时间，进行uwb测距。
5.在一种实施方式中，基于低通滤波器对所述飞行时间进行滤波处理，包括：
6.确定所述低通滤波器的采样频率和截止频率；基于所述低通滤波器的采样频率和截止频率，确定所述低通滤波器的状态转移方程；基于所述低通滤波器的状态转移方程，对所述飞行时间进行滤波处理。
7.在一种实施方式中，基于所述低通滤波器的采样频率和截止频率，确定所述低通滤波器的状态转移方程，包括：基于低通滤波器的采样频率与截止频率，确定低通滤波器的状态转移方程参数，并确定所述低通滤波器的阶数n；确定n个已处理飞行时间，所述已处理飞行时间为在当前获取的飞行时间之前，基于测距周期获取到与所述当前获取的飞行时间相邻的n个经所述低通滤波器处理后的飞行时间；基于所述状态转移方程参数、所述n个已处理飞行时间以及当前获取的飞行时间，生成所述低通滤波器的状态转移方程。
8.在一种实施方式中，基于所述低通滤波器的状态转移方程，对所述飞行时间进行滤波处理，包括：基于所述状态转移方程，以及n个已处理飞行时间，对当前获取的飞行时间进行迭代处理，得到滤波处理后的飞行时间。
9.在一种实施方式中，所述状态转移方程满足如下公式：
10.y(n)＝b0x(n)-b1y(n-1)-b2y(n-2)
11.式中，y(n)表示第n次已处理飞行时间；b0表示第一状态转移方程参数；b1表示第二状态转移方程参数；b2表示第三状态转移方程参数；x(n)表示第n次飞行时间；y(n-1)表示第n-1次已处理飞行时间；y(n-2)表示第n-2次已处理飞行时间。
12.在一种实施方式中，所述截止频率按以下方式确定：基于测距场景与截止频率的对应关系，确定当前测距场景对应的当前截止频率。
13.在一种实施方式中，所述测距场景与截止频率的对应关系采用如下方式确定：
14.针对指定测距场景中监测到的多个飞行时间对应的脉冲响应信号，确定所述指定测距场景下飞行时间的频谱区间；确定保留所述频谱区间的脉冲响应信号对应的低通滤波器的截止频率；创建所述指定测距场景与截止频率的对应关系。
15.在一种实施方式中，所述飞行时间基于测距周期获取，所述低通滤波器的采样频率基于所述测距周期确定的测距频率确定。
16.根据本公开实施例的第二方面，提供一种uwb测距装置，所述uwb测距装置包括：
17.滤波处理单元，用于响应于获取到用于uwb测距的飞行时间，基于低通滤波器对所述飞行时间进行滤波处理；测距单元，用于基于滤波处理后的飞行时间，进行uwb测距。
18.在一种实施方式中，滤波处理单元用于：确定所述低通滤波器的采样频率和截止频率；基于所述低通滤波器的采样频率和截止频率，确定所述低通滤波器的状态转移方程；基于所述低通滤波器的状态转移方程，对所述飞行时间进行滤波处理。
19.在一种实施方式中，滤波处理单元用于：基于低通滤波器的采样频率与截止频率，确定低通滤波器的状态转移方程参数，并确定所述低通滤波器的阶数n；确定n个已处理飞行时间，所述已处理飞行时间为在当前获取的飞行时间之前，基于测距周期获取到与所述当前获取的飞行时间相邻的n个经所述低通滤波器处理后的飞行时间；基于所述状态转移方程参数、所述n个已处理飞行时间以及当前获取的飞行时间，生成所述低通滤波器的状态转移方程。
20.在一种实施方式中，所述滤波处理单元用于：基于所述状态转移方程，以及已处理飞行时间，对当前获取的飞行时间进行迭代处理，得到滤波处理后的飞行时间。
21.在一种实施方式中，所述状态转移方程满足如下公式：
22.y(n)＝b0x(n)-b1y(n-1)-b2y(n-2)
23.式中，y(n)表示第n次已处理飞行时间；b0表示第一状态转移方程参数；b1表示第二状态转移方程参数；b2表示第三状态转移方程参数；x(n)表示第n次飞行时间；y(n-1)表示第n-1次已处理飞行时间；y(n-2)表示第n-2次已处理飞行时间。
24.在一种实施方式中，所述截止频率按以下方式确定：基于测距场景与截止频率的对应关系，确定当前测距场景对应的当前截止频率。
25.在一种实施方式中，所述测距场景与截止频率的对应关系采用如下方式确定：
26.针对指定测距场景中监测到的多个飞行时间对应的脉冲响应信号，确定所述指定测距场景下飞行时间的频谱区间；确定保留所述频谱区间的脉冲响应信号对应的低通滤波器的截止频率；创建所述指定测距场景与截止频率的对应关系。
27.在一种实施方式中，所述飞行时间基于测距周期获取，所述低通滤波器的采样频率基于所述测距周期确定的测距频率确定。
28.根据本公开实施例的第三方面，提供一种uwb测距装置，包括：
29.处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行第一方面中任意一种实施方式中所述的uwb测距方法。
30.根据本公开实施例的第四方面，提供一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，
当所述存储介质中的指令由移动终端的处理器执行时，使得移动终端能够执行第一方面中任意一种实施方式中所述的uwb测距方法。
31.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：基于低通滤波器对获取到用于uwb测距的飞行时间进行滤波处理，并基于滤波处理后的飞行时间，进行uwb测距。以此，可以去除飞行时间中的抖动，保证uwb测距结果的准确性。
32.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
33.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
34.图1是根据一示例性实施例示出的双边双向测距方式的原理图。
35.图2是根据一示例性实施例示出的一种uwb测距方法的流程图。
36.图3是根据一示例性实施例示出的滤波处理的流程图。
37.图4是根据一示例性实施例示出的确定测距场景与滤波器截止频率对应关系的流程图。
38.图5是根据一示例性实施例示出的将测距方法应用在iot设备的流程图。
39.图6是根据一示例性实施例示出的在iot设备中进行的滤波处理的流程图。
40.图7是根据一示例性实施例示出的一种应用于第一uwb设备的uwb测距方法的流程图。
41.图8是根据一示例性实施例示出的一种应用于第二uwb设备的uwb测距方法的流程图。
42.图9是根据一示例性实施例示出的在第二uwb设备中对飞行时间进行滤波处理时的示意图。
43.图10是根据一示例性实施例示出的一种用于uwb测距装置的框图。
具体实施方式
44.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
45.uwb技术是一项无线通信技术，该技术使用脉冲方式传输信号，相较于使用连续载波调制的无线通信技术，如wifi、蓝牙、zigbee等，uwb技术具有高带宽、高信噪比、抗干扰能力强等特点。目前广泛应用于智能家居、数据传输、数字加密钥匙、实时定位等领域。在应用uwb技术的场景中，主要利用uwb技术在测距与测角上的高精度优势，测量两设备间的距离。
46.基于uwb技术的测距方案有多种，在点对点的测距应用中常使用双边双向测距方式(ds-twr，doouble side，two-way ranging)。图1是根据一示例性实施例示出的双边双向测距方式的原理图。如图1所示，通过两个设备间的三次交互得到tround1、tround2、treply1与treply2四个参数。通过上述四个参数按下式即可计算得到tprop时间，即tof。
[0047][0048]
式中，tprop为信号在两设备间的tof。tround1为设备a从发出测距信号到接收到应答测距信号的时间差。treply1为设备b从接收到测距信号到发出应答测距信号的时间差。tround2为设备b从发出应答测距信号到接收到测距结束信号的时间差。treply2为设备a从接收到应答测距信号到发出测距结束信号的时间差。
[0049]
根据tof以及光速，基于s＝tof
×
c得到两个设备间的距离值s，其中c为光速。
[0050]
相关技术中，基于uwb和卡尔曼(kalman)进行室内停车场的高精度定位。在停车场的固定位置安装有uwb的定位基站，并在汽车上安装定位标签。基于定位基站和定位标签间的tof，计算定位标签到基站之间的距离。基于定位标签与基站之间的距离，确定车辆的准确位置。为了提高车辆位置的准确性，使用卡尔曼滤波器(kalman filter)对车辆位置进行修正。换言之，在卡尔曼滤波的使用中需要结合当前车辆的速度进行误差校正。
[0051]
在对智能家居的指向控制场景中，利用uwb技术使用控制端设备对智能家居进行指向控制。该场景中智能家居是指，支持uwb技术的物联网(internet of things，iot)设备。iot设备可以为电视、空调和洗衣机等。在对智能家居的指向控制场景中，要求控制端设备与被控iot设备在约定的距离范围之内才可以控制。以此，防止远距离攻击者的干扰。
[0052]
在基于uwb的测距应用中，由于系统参数的抖动、测量过程中的随机误差、和/或环境干扰等因素导致最终的测距结果抖动。当抖动范围较大时，会影响基于测距结果进行的应用。因此，为了提高测距结果的准确度，需要对测量原始值进行处理，降低不良影响。在本公开中，测距原始值为tof。
[0053]
将上述相关技术中的方案应用到本公开的应用场景中以提高测距结果准确度时，可能具有以下问题中的至少一种。
[0054]
1、需要增加额外传感器。
[0055]
相关技术利用卡尔曼滤波对位置进行修正时，需要获取车辆的速度。也就是说，相关技术中除获取uwb测距所产生的tof值外，还需要获取独立的输入参考量——速度。每多一路输入参考量就会多一个传感器设备，增加设备成本。在iot设备中，除获取到的tof值外无其它参量可以参考，因此不适合采用卡尔曼滤波进行滤波。
[0056]
2、增加处理端的复杂度。
[0057]
在相关技术中，处理过程仅能放置在移动设备中。若运用到对智能家居的指向控制场景中，所做的处理需要放置在手机，还需要结合加速计或陀螺仪等传感器。在本公开一对多的测距场景中，需要手机同时对多个iot设备输入的tof值进行处理，增加了手机的复杂度。
[0058]
鉴于此，本公开提供了一种uwb测距方法，应用于支持uwb功能的设备。该uwb测距方法，基于低通滤波器对获取到用于uwb测距的tof进行滤波处理。基于滤波处理后的tof，进行uwb测距。以此，可以去除tof中的抖动，保证uwb测距结果的准确性。其中，tof通过在支持uwb功能的两设备间利用现有的uwb测距过程确定。可以看出，本公开不需要增加额外的传感器，降低了复杂度。
[0059]
在本公开实施例中，该测距方法的执行主体可为具有数据信息能力的硬件设备，
和/或驱动该硬件设备工作所需要的软件。在本公开中，执行主体可以为支持uwb功能的设备，例如手机和/或iot设备。
[0060]
在指向控制的场景中，可以将对tof进行的滤波处理放置在iot设备。换言之，iot设备获取到tof值后，利用低通滤波器对tof值进行滤波处理。将滤波处理后的tof值回传给手机用于iot设备与手机间的距离计算。手机不需要不增加额外的处理逻辑，降低一对多指向控制的复杂度。
[0061]
需要说明的是，上述实施例中，为了便于理解，在手机指向控制iot设备的场景中，以在iot设备中对tof进行的滤波处理为例进行说明，并不限定本公开仅适用于iot设备，也可以将对tof进行的滤波处理放置在手机。应当理解为，采用本公开uwb测距方法的设备，均在本公开保护的范围内。
[0062]
下列实施例将结合附图对本公开提供的uwb测距方法进行说明。
[0063]
图2是根据一示例性实施例示出的一种uwb测距方法的流程图。如图2所示，uwb测距方法包括以下步骤。
[0064]
在步骤s11中，响应于获取到用于uwb测距的tof，基于低通滤波器对tof进行滤波处理。
[0065]
在本公开实施例中，tof基于测距周期获取。测距周期可以根据实际测距场景设置。基于低通滤波器对tof进行滤波处理，以去除由于系统参数的抖动、测量过程中的随机误差、和/或环境干扰等因素，导致tof的抖动。
[0066]
在步骤s12中，基于滤波处理后的tof，进行uwb测距。
[0067]
本公开结合附图3说明采用低通滤波器对tof进行滤波处理的过程。图3是根据一示例性实施例示出的滤波处理的流程图。如图3所示，基于低通滤波器对tof进行滤波处理，包括以下步骤s21至s23。
[0068]
步骤s21中，确定低通滤波器的采样频率和截止频率。
[0069]
根据实际测距场景设置测距周期。根据测距周期，确定测距频率。将测距频率作为低通滤波器的采样频率。根据实际测距场景确定截止频率。在本公开实施例中，主要对来自系统uwb信号处理过程中的高频抖动进行滤波处理。故，本公开实施时，可以将截止频率设置为1hz。
[0070]
步骤s22中，基于低通滤波器的采样频率和截止频率，确定低通滤波器的状态转移方程。
[0071]
在本公开实施例中，通过下列步骤确定低通滤波器的状态转移方程。
[0072]
在步骤s221中，基于低通滤波器的采样频率与截止频率，确定低通滤波器的状态转移方程参数，并确定低通滤波器的阶数n。
[0073]
在本公开实施例中，以智能家居的指向控制场景为例，用户持终端对前方iot设备进行指向控制，整个过程中终端基本保持不动，或缓慢移动。故，造成tof的抖动主要来自系统uwb信号处理过程中的高频抖动。因此，可以设置较低的截止频率。如1hz。
[0074]
低通滤波器的状态转移方程参数，用于确定n个已处理tof对当前获取的tof进行迭代处理时，n个已处理tof所占的权重。
[0075]
低通滤波器的阶数n为正整数。本公开实施例中，可以选择二阶低通滤波器或三阶低通滤波器。低通滤波器的阶数越高，确定的滤波处理结果的精度越高。根据实际场景需要
选择低通滤波器。
[0076]
在步骤s222中，确定n个已处理tof。
[0077]
本公开中，已处理tof为在当前获取的tof之前，基于测距周期获取到与当前获取的tof相邻n个tof，且与当前获取的tof相邻n个tof为经低通滤波器处理后的tof。根据低通滤波器的阶数确定已处理tof的数量n。
[0078]
示例的，待处理的tof采用x(n)表征，已处理tof采用y(n)表征，则确定第n-1次已处理tof，以及第n-2次已处理tof。若采用二阶巴特沃斯低通滤波器(butterworth filter)，则需要两个已处理tof。
[0079]
在步骤s223中，基于状态转移方程参数、已处理tof以及当前获取的tof，生成低通滤波器的状态转移方程。
[0080]
步骤s23中，基于低通滤波器的状态转移方程，对tof进行滤波处理。
[0081]
在本公开实施例中，基于状态转移方程，以及已处理tof对当前获取的tof进行迭代处理，得到滤波处理后的tof。
[0082]
接续上例中，采用二阶巴特沃斯低通滤波器对tof进行滤波处理，包括：
[0083]
获取到第一次uwb测距的tof，对第一次uwb测距的tof进行过滤，得到第一次滤波处理后的tof。
[0084]
获取到第二次uwb测距的tof，基于第一次滤波处理后的tof，对第二次uwb测距的tof进行过滤，得到第二次滤波处理后的tof。
[0085]
获取到第三次uwb测距的tof，基于第一次滤波处理后的tof，以及第二次滤波处理后的tof，对第三次uwb测距的tof进行过滤，得到第三次滤波处理后的tof。
[0086]
获取到第四次uwb测距的tof，基于第二次滤波处理后的tof，以及第三次滤波处理后的tof，对第四次uwb测距的tof进行过滤，得到第四次滤波处理后的tof。
[0087]
以此类推，利用相邻的两个滤波处理后的tof对当前获取的tof进行迭代处理，得到对当前获取的tof，进行滤波处理后的tof。
[0088]
在本公开实施例中，低通滤波器的状态转移方程满足如下公式：
[0089]
y(n)＝b0x(n)-b1y(n-1)-b2y(n-2)
[0090]
式中，y(n)表示第n次已处理tof；b0表示第一状态转移方程参数；b1表示第二状态转移方程参数；b2表示第三状态转移方程参数；x(n)表示第n次tof；y(n-1)表示第n-1次已处理tof；y(n-2)表示第n-2次已处理tof。
[0091]
在本公开实施例中，低通滤波器的截止频率按以下方式确定：基于测距场景与截止频率的对应关系，确定当前测距场景对应的当前截止频率。
[0092]
在一例中，提供多个测距场景，以及各测距场景对应的截止频率。在实际应用时，根据当前测距场景，确定当前测距场景对应的当前截止频率。
[0093]
本公开结合附图4说明确定测距场景与截止频率对应关系的过程。图4是根据一示例性实施例示出的确定测距场景与截止频率对应关系的流程图。如图4所示，在本公开实施例中，测距场景与截止频率的对应关系采用如下方式确定。
[0094]
在步骤s31中，针对指定测距场景中监测到的多个tof对应的脉冲响应信号，确定指定测距场景下tof的频谱区间。
[0095]
示例的，通过试验，确定不同指定测距场景下，监测到的多个tof对应的脉冲响应
信号。基于各指定测距场景下，监测到的多个tof对应的脉冲响应信号，确定指定测距场景下tof的频谱区间。指定测距场景包括在用户进行指向控制的过程中，用户的不同移动频率。例如，用户在缓慢移动下的测距场景，用户在走动过程中的测距场景等。
[0096]
在步骤s32中，确定保留频谱区间的脉冲响应信号对应的低通滤波器的截止频率。
[0097]
在步骤s33中，创建指定测距场景与截止频率的对应关系。
[0098]
本公开提供不同的测距场景，并提供不同测距场景对应的截止频率，供进行uwb测距时选择，使滤波处理更贴近测距场景，提高滤波处理结果的准确性。
[0099]
本公开直接对获取到用于uwb测距的tof，基于低通滤波器进行滤波处理，不需要增加额外的传感器，降低了处理成本。
[0100]
在一种实施方式中，本公开结合附图5说明将测距方法应用在iot设备。图5是根据一示例性实施例示出的将测距方法应用在iot设备的流程图。在图5中，控制端设备101可以为手机，也可以为具有uwb测距功能的其他设备。iot设备102具有uwb功能。如图5所示，在iot设备中，利用低通滤波器对tof值进行滤波处理。
[0101]
控制端设备101首先通过带外方式(蓝牙、wifi等)唤醒iot设备102。控制端设备101在唤醒iot设备102的同时传递测距相关参数，如测距周期，uwb信道等。
[0102]
iot设备102被唤醒后，控制端设备101以约定周期发起uwb测距。每一轮测距结束之后iot设备102均会获取到当轮测距的tof值。
[0103]
iot设备102获取到tof值后，低通滤波器对tof值进行滤波处理，得到滤波处理后平缓的tof值。
[0104]
iot设备102将滤波处理后的tof值回传至控制端设备101，控制端设备101基于滤波处理后tof值，计算得到最终的距离值。
[0105]
本公开结合附图6说明在iot设备中进行的滤波处理过程。图6是根据一示例性实施例示出的在iot设备中进行的滤波处理的流程图。如图6所示，在iot设备中进行的滤波处理包括以下步骤。
[0106]
控制端设备101通过蓝牙方式唤醒iot设备102后，在步骤s41中，获取测距周期。
[0107]
在步骤s42中，设置采样频率、截止频率。示例的，将截止频率设置为1hz。
[0108]
在步骤s43中，基于采样频率与截止频率，可生成式1所示的滤波器状态转移方程中的各项状态转移方程参数。
[0109]
y(n)＝b0x(n)-b1y(n-1)-b2y(n-2)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
式1
[0110]
在步骤s44中，检测是否开始测距。在本示例中，测距由控制端设备101发起。
[0111]
每轮测距完成后，iot设备102可获取到tof值。即在步骤s45中，判断是否获取到tof值。当本轮测距失败时，iot设备102无法获得tof值。为保证低通滤波器正常使用，在测距失败的情况下，在步骤s46中，维持上一轮tof值。即，使用上一轮tof值进行处理。
[0112]
在步骤s47中，低通滤波器依据式1所示的滤波器状态转移方程进行迭代计算，得到滤波处理后的tof值。
[0113]
在步骤s48中，将滤波处理后的tof值回传给控制端设备。
[0114]
本公开应用于支持uwb功能的设备中。在支持uwb功能的两设备中，可以在两设备中的其中一个设备中对tof进行滤波处理，也可以在两设备中的另一个设备中对tof进行滤波处理。下述实施例将发起测距初始化帧的设备通过第二uwb设备表征。将接收到测距初始
化帧的设备通过第一uwb设备表征。
[0115]
在一种实施方式中，图7是根据一示例性实施例示出的一种应用于第一uwb设备的uwb测距方法的流程图。如图7所示，在第一uwb设备中执行tof滤波处理包括以下步骤。
[0116]
在步骤s51中，接收测距初始化帧，记录接收到测距初始化帧的时刻。
[0117]
在步骤s52中，发送测距响应帧，记录发送测距响应帧的时刻。
[0118]
在步骤s53中，接收测距结束帧，记录接收到测距结束帧的时刻。
[0119]
在步骤s54中，接收测量报告帧。
[0120]
其中，测量报告帧中包括第二uwb设备发送测距初始化帧与接收到测距响应帧间的第一时间间隔，以及第二uwb设备接收到测距响应帧与发送测距结束帧间的第二时间间隔。
[0121]
在步骤s55中，基于接收到测距初始化帧的时刻、发送测距响应帧的时刻和接收到测距结束帧的时刻，以及第一时间间隔和第二时间间隔，确定用于uwb测距的tof。
[0122]
在步骤s56中，基于低通滤波器对tof进行滤波处理；
[0123]
在步骤s57中，发送滤波处理后的tof，使得第二uwb设备基于滤波处理后的tof进行uwb测距。
[0124]
上述实施例对在第一uwb设备中执行tof滤波处理进行说明，下述实施例中将说明在第二uwb设备中执行tof滤波处理包括的步骤。
[0125]
图8是根据一示例性实施例示出的一种应用于第二uwb设备的uwb测距方法的流程图。如图8所示，应用于第二uwb设备的uwb测距方法包括以下步骤。
[0126]
在步骤s61中，发送测距初始化帧，记录发送测距初始化帧的时刻。
[0127]
在步骤s62中，接收测距响应帧，记录接收测距响应帧的时刻。
[0128]
在步骤s63中，发送测距结束帧，记录发送测距结束帧的时刻。
[0129]
在步骤s64中，发送测量报告帧。其中，测量报告帧中包括第二uwb设备发送测距初始化帧与接收到测距响应帧间的第一时间间隔，以及第二uwb设备接收到测距响应帧与发送测距结束帧间的第二时间间隔。
[0130]
在步骤s65中，接收测距结果帧。其中测距结果帧中包括第一uwb设备基于接收到测距初始化帧的时刻、发送测距响应帧的时刻和接收到测距结束帧的时刻，以及第一时间间隔和第二时间间隔，确定用于uwb测距的tof。
[0131]
在步骤s66中，基于低通滤波器对tof进行滤波处理。
[0132]
在步骤s67中，基于滤波处理后的tof，进行uwb测距。
[0133]
需要说明的是，图7和图8并不是针对两个支持uwb功能的设备在其中任意一个设备上进行uwb测距方法时两设备交互的示例。图7为在第一uwb设备中对tof进行滤波处理时的过程。图8为在第二uwb设备中对tof进行滤波处理时的过程。可以看出，对tof进行滤波处理的过程既可以在第一uwb设备中执行，也可以在第二uwb设备中执行。
[0134]
结合附图9说明在第二uwb设备中对tof进行滤波处理时的过程。图9是根据一示例性实施例示出的在第二uwb设备中对tof进行滤波处理时的示意图。图9中控制端设备为第二uwb设备。iot设备为第一uwb设备。
[0135]
基于相同的构思，本公开实施例还提供一种uwb测距装置。
[0136]
可以理解的是，本公开实施例提供的uwb测距装置为了实现上述功能，其包含了执
行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。结合本公开实施例中所公开的各示例的单元及算法步骤，本公开实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同的方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的技术方案的范围。
[0137]
本公开提供的一种uwb测距装置包括：滤波处理单元，用于响应于获取到用于uwb测距的飞行时间，基于低通滤波器对飞行时间进行滤波处理；测距单元，用于基于滤波处理后的飞行时间，进行uwb测距。
[0138]
在一种实施方式中，滤波处理单元用于：确定低通滤波器的采样频率和截止频率；基于低通滤波器的采样频率和截止频率，确定低通滤波器的状态转移方程；基于低通滤波器的状态转移方程，对飞行时间进行滤波处理。
[0139]
在一种实施方式中，滤波处理单元用于：基于低通滤波器的采样频率与截止频率，确定低通滤波器的状态转移方程参数，并确定低通滤波器的阶数n；确定n个已处理飞行时间，已处理飞行时间为在当前获取的飞行时间之前，基于测距周期获取到与当前获取的飞行时间相邻的n个经低通滤波器处理后的飞行时间；基于状态转移方程参数、n个已处理飞行时间以及当前获取的飞行时间，生成低通滤波器的状态转移方程。
[0140]
在一种实施方式中，滤波处理单元用于：基于状态转移方程，以及已处理飞行时间，对当前获取的飞行时间进行迭代处理，得到滤波处理后的飞行时间。
[0141]
在一种实施方式中，状态转移方程满足如下公式：
[0142]
y(n)＝b0x(n)-b1y(n-1)-b2y(n-2)
[0143]
式中，y(n)表示第n次已处理飞行时间；b0表示第一状态转移方程参数；b1表示第二状态转移方程参数；b2表示第三状态转移方程参数；x(n)表示第n次飞行时间；y(n-1)表示第n-1次已处理飞行时间；y(n-2)表示第n-2次已处理飞行时间。
[0144]
在一种实施方式中，截止频率按以下方式确定：基于测距场景与截止频率的对应关系，确定当前测距场景对应的当前截止频率。
[0145]
在一种实施方式中，测距场景与截止频率的对应关系采用如下方式确定：
[0146]
针对指定测距场景中监测到的多个飞行时间对应的脉冲响应信号，确定指定测距场景下飞行时间的频谱区间；确定保留频谱区间的脉冲响应信号对应的低通滤波器的截止频率；创建指定测距场景与截止频率的对应关系。
[0147]
在一种实施方式中，飞行时间基于测距周期获取，低通滤波器的采样频率基于测距周期确定的测距频率确定。
[0148]
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0149]
图10是根据一示例性实施例示出的一种用于uwb测距装置的框图。例如，装置200可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
[0150]
参照图10，装置200可以包括以下一个或多个组件：处理组件202，存储器204，电力组件206，多媒体组件208，音频组件210，输入/输出(i/o)接口212，传感器组件214，以及通信组件216。
[0151]
处理组件202通常控制装置200的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件202可以包括一个或多个处理器220来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件202可以包括一个或多个模块，便于处理组件202和其他组件之间的交互。例如，处理组件202可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件208和处理组件202之间的交互。
[0152]
存储器204被配置为存储各种类型的数据以支持在装置200的操作。这些数据的示例包括用于在装置200上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器204可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0153]
电力组件206为装置200的各种组件提供电力。电力组件206可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置200生成、管理和分配电力相关联的组件。
[0154]
多媒体组件208包括在所述装置200和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件208包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置200处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
[0155]
音频组件210被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件210包括一个麦克风(mic)，当装置200处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器204或经由通信组件216发送。在一些实施例中，音频组件210还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
[0156]
i/o接口212为处理组件202和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
[0157]
传感器组件214包括一个或多个传感器，用于为装置200提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件214可以检测到装置200的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置200的显示器和小键盘，传感器组件214还可以检测装置200或装置200一个组件的位置改变，用户与装置200接触的存在或不存在，装置200方位或加速/减速和装置200的温度变化。传感器组件214可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件214还可以包括光传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件214还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
[0158]
通信组件216被配置为便于装置200和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置200可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，4g或5g，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件216经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。
在一个示例性实施例中，所述通信组件216还包括近场通信(nfc)模块，以促进短程通信。例如，在nfc模块可基于射频识别(rfid)技术，红外数据协会(irda)技术，超宽带(uwb)技术，蓝牙(bt)技术和其他技术来实现。
[0159]
在示例性实施例中，装置200可以被一个或多个应用专用集成电路(asic)、数字信号处理器(dsp)、数字信号处理设备(dspd)、可编程逻辑器件(pld)、现场可编程门阵列(fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
[0160]
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器204，上述指令可由装置200的处理器220执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0161]
可以理解的是，本公开中“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。“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。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0162]
进一步可以理解的是，术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开，并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上，“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。
[0163]
进一步可以理解的是，除非有特殊说明，“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接，也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
[0164]
进一步可以理解的是，本公开实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作，但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
[0165]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利范围指出。
[0166]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利范围来限制。