一种基于对讲机的室内导航方法、装置及终端设备与流程

1.本发明涉及室内导航技术领域，尤其涉及一种基于对讲机的室内导航方法、装置及终端设备。


背景技术：

2.随着社会发展和技术进步，地下、水下、山体建筑物的等环境下的修建作业越来越常见，在这些修建作业中，提高室内导航的准确度，即提高室内定位及引导的准确度十分重要。目前，室内导航不同于室外导航，可以基于gps(global positioning system，全球定位系统)、北斗等卫星的支持，直接实现高精度的定位及引导，其由于在密闭环境下，gps信号往往很差，且室内环境复杂、障碍物多，容易干扰信号或使信号衰弱，因此，室内导航难以借助室外导航的方案实现相同的导航效果。
3.对此，对讲机在室内导航中具有很大的应用场景。而目前所使用的对讲机，通过多次计算两个标签之间的距离进行定位，然后通过低分辨率的lcd(liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)显示模组来进行方位指示，从而达到室内导航，即室内定位及引导的目的，其中多次计算标签距离需要多次的标签通信，lcd模组需要背光电路工作后再显示，单模组功耗就能达到100mw，两者使得对讲机的功耗较大，且lcd显示模组背部的金属片会对对讲机的天线环境带来严重的负面影响，不利于对讲机的小型化。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提出一种基于对讲机的室内导航方法、装置及终端设备，以解决现有技术中基于对讲机的室内定位及引导方法功耗大、误差大、硬件结构不合理的问题。
5.为实现上述目的，本发明实施例第一方面提供一种基于对讲机的室内导航方法，所述对讲机内置有uwb标签，正面设置有led圆环灯圈，方法包括：
6.通过所述uwb标签发送uwb信号，以使uwb锚点基站接收所述uwb信号，并根据接收到uwb信号的时间计算所述对讲机的位置信息；
7.接收目标位置信号、所述对讲机的位置信息及所述目标位置信号的位置信息；
8.基于所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，通过所述led圆环灯圈进行室内导航。
9.结合本发明实施例第一方面，本发明第一实施方式中，所述led圆环灯圈包括均匀排布构成圆环的n个led灯，n为正整数；
10.所述基于所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，通过所述led圆环灯圈进行室内导航，包括：
11.根据所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，计算所述目标位置信号相对于所述对讲机的角度信息；
12.根据所述角度信息控制所述led圆环灯圈中具有相同角度信息的led灯的亮灭，进
行室内导航。
13.结合本发明实施例第一方面第一实施方式，本发明第二实施方式中，所述基于所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，通过所述led圆环灯圈进行室内导航，还包括：
14.根据所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，计算所述目标位置信号相对于所述对讲机的距离信息；
15.根据所述距离信息控制所述具有相同角度信息的led灯的闪烁频率。
16.结合本发明实施例第一方面，及第一实施方式、第二实施方式，本发明第三实施方式中，通过所述uwb标签发送uwb信号，之前，包括：
17.设置k个所述uwb锚点基站，k为大于或者等于2的正整数。
18.结合本发明实施例第一方面第三实施方式，本发明第四实施方式中，k个所述uwb锚点基站连接后台云服务器。
19.结合本发明实施例第一方面第三实施方式和第四实施方式，本发明第五实施方式中，k个所述uwb锚点基站接收所述uwb信号，k为小于或者等于k的正整数。
20.本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在上述存储器中并可在上述处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述计算机程序时实现如上第一方面所提供的方法的步骤。
21.本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面所提供的方法的步骤。
22.本发明实施例提出一种基于对讲机的室内导航方法，通过uwb(ultra wideband，超宽带无线脉冲技术)标签及预设的uwb锚点基站，根据uwb信号到达uwb锚点基站的时间进行计算完成低功耗、高精度的室内定位，并且，使用led(light emitting diode，半导体发光二极管)圆环灯圈替换传统的lcd显示模组进行引导，还可在进一步降低功耗的同时，避免对讲机的其它部件对其的天线环境带来负面影响。
附图说明
23.图1为本发明实施例提供的基于对讲机的室内导航方法的实现流程示意图；
24.图2为本发明实施例提供对讲机的结构示意图；
25.图3为本发明实施例提供的根据接收到uwb信号的时间计算对讲机的位置信息的示意图；
26.图4为本发明实施例提供的基于对讲机的室内导航装置的组成结构示意图。
27.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
28.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该
要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
30.在本文中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，"模块"与"部件"可以混合地使用。
31.如图1所示，本发明实施例提供一种基于对讲机的室内导航方法，应用于如图2所示的对讲机200中，其中，所述对讲机200内置有uwb标签，正面设置有led圆环灯圈201，且在一个实施例中，所述led圆环灯圈包括均匀排布构成圆环的n个led灯，n为正整数，则每两个led灯及led圆环灯圈的中心点所构成的角度均相同。
32.图1所示的基于对讲机的室内导航方法包括但不限于如下步骤：
33.s101、通过所述uwb标签发送uwb信号，以使uwb锚点基站接收所述uwb信号，并根据接收到uwb信号的时间计算所述对讲机的位置信息。
34.在上述步骤s101中，uwb锚点基站需要预先设置，则上述步骤s101之前，包括：
35.设置k个所述uwb锚点基站，k为大于或者等于2的正整数。
36.其中，k个所述uwb锚点基站连接后台云服务器。并且，由k个所述uwb锚点基站接收所述uwb信号，k为小于或者等于k的正整数。
37.在具体应用中，uwb锚点基站的数量可以为多个，但基于一个对讲机，不一定所有的uwb锚点基站都能接收到发送的uwb信号，在本发明实施例中，优选所有能够收到uwb信号的基站都参与定位，则即使个别基站失效状况下，系统依然能够正常工作，同时也提高了定位的精度。
38.在实际应用中，uwb锚点基站的时钟系统很难同步或者得到有效校准，导致距离误差较大，因此，本发明实施例中，通过uwb锚点基站中的信号监测，获取其接收到uwb信号的时间。当uwb锚点基站接收到uwb信号时，其记录的信号曲线图中，上升和下降非常迅速，因此，在干扰环境下依旧有很强的辨识度，而基于信号曲线图中记录的接收到uwb信号的时间计算时间差，可以减少上述误差。
39.在本发明实施例中，计算对讲机的位置信息，其实现方式为：
40.首先，uwb锚点基站通过线缆方式连接到后台云服务器，并且所有的uwb锚点基站的时间点高度一致。当对讲机中的uwb标签向外发送uwb信号，所有接收到uwb信号的uwb锚点基站都把设备信息和接收时间上传到服务器。然后在服务器中进行计算，得到发送uwb信号的对讲机的坐标信息，最后将坐标信息转换为位置信息回传。
41.由于距离不同的两个uwb锚点基站收到信号的时间点是不一样的，因此可以利用多个uwb锚点基站接收到信号的时间差来确定发送uwb信号的对讲机的位置，如图3所示，本发明实施例示例性的以3个锚点基站，说明对讲机位置信息的计算，图3中，假设预先设定的3个基站锚点为p1p2p3，且标签b距离p1p2p3的距离分别为r1r2r3,将基站分为3组p1和p2为第一组，p2和p3为第二组，p3和p2为第三组，其距离差为：
42.d
i12
＝r1-r2＝(t1-t2)*c
43.d
i23
＝r2-r3＝(t2-t3)*c
44.d
i13
＝r1-r3＝(t1-t3)*c
45.则通过双曲线方程组即可获得对讲机b的点坐标xi,yi,zi46.[0047][0048][0049]
在上述的步骤中，设备端只需要发射一次数据，锚点基站把数据上传到服务器后，对信号的到达时间进行计算就能完成定位，减少了对讲机与其他标签的通信次数，在保证准确度的基础上降低了对讲机的功耗，且提高其待机时间。
[0050]
s102、接收目标位置信号、所述对讲机的位置信息及所述目标位置信号的位置信息。
[0051]
在本发明实施例中，目标位置信号及其位置信息，由uwb锚点基站，将对讲机的位置信息回传对讲机时，一并发送给对讲机。
[0052]
s103、基于所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，通过所述led圆环灯圈进行室内导航。
[0053]
其中，上述步骤s103的具体实现方式可以为：
[0054]
根据所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，计算所述目标位置信号相对于所述对讲机的角度信息；
[0055]
根据所述角度信息控制所述led圆环灯圈中具有相同角度信息的led灯的亮灭，进行室内导航。
[0056]
在一个实施例中，还可通过led灯对对讲机与目标位置信号之间的距离进行指示，因此，上述步骤s103的具体实现方式还包括：
[0057]
根据所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，计算所述目标位置信号相对于所述对讲机的距离信息；
[0058]
根据所述距离信息控制所述具有相同角度信息的led灯的闪烁频率。
[0059]
在实际应用中，根据角度信息控制led圆环灯圈中具有相同角度信息的led灯的亮灭，进行室内导航时，以图2为例，图2中，以位于对讲机中线的led灯d1与led圆环灯圈的中心点o之间的连线为起点，顺时针方向的led灯的角度依次为0～360
°
，目标位置信号相对于对讲机的角度信息，为目标位置信号与led圆环灯圈的中心点之间的连线在led圆环灯圈中所属的角度，例如，图2示出了12个led灯，则每两个led灯及led圆环灯圈的中心点所构成的角度为30
°
，当角度信息为30
°
时，即由led灯d1相邻的led灯d2的亮灭，来指示目标位置信号的位置。
[0060]
同理，若还根据距离信息控制具有相同角度信息的led灯的闪烁频率，进行导航时，仍以图2为例，首先角度信息为30
°
时，由led灯d1相邻的led灯d2的亮灭，来指示目标位置信号的位置，然后，距离信息表示目标位置信号相对于对讲机的距离信息，示例性的，设置距离信息为100m时，以4次/s的闪烁频率控制led灯d2，设置距离信息为50m时，以2次/s的闪烁频率控制led灯d2。
[0061]
如图4所示，本发明实施例还提供一种基于对讲机的室内导航装置40，应用于如图2所示的对讲机，图4中，基于对讲机的室内导航装置40包括：
[0062]
信号发送模块41，用于通过所述uwb标签发送uwb信号，以使uwb锚点基站接收所述uwb信号，并根据接收到uwb信号的时间计算所述对讲机的位置信息；
[0063]
信号接收模块42，用于接收目标位置信号、所述对讲机的位置信息及所述目标位
置信号的位置信息；
[0064]
室内导航模块43，用于基于所述目标位置信号和所述对讲机的位置信息，通过所述led圆环灯圈进行室内导航。
[0065]
本发明实施例还提供一种终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如上述实施例中所述的基于对讲机的室内导航方法中的各个步骤。
[0066]
本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质为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，实现如上述实施例中所述的基于对讲机的室内导航方法中的各个步骤。
[0067]
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管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，均应包含在本发明的保护范围之内。