位置感知方法、信号发送方法、定位设备及存储介质与流程

1.本发明实施例涉及但不限于终端定位领域，具体而言，涉及但不限于一种位置感知方法、信号发送方法、定位设备及存储介质。


背景技术：

2.目前，ar(augmented reality，增强现实)技术在使用场景中一般采用视界范围内的用户交互，不具备ar用户的交互信息的全面性和准确性，场景显示用户体验达到的使用效果非常有限。因为存在类似的技术缺陷，目前的业界ar多用户的应用还没有普及，现在市面的上流行的ar设备大多单机工作，应用的场景也相对局限。
3.为了ar技术的进一步应用，多个ar设备之间需要进行有效的交互，而ar设备之间互相交互的一个基本条件即是各个ar设备之间的绝对或相对空间位置应当被互相知晓。
4.然而，相关技术中针对ar设备等移动终端的定位技术存在精度差、实时性低，且多目标处理能力弱等问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供的位置感知方法、信号发送方法、定位设备及存储介质，主要解决的技术问题是相关技术中，针对ar设备等移动终端的定位技术存在精度差、实时性低，且多目标处理能力弱等问题。
6.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种位置感知方法，包括：信号发送装置发送调频连续波测距信号；所述信号发送装置接收回波信号，所述回波信号为回波装置在接收到所述调频连续波信号后发送的信号，所述回波信号与所述回波装置接收到的所述调频连续波测距信号的相位相干，所述回波信号的频率在所述调频连续波测距信号的基础上向更高频移动预设频率；所述信号发送装置获取根据接收到的所述回波信号以及发送的所述调频连续波测距信号确定出的相对位置信息；所述相对位置信息为所述信号发送装置相对于所述回波装置的位置信息。
7.本发明实施例还提供一种信号发送方法，包括：回波装置接收信号发送装置发送的调频连续波测距信号；所述回波装置向所述信号发送装置发送回波信号，以供所述信号发送装置获取根据接收到的所述回波信号以及发送的所述调频连续波测距信号确定出的相对位置信息；所述相对位置信息为所述信号发送装置相对于所述回波装置的位置信息；所述回波信号与所述回波装置接收到的所述调频连续波测距信号的相位相干，所述回波信号的频率在所述调频连续波测距信号的基础上向高频移动预设频率。
8.本发明实施例还提供一种定位设备，包括处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个计算机程序，以实现如上所述的位置感知方法的步骤，和/或，实现如上所述的信号发送方法的步骤。
9.本发明实施例还提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个计算机程
序，所述一个或者多个计算机程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如上所述的位置感知方法的步骤，和/或，实现如上所述的信号发送方法的步骤。
10.根据本发明实施例提供的位置感知方法、信号发送方法、定位设备及存储介质，通过信号发送装置发送调频连续波测距信号；信号发送装置接收回波信号，回波信号为回波装置在接收到调频连续波信号后发送的信号，回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号的相位相干，回波信号的频率在调频连续波测距信号的基础上向更高频移动预设频率；信号发送装置获取根据接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出的相对位置信息，在某些实施过程中可实现包括但不限于高精度、高实时性的定位的技术效果，且多目标处理能力较好，还利于应用到例如移动终端等小型设备中。
11.本发明其他特征和相应的有益效果在说明书的后面部分进行阐述说明，且应当理解，至少部分有益效果从本发明说明书中的记载变的显而易见。
附图说明
12.图1为本发明实施例一的位置感知方法的流程示意图；
13.图2为本发明实施例一的信号发送方法的流程示意图；
14.图3为本发明实施例二的ar设备获取相对位置信息的流程示意图；
15.图4为本发明实施例二的调频连续波测距信号的波形示意图；
16.图5为本发明实施例二的调频连续波测距信号和回波信号的波形示意图；
17.图6为本发明实施例二的一种移动终端的结构示意图；
18.图7为本发明实施例二的转发器发送回波信号的流程示意图；
19.图8为本发明实施例二的一种转发器的结构示意图；
20.图9为本发明实施例二的另一种转发器的结构示意图；
21.图10为本发明实施例二的一种根据调频连续波测距信号和回波信号确定出距离的流程示意图；
22.图11为本发明实施例三的一种定位设备的结构示意图。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。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。
24.实施例一：
25.为了至少解决解决相关技术中，针对ar设备等移动终端的定位技术存在精度差、实时性低，且多目标处理能力弱的问题，本发明实施例提供一种位置感知方法，请参见图1，该位置感知方法可以包括下述操作。
26.s101、信号发送装置发送调频连续波测距信号；
27.s102、信号发送装置接收回波信号；
28.该回波信号为回波装置在接收到调频连续波信号后发送的信号，回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号的相位相干，回波信号的频率在调频连续波测距信号的基础上向更高频移动预设频率。
29.s103、信号发送装置获取根据接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出的相对位置信息。
30.调频连续波测距信号为一种调频连续波(frequency modulated continuous wave,fmcw)，而实际上，调频连续波技术测距测向精度高，实时性多目标能力较好，被应用在雷达、导弹、观测等军事或民用领域。调频连续波技术通过接收目标物体表面反射回的调频连续波信号，根据发送时的调频连续波信号和接收到的反射回的调频连续波信号之间的差异，从而获取到雷达与目标物体之间的相对位置信息(即目标物体相对于雷达的位置信息)，但调频连续波技术中，对于目标物体的要求很高，需要目标物体具备良好的反射条件，即对目标材质，反射面积都有要求，无法适用到ar设备等移动终端这类小型目标的定位场景中。本实施例中，通过信号发送装置发送调频连续波测距信号，回波装置在接收到调频连续波信号后发送回波信号，且该回波信号与转发装置接收到的调频连续波信号的相位相干，实现了类似于连续波雷达定位的获取相对位置信息的方式，且本实施例的位置感知方法无需靠目标物体发射来获取信息，对于信号发送装置与回波装置或搭载这两个装置的设备的材质、反射面积均没有要求；且回波信号的频率为接收到的调频连续波信号的频率向更高频移动预设频率，频率较低的信号在处理时，所需的处理器件(包括但不限于滤波、检测等器件)体积偏大，转化为更高频的信号进行处理，有利于设备的小型化。可见本实施例的位置感知方法能够适用于包括但不限于ar设备等移动终端或其他小型目标的定位场景，回波信号的频率可移频，适用性广，且灵活，有利于更好的适应小型目标的定位需求。通过本实施例的位置感知方法将连续波测距技术应用到ar设备等移动终端中，实现了ar设备等移动终端的高精度、高实时性的定位，且多目标处理能力较好，利于应用到例如移动终端等小型设备中。
31.本实施例的位置感知方法可应用于信号发送装置。信号发送装置发送的调频连续波测距信号可以是包括但不限于三角形调制波形、矩形调制波形、锯齿形调制波形等调制波形，也可以采用编码调制或噪声调频等调频方式，其中，三角形调制波形具体可以包括对称三角波形或非对称三角波形，而矩形调制波形和锯齿形调制波形的具体形状也可以根据实际的需求进行调整。
32.可以理解的是，信号发送装置接收到的回波信号的频率是基于调频连续波测距信号的频率向更高频移动而成的，也即，回波信号的频率整体上高于调频连续波测距信号，但二者的调制波形仍然是相同的。
33.在一些实施方式中，根据信号发送装置接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出相对位置信息包括：
34.将信号发送装置接收到的回波信号与发送的调频连续波测距信号进行混频处理得到目标测距信号；
35.根据目标测距信号获取信号发送装置与回波装置的相对位置信息。
36.通过混频的方式，将回波信号和调频连续波测距信号的所有信息(包括但不限于振幅、相位、频率)都合并到一个目标测距信号中，仅需要对混频后得到的目标测距信号进行分析，即可获取到包括但不限于振幅差、相位差、频率差等参数，能够利用其中至少部分信息获取到相对位置信息。
37.实际上，当回波信号和调频连续波测距信号之间的差拍频率偏低，对此，在将回波
信号和调频连续波测距信号混频后，也需要偏大的器件对目标测距信号进行处理。但本实施例中的回波信号的频率为接收到的调频连续波信号的频率经过移频后的频率，这相当于给差拍频率增加了一个已知的基础频率，有助于对目标测距信号进行处理的模块或单元采用小型化的设计和器件。
38.信号发送装置所获取的相对位置信息(在未特别说明的情况下，本实施例中的“相对位置信息”均指“信号发送装置相对于回波装置的位置信息”)，可以由信号发送装置自行根据回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定，也可以从其他设备获取。具体的，在一些实施方式中，信号发送装置获取根据接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号所确定出的相对位置信息包括以下至少一种：
39.信号发送装置根据回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出相对位置信息；
40.信号发送装置将回波信号的信息以及发送的调频连续波测距信号的信息发送给回波装置，并获取回波装置发送的根据回波信号以及调频连续波测距信号确定出的相对位置信息；
41.信号发送装置将回波信号的信息以及发送的调频连续波测距信号的信息发送给第三方设备，并获取第三方设备发送的根据回波信号以及调频连续波测距信号确定出的相对位置信息。
42.上述各个确定出相对位置信息的装置，可以利用本实施例上述示例的混频方式所得到的目标测距信号确定出相对位置信息，也可以通过其他方式进行确定出相对位置信息。上述实施方式中，信号发送装置向回波装置或第三方设备发送的回波信号的信息以及调频连续波测距信号的信息，可以是回波信号和调频连续波测距信号本身，也可以是回波信号与调频连续波测距信号混频得到的目标测距信号，还可以是根据回波信号和调频连续波测距信号确定出的包括但不限于振幅、相位、频率等具体的参数信息(具体发送的参数信息可根据获取相对位置信息的需求决定)。示例性的，第三方设备可以是服务器，服务器可与信号发送装置通讯并获取相对位置信息以进行管理或实现其他功能，在这样的示例中，，信号发送装置可将回波信号的信息以及调频连续波测距信号的信息发送至服务器，由服务器根据回波信号的信息以及调频连续波测距信号的信息确定出相对位置信息，并将确定出的相对位置信息发送给信号发送装置，若服务器还与其他移动终端通讯，还可将该相对位置信息通知其他移动终端。
43.本实施例中，信号发送装置所获取的相对位置信息包括以下至少一个：
44.信号发送装置相对于回波装置的距离信息；
45.信号发送装置相对于回波装置的方向信息；
46.信号发送装置相对于回波装置的运动速度信息。
47.本实施例的位置感知方法，能够获取信号发送装置与回波装置的相对位置信息，在实际应用中，信号发送装置和回波装置可以设于需要相互定位的物体上。在一些实施方式中，信号发送装置或回波装置所处的位置固定，所处的位置固定包括以下的一种情况：
48.固定设于预设位置；
49.与预设参照物保持固定的相对位置。
50.该预设参照物可以是搭载有其中一个装置的物体，也可以仅仅保持相对固定的位
置但并未与上述装置之一接触的物体。当信号发送装置和回波装置中的一个固定设置，基于相对位置信息，则能够获取到另一个装置在当前环境中的绝对位置，或相对于另一个物体(即预设参照物)的相对位置。可以理解的是，实际上本实施例的位置感知方法也能够在信号发送装置和回波装置都固定设置的情况下获取到相对位置信息。
51.一些实施方式中，信号发送装置设于移动终端，回波装置设于服务端，移动终端根据接收到的回波信号和发送的调频连续波测距信号获取其相对于服务端的位置信息；其中，服务端所处的位置固定；
52.或，
53.信号发送装置设于服务器，回波装置设于待定位移动终端上，服务端根据接收到的回波信号和发送的调频连续波测距信号获取相对位置信息；其中，服务端所处的位置固定。
54.作为示例，移动终端可为ar设备等，服务端可为针对ar设备提供定位服务的基站设备，该基站设备固定设置在当前环境中。在一种实施方式中，ar设备上的信号发送装置发出调频连续波测距信号并接收基站设备上的回波装置发送的回波信号，ar设备根据调频连续波测距信号和回波信号测算出其在当前环境中所处的位置信息，ar设备可将该位置信息发送给基站设备，且基站设备可将该位置信息发送给其他移动终端或设备，使得其他移动终端或设备也知晓该ar设备的位置。在另一实施方式中，ar设备上的回波装置接收到基站设备上的信号发送装置发送的调频连续波测距信号，并根据该调频连续波测距信号发送回波信号，基站设备根据调频连续波测距信号和接收到的回波信号获取到ar设备的位置信息，可直接将该位置信息发送回ar设备，并通知其他移动终端或设备。
55.本发明实施例提供的位置感知方法，通过信号发送装置发送调频连续波测距信号；信号发送装置接收回波信号，回波信号为回波装置在接收到调频连续波信号后发送的信号，回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号的相位相干，回波信号的频率在调频连续波测距信号的基础上向更高频移动预设频率；信号发送装置获取根据接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出的相对位置信息；实现了高精度、高实时性的定位，且多目标处理能力较好的移动终端定位效果，还利于应用到例如移动终端等小型设备中。
56.为了实现ar设备等移动终端的高精度、高实时性以及多目标处理能力较好的定位，本发明实施例还提供一种信号发送方法，该信号发送方法可以应用于回波装置，请参见图2，该信号发送方法可以包括下述操作。
57.s201、回波装置接收信号发送装置发送的调频连续波测距信号；
58.s202、回波装置向信号发送装置发送回波信号，以供信号发送装置获取根据接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出的相对位置信息；
59.回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号的相位相干，回波信号的频率在调频连续波测距信号的基础上向更高频移动预设频率。
60.为了利于回波信号和调频连续波测距信号实现相对位置信息的获取，回波装置所发送的回波信号与信号发送装置发送的调频连续波测距信号具有较强的关联性，具体而言，回波信号和调频连续波测距信号中，应尽可能使得能够被用于进行相对位置信息的获取的参数保持一致或保持强相关性，例如回波装置所发送的回波信号和接收到调频连续波
测距信号的相位是相干的，且回波信号的移频也是受控的。实际应用中，只要获取到由信号传输时间以外的其他因素造成的相位偏移，以及移频的参数，就能够准确的获取到相对位置信息。而由信号传输时间以外的其他因素造成的相位偏移在一些情况下是可以测量或估计的。
61.在一些实施方式中，为了更准确、便捷的实现回波信号的发送，回波装置在接收到调频连续波信号后发送回波信号包括：将接收到的调频连续波信号进行移频处理后作为回波信号进行发送。也即通过转发的形式实现回波信号的发送。在上述实施方式中，回波装置相当于转发装置，其实现转发的功能，实际上，通过转发的方式发送回波信号，在一定程度上与连续波信号被目标物体反射相似，回波信号的各项参数都能够与调频连续波信号保持高度一致或相关。且实际上，转发功能的实现也较为简单，无需为其设置独立的信号发生器(例如振荡器)等器件，相应的也不必考虑时钟同步等问题。但可以理解的是，通过信号发生器等器件，基于接收到的调频连续波测距信号，在回波装置中重新产生一个回波信号的实施方式，也是可行的实施方式。
62.回波信号的移频可以通过任意方式实现，在一些实施方式中，回波装置包括数字移相器，通过数字移相器对回波信号进行移频。
63.为了实现更准确的相对位置信息的获取，在一些实施方式中，回波装置在发送回波信号之前还对回波信号进行相位一致化处理，以缩小回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号之间的相位差。也即，尽量保证回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号的相位一致。作为一种具体的示例，相位一致化处理可进一步包括下述操作。
64.s301、在发送回波信号之前对回波信号和接收到的调频连续波测距信号的相位进行比较；
65.s302、根据比较的结果，对回波信号的相位进行调整，使回波信号与接收到的调频连续波测距信号相位一致。
66.理想状态下，回波信号与接收到的调频连续波测距信号相位可以调整为完全一致，可以实现最为准确的距离信息的测量。
67.在一些示例中，通过数字移相器进行移频，数字移相器也可参与相位一致化的处理过程，通过数字移相器这一个器件，可实现相位和频率两方面的调整，具有更低的硬件复杂性。
68.在一些实施方式中，回波装置对回波信号进行移频处理，且使得调频连续波测距信号与回波信号混频得到的目标测距信号的频率在预设频率范围之内；这些实施方式中，该预设频率范围包括处理单元能够处理的频率范围，处理单元能够根据信号发送装置接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出相对位置信息。在一些示例中，信号发送装置可以配置在移动终端中，处理单元可以是移动终端上的通用的信号处理电路，包括但不限于音频电路等，通过对回波信号的移频处理，使得混频后得到的目标测距信号的频率在这类通用的信号处理电路的处理范围之内。在一些实施场景下，不会增加移动终端中硬件复杂性，或仅需要较小的硬件改动即可实现位置感知的功能，回波信号的频率向更高频移动有效保证其中相应的信号处理电路的小型化，用户在现有的移动终端等设备上无需进行附加或只需做很少的附加即可实现本实施例上述的位置感知方法的应用，易于应用和普及。
69.在实际应用中，信号发送装置和/或回波装置可能处于运动的状态，在运动的过程中，信号发送装置发射的调频连续波测距信号以及接收的回波信号在传输过程中还会因多普勒效应产生频率的变化，因而在对回波信号的频率进行移频时，还可以考虑多普勒效应可能产生的频率变化，进一步保证目标测距信号的频率落在通用的信号处理电路的处理范围之内。可见，通过对回波信号的频率进行移频，在一些实施方式中还能够降低多普勒效应产生的影响，为正常的工作做到最好的适配。
70.实际上，为了保证信号发送装置或搭载信号发送装置的设备的小型化，回波装置可以进行更多的处理。例如回波装置在接收到信号发送装置发送调频连续波测距信号后，可对调频连续波测距信号进行放大的处理，例如通过低噪声放大器进行信号的放大，这样可使得信号发送装置对于信号发送功率的要求更低；还例如可在发送回波信号之前，对发送的功率也进行放大，可使得信号发送装置对于天线接收效率的要求更低。回波装置还可以进行滤波等处理，例如对调频连续波测距信号中的噪声进行滤波去除。示例性的，当信号发送装置设置在用户的移动终端上，而第二发送装置设于服务端时，可让服务端的第二发送装置的进行更多处理(包括但不限于上述示例的对于接收的信号的放大以及发送信号前的放大或滤除噪声等处理)，从而减轻移动终端一侧的对于天线效率、发送功率等方面的需求，可进一步减轻移动终端等设备所需的附加。
71.本发明实施例提供的信号发送方法，通过回波装置接收信号发送装置发送的调频连续波测距信号；回波装置向信号发送装置发送回波信号，以供信号发送装置获取根据接收到的回波信号以及发送的调频连续波测距信号确定出的相对位置信息；回波信号与回波装置接收到的调频连续波测距信号的相位相干，回波信号的频率在调频连续波测距信号的基础上向更高频移动预设频率；使得第一信号发射装置能够获取到相对位置信息，实现了高精度、高实时性的定位，且多目标处理能力较好的移动终端定位效果，还利于例如移动终端等小型设备的位置感知。
72.实施例二：
73.为了更好的理解本发明实施例的位置感知方法，本实施例结合具体的应用场景，对获取相对位置信息的过程作进一步的说明。
74.在一种实施示例中，基于上述位置感知方法以及信号发送方法，实现ar场景中多目标的位置感知。以其中一个ar设备为例，信号发送装置设于ar设备上，信号发送装置可以直接利用该ar设备本身的信号发射芯片、天线等器件形成，也可以以一个独立装置的形式被配置到ar设备上。该ar场景中布置有服务器，该服务器可以和ar设备进行信息的交互，并可把包括位置信息的各类信息分享给该ar场景下的其他ar设备。回波装置在本示例中为一个独立的转发器，该转发器被设置到ar场景下的一个固定位置，为了保证信号收发的可靠，该转发器可被设置在ar场景的中心区域，且可选择较少障碍物的区域。参见图3，该示例中，ar设备获取相对位置信息(本示例中，相对位置信息也表示ar设备相对于转发器的位置信息)的过程可以包括下述操作。
75.s401、ar设备发送调频连续波测距信号；
76.示例性的，ar设备发送的调频连续波测距信号如图4所示，为对称三角波形连续波信号。可以理解的是，在需要进行位置感知的时候，该调频连续波测距信号a被持续发送，且ar设备持续的接收外部的发送信号，而无需位置感知时，可选择停止调频连续波测距信号a
的发送以节省资源。
77.s402、ar设备接收回波信号；
78.示例性的，参见图5，ar设备接收到的回波信号b相对于其发送的调频连续波测距信号a的相位发生了移动，且频率也经过了移频。本示例中的回波信号b是调频连续波测距信号a经过转发器转发的信号。
79.s403、ar设备将接收到的回波信号和其发送的调频连续波测距信号混频，得到目标测距信号；
80.s404、ar设备中的信号处理电路根据目标测距信号确定出ar设备相对于转发器的位置信息。
81.为了更好的理解，本实施例还示例出一种可选的ar设备等移动终端的结构，请参见图6，可以包括调频连续波测距信号发射芯片101，该调频连续波测距信号发射芯片101用于发出所需的调频连续波测距信号；功分器102，功分器102的一端连接调频连续波测距信号发射芯片101，并将调频连续波测距信号分为两路信号，可以理解的是，这两路信号的频率、相位等参数是一致的；发射功率放大器103，接收功分器102的一路信号并进行发射前的信号放大；发射天线104，用于将发射功率放大器103放大后的调频连续波测距信号向外发送；接收天线105，用于接收回波信号；低噪声放大器106，用于将接收天线105接收的回波信号进行低噪声放大；滤波器107，用于对放大后的回波信号进行滤波整形；混频器108，一端接收功分器102的另一路信号，一端接收经过了滤波器107的滤波整形后的回波信号，用于将功分器102传输的一路调频连续波测距信号与回波信号进行混频处理，得到目标测距信号；信号处理单元109，用于接收目标测距信号，并根据该目标测距信号确定出ar设备等移动终端相对于发送回波信号的转发器的位置信息。
82.实际上，在一些示例中，信号发送装置可包括至少两个接收天线，接收天线可与发射天线并列排布，且互相都相隔有一定距离，通过至少两个接收天线接收到的同一个回波装置发送的回波信号的相位差，然后通过三角函数可计算得到方位角，即获取到信号发送装置与回波装置的方向信息。
83.实际应用中，若移动终端中本身的器件能够上述与上述示例描述的各个器件等同的功能，则可以直接利用移动终端上的相应器件实现上述功能。例如一些实施场景中，移动终端上的用于进行通信的天线可以用来发送调频连续波测距信号和/或接收回波信号，音频处理电路或其他信号处理电路可以实现进行放大、混频以及对目标测距信号进行处理以确定相对位置信息等功能。
84.请参见图7，在该示例中，转发器发送回波信号的过程可以包括下述操作。
85.s501、转发器接收ar设备发送的调频连续波测距信号；
86.s502、转发器对接收到的调频连续波测距信号进行放大处理；
87.示例性的，可通过低噪声放大器对调频连续波测距信号进行放大。
88.s503、转发器对接收到的调频连续波测距信号进行移频和移相；
89.其中，移频将调频连续波测距信号的频率向更高频移动，移相使得调频连续波测距信号在发送时与其被转发器接收时的相位能够保持相同或较为一致。
90.s504、转发器对调频连续波测距信号放大后进行发送；
91.此时，转发器发送出的信号也即是回波信号。示例性的，在发送前通过发射信号功
率放大器对调频连续波测距信号进行放大，以降低对于ar设备的接收天线的功率需求。在转发器发送出回波信号之前，还可以对调频连续波测距信号进行滤波，一些示例中，在发射信号功率放大器之前，通过滤波器对调频连续波测距信号进行滤波处理，可以降低噪声。
92.本示例中，回波信号的频率为调频连续波测距信号向更高频移动预设频率后的频率，具体的，移频后使得回波信号和调频连续波测距信号混频后得到的目标测距信号的频率能够落在ar设备中的相应信号处理电路能够处理的范围内。一些示例中，ar设备以通用的信号处理电路(例如上述的音频处理电路)对目标测距信号进行处理，则通过移频处理保证目标测距信号的频率在这些通用的信号处理电路的处理范围内，使得ar设备无需附加额外的处理电路对该目标测距信号进行处理。本实施例还示例出一种可选的转发器的结构，请参见图8，包括接收天线201，用于接收ar设备发送的调频连续波测距信号；低噪声放大器202，用于对接收到的调频连续波测距信号进行低噪声放大；数字移相器203，用于对放大后的调频连续波测距信号进行移相和移频；发射功率放大器204，用于对移相和移频后的调频连续波测距信号进行发射前的放大处理；发射天线205，用于将发射功率放大器204放大后的调频连续波测距信号作为回波信号发射出去，以供vr设备接收该回波信号。在一更具体的示例中，转发器包括相位比较器206，如图9，该相位比较器206对接收到的调频连续波测距信号以及即将发射的回波信号的相位进行比较，并将比较的结果反馈给数字移相器203，从而使得数字移相器203能够准确且动态的进行相位的调整，保证回波信号在发射时的相位与转发器接收到调频连续波测距信号的相位一致，简言之，利用相位比较器206消除转发器中的电路所导致的信号的相位变化，使得收发的信号的相位一致。
93.示例性的，请再参见图5，可见ar设备发送的调频连续波测距信号和接收到的回波信号的相位并不一致，这是由于信号经过了一定时间的传输，ar设备与转发器之间的距离r可通过以下方式进行计算：
94.r＝c*|δt|/2；
95.公式中,c为光速，即电磁波传播的速度，δt即是ar设备发送的调频连续波测距信号和接收到的回波信号之间的相位差，相位差反映了调频连续波测距信号传输到转发器，以及回波信号传输到ar设备的时间总和，根据信号传输的速度计算出距离r。上述示例中，若转发器在发送回波信号前进行了相位一致化的处理，可使得转发器的电路对调频连续波测距信号的转发过程中造成的时延被消除或减少，相位差更接近信号的实际传播时间，从而提高结果的准确性。
96.距离r还可以通过差拍频率，即调频连续波测距信号发射时的频率和接收到的回波信号的频率之差确定：
97.r＝c(fa-fb)/2k；
98.公式中,fa为调频连续波信号a的频率，fb为回波信号b的频率，示例性的，确定距离r时所取的频率可以为频率峰值；k为调频连续波测距信号的调频斜率(该计算方式适用于三角形调制波形、锯齿调制波形等)。应当说明的是，实际应用中，计算出的差拍频率中包括了多普勒效应产生的多普勒频移，且本发明实施例中，回波装置在发送回波信号前还对其进行了移频处理。若调频连续波测距信号和回波信号进行混频，得到的目标测距信号的频率(f混频)＝f差拍频率 f移频处理 f多普勒效应。可见本发明实施例中目标测距信号的频率并不等同于差拍频率，因此在计算距离r时，应当从目标测距信号的频率中去除多普勒
频移和移频处理的频移。
99.示例性的，如图10所示，为一种根据调频连续波测距信号和回波信号确定出距离的流程示意图，可以包括下述操作。
100.s601、将调频连续波测距信号和回波信号进行混频处理得到目标测距信号；
101.这里的调频连续波测距信号为信号发送装置发射的调频连续波测距信号，回波信号为信号发送装置接收的回波信号。
102.s602、对目标测距信号进行傅里叶变换处理；
103.傅里叶变换将目标测距信号转换到频域，以便于对于目标测距信号的频率信息的处理。
104.s603、测量目标测距信号的频率信息；
105.本示例中主要测量目标测距信号的频率的峰值位置。
106.s604、根据频率信息确定出信号发送装置相对于回波装置的距离。
107.可通过上述示例的公式确定。
108.实际上，一些实施方式中，多普勒效应产生的频移可以用来确定出信号发送装置相对于回波装置的运动速度信息，例如ar设备在使用过程中是经常伴随着移动的，ar设备相对于转发器的速度v可通过以下方式进行计算，
109.v＝f多普勒效应*λ；
110.上述公式中，f多普勒效应即指因多普勒效应产生的频移，λ为波长。
111.本示例中，混频后得到的目标测距信号中已经携带了上述调频连续波测距信号和回波信号的所有信息，通过对目标测距信号的处理，获取到ar设备发送的调频连续波测距信号和接收到的回波信号的相位和频率，从而能够通过上述方式计算得出ar设备与转发器之间的距离。
112.可以理解的是，具体还可以通过连续波测距技术中其他相关的公式确定出距离、速度或方位角等相对的位置信息，本实施例中不再赘述。
113.本发明实施例的位置感知方法中，信号发送装置还可以接收不止一个回波装置发送的回波信号。本实施例还示例出信号发送装置接收多个回波装置时的应用方式；
114.本示例中同样以ar设备为例，在目标区域内存在多个ar设备，多个ar设备之间需要互相获取三维的位置信息以实现交互。目标区域内设置有多个转发器，这些转发器被固定设于目标区域的不同位置，且本示例中，ar设备可以预先知晓这些转发器在目标区域内的位置。
115.以其中一个ar设备作为示例，该ar设备发送调频连续波测距信号，调频连续波测距信号可被该目标区域内的多个转发器接收到。ar设备接收到各个转发器发送的回波信号，ar设备可获取相对于各个转发器的位置信息。
116.由于转发器在目标区域内固定设置，因而根据ar设备相对于转发器的位置信息，也能够推出ar设备在目标区域内的位置信息。在该ar设备获取到位置信息后，可将自身的位置信息上传至服务器，服务器将该ar设备的位置信息发送至需要与该ar设备交互的其他ar设备或其他设备。通过这样的方式，各个ar设备也能够知晓相互之间的三维空间位置关系，且精度高。本发明实施例的位置感知方法，通过调频连续波测距信号进行位置信息的获取，精度和实时性高、且适应这类多目标的移动终端场景，能够很好的保证多个ar设备之间
的位置信息的获取和交互。
117.当然，回波装置可以为多个信号发送装置发送相应的回波信号，例如ar场景中包括一个转发器和多个ar设备，ar设备利用本发明实施例的位置感知方法且转发器可实现本发明实施例的信号发送方法，从而实现相对位置信息的获取，并将获取到的结果与服务器进行交互。
118.应当说明的是，本发明实施例的位置感知方法以及信号发送方法，还可应用于除上述ar设备以外的场景，例如包括但不限于vr游戏位置感知、自动驾驶的位置感知。
119.作为一种示例，自动驾驶时，信号发送装置可搭载于车辆上，回波装置可设置于道路旁的信号基站，通过上述实施例示例出的位置感知方法以及信号发送方法，车辆在行驶过程中获取与信号基站之间的相对位置信息(即车辆相对于信号基站的位置信息)，从而准确得知其所处的位置，同时，信号基站还可以接收车辆反馈的相对位置信息，并发送给附近的所有车辆，使得车辆能够准确的获取到附近车辆的位置，从而有效的规划行驶和进行避障的控制。另一示例，信号发送装置设置于道路旁的信号基站，回波装置可搭载于车辆上，由信号基站侧首先获取到自身与车辆之间的相对位置信息，并能够直接将该相对位置信息发送给包括被定位车辆在内的附近车辆，这样的示例中，可将计算转移到信号基站侧，减轻了对于车辆的硬件条件的要求。还在一种示例中，信号发送装置和回波装置可分别设于两个不同的车辆中，两个车辆通过v2v(vehicle to vehicle，车辆对车辆)的交互直接了解到自身相对于对方的位置信息。
120.实施例三：
121.本实施例还提供一种定位设备，参见图11所示，定位设备可以包括处理器11、存储器12及通信总线13。
122.通信总线13用于实现处理器11和存储器12之间的连接通信；
123.处理器11用于执行存储器12中存储的一个或者多个计算机程序，以实现上述实施例一和实施例二中的位置感知方法的步骤，和/或，实现上述实施例一和实施例二中的信号发送方法的步骤。
124.本实施例还提供了一种存储介质，该存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性或非易失性、可移除或不可移除的介质。存储介质包括但不限于ram(random access memory，随机存取存储器),rom(read-only memory，只读存储器),eeprom(electrically erasable programmable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)、闪存或其他存储器技术、cd-rom(compact disc read-only memory，光盘只读存储器)，dvd(digital versatile disc，数字多功能盘)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。
125.本实施例中的存储介质可用于存储一个或者多个计算机程序，其存储的一个或者多个计算机程序可被处理器执行，以实现上述实施例一和实施例二中的位置感知方法的步骤，和/或，实现上述实施例一和实施例二中的信号发送方法的步骤。
126.可见，本领域的技术人员应该明白，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件(可以用计算装置可执行的计算机程序代码来实现)、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/
单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。
127.此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、计算机程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。所以，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
128.以上内容是结合具体的实施方式对本发明实施例所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。