实时定位方法、云端服务器、实时定位系统和存储介质

文档序号:1888016 发布日期:2021-11-26 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 实时定位方法、云端服务器、实时定位系统和存储介质 (Real-time positioning method, cloud server, real-time positioning system and storage medium ) 是由 陈小平 熊德林 陈国丞 常建伟 林铮 于 2020-05-22 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种基于毫米波雷达的实时定位方法,涉及智能控制技术领域,所述方法包括:获取第一毫米波雷达所采集到的第一监测数据,以及第二毫米波雷达所采集到的第二监测数据;获取所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达的相关位置关系;根据所述位置关系对所述第一监测数据和所述第二监测数据进行处理,得到有效监测数据;对所述有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户的位置信息。本申请还提供一种云端服务器、基于毫米波雷达的实时定位系统以及计算机可读存储介质。实现通过多数据的相互限制,降低室内环境中的反射干扰,以提高室内定位的准确性。(The application discloses a real-time positioning method based on a millimeter wave radar, which relates to the technical field of intelligent control, and comprises the following steps: acquiring first monitoring data acquired by a first millimeter wave radar and second monitoring data acquired by a second millimeter wave radar; acquiring a relevant position relation between the first millimeter wave radar and the second millimeter wave radar; processing the first monitoring data and the second monitoring data according to the position relation to obtain effective monitoring data; and clustering the effective monitoring data to determine the position information of the target user. The application also provides a cloud server, a real-time positioning system based on the millimeter wave radar and a computer readable storage medium. The reflection interference in the indoor environment is reduced through mutual limitation of multiple data, so that the accuracy of indoor positioning is improved.)

实时定位方法、云端服务器、实时定位系统和存储介质

技术领域

本申请涉及智能控制技术领域,尤其涉及一种基于毫米波雷达的实时定位方法、云端服务器、基于毫米波雷达的实时定位系统和计算机可读存储介质。

背景技术

随着物联网技术的发展,智能家居的功能变得越来越丰富,家电开始在原有传统功能的基础上,集成传感器,来实现智能功能。随着全屋互联场景的逐步实现,实时监控用户在室内的位置,成为智能控制和交互的必要需求。

现在传统的实现用户定位追踪的方式都是利用雷达实现对用户位置的定位,在用户进入雷达可检测区域时,利用雷达进行信号的发送与接收实现对用户的位置进行定位。这样可以实现对用户或者物体的定位,但是在室内环境中,由于环境的相对狭窄,以及家居设备的交错,使得雷达探测时信号反射的干扰较大,影响定位的准确性。

因此,现在亟需一种提高室内定位准确性的实时定位方法。

发明内容

本申请提供一种基于毫米波雷达的实时定位方法、云端服务器、基于毫米波雷达的实时定位系统和计算机可读存储介质,以提高室内定位准确性。

第一方面,本申请提供的一种基于毫米波雷达的实时定位方法,所述方法包括:

获取第一毫米波雷达所采集到的第一监测数据,以及第二毫米波雷达所采集到的第二监测数据;

获取所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达的相关位置关系;

根据所述位置关系对所述第一监测数据和所述第二监测数据进行处理,得到有效监测数据;

对所述有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户的位置信息。

第二方面,本申请还提供一种云端服务器,所述云端服务器包括处理器和存储器;所述存储器用于存储计算机程序;所述处理器用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时实现如上述所述的基于毫米波雷达的实时定位方法。

第三方面,本申请还提供一种基于毫米波雷达的实时定位系统,所述系统包括若干毫米波雷达以及如上述所述的云端服务器。

第四方面,本申请还提供一种存储有计算机可读指令的存储介质,所述计算机可读指令被一个或多个处理器执行时,使得一个或多个处理器执行上述所述的基于毫米波雷达的实时定位方法的步骤。

本申请描述的基于毫米波雷达的实时定位方法中,在对用户的当前位置进行实时定位时,通过获取两个可以对用户的位置信息进行探测的毫米波雷达所监测到的监测数据,同时获取两个毫米波雷达之间的相对位置信息,进而根据所得到的相对位置信息对两个毫米波雷达所探测到的监测数据进行筛选处理,得到可以对用户位置进行定位的有效监测数据,最后对所得到的有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户当前的位置信息。通过多数据的相互限制,降低室内环境中的反射干扰,以提高室内定位的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例中基于毫米波雷达的实时定位系统的框图示意图;

图2为本申请一个实施例中基于毫米波雷达的实时定位方法的流程示意图;

图3a和图3b为本申请一个实施例中两个毫米波雷达的位置关系的场景示意图;

图4为本申请一个实施例中相关位置信息确定的步骤的流程示意图;

图5a和图5b为本申请一个实施例中确定相对位置关系的示意图;

图6为本申请一个实施例中得到有效监测数据的步骤的流程示意图;

图7a、图7b和图7c为本申请一个实施例中第一/第二坐标信息和公用坐标系的示意图;

图8为本申请一个实施例中拟合至公用坐标系的步骤的流程示意图;

图9为本申请一个实施例中提供的云端服务器的结构示意性框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

附图中所示的流程图仅是示例说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解,在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进理解,在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。

本申请的实施例提供了一种基于毫米波雷达的实时定位方法、云端服务器、实时定位系统和存储介质,以提高室内定位准确性。

下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1,图1为本申请一个实施例中基于毫米波雷达的实时定位系统的框图示意图。

具体地,该系统包含有若干毫米波雷达以及云端服务器,其中毫米波雷达用于进行雷达探测,云端服务器用于进行数据处理。在实际应用中,在对用户的位置进行定位时,所探测到的数据越多对用户位置的定位更加准确,因此,虽然在本申请中设定利用两个毫米波雷达即完成对用户位置的定位,但是实际上是可以利用更多的毫米波雷达实现对用户位置的定位。在此,以利用两个毫米波雷达实现用位置定位来进行解释个说明。

在本申请所对应的定位系统中,该基于毫米波雷达的实时定位系统100包括第一毫米波雷达101、第二毫米波雷达102以及云端服务器103,云端服务器103通过对第一毫米波雷达101和第二毫米波雷达102所探测到的数据进行分析处理,以得到用户当前在室内环境下的位置信息。

第一毫米波雷达101和第二毫米波雷达102在工作时,广播和发射工作频率处于60GHz至67GHz时间的调制连续波,特定的高频率的工作频率可以有效的提高定位的准确性,同时避免因使用其他频率的电磁波而带来干扰的情况。

另外,在对用户的位置进行定位之前,也就是第一毫米波雷达101和第二毫米波雷达102在处于工作状态之前,还需要对两者之间的位置进行校准,以便于后续对用户位置进行定位。

请参阅图2,图2为本申请一个实施例中基于毫米波雷达的实时定位方法的流程示意图。

该基于毫米波雷达的实时定位方法应用上述描述的基于毫米波雷达实时定位系统。具体地,该实时定位方法包括步骤S201至步骤S204。

步骤S201、获取第一毫米波雷达所采集到的第一监测数据,以及第二毫米波雷达所采集到的第二监测数据。

全屋互联以及家居智能化是现代技术发展过程中的衍生产品,也更加贴近人们的生活,合理且准确的根据用户的行为或者意图实现对智能家居设备的智能化控制可以更好的提高人们的生活体验。而为了可以准确的根据用户行为意图实现与各家居设备之间的交互联动,必不可少的便是准确的对用户在室内的位置信息进行实时准确的定位。

在实现对处于室内的用户进行定位时,使用毫米波雷达实现对用户位置的确定,其中毫米波雷达为使用高频信号进行信息传输的雷达模组,且该毫米波雷达的工作频率为60GHz~67GHz,采用FMCW(调频连续波)为传输波形,其优点在于带宽高,使得信号传输效率更高,体积更小,便于更好的集成在各智能家居设备上。

在对用户的位置信息进行定位时,通过毫米波雷达所采集到的数据信息实现对用户位置的确定,在实际使用过程中,显然用于对用户位置进行确定的毫米波雷达的数量越多,在定位时必然是越准确的,但在通常情况下,两个毫米波雷达也可以较为准确的实现对用户位置的确定,因此在本申请中以两个毫米波雷达实现对用户位置的实时定位来进行解释说明,但是并不限定在实施本申请时仅仅只能采用两个毫米波雷达进行位置信息的确定。

在本申请中,在对用户位置确定时,将会获取第一毫米波雷达所采集到的第一监测数据和第二毫米波雷达所采集到的第二监测数据,以利用第一监测数据和第二监测数据实现对用户位置的定位和确定。

在使用雷达定位时,通过雷达发送特定频率的电磁波,同时接收电磁波因物体反射而产生的回波信号,进而通过对回波信号的分析处理确定反射该回波信号的物体与雷达的位置关系。在本申请中,毫米波雷达通过广播发射出60GHz~67GHz工作频率的连续调制波,以通过接收相应的回波信号得到毫米波雷达所采集到的监测数据。对于包括第一毫米波雷达和第二毫米波雷达在类的所有毫米波雷达而言,每个毫米波都会对室内的情况进行实际的探测,也就是确定时雷达可检测范围内是否有用户以及用户的位置信息,具体通过所采集的回波信号来确定。

需要说明的是,由于是对室内用户的位置信息进行实时准确的定位,因此对于第一监测数据和第二监测数据而言,需要保证两者时同一时间所探测到的数据信息,因此在获取第一监测数据和第二监测数据时需要保证两者所关联的时间戳相同,也就是监测数据所生成和上传至云端服务器的时间相同。

步骤S202、获取所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达的相关位置信息。

对于每个毫米波雷达而言,所采集到的监测数据中包含有部分无用的数据信息,比如某一或者某些家电或者家具通过反射而产生的回波信号,因此在根据监测数据得到用户的位置信息之前需要对数据进行相应的预处理,具体如进行数据过滤,将监测数据中的无用数据或者干扰数据进行剔除,以保证定位的的准确性和及时性。

因此,在得到第一监测信息和第二监测信息之后,获取第一毫米波雷达和第二毫米波雷达的相关位置信息,具体为第一毫米波雷达和第二毫米波雷达的相对位置关系。

在实际应用中,并不是所有的毫米波雷达之间都会存在一定的交互,这里的交互指的是通过两者所采集到的监测数据对用户的位置进行定位,在两个毫米波雷达可探测区域完全没有交集时,如图3a所示,那么此时两个毫米波雷达不用通过数据交互实现位置定位,如图3b所示,在两个毫米波雷达之间存在探测区域的交叉时,才可以用户对用户的位置进行定位。

在云端服务器中,对于室内所有启动的毫米波雷达所对应的位置信息都有所记录,同时对毫米波雷达之间的相对位置关系也会进行确定,然后在进行定位时读取对应的毫米波雷达的位置以及相应的位置关系。

第一毫米波雷达与第二毫米波雷达的相关位置信息是预先所存储,因此在毫米波雷达启动时,需要进行位置信息的确定,如图4所示,图4为本申请一个实施例中相关位置信息确定的步骤的流程示意图。该步骤包括子步骤S401至子步骤S403。

子步骤S401、当确定所述第一毫米波雷达和/或所述第二毫米波雷达满足校准条件时,向所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达发送校准指令。

对于安装或者设置在室内环境中的毫米波雷达,在其需要进行位置校准时,将对其进行位置校准,并将具体的位置信息上传至对应关联的服务器中,以供后续进行位置定位时进行使用。

根据实际应用情况来说,需要对毫米波雷达进行位置校准的时刻至少包括:该毫米波雷达首次使用、重启以及发生位置移动等,也就是,校准条件为有新的雷达加入至定位系统中,或者已经存在于定位系统中的雷达被重启,再或者是已经存在于定位系统中的雷达的被移动。在此以第一毫米波雷达和第二毫米波雷达需要进行位置校准为例进行解释说明。

在确定第一毫米波雷达和/或第二毫米波雷达满足校准条件时,将会发送校准指令至第一毫米波雷达和第二毫米波雷达,以使得第一毫米波雷达和第二毫米波雷达对校准指令进行响应和校准。

对于第一毫米波雷达和第二毫米波雷达而言,需要对其进行相应的位置校准说明在实际的场景中可以利用第一毫米波雷达和第二毫米波雷达实现对用户位置的定位,因此在实际场景中第一毫米波雷达和第二毫米波雷达的位置关系可以如图3b所示。

需要说明的是,在需要进行校准时,实际上是需要向处于定位系统中的所有毫米波雷达发送校准指令,以使得所有的毫米波雷达同时进行位置校准。也就是,在存在一个毫米波雷达满足校准条件时,则需要向所有的毫米波雷达发送校准指令,只是为了更好进行解释说明,以定位系统中只包含有两个毫米波雷达来进行解释说明。

子步骤S402、按照预设校准方式控制所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达响应所述校准指令。

在向第一毫米波雷达和第二毫米波雷达发送了校准指令之后,将会控制第一毫米波雷达和第二毫米波雷达对校准指令进行响应,具体为,第一毫米波雷达和第二毫米波雷达利用彼此实现位置校准。根据雷达的运行原理可以知道,在进行位置校准时是控制雷达发送相应的电磁波,因此在第一毫米波雷达和第二毫米波雷达进行位置校准时,第一毫米波雷达(或者第二毫米波雷达)通过发送特定工作频率的调频连续波,以使得第二毫米波雷达(或者第二毫米波雷达)根据所接收到的调频连续波反馈相应的信号以使得第一毫米波雷达进行接收,进而确定第二毫米波雷达相对于第一毫米波雷达的第一位置信息,比如第二毫米波雷达与第一毫米波雷达之间的距离、第二毫米波雷达在第一毫米波雷达的哪一个方位。

同样的,第二毫米波雷达依据同样的方式确定第一毫米波雷达相对于自身的第二位置信息。

进一步地,在控制第一毫米波雷达和第二毫米波雷达响应校准指令时,包括:控制所述第一毫米波雷达广播第一信号,以使得所述第一毫米波雷达接收所述第二毫米波雷达响应所述第一信号发送的第一反馈信号;控制所述第二毫米波雷达广播第二信号,以使得所述第二毫米波雷达接收所述第一毫米波雷达响应所述第二信号发送的第二反馈信号。

在进行位置校准时,由于雷达之间会有相互的干扰,因此不可能同时控制各毫米波雷达进行位置校准,故需要按照一定的方式进行校准,比如预先的校准顺序,以两个毫米波雷达而言,也就是避免两个毫米波雷达发送特定工作频率的调制连续波,因此可以先控制第一毫米波雷达进行广播,以在第一毫米波雷达接收到第二毫米波雷达的回波信号,即反馈的调制连续波,在控制第二毫米波雷达进行调制连续波的广播。

需要说明的是,第一毫米波雷达可以是第二毫米波雷达,也就是两者进行广播的先后顺序是可变的。同样的,在毫米波雷达的数量大于2时,可以对毫米波雷达进行编号,以按照编号顺序进行依次完成各自的广播。

步骤S403、接收所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达响应所述校准指令而上传的第一数据信息和第二数据信息,以根据所述第一数据信息和所述第二数据信息确定所述相对位置关系。

在向第一毫米波雷达和第二毫米波雷达发送了校准指令之后,第一毫米波雷达和第二毫米波雷达会对校准指令进行响应,进而将响应所得到的结果数据进行上传。而云端服务器在接收到第一毫米波雷达和第二毫米波雷达上传的第一数据信息和第二数据信息之后,对第一数据信息和第二数据信息进行处理,以确定第一毫米波雷达和第二毫米波雷达的相对位置关系。

在确定第一毫米波雷达与第二毫米波雷达的相对位置关系时,包括:根据所述第一信号和所述第一反馈信号按照预设的相对位置计算公式得到所述第二毫米波雷达相对于所述第一毫米波雷达的第一位置信息;根据所述第二信号和所述第二反馈信号按照预设的相对位置计算公式得到所述第一毫米波雷达相对于所述第二毫米波雷达的第二位置信息。

在实际应用中,通过确定第一个物体相对第二个物体的位置时,也就是可以确定第二个物体相对第一个物体的位置,但是为了提高两个物体之间定位的准确定,在本申请中,除了需要完成和确定第二毫米波雷达相对于第一毫米波雷达的位置,还需要完成和确定第一毫米波雷达相对于第二毫米波雷达的位置。

在根据第一信号和第一反馈信息按照预设的相对位置计算公司得到第二毫米波雷达相对于第一毫米波雷达的第一位置信息时,采用了相位判角原理和频差判距原理来实现,在此以图4为两个毫米波雷达进行位置校准的场景来进行解释和说明。

第一毫米波雷达在进行位置校准时,广播发射特定工作频率的调频连续波,使得第二毫米波雷达在接收到调频连续波之后进行分析处理,进而以同样的方式进行反馈,具体地以同样工作频率的调频连续波进行信号的传输,最后在第一毫米波雷达接收第二毫米波雷达的反馈之后实现两者之间的位置校准。

具体地,对于任意一个反馈信号,如图5a所示,粗线为发射信号(如本申请中的第一信号和第二信号),细线为反馈信号(如本申请中的第二反馈信号和第二反馈信号),反馈信号在任意时刻与同周期下的发射信号存在固定的频率差值Δf,且Δf的数值正比于反射信号相对发射信号的时延Δt,那么而L=c*Δt/2即两个雷达之间的距离。

另外,在确定第二毫米波雷达相较于第一毫米波雷达的方位时,方位角度θ的确定过程为:当目标反射回来电磁波信号时,其实是由多个接收天线所接收的。如图5b所示,当第一信号不是沿着法向到达时,到达每一个接收天线的路径长度其实是不同的,由于第一毫米波雷达与第二毫米波雷达之间的距离的单位量级为m(米),远大于60GHz~67GHz雷达信号在空气中传输的波长(5mm),使得第一反馈信号到达接收天线间的到达角是近乎一样的。设到达角为θ,则由几何关系知信号到达两个接收天线的距离差为ΔL=d0*sinθ,其中d0为雷达的发射单元与接收单元之间的距离,另外ΔL=λ*ΔΦ,λ为波长,ΔΦ为两路接收天线信号的相位差,而相位差是所设定好的且可以被读取的,那么可以得到:θ=arcsin(λ*ΔΦ/d0)。同样的,对于在确定第一毫米波雷达相较于第二毫米波雷达的方位时采用同样的方式所确定。

需要说明的是,在实际应用中,室内环境中一般会设置有若干个毫米波雷达,在此以室内环境中安装6个毫米波雷达为例进行解释说明,每个毫米波雷达有各自对应的可探测区域,若此时由于重启,需要对标号为1的毫米波雷达(以下表述为:1号毫米波雷达)进行位置校准,那么此时将会向6个毫米波雷达都发送校准指令,而为了保证校准的秩序性,那么在6个毫米波雷达接收到校准指令时,会按照校准指令中所包含的设定的校准顺序控制各毫米波雷达进行位置校准,比如按照毫米波雷达的标号顺序进行校准,再比如按照不同的区域的先后顺序进行校准等。

以按照标号顺序进行校准为例进行说明,在需要进行位置校准时,1号毫米波雷达将会发送工作频率处于60GHz~67GHz时间的调频连续波,那么此时另外5个毫米波雷达将会接收到1号毫米波雷达所发送的调频连续波,通过对所接收到的调频连续波的特征进行读取,以确定是进行位置校准,此时将会对该调频连续波进行反馈,具体地以同样的调频连续波进行反馈,以使得1号毫米波雷达可以接收到另外5个毫米波雷达所反馈的调频连续波。进而使得根据1号毫米波雷达可以根据所接收到的相关信息确定另外5个毫米波雷达相对于1号毫米波雷达的相对位置。同样的在完成1号毫米波雷达的位置校准之后,按照同样的方式依次完成剩余5个毫米波雷达的位置校准。

步骤S203、根据所述位置关系对所述第一监测数据和所述第二监测数据进行处理,得到有效监测数据。

对于毫米波雷达所采集到的监测数据,并不是所有的数据对于进行用户的定位是有效的,因此在得到第一监测数据和第二监测数据之后,对第一监测数据和第二监测数据进行处理,以得到可以用于对用户进行定位的有效监测数据。

在实际应用中,毫米波雷达在进行探测时,对于可探测区域中的所有物体都会进行信号探测,所探测的物体包括用户、家居以及家电等,而为了使得用户定位更加准确,预先设定使用多个毫米波雷达进行定位,如两个毫米波雷达,因此对于两个毫米波雷达所探测到的数据而言,只有是两个毫米波雷达所同时探测到的数据才是用于进行用户定位的有效监测数据。

如图6所示,在得到有效监测数据时,步骤S203包括子步骤S601至子步骤S603。

子步骤S601、按照预设规则将所述第一监测数据以及所述第二监测数据坐标化,得到对应的第一坐标信息以及第二坐标信息。

对于所得到的第一监测数据和第二监测数据而言,根据各自所记录的数据构建各自所对应的坐标信息。具体地,构建坐标系时建立基于毫米波雷达所对应的雷达位置的坐标系,然后将与毫米波雷达所采集到的监测数据拟合在标准坐标系中,进而实现根据第一监测数据和第二监测数据得到对应的第一坐标信息和第二坐标信息。

其中,所构建的第一坐标信息和第二坐标信息可如图7a和图7b所示,以毫米波雷达为原点,构建坐标系,然后将每个毫米波雷达所探测得到的数据放置在坐标系中,以得到与每个毫米波雷达相对应的坐标信息。

子步骤S602、根据所述相对位置关系构建公用坐标系,并将所述第一坐标信息和所述第二坐标信息拟合至所述公用坐标系中。

在得到第一坐标信息和第二坐标信息之后,将第一坐标信息和第二坐标信息拟合至同一个坐标系中,具体地,根据所得到的第一毫米波雷达和第二毫米波雷达的相对位置信息建立公用坐标系,进而将第一坐标信息和第二坐标信息拟合至所构建的公用坐标系中。

如图8所示,在将第一坐标信息和第二坐标信息拟合至公用坐标系时,子步骤S602包括子步骤801至子步骤S803。

子步骤S801、构建公用坐标系,并将所述第一坐标信息的坐标轴与所述公用坐标系的坐标轴重合。

在将第一坐标信息和第二坐标信息拟合至公用坐标系中时,构建公用坐标系,然后将第一坐标信息的坐标轴与公用坐标系的坐标轴进行重合,以实现将第一坐标信息拟合在公用坐标系中。

需要说明的是,在将第一坐标信息和第二坐标信息拟合至公用坐标系中时,除了可以按照子步骤S801中先将第一坐标信息拟合至公用坐标系中之外,还可以先将第二坐标信息拟合至公用坐标系中,具体不做限制。

子步骤S802、根据所述相对位置关系确定所述第二毫米波雷达在所述公用坐标系中所对应的目标坐标。

在将第一坐标信息拟合至所构建的公用坐标系中之后,将第二坐标信息拟合至公用坐标系中。在将第二坐标信息拟合至公用坐标系中时,根据第一毫米波雷达和第二毫米波雷达之间的相对位置关系,在固定了第一毫米波雷达所对应的第一坐标信息在公用坐标系中的位置之后,利用相对位置关系讲第二坐标信息拟合进公用坐标系中。

以两个点为例,第二个点相对于第一个点的位置为:方向东北、距离5米,那么在将两个点拟合至同一个坐标系中时,若以第一个点为原点,也就是第一个点的坐标为(0,0),那么对于第二个点在坐标系中的坐标可以根据方向和距离两个参数计算得到,而具体地通过计算可以得到第二点的坐标为(5/√2,5/√2),然后直接在坐标系中标注第二个点的位置。

子步骤S803、将所述第二坐标信息进行旋转,以根据所述目标坐标将所述旋转后的第二坐标信息拟合至所述公用坐标系中。

在实际应用中,每个毫米波雷达所探测的方位和有效区域是有所不同的,而具体的每个毫米波雷达的探测区域和方位可以根据其在室内环境中的位置所确定。一般雷达在进行信号探测时所探测的区域是一个扇形区域,在记录毫米波雷达的探测方位时以毫米波雷达垂直发送毫米电磁波的方向为探测方位,此时在探测方位左右两侧的区域是对称的,以便于将两个毫米波雷达进行探测所得到的监测数据在坐标系中进行拟合。

在确定了第二坐标信息的原点在公用坐标系中的目标坐标之后,将会将第二坐标信息拟合至公用坐标系中,但是由于每个毫米波雷达的探测方位和区域的不同,因此在将第二坐标信息拟合至公用坐标系中时,首先对第二坐标信息按照第二毫米波雷达的探测方位进行旋转,然后根据所得都的目标坐标将旋转之后的第二坐标信息拟合到公用坐标系中。

在对第二坐标信息进行旋转时,并不是仅仅根据第二毫米波雷达所探测的方位和区域进行旋转,还需要依据第一毫米波雷达的探测方位来确定具体的旋转方式。而具体的如何旋转是相对于第一毫米波雷达而言的。

比如,第一毫米波雷达的探测方位为正北,第二毫米波雷达的探测方位为正南,由于在构建坐标系时通常是纵轴指向正北,横轴指向正东,那么在已经将第一毫米波雷达对应的第一坐标信息拟合到了公用坐标系中之后,在将第二坐标信息拟合至公用坐标系中时,需要将第二坐标信息中的纵坐标的指向有正北变为正南,因此在将第二坐标信息拟合至公用坐标系中时需要将第二坐标信息进行旋转,以使得两者毫米波雷达所对应的数据区域与各自对应的毫米波雷达的探测区域一致。同时还将两者之间的实际距离进行量化处理,以合理的在坐标系中进行展示。

子步骤S603、确定所述公用坐标系的坐标重合区域,以将所述坐标重合区域所包含的坐标信息作为有效监测数据。

在将第一坐标信息和第二坐标信息拟合至公用坐标系中之后,在公用坐标系中得到当前所对应的坐标重合区域,以将坐标重合区域中所包含的坐标信息作为有效监测数据,进而根据有效监测数据对用户的位置进行定位。

在实际应用中,第一坐标信息和第二坐标信息中均展示一个区域内的数据探测结果,也就是在坐标系中,一个坐标区域对应着一个毫米波雷达的监测数据,因此在将两个区域进行重合时会得到相应的区域重合部分,而在坐标系中将两个坐标区域重合的,如图7c所示,在将两个监测数据坐标化以及进行相应的处理之后,会得到图7c所示的情况,图中C为两个坐标区域的重合部分,而此重合部分所包含的坐标信息即为可以用于对用户位置进行定位的有效监测数据。

步骤S204、对所述有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户的位置信息。

在得到可以对用户的位置进行定位的有效监测数据之后,将会对有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户当前的位置信息,即完成对用户位置的定位。

在根据有效监测数据确定用户的位置信息时,具体还包括:对所述有效监测数据中所包含的数据进行聚类,以得到若干组别;对每个组别所包含的数据进行形体还原,以得到每个组别对应的形体;对所述形体进行识别,以得到目标用户所对应的形体,并基于所述目标用户所对应的形体确定目标用户的位置信息。

对于数据而言,都具有自身的特征或者特点,以使得可以将不同的数据划分在同一个类别或者组别中,因此在得到有效监测数据之后,对其进行聚类处理,以得到若干组不同组别的数据,每个组别代表着一类数据。

在室内环境中,不同的物体有着自己对应的形态,比如冰箱通常为四方形,在对室内中物体的位置进行探测和定位时,毫米波雷达对所探测的得到的监测数据进行聚类处理,比如将因探测冰箱而得到的数据归位一组/类,将因探测沙发而得到的数据归位一组/类。实际上,在对有效监测数据进行举例时,也就是对数据信息进行分类处理,然后根据所得到的数据进行形体还原,得到每个组别所包含的数据所对应的形体,进而通过对形体的识别,得到目标用户所对应的形体,以根据该组数据确定目标用户的位置信息。

需要说明的是,在对用户的位置进行准确的定位时,除了根据物体本身的形态和体积来确定之外,还可以利用数据延时和确定,具体的,对于用户而言,一般情况下用户是处于移动状态,那么毫米波雷达在进行探测时,不同时间所探测到的用户的位置也是有所不同的,因此在确定目标用户的位置信息时,还可以包括:获取相邻短时间间隔时第一毫米波雷达和第二毫米波雷达再次探测所得到的监测数据,通过将两次所得到的有效监测数据进行对比,确定存在偏移的数据,以实现对用户位置的定位。

相邻短时间间隔所设置的时间较短,比如为1秒,在1秒的时间内,用户会发生位置变化,因此在相邻的两个有效监测数据中会存在数据偏移的情况,而发生数据偏移的数据便是用户所反馈的数据,也就是可以确定用户的位置。

在上述基于毫米波雷达的实时定位方法中,在对用户的当前位置进行实时定位时,通过获取两个可以对用户的位置信息进行探测的毫米波雷达所监测到的监测数据,同时获取两个毫米波雷达之间的相对位置信息,进而根据所得到的相对位置信息对两个毫米波雷达所探测到的监测数据进行筛选处理,得到可以对用户位置进行定位的有效监测数据,最后对所得到的有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户当前的位置信息。通过多数据的相互限制,降低室内环境中的反射干扰,以提高室内定位的准确性。

如图9所示,图9为本申请一个实施例中提供的云端服务器的结构示意性框图。该云端服务器10包括存储器11和处理器12,处理器11和存储器12通过系统总线13连接,其中,存储器11可以包括非易失性存储介质和内存储器。

非易失性存储介质可存储计算机程序。该计算机程序包括程序指令,该程序指令被执行时,可使得处理器11执行任意一种基于毫米波雷达的实时定位方法。

处理器12用于提供计算和控制能力,支撑整个云端服务器的运行。

内存储器为非易失性存储介质中的计算机程序的运行提供环境,该计算机程序被处理器执行时,可使得处理器执行任意一基于毫米波雷达的实时定位方法。

本领域技术人员可以理解,图9中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的终端的限定,具体的终端可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

应当理解的是,处理器12可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),该处理器12还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。其中,通用处理器12可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

其中,在一个实施例中,所述存储器中存储有计算机程序,计算机程序被处理器12执行时,使得处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

获取第一毫米波雷达所采集到的第一监测数据,以及第二毫米波雷达所采集到的第二监测数据;

获取所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达的相关位置关系;

根据所述位置关系对所述第一监测数据和所述第二监测数据进行处理,得到有效监测数据;

对所述有效监测数据进行聚类处理,以确定目标用户的位置信息。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

按照预设规则将所述第一监测数据以及所述第二监测数据坐标化,得到对应的第一坐标信息以及第二坐标信息;

根据所述相对位置关系构建公用坐标系,并将所述第一坐标信息和所述第二坐标信息拟合至所述公用坐标系中;

确定所述公用坐标系的坐标重合区域,以将所述坐标重合区域所包含的坐标信息作为有效监测数据。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

建立基于毫米波雷达所对应的雷达位置的坐标系,以将与毫米波雷达所采集到的监测数据拟合在标准坐标系中,以得到第一坐标信息以及第二坐标信息。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

构建公用坐标系,并将所述第一坐标信息的坐标轴与所述公用坐标系的坐标轴重合;

根据所述相对位置关系确定所述第二毫米波雷达在所述公用坐标系中所对应的目标坐标;

将所述第二坐标信息进行旋转,以根据所述目标坐标将所述旋转后的第二坐标信息拟合至所述公用坐标系中。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

对所述有效监测数据中所包含的数据进行聚类,以得到若干组别;

对每个组别所包含的数据进行形体还原,以得到每个组别对应的形体;

对所述形体进行识别,以得到目标用户所对应的形体,并基于所述目标用户所对应的形体确定目标用户的位置信息。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

当确定所述第一毫米波雷达和/或所述第二毫米波雷达校准条件时,向所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达发送校准指令,其中所述校准条件为所述第一毫米波雷达和/或所述第二毫米波雷达首次使用或重启;

按照预设校准方式控制所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达响应所述校准指令;

接收所述第一毫米波雷达和所述第二毫米波雷达响应所述校准指令而上传的第一数据信息以及第二数据信息,以根据所述第一数据信息和所述第二数据信息确定所述相对位置关系。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

控制所述第一毫米波雷达广播第一信号,以使得所述第一毫米波雷达接收所述第二毫米波雷达响应所述第一信号发送的第一反馈信号;

控制所述第二毫米波雷达广播第二信号,以使得所述第二毫米波雷达接收所述第一毫米波雷达响应所述第二信号发送的第二反馈信号。

在一个实施例中,所述处理器执行所述计算机程序时还实现以下步骤:

根据所述第一信号和所述第一反馈信号按照预设的相对位置计算公式得到所述第二毫米波雷达相对于所述第一毫米波雷达的第一位置信息;

根据所述第二信号和所述第二反馈信号按照预设的相对位置计算公式得到所述第一毫米波雷达相对于所述第二毫米波雷达的第二位置信息。

需要说明的是,所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为了描述的方便和简洁,上述描述的云端服务器的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

本申请的实施例中还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序中包括程序指令,所述处理器执行所述程序指令,实现本申请实施例提供的任一项基于毫米波雷达的实时定位方法。

其中,所述计算机可读存储介质可以是前述实施例所述的云端服务器的内部存储单元,例如所述云端服务器的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述云端服务器的外部存储设备,例如所述云端服务器上配备的插接式硬盘,智能存储卡(SmartMedia Card,SMC),安全数字(Secure Digital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。

以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

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