【技术实现步骤摘要】
一种基于AOA的定位方法及介质
[0001]本专利技术涉及目标跟踪的
，具体涉及一种基于AOA的定位方法及介质。
技术介绍
[0002]随着自动化在人们日常生活中的普及，机器代替人力成为了时代主流。然而在有些情景下，自动化普及程度仍很低。例如在常见的节目舞台上，需要聚光灯对舞台人员进行突显，早期大多数剧场仍需要人为控制聚光灯的照射方向，极大地浪费了人力资源，也无法实现高效、有效地灯光控制。近代以来就是通过遥控控制聚光灯照射方向，并不能根本上解放人力。近几年，也出现过解决类似功能的产品，如基于机器视觉技术的LED灯具舞台照明智能控制系统和基于Zigbee无线传感器网络的智能灯光跟随系统。
[0003]基于机器视觉技术的LED灯具舞台照明智能控制系统是利用机器视觉设备，对比空的舞台和有演员时候的舞台，判断舞台生是否有物体，再通过匹配人的空间形状特点，大致判断舞台上是否是演员以及在舞台上的位置，判定位置后，通过事先对舞台进行空间划分，当人处于某个区域时，该区域的灯光亮起，其它地方灯光强度降低或者是关灯以实现视觉上的灯光跟随。但是这种方法需要实现对场景进行布置，耗时耗力，而且不能对特定演员如主持人进行灯光跟随，当舞台上出现多个演员单位处在不同的舞台区域时，系统不能判定哪个地方亮，或者说不能确定亮的优先级，根本原因是不能判定灯光需要跟随的主要人物，不符合大部分舞台的实际需求。
[0004]而基于Zigbee无线传感器网络的智能灯光跟随系统是利用红外识别实现灯光跟随，基于人体红外模块HC
‑>SR501，通过对路过的人进行红外探测，控制小灯对路过的人进行道路照明，当感应不到人体数据时灭灯，成本减低，用在室内或者道路照明，不适用于大多数情况。
[0005]总体而言，现有的技术主要存在两点不足：1、灯光跟随存在随机性，即有人存在检测范围内，就对其周围进行照明，大多基于红外模块，但是大多数条件下，光源的数量有限，需要对主要人物提供照明，现有产品不能满足需要；2、在光源选择上，例如基于机器视觉技术的LED灯具舞台照明智能控制系统，需要对场地进行灯光铺设，浪费资源。
[0006]因此，本申请提供一种基于AOA(到达角度法)的定位方法及介质，从而实现单光源跟随指定目标。
技术实现思路
[0007]为了解决现有技术中的定位技术无法高效、有效控制灯光的技术问题，本专利技术提出了一种基于AOA的定位方法及介质，用于解决上述技术问题。
[0008]根据本申请的第一方面，提出了一种基于AOA的定位方法，包括：
[0009]S1、利用移动目标所携带的UWB标签向UWB基站发送所述移动目标相对所述UWB基站的定位跟踪信息；
[0010]S2、所述UWB基站将所述定位跟踪信息传输至树莓派微型电脑，所述树莓派微型电
脑对所述定位跟踪信息中的数据串进行处理，并提取出有效数据串；
[0011]S3、提取所述有效数据串中包含距离信息的数据串和包含角度信息的数据串，并分别转换得到所述移动目标相对所述UWB基站的直线距离和水平方向上的角度；
[0012]S4、根据所述直线距离和所述水平方向上的角度，通过几何计算确定所述移动目标相对所述UWB基站的垂直方向上的角度；
[0013]S5、根据所述水平方向上的角度和所述垂直方向上的角度，驱动跟踪模块在水平方向上和垂直方向上转动，从而实现所述跟踪模块对所述移动目标的跟踪。
[0014]本申请基于UWB定位系统，通过UWB标签向UWB基站发送移动目标的定位跟踪信息，树莓派微型电脑接收定位跟踪信息并对其进行加工处理，提取并转换得到移动目标相对UWB基站的直线距离和水平方向上的角度，再通过几何计算得出移动目标相对UWB基站的垂直方向上的角度，然后根据计算得到的水平方向上的角度和垂直方向上的角度，通过树莓派微型电脑控制跟踪模块转动，从而实现对移动目标的跟踪。通过上述技术方案，本申请可以实现单光源跟随指定目标，从而可以高效、有效的控制灯光。
[0015]优选的，所述步骤S2中所述树莓派微型电脑对所述定位跟踪信息中的数据串进行处理具体包括：根据ASCII将所述定位跟踪信息中的数据串转换成十六进制数。
[0016]根据通信协议，树莓派微型电脑将定位跟踪信息中的数据串转换成十六进制数，从而有效的接收定位跟踪信息。
[0017]优选的，所述步骤S2中所述有效数据串的判断原则为：截取所述定位跟踪信息中的数据串的第2
‑
14位字符，判断所述第2
‑
14位字符是否与桢头一致，若是，则所述定位跟踪信息中的数据串为有效数据串。
[0018]通过判断桢头，可以剔除一些无效的数据串，从而减少树莓派微型电脑的计算量。
[0019]优选的，所述定位跟踪信息中的数据串中的多个字符两两为一组组成多个字符组，所述步骤S3中所述直线距离和所述水平方向上的角度的获取步骤具体包括：
[0020]将所述包含距离信息的数据串中的多个所述字符组的顺序进行倒置，得到新的所述包含距离信息的数据串，将新的所述包含距离信息的数据串转换成十进制数，并将十进制数的转换结果缩小至一千分之一，得到所述直线距离；
[0021]将所述包含角度信息的数据串转换成二进制数，并将二进制数的转换结果转换成补码，再将补码的转换结果转换成十进制数，得到所述水平方向上的角度。
[0022]通过对包含距离信息的数据串和包含角度信息的数据串进行解析，得到移动目标相对UWB基站的直线距离和水平方向上的角度。
[0023]优选的，所述步骤S4中所述垂直方向上的角度的获取步骤具体包括：
[0024]根据所述直线距离、所述水平方向上的角度以及所述UWB基站的已知高度，利用勾股定理计算得到所述移动目标与所述UWB基站在水平方向上的第一距离线；
[0025]对所述第一距离线进行投影得到第二距离线；
[0026]根据第一距离线和第二距离线，利用勾股定理计算得到第三距离线，所述第三距离线与所述UWB基站在垂直方向上的夹角即为所述垂直方向上的角度。
[0027]在已知直线距离、水平方向上的角度以及UWB基站的已知高度的条件下，通过数学几何计算中的勾股定理和投影，即可计算出移动目标相对UWB基站的垂直方向上的角度。
[0028]进一步优选的，在所述步骤S3之后并且所述步骤S4之前还包括：对当前获得的所
述定位跟踪信息和所述水平方向上的角度进行数据模糊处理，从而根据所述数据模糊处理结果控制所述跟踪模块的转动情况。
[0029]由于信息在传输时存在静态误差，因此通过一定的原则对传输的信息进行数据模糊处理，可以减小误差。
[0030]进一步优选的，所述定位跟踪信息中包含有所述UWB标签与所述UWB基站通信时的信号强度，所述数据模糊处理具体包括：
[0031]当当前获得的所述水平方向上的角度与上一次获得的所述水平方向上的角度之间的差值小于5
°
时，忽略当前所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于AOA的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用移动目标所携带的UWB标签向UWB基站发送所述移动目标相对所述UWB基站的定位跟踪信息；S2、所述UWB基站将所述定位跟踪信息传输至树莓派微型电脑，所述树莓派微型电脑对所述定位跟踪信息中的数据串进行处理，并提取出有效数据串；S3、提取所述有效数据串中包含距离信息的数据串和包含角度信息的数据串，并分别转换得到所述移动目标相对所述UWB基站的直线距离和水平方向上的角度；S4、根据所述直线距离和所述水平方向上的角度，通过几何计算确定所述移动目标相对所述UWB基站的垂直方向上的角度；S5、根据所述水平方向上的角度和所述垂直方向上的角度，驱动跟踪模块在水平方向上和垂直方向上转动，从而实现所述跟踪模块对所述移动目标的跟踪。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中所述树莓派微型电脑对所述定位跟踪信息中的数据串进行处理具体包括：根据ASCII将所述定位跟踪信息中的数据串转换成十六进制数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中所述有效数据串的判断原则为：截取所述定位跟踪信息中的数据串的第2
‑
14位字符，判断所述第2
‑
14位字符是否与桢头一致，若是，则所述定位跟踪信息中的数据串为有效数据串。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定位跟踪信息中的数据串中的多个字符两两为一组组成多个字符组，所述步骤S3中所述直线距离和所述水平方向上的角度的获取步骤具体包括：将所述包含距离信息的数据串中的多个所述字符组的顺序进行倒置，得到新的所述包含距离信息的数据串，将新的所述包含距离信息的数据串转换成十进制数，并将十进制数的转换结果缩小至一千分之一，得到所述直线距离；将所述包含角度信息的数据串转换成二进制数，并将二进制数的转换结果转换成补码，再将补码的转换结果转换成十进制数，得到所述水平方向上的角度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中所述垂直方向上的角度的获取步骤具体包括：根据所述直线距离、所述水平方向上的角度以及所述UWB基站的已知高度，利用勾股定理计算得到所述移动目标与所述UWB基站在水平方向上的第一距离线；对所述第一距离线进行投影得到第二距离线；根据第一距离线和第二距离线，利用...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭伟杰，吴文贵，林仁辉，刘宗金，高玉琳，郭毅，
申请(专利权)人：厦门光远照明有限公司，
类型：发明
国别省市：
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