相对位置的确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种相对位置的确认方法，包括：激活所述智能设备，调用所述智能设备中配置的惯性传感器，动态捕捉所述智能设备的运动信息；所述服务设备通过发射端发出带有设备标识信息的声波定位信号，所述智能设备的接收端听取到直达的声波定位信号后，解算得到距离及相对角度信息；当所述智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度大于θ时，调用相机，捕捉环境图像，找到服务设备，判别服务设备在图像中位置，输出相对位置；其中，0≤θ≤45

【技术实现步骤摘要】
相对位置的确定方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种相对位置的确定方法及系统，属于定位


技术介绍

[0002]物联网(Internet of Things，简称IOT)是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。
[0003]智能设备在物联网的应用中，如何识别智能设备所在位置和姿态对于提高精准和高体验的应用服务有重大意义，如果能够获知智能设备的当前位置和姿态信息，代入用户的使用环境，即能提高交互体验，为用户提供更为智能化的服务体验。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种相对位置的确定方法及系统，该方法及系统不仅解决了现有技术中智能设备相对位置及状态难以确定的问题，还解决了超声定位中，由于智能设备硬件限制，接收端/发射端过少时，导致超声定位仅在有限运动状态下方能确定另一设备位置的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种相对位置的确认方法，所述方法应用于智能设备和服务设备，所述智能设备两端分别配置有一个接收端，所述服务设备配置有一发射端，所述方法包括：
[0006]激活所述智能设备，调用所述智能设备中配置的惯性传感器，动态捕捉所述智能设备的运动信息；
[0007]所述服务设备通过发射端发出带有设备标识信息的声波定位信号，所述智能设备的接收端听取到直达的声波定位信号后，解算得到距离及相对角度信息；
[0008]当所述智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度不大于θ时，输出相对位置；
[0009]当所述智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度大于θ时，调用所述智能设备中配置的相机，动态捕捉环境图像，找到与设备标识对应的服务设备时，判别服务设备在图像中位置，输出相对位置；
[0010]其中，0≤θ≤45
°
；
[0011]或者，所述方法应用于智能设备和服务设备，所述智能设备两端分别配置有一个发射端，所述服务设备配置有一接收端，所述方法包括：
[0012]激活所述智能设备，调用所述智能设备中配置的惯性传感器，动态捕捉所述智能设备的运动信息；
[0013]所述智能设备通过发射端发出声波定位信号，所述服务设备的接收端听取到直达的声波定位信号后，解算得到距离及相对角度信息；
[0014]当所述智能设备的运动方向与两个发射端连线所夹角度不大于θ时，所述服务设备将相对位置发送给智能设备并输出；
[0015]当智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度大于θ时，所述服务设备将相对位置及设备标识发送给智能设备，调用所述智能设备中配置的相机，动态捕捉环境图像，找到与设备标识对应的服务设备时，判别服务设备在图像中位置，输出相对位置；
[0016]其中，0≤θ≤45
°
。
[0017]上述技术方案中进一步改进的方案如下：
[0018]1.上述方案中，所述惯性传感器还捕捉并输出智能设备的姿态信息，此姿态信息包括倾角。
[0019]2.上述方案中，所述相对位置确认周期中，所述服务设备位置不变。
[0020]3.上述方案中，所述距离及相对角度的解算方法为：所述声波定位信号中携带有发送时刻，两个接收端/发射端对应不同的接收时刻，c为声音的传播速度，基于接收时刻减去发送时刻得到的飞行时间，得到接收端与发射端的距离；
[0021]两条声道上不同的飞行时间相减得到时间差t，其中arcsin为反正弦函数，d＝t*c，c为声音的传播速度，D为两个接收端/发射端之间的距离，基于α确定智能设备与服务设备的相对角度τ，
[0022]4.上述方案中，所述距离及相对角度的解算方法为：所述声波定位信号中携带有发送时刻，两个接收端/发射端对应不同的接收时刻，c为声音的传播速度，基于接收时刻减去发送时刻得到的飞行时间，得到接收端与发射端的距离M和N；
[0023]确定智能设备与服务设备的相对角度μ，D为两个接收端/发射端之间的距离。
[0024]5.上述方案中，所述发射端为扬声器，所述接收端为麦克风。
[0025]6.上述方案中，所述声波定位信号为超声波定位信号。
[0026]7.上述方案中，所述θ为5
°
。
[0027]8.上述方案中，所述智能设备为智能手机，所述接收端的数目为2个，且分别布置于手机长度方向的两端。
[0028]9.上述方案中，所述智能设备与服务设备一对多建立连接，或者所述服务设备与智能设备多对多建立连接。
[0029]10.上述方案中，为两个所述接收端/发射端写入不同标识，所述智能设备确认相对位置时，读取标识信息。
[0030]11.上述方案中，当两个所述接收端/发射端与服务设备的距离差值等于两个接收端/发射端的距离、且位于智能设备前端的接收端/发射端与服务设备的距离更短时，判断智能设备指向服务设备并输出结果。
[0031]12.上述方案中，所述图像判别方法为：延长所述相机的中轴线，找到中轴线延长线与环境物体在图像中的交点，判断图像中服务设备与交点的相对位置关系，输出时，仅保
留垂直于两个接收端/发射端连线方向上的位置关系。
[0032]13.上述方案中，在进行图像位置判别时，提取服务设备所在像素行进行计算，交点所在像素列与服务设备所在像素行的交汇处作为新的位置关系判别点。
[0033]14.上述方案中，所述惯性传感器识别智能设备姿态时，调用智能设备中配置的指南针，获得指向信息并同步输出。
[0034]15.上述方案中，根据输出结果，关联控制命令或操作指令，所述服务设备和/或智能设备根据控制命令或操作指令做出响应。
[0035]本专利技术还提供了一种相对位置的确定系统，包括：
[0036]服务设备，用于发出超声定位信号并提供设备标识；
[0037]智能设备，具有惯性传感器，用于确定智能设备的当前运动趋势；还具有至少两个用于接收超声定位信号的接收端，基于飞行时间及时间差确定所述服务设备与智能设备的距离及相对角度；还具有相机，用于动态捕捉环境图像，基于设备标识找到环境图像中的服务设备，确定服务设备与智能设备的相对位置；
[0038]或者，服务设备，用于接收超声定位信号并提供设备标识；
[0039]智能设备，具有惯性传感器，用于确定智能设备的当前运动趋势；还具有至少两个用于发出超声定位信号的发射端，基于飞行时间及时间差确定所述服务设备与智能设备的距离及相对角度；还具有相机，用于动态捕捉环境图像，基于设备标识找到环境图像中的服务设备，确定服务设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种相对位置的确认方法，其特征在于，所述方法应用于智能设备和服务设备，所述智能设备两端分别配置有一个接收端，所述服务设备配置有一发射端，所述方法包括：激活所述智能设备，调用所述智能设备中配置的惯性传感器，动态捕捉所述智能设备的运动信息；所述服务设备通过发射端发出带有设备标识信息的声波定位信号，所述智能设备的接收端听取到直达的声波定位信号后，解算得到距离及相对角度信息；当所述智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度不大于θ时，输出相对位置；当所述智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度大于θ时，调用所述智能设备中配置的相机，动态捕捉环境图像，找到与设备标识对应的服务设备时，判别服务设备在图像中位置，输出相对位置；其中，0≤θ≤45
°
；或者，所述方法应用于智能设备和服务设备，所述智能设备两端分别配置有一个发射端，所述服务设备配置有一接收端，所述方法包括：激活所述智能设备，调用所述智能设备中配置的惯性传感器，动态捕捉所述智能设备的运动信息；所述智能设备通过发射端发出声波定位信号，所述服务设备的接收端听取到直达的声波定位信号后，解算得到距离及相对角度信息；当所述智能设备的运动方向与两个发射端连线所夹角度不大于θ时，所述服务设备将相对位置发送给智能设备并输出；当智能设备的运动方向与两个接收端连线所夹角度大于θ时，所述服务设备将相对位置及设备标识发送给智能设备，调用所述智能设备中配置的相机，动态捕捉环境图像，找到与设备标识对应的服务设备时，判别服务设备在图像中位置，输出相对位置；其中，0≤θ≤45
°
。2.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，其特征在于，所述惯性传感器还捕捉并输出智能设备的姿态信息，此姿态信息包括倾角。3.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，其特征在于，所述相对位置确认周期中，所述服务设备位置不变。4.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，其特征在于，所述距离及相对角度的解算方法为：所述声波定位信号中携带有发送时刻，两个接收端/发射端对应不同的接收时刻，c为声音的传播速度，基于接收时刻减去发送时刻得到的飞行时间，得到接收端与发射端的距离；两条声道上不同的飞行时间相减得到时间差t，其中arcsin为反正弦函数，d＝t*c，c为声音的传播速度，D为两个接收端/发射端之间的距离，基于α确定智能设备与服务设备的相对角度τ，5.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，其特征在于，所述距离及相对角度的解算方法为：所述声波定位信号中携带有发送时刻，两个接收端/发射端对应不同的接收时刻，c为声音的传播速度，基于接收时刻减去发送时刻得到的飞行时间，得到接收端与发射
端的距离M和N；确定智能设备与服务设备的相对角度μ，D为两个接收端/发射端之间的距离。6.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，其特征在于，所述发射端为扬声器，所述接收端为麦克风。7.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，其特征在于，所述声波定位信号为超声波定位信号。8.根据权利要求1所述的相对位置的确认方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：向玮晨，
申请(专利权)人：苏州触达信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：