【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超宽带，尤其是涉及一种基于集成uwb多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法。
技术介绍
1、无线耳机普遍的存在与大众的生活中，并受到了人们的追捧和热爱，主要原因在于其使用的方法十分便捷，不会像有线耳机一样需要繁杂的连接线，它无需与发声主体连接，用户直接拿起耳机就可以佩戴，无需多余的操作；其次它还有与之匹配的充电仓，在用户不使用的时候放回充电仓，在用户不使用的时候放回充电仓可以进行充电以保证正常的续航。随着人们使用的深入，对耳机的要求也越来越高。除了能够用耳机听音乐或者打电话，用户还提出了耳机防丢以及定位感知等相关功能。
2、uwb即超宽带技术，它是一种无载波通信技术，利用纳秒级的非正弦窄脉冲传输数据，因此其所占的频谱范围很宽。传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置，信号强弱受外界影响较大，因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大，定位精度不高，而uwb定位采用的宽带脉冲通讯技术，具备极强的抗干扰能力，使定位误差减小。uwb定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白，它具有对信道衰弱不敏感、发射信号功率谱密度低、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点。
3、目前无线耳机大多数的应用都在与手机配合。而目前uwb技术并没有完全普及，因此并不是所有的手机都具有uwb技术。想要使uwb技术能够在耳机定位感知中进行应用，需要使用耳机套装为手机进行赋能。同时，在该过程中怎么保证低功耗、低复杂度都是系统过程中需要考虑的问题。
技术实现思路
1、本专利技
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于集成uwb多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，包括以下步骤：
3、s1、无线耳机自判断其丢失状态，自主触发uwb信号的定期发射，或者用户通过手机发射控制指令命令无线耳机定期发射uwb信号；
4、s2、手机与集成uwb多天线耳机充电仓配合完成通过三步完成对无线耳机的定位；
5、s21、将集成uwb多天线耳机充电仓水平放置，并通过手机设置集成uwb多天线耳机充电仓为原点，接收耳机发送的uwb信号，并将测角结果上传给手机；
6、s22、将集成uwb多天线耳机充电仓沿着多天线连线方向水平移动，接收耳机发送的uwb信号，并将测角结果上传给手机，同时在手机上输入移动距离；
7、s23、将集成uwb多天线耳机充电仓返回原点，绕多天线的法线轴旋转90度，接收耳机发送的uwb信号，并将测角结果上传给手机；
8、s3、手机利用步骤s21的测角结果、步骤s22的移动距离计算出无线耳机与原点之间的距离，利用无线耳机与原点之间的距离以及步骤s21、步骤s23的测角结果计算出无线耳机的三维坐标；
9、s4、手机通过接收无线耳机发送信号强度的变化，判断与无线耳机之间距离的变化。
10、优选的，步骤s1中，无线耳机自判断其丢失状态，具体方法为：无线耳机处在工作状态，当无线耳机接收手机的信号强度连续低于设定阈值的次数，或者连续未接收到手机发送的信号的次数达到设定的阈值，则判断其处于丢失状态。
11、优选的，步骤s21中，集成uwb多天线耳机充电仓接收耳机发送的uwb信号，并将测角结果上传给手机，得到测角结果方法如下：
12、
13、其中，集成uwb多天线耳机充电仓中多天线为等距阵列天线；天线i和天线i+1之间的距离为半个射频信号波长；θoh为在原点处无线耳机相对于充电仓的水平角度值；soh(i)为原点处天线i首径对应的iq值，nante为阵列天线的总数；conj(x)为对复数x取共轭运算；phase(x)为将复数x转化为弧度值；cos-1(x)为对x进行反余弦计算。
14、优选的，步骤s3中，手机利用步骤s21的测角结果、步骤s22的移动距离计算出无线耳机与原点之间的距离，具体方法为：
15、
16、其中，dtag为无线耳机距离原点的距离；dox为将集成uwb多天线耳机充电仓沿着多天线连线方向从原点水平移动的距离；θox为充电仓水平移动后接收耳机发送的uwb信号得到的测角结果；sin (x)为对x进行正弦计算。
17、优选的，步骤s3中，利用计算的距离结果以及步骤s21、步骤s23的测角结果计算出无线耳机的三维坐标，具体操作为：
18、(xtag,ytag,ztag)＝(dtag*sin(θov)*cos(θoh),dtag*sin(θov)*sin(θoh),dtag*cos(θov))
19、其中，(xtag,ytag,ztag)为无线耳机相对于原点的坐标值；θov为充电仓绕多天线的法线轴旋转90°，接收耳机发送的uwb信号的测角结果。
20、优选的，步骤s4中，手机通过接收无线耳机发送信号强度的变化，判断与无线耳机之间距离的变化，具体操作为：
21、
22、其中，pinit为手机与无线耳机距离dtag时，手机接收无线耳机的信号强度；pmeas为手机实时接收无线耳机的信号强度，dmeas为当手机接收无线耳机的信号强度为pmeas时对应的距离值。
23、因此，本专利技术采用上述一种基于集成uwb多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其技术效果如下：
24、(1)提出了无线耳机丢失状态的判断方法；通过耳机自判断其丢失状态，自主触发uwb信号发射，或者用户主动控制发射uwb信号，丰富了使用的灵活性；
25、(2)通过使用uwb技术给无线耳机的充电仓和无线耳机进行了赋能，使无线耳机充电仓具备对无线耳机相对位置感知的功能；
26、(3)提出了使用无线耳机充电仓的多天线对无线耳机的方向和位置的测量方法和处理流程；
27、(4)提出了通过手机对无线耳机充电仓的uwb信号测量值进行处理的方法，节省了充电仓的电量；
28、(5)通过改变充电仓的位置，在无线耳机和充电仓仅具有发送或者接收uwb信号的情况下，达到测距的目的；
29、(6)提出了通过无线耳机充电仓围绕多天线的法线轴旋转90度，通过一维阵列天线测量无线耳机三维入射角度的方法；
30、(7)提出了手机通过接收无线耳机信号强度，判断手机与耳机距离变化的方法；
31、(8)通过无线耳机和充电仓的uwb收发器作为手机伴侣，使手机具备uwb信号的收发功能。
32、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于集成UWB多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于集成UWB多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤S1中，无线耳机自判断其丢失状态，具体方法为：无线耳机处在工作状态，当无线耳机接收手机的信号强度连续低于设定阈值的次数，或者连续未接收到手机发送的信号的次数达到设定的阈值，则判断其处于丢失状态。
3.根据权利要求2所述的一种基于集成UWB多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤S21中，集成UWB多天线耳机充电仓接收耳机发送的UWB信号，并将测角结果上传给手机，得到测角结果方法如下：
4.根据权利要求3所述的一种基于集成UWB多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤S3中，手机利用步骤S21的测角结果、步骤S22的移动距离计算出无线耳机与原点之间的距离，具体方法为：
5.根据权利要求4所述的一种基于集成UWB多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤S3中，利用计算的距离结果以及步骤S21、步骤S23的
6.根据权利要求5所述的一种基于集成UWB多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤S4中，手机通过接收无线耳机发送信号强度的变化，判断与无线耳机之间距离的变化，具体操作为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于集成uwb多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于集成uwb多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤s1中，无线耳机自判断其丢失状态，具体方法为：无线耳机处在工作状态，当无线耳机接收手机的信号强度连续低于设定阈值的次数，或者连续未接收到手机发送的信号的次数达到设定的阈值，则判断其处于丢失状态。
3.根据权利要求2所述的一种基于集成uwb多天线耳机充电仓对无线耳机位置测量方法，其特征在于，步骤s21中，集成uwb多天线耳机充电仓接收耳机发送的uwb信号，并将测角结果上传给手机，得到测角结果方法如下：
...【专利技术属性】
技术研发人员：张强，杨旭磊，彭锦，黄先日，
申请(专利权)人：青岛柯锐思德电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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