;
[0052] 当X >0, y=0 时，Θ =270 ;
[0053] 当x<0，y = 0 时，Θ =90;
[0054]
[0055]
[0056]
[0057]
[0058] 从而计算出UWB定位标签在X轴和Y轴所在的平面上的投影指向第一UWB定位传 感器的方向与Y轴正方向之间的角度值α ;如图5所示，如果Θ<180,则α=θ+180 ; 如图6所示，如果Θ多180,则α=Θ-180;定位装置将计算出的角度值α以及UWB定位 标签的坐标值发送到指示装置；当第一UWB定位传感器指向UWB定位标签在X轴和Y轴所 在的平面上的投影的方向与Y轴正方向同向时，角度值Θ=〇,α =180;
[0059] S6 :控制器通过第二电子罗盘模块获取地磁正北的方向，以地磁正北方向为起始， 逆时针转动为角度增大方向，根据接收到的角度值α确定显示屏上显示的指针的指向，显 示屏显示出指针，该指针的指向与地磁正北之间的角度值始终为α;当指针指向地磁正北 方向时，角度值α= 0 ;控制器根据UWB定位标签的坐标值确定UWB定位标签与第一UWB定 位传感器在竖直方向上的距离，以UWB定位标签为原点，竖直向上为距离正方向，显示屏显 示该距离，使得用户了解汽车与用户之间的在竖直方向上的位置关系，汽车与用户处于同 一层，或位于用户上层，或位于用户下层。
[0060] 步骤S4中求出X，y，ζ的值之后还执行以下步骤：中央处理单元控制旋转机构再 将第一伸缩杆顺时针转动45度，得到第三UWB定位传感器的坐标为（x4,y4,zl)，第三UWB 定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为R4，得到方程组：
[0061]
[0062] 求出X，y，ζ的值，接着再将第一伸缩杆顺时针转动45度，求出新的X，y，ζ的值， 如此循环3次，对求的所有X值取平均，所有y值取平均，所有ζ值取平均，得到的平均值为 UWB定位标签的坐标值。
[0063] 实施例2 :本实施例的一种大型停车场车辆定位系统，如图1、图2、图7所示，包括 设置在汽车顶部的定位装置1和用户携带的指示装置2,定位装置1包括底座3以及可带动 底座3上下左右转动的电动云台4,底座3上设有升降器5,升降器5的顶端设有可水平转 动的旋转机构6,旋转机构6上设有可沿水平方向伸缩运动的第一伸缩杆7和第二伸缩杆 26,第一伸缩杆7和第二伸缩杆26相垂直，底座3上设有中央处理单元8、电子水平仪9、第 一无线通信模块10、第一电子罗盘模块11和第一UWB定位传感器12,旋转机构6上设有第 二UWB定位传感器13,第一伸缩杆7前端设有第三UWB定位传感器14,第二伸缩杆26前端 设有第四UWB定位传感器27,第一UWB定位传感器12和第二UWB定位传感器13的连线与 底座3垂直，第二UWB定位传感器13和第三UWB定位传感器14的连线与底座3平行，第二 UWB定位传感器13和第四UWB定位传感器27的连线与底座3平行，指示装置2包括控制器 15、第二无线通信模块16、UWB定位标签17、显示屏18、按键组19和第二电子罗盘模块20， 中央处理单元8分别与电动云台4、升降器5、旋转机构6、第一伸缩杆7、电子水平仪9、第一 无线通信模块10、第一电子罗盘模块11、第一UWB定位传感器12、第二UWB定位传感器13、 第三UWB定位传感器14、第二伸缩杆26和第四UWB定位传感器27电连接，控制器15分别 与第二无线通信模块16、UWB定位标签17、显示屏18、按键组19和第二电子罗盘模块20电 连接。
[0064]当用户在大型停车场内忘了车辆具体的停车位置时，启动随身携带的指示装置工 作，控制器通过第二无线通信模块向定位装置发送定位指令，通过UWB定位标签发送带有 自身特定编号的UWB信号给定位装置。
[0065] 定位装置接收到定位指令后，中央处理单元先通过电子水平仪检测底座是否水 平，如果底座不水平，则中央处理单元控制电动云台将底座转动到水平位置。接着，中央处 理单元通过第一电子罗盘模块获取地磁正北的方向，以第一UWB定位传感器为原点，以地 磁正北方向为Y轴正方向，以Y轴在水平面顺时针转动90度后的指向为X轴正方向，以竖 直向上方向为Z轴正方向，建立XYZ三维直角坐标系，第一UWB定位传感器和第二UWB定位 传感器的连线与Z轴重合。然后，中央处理单元控制升降器将旋转机构升到设定的高度，使 得第二UWB定位传感器、第三UWB定位传感器和第四UWB定位传感器的Z轴坐标都为zl，接 着控制旋转机构将第一伸缩杆转动到指向地磁正北的方向，控制第一伸缩杆和第二伸缩杆 伸长设定的长度，使得第三UWB定位传感器的Y轴坐标为y2,第一伸缩杆7和第二伸缩杆 26相垂直，第四UWB定位传感器的X轴坐标为x3,此时，第一UWB定位传感器的坐标为（0， 0,0)，第二UWB定位传感器的坐标为（0,0,zl)，第三UWB定位传感器的坐标为（0,y2,zl)， 第四UWB定位传感器的坐标为（x3,0,zl)，第一UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签 之间的距离为R。，第二UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为&，第三UWB 定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为R2，第四UWB定位传感器检测到其与UWB 定位标签之间的距离为R3，假设UWB定位标签的坐标为（X，y，z)，建立方程组，计算出X，y， z的值，得到UWB定位标签的坐标值。
[0066] 如图3所示，中央处理单元根据X，y的值计算出UWB定位标签在X轴和Y轴所在 的平面上的投影指向第一UWB定位传感器的方向与Y轴正方向（即地磁正北方向）之间的 角度值α，将该角度值α和UWB定位标签的坐标值发送到指示装置。控制器通过第二电子 罗盘模块获取地磁正北的方向，根据地磁正北的方向和接收到的角度值α确定显示屏上 显示的指针的指向，显示屏显示出指针，以地磁正北方向为起始，逆时针转动为角度增大方 向，该指针的指向与地磁正北之间的角度值始终为α。控制器根据ζ的值确定UWB定位标 签与第一UWB定位传感器在竖直方向上的距离，以UWB定位标签为原点，竖直向上为距离正 方向，显示屏显示该距离D，该距离D= -ζ，距离D为正数表示汽车在车主上方，距离D为负 数表示汽车在车主下方。定位装置实时检测角度值α和UWB定位标签的坐标值，并发送到 指示装置，指示装置实时调整指针方向。控制器还根据X，y的值计算出指示装置与汽车在 水平面上的直线距离，显示屏显示该距离。
[0067] 指示装置2还包括语音输出模块21和红外测距仪22,语音输出模块21和红外测 距仪22分别与控制器15电连接。语音输出模块可以输出语音提示。车主可通过指示装置 上的红外测距仪检测停车场一层的高度，控制器根据距离D估算出汽车与车主之间相隔的 楼层数，供车主参考。
[0068] 如图4所示，汽车顶部还设有用于放置定位装置1的盒体23,盒体23顶部开口，开 口处设有可水平移动的盖板24,盒体23上设有可驱动盖板24水平移动打开或关闭盒体23 的驱动机构25,中央处理单元8与驱动机构25电连接。不使用时，盒体23关闭，保护定位 装置1，使用时，盖板24水平移动打开盒体23,定位装置1开始工作。
[0069] 本实施例的一种大型停车场车辆定位系统的定位方法，适用于上述的一种大型停 车场车辆定位系统，包括以下步骤：
[0070] S1 :启动指示装置工作，控制器通过第二无线通信模块向定位装置发送定位指 令；
[0071] S2 :定位装置接收到定位指令后，中央处理单元通过电子水平仪检测底座是否水 平，如果底座不水平，则中央处理单元控制电动云台将底座转动到水平位置；
[0072] S3 :中央处理单元通过第一电子罗盘模块获取地磁正北的方向，以第一UWB定位 传感器为原点，以地磁正北方向为Y轴正方向，以Y轴在水平面顺时针转动90度后的指向 为X轴正方向，以第一UWB定位传感器指向第二UWB定位传感器的方向（即竖直向上方向） 为Z轴正方向，建立XYZ三维直角坐标系；
[0073]S4:中央处理单元控制升降器将旋转机构升到设定的高度，使得第二UWB定位传 感器和第三UWB定位传感器的Ζ轴坐标都为zl，接着控制旋转机构将第一伸缩杆转动到指 向地磁正北的方向，控制第一伸缩杆和第二伸缩杆伸长设定的长度，使得第三UWB定位传 感器的Y轴坐标为y2,第四UWB定位传感器的X轴坐标为x3,此时，第一UWB定位传感器的 坐标为（〇,〇,〇)，第二UWB定位传感器的坐标为（0,0,zl)，第三UWB定位传感器的坐标为 (0,y2,zl)，第四UWB定位传感器的坐标为（x3,0,zl)，第一UWB定位传感器检测到其与UWB 定位标签之间的距离为R。，第二UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为札， 第三UWB定位传感器检测到其与UWB定位标签之间的距离为R2，第四UWB定位传感器检测 至IJ其与UWB定位标签之间的距离为R3，假设UWB定位标签的坐标为（X，y，ζ)，得到方程组：
[0074]
[0075] 采用基于泰勒级数展开的最小二乘法进行迭代求解，求出X，y