物体定位方法、装置及存储介质与流程

本发明涉及数据处理领域，具体而言，涉及一种物体定位方法、装置及存储介质。

背景技术：

在相关技术中，通过红外线来识别物体时，多采用红外对管的方式。即，一端是红外发射二极管，另外一端是红外接收二极管。图1是相关技术中识别物体时的红外线发送方式的示意图，图2是相关技术中采用红外对管的方式识别物体的信号示意图，如图2所示，选择四个红外发射二极管发射红外线，一个红外接收二极管接收信号，其中，四个红外发射二极管依据时间先后依据发射周期信号，红外接收二极管接收信号，并采用接收的信号对物体进行定位。采用采用这种方式识别物体时，红外接收二极管接收到信号的信噪比(signaltonoiseratio，简称为snr)相对较低。

因此，在相关技术中，采用红外对管的方式识别物体时，存在红外接收二极管接收到信号的信噪比较低的问题。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种物体定位方法、装置及存储介质，以至少解决相关技术中，采用红外对管的方式识别物体时，存在红外接收二极管接收到信号的信噪比较低的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种物体定位方法，包括：通过红外发射器中n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，其中，n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号，n，p为大于2的整数，k为大于或等于1的整数；通过红外接收器接收所述红外发射器发送的信号，获得接收信号；根据所述红外发射器发送的信号，以及所述红外接收器接收的信号，对信号传输路径中的物体进行定位。

可选地，根据所述红外发射器发送的信号，以及所述红外接收器接收的信号，定位信号传输路径中的物体包括：采用第一数字矩阵表征所述红外发射器发送的信号；采用第二数字矩阵表征所述红外接收器接收的信号；根据所述第一数字矩阵和所述第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵；根据所述第三数字矩阵，对信号传输路径中的物体进行定位。

可选地，n，p的取值均为4，k的取值为1。

可选地，采用第一数字矩阵表征所述红外发射器发送的信号包括：所述第一数字矩阵为4×4矩阵，4行表征4个周期，4列表征4个红外发射二极管，在所述第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示；采用所述第二数字矩阵表征所述红外接收器接收的信号包括：所述第二数字矩阵为4×1矩阵，4行表征4个周期，1列表征1个红外接收器，在所述第二数字矩阵中的值表示红外接收器接收到的信号，该信号表示在一个周期内，后半个周期收到的信号与前半个周期收到信号的差值。

可选地，采用所述第一数字矩阵和所述第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵包括：根据所述第一数字矩阵和所述第二数字矩阵，采用矩阵运算的方式，确定传输路径的第三数字矩阵，其中，在矩阵运算的过程中，在所述第二数字矩阵中添加有噪声参数。

可选地，n，p，k的取值依据m序列确定。

可选地，采用第一数字矩阵表征所述红外发射器发送的信号包括：所述第一数字矩阵为(2^x-1)×y矩阵，(2^x-1)行表征(2^x-1)个周期，y列表征y个红外发射二极管，在所述第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示，x为m序列的级数，(2^x-1)≥y，所述第一数字矩阵的第一列为m序列，并且后一列为前一列移1位得到。

可选地，x，y的取值均为4。

根据本发明的另一方面，提供了一种物体定位装置，包括：红外发射器，用于通过n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，其中，n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号，n，p为大于2的整数，k为大于或等于1的整数；红外接收器，用于接收所述红外发射器发送的信号，获得接收信号；定位器，用于根据所述红外发射器发送的信号，以及所述红外接收器接收的信号，对信号传输路径中的物体进行定位。

根据本发明的还一方面，提供了一种存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述物体定位方法。

在本发明实施例中，采用红外发射器中n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，并且n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号的方式，通过n个红外发射二极管在一个周期内发送不同信号，达到了通过多通道(n个红外发射二极管)驱动编码调制的目的，从而实现了利用噪声具有正负幅度的特点，对噪声进行求平均，提升snr的技术效果，进而解决了相关技术中，采用红外对管的方式识别物体时，存在红外接收二极管接收到信号的信噪比较低技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是相关技术中识别物体时的红外线发送方式的示意图；

图2是相关技术中采用红外对管的方式识别物体的信号示意图；

图3是根据本发明实施例的物体定位方法的流程图；

图4是根据本发明实施例所提供的物体定位方法中红外线发送方式的示意图；

图5是根据本发明实施例所提供的物体定位方法中红外线发送信号的示意图；

图6是根据本发明实施例所提供的调制的信号增加一组波形的示意图；

图7是根据本发明实施例提供的物体定位装置的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种物体定位方法的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图3是根据本发明实施例的物体定位方法的流程图，如图3所示，该方法包括如下步骤：

步骤s302，通过红外发射器中n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，其中，n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号，n，p为大于2的整数，k为大于或等于1的整数；

步骤s304，通过红外接收器接收红外发射器发送的信号，获得接收信号；

步骤s306，根据红外发射器发送的信号，以及红外接收器接收的信号，对信号传输路径中的物体进行定位。

通过上述步骤，采用红外发射器中n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，并且n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号的方式，通过n个红外发射二极管在一个周期内发送不同信号，达到了通过多通道(n个红外发射二极管)驱动编码调制的目的，从而实现了利用噪声具有正负幅度的特点，对噪声进行求平均，提升snr的技术效果，进而解决了相关技术中，采用红外对管的方式识别物体时，存在红外接收二极管接收到信号的信噪比较低技术问题。

可选地，根据红外发射器发送的信号，以及红外接收器接收的信号，定位信号传输路径中的物体可以采用多种方式实现，例如，可以采用矩阵运算的方式实现，比如，可以采用以下方式实现：采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号；采用第二数字矩阵表征红外接收器接收的信号；根据第一数字矩阵和第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵；根据第三数字矩阵，对信号传输路径中的物体进行定位。

需要说明的是，上述n，p，k的取值可以依据多种方式确定，例如，可以通过直接指定数值的方式确定，比如，直接指定n，p的取值均为4，k的取值为1。下面以指定n，p的取值均为4，k的取值为1为例，对实施例的方案进行说明。

图4是根据本发明实施例所提供的物体定位方法中红外线发送方式的示意图，如图4所示，四个红外发射二极管同时发射红外线，一个红外接收二极管接收信号。图5是根据本发明实施例所提供的物体定位方法中红外线发送信号的示意图，如图5所示，在红外发射器中，使用4个红外发射二极管同时发送4个周期的信号，每个周期有3个同向的信号，1个反向的信号。具体实现如下：

采用4路数字电路，在t1周期的前tx4输出高电平，tx1～tx3输出低电平。在t1周期的后tx4输出低电平，tx1～tx3输出高电平，在t1周期内，tx4和tx1～tx3的相位是相反的，将t1周期的tx1～tx3的相位定义为+1，将tx4的相位定义为-1。同理，t2周期内tx3的相位与其他相反，t3周期内tx2的相位与其他相反，t4周期内tx1的相位与其他相反。同时，每个tx信号有4个周期，其中，有一个周期的相位和其他周期的相位是相反的。这样就组成了一个经过调制的信号矩阵。然后分别用tx1～tx4分别控制4个红外发射二极管。tx是高电平时，红外灯发射信号，tx是低电平时，红外灯关闭，不发射信号。

这4个周期信号可以用矩阵v来表示，其中，同向的信号用1表示，反向的信号用-1表示。

需要指出的是，该调制的信号矩阵特点如下：

(1)4个tx控制信号，分别控制4个红外发射二极管；

(2)每个周期内，只有1个tx信号的相位与其他tx信号是相反的；

(3)每个tx信号，有4个周期，只有一个周期的相位和其他周期相反；

(4)高电平控制红外灯发射信号，低电平控制红外灯停止发射信号。

另外，还可以在图5调制信号矩阵的基础上，可以插入一组或多组同相位信号的矩阵。图6是根据本发明实施例所提供的调制的信号增加一组波形的示意图，如图6所示，在图5的基础上插入一组相同相位信号。在图5基础插入同样相位的信号，利用噪声具有正负幅度的特点，对噪声进行求平均，提升snr。

红外发射器发射有4个发射信号，红外线有4条传输路径，每个传输路径存在无遮挡、半遮挡、全遮挡等遮挡程度，通过遮挡程度可以判断物体的位置。可以用数值0～1的范围来表示遮挡程度。无遮挡是1，表示信号全部传输过去；全遮挡是0，表示无信号传输过去。红外传输路径的数字矩阵可以用c表示。

红外接收器在每个发射周期会收到一个红外信号，这个信号表示一个周期内，后半个周期收到的信号与前半个周期收到信号的差值。比如，t1周期内后半周期红外接收信号是3，前半周期红外接收信号是1，那么它们的差值是2。红外接收的数字矩阵可以用s表示。

因此，上述采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号包括：第一数字矩阵为4×4矩阵，4行表征4个周期，4列表征4个红外发射二极管，在第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示。采用第二数字矩阵表征红外接收器接收的信号包括：第二数字矩阵为4×1矩阵，4行表征4个周期，1列表征1个红外接收器，在第二数字矩阵中的值表示红外接收器接收到的信号，该信号表示在一个周期内，后半个周期收到的信号与前半个周期收到信号的差值。

可选地，采用第一数字矩阵和第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵包括：根据第一数字矩阵和第二数字矩阵，采用矩阵运算的方式，确定传输路径的第三数字矩阵，其中，在矩阵运算的过程中，在第二数字矩阵中添加有噪声参数。

基于上述矩阵表示，可以得到这样一个公式：

vxc＝s

那么

vxc＝s

v^txv＝w

v^txvxc＝v^txs

得到物体的位置信息：

矩阵v^t是矩阵v的转置，w是一个常数。

假设，红外接收信号s是：

那么：

即第2个发射通道tx2被遮挡。

以上tx发射信号v是调制信号。接收信号s是接收测量到的信号。定位信号c是计算出来的信号。

在在测量的矩阵s中增加噪声：

得到：

矩阵v^t是矩阵v的转置，w是一个常数，c是一个未知数值。

设：

则

在测量的矩阵s中增加噪声：

得到：

由上述计算可知，通过tx通道的驱动编码调制，利用噪声具有正负幅度的特点，对噪声进行求平均，提升snr。

在相关技术中，v＝1，s＝vxc，得到c＝s；

而在本实施例中，s+noise＝c1+noise，得到c＝c1++noise，其中，这里的c1表示相关技术中的c。

由上述分析可以得到，相关技术是没有对噪声做任何处理的。

对比相关技术中的方案，本实施例对噪声进行了求平均，提升了snr。

另外，从图2和图5看出，在相关技术中发射4组tx信号的时间与本实施例相同。即，在相同时间内，本实施例发射调制后的红外信号，利用噪声具有正负幅度的特点，对噪声进行求平均，提升snr。

n，p，k的取值还可以依据m序列确定，下面对n，p，k的取值依据m序列进行说明。

(1)将现有的m序列进行调制，其中，m序列矩阵的组成方式如下，该矩阵也即是m序列组成的tx驱动码矩阵，x为m序列的级数。

(2)以4级m序列为例，4级m序列的长度是2⁴-1＝15。该4级m序列组成的15个tx通道驱动码矩阵如下：

与该4级m序列组成的15个tx通道驱动码矩阵对应的4级m序列组成的解析码矩阵如下：

4级m序列组成的15个tx通道驱动码矩阵v，对应的4级m序列组成的解析码矩阵由v0^t表示，矩阵第s列是s-1列的后一行移位得到，这种通过移位得到的矩阵可以很容易通过硬件移位寄存器的方式实现，提升系统整体的计算速度。在公式基础上：

vxc＝s

v0^txv＝w

v0^txvxc＝v^txs公式①

得到：

在测量的矩阵s中增加噪声：

得到：

矩阵v0^t是矩阵v的转置并将矩阵中-1改为0，w是一个常数。

设tx的通道数量是4：对应的矩阵v如下：

设：

则

得到：

由上述计算可知，由m序列得到的4个tx通道的驱动编码，利用噪声具有正负幅度的特点，对噪声进行求平均，提升snr。可以看到，同样4个tx通道，这种方式，对噪声做了更多的平均，能得到更高的snr。

因此，采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号可以包括：第一数字矩阵为(2^x-1)×y矩阵，(2^x-1)行表征(2^x-1)个周期，y列表征y个红外发射二极管，在第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示，x为m序列的级数，(2^x-1)≥y，第一数字矩阵的第一列为m序列，并且后一列为前一列移1位得到。

具体地，m序列编码扩展到y个通道，则选取矩阵v的y列作为驱动码，矩阵第s列是s-1列的后一行移位得到，且需满足2^x-1≥y。y通道tx驱动码矩阵如下：

上述通道数量是4时，即对应于x，y的取值均为4。

因此，y的阶数越大，越能对更多的噪声求平均，就能得到更高的snr。

m序列调制信号的产生方法如下：同4路tx调制信号类似，采样数字电路，将矩阵中“+1”输出相同相位的方波信号，“-1”输出相反相位的方波信号。tx是高电平时，红外灯发射信号，tx是低电平时，红外灯关闭，不发射信号。

m序列调制信号矩阵具体包括如下特点：

(1)调制信号矩阵的第1列采用m序列组成；第2列由第1列循环移位组成；第3列有第2列循环移位组成依次类推。

(2)矩阵中“+1”输出相同相位的方波信号，“-1”输出相反相位的方波信号。

(3)高电平控制红外灯发射信号，低电平控制红外灯停止发射信号。

(4)在图5调制信号矩阵的基础上，可以插入1组或多组同相位信号的矩阵。

在本发明实施例中还提供了一种物体定位装置，图7是根据本发明实施例提供的物体定位装置的结构框图，如图7所示，该物体定位装置700包括：红外发射器702，红外接收器704和定位器706，下面对该装置进行说明。

红外发射器702，用于通过n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，其中，n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号，n，p为大于2的整数，k为大于或等于1的整数；红外接收器704，连接至上述红外发射器702，用于接收红外发射器发送的信号，获得接收信号；定位器706，连接至上述红外发射器702和红外接收器704，用于根据红外发射器发送的信号，以及红外接收器接收的信号，对信号传输路径中的物体进行定位。

可选地，红外发射器702，还用于采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号；红外接收器704，还用于采用第二数字矩阵表征红外接收器接收的信号；定位器706，还用于根据第一数字矩阵和第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵；以及根据第三数字矩阵，对信号传输路径中的物体进行定位。

可选地，n，p的取值均为4，k的取值为1。

可选地，红外发射器702，还用于通过以下方式采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号：第一数字矩阵为4×4矩阵，4行表征4个周期，4列表征4个红外发射二极管，在第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示；红外接收器704，还用于通过以下方式采用第二数字矩阵表征红外接收器接收的信号：第二数字矩阵为4×1矩阵，4行表征4个周期，1列表征1个红外接收器，在第二数字矩阵中的值表示红外接收器接收到的信号，该信号表示在一个周期内，后半个周期收到的信号与前半个周期收到信号的差值。

可选地，定位器706，还用于根据第一数字矩阵和第二数字矩阵，采用矩阵运算的方式，确定传输路径的第三数字矩阵，其中，在矩阵运算的过程中，在第二数字矩阵中添加有噪声参数。

可选地，n，p，k的取值依据m序列确定。

可选地，红外发射器702，还用于通过以下方式采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号包括：第一数字矩阵为(2^x-1)×y矩阵，(2^x-1)行表征(2^x-1)个周期，y列表征y个红外发射二极管，在第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示，x为m序列的级数，(2^x-1)≥y，第一数字矩阵的第一列为m序列，并且后一列为前一列移1位得到。

可选地，x，y的取值均为4。

根据本发明的还一方面，提供了一种存储介质，存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制存储介质所在设备执行上述任意一项物体定位方法。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以用于保存上述实施例所提供的物体定位方法所执行的程序代码。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。

可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：通过红外发射器中n个红外发射二极管同时发送p个周期的信号，其中，n个红外发射二极管在每个周期内发送k个同向信号，和n-k个反向信号，n，p为大于2的整数，k为大于或等于1的整数；通过红外接收器接收红外发射器发送的信号，获得接收信号；根据红外发射器发送的信号，以及红外接收器接收的信号，对信号传输路径中的物体进行定位。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：根据红外发射器发送的信号，以及红外接收器接收的信号，定位信号传输路径中的物体包括：采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号；采用第二数字矩阵表征红外接收器接收的信号；根据第一数字矩阵和第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵；根据第三数字矩阵，对信号传输路径中的物体进行定位。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：n，p的取值均为4，k的取值为1。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号包括：第一数字矩阵为4×4矩阵，4行表征4个周期，4列表征4个红外发射二极管，在第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示；采用第二数字矩阵表征红外接收器接收的信号包括：第二数字矩阵为4×1矩阵，4行表征4个周期，1列表征1个红外接收器，在第二数字矩阵中的值表示红外接收器接收到的信号，该信号表示在一个周期内，后半个周期收到的信号与前半个周期收到信号的差值。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：采用第一数字矩阵和第二数字矩阵，确定传输路径的第三数字矩阵包括：根据第一数字矩阵和第二数字矩阵，采用矩阵运算的方式，确定传输路径的第三数字矩阵，其中，在矩阵运算的过程中，在第二数字矩阵中添加有噪声参数。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：n，p，k的取值依据m序列确定。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：采用第一数字矩阵表征红外发射器发送的信号包括：第一数字矩阵为(2^x-1)×y矩阵，(2^x-1)行表征(2^x-1)个周期，y列表征y个红外发射二极管，在第一数字矩阵中，同向信号用1表示，反向信号用-1表示，x为m序列的级数，(2^x-1)≥y，第一数字矩阵的第一列为m序列，并且后一列为前一列移1位得到。

可选地，在本实施例中，存储介质还被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：x，y的取值均为4。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。