1.本发明涉及一种物联网联合定位方法及应用，属于物联网技术领域。
背景技术：
2.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。
3.现有家庭环境中的设备众多，若想实现物联网功能，需要对环境中的所有智能设备进行定位，方能实现自主可控的人机交互，一方面，现有技术中没有简捷的方法能够对复杂环境下的所有智能设备进行快速定位，另一方面，环境中的智能设备位置并非固定的，会随着用户的使用需求而变更，进而导致原有的智能设备坐标需要重新定位，十分麻烦。
技术实现要素：
4.本发明的目的是提供一种物联网联合定位方法及应用，该方法及应用不仅解决了现有技术中家庭环境中对众多智能设备定位困难的问题，还解决了环境中智能设备位置变更，影响用户定位自身的问题。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种物联网联合定位方法及应用，所述方法包括：
6.s1：扫地机器人工作时，所述扫地机器人的slam模块建立环境地图并定位自身坐标；
7.s2：所述扫地机器人从不同坐标点获得其与环境中智能设备的距离，一个智能设备至少得到三组与扫地机器人的距离，根据toa定位法，定位环境地图中所有智能设备的三维坐标；
8.s3：用户携带目标设备进入环境，与智能设备执行测距协议，至少得到与三个智能设备的距离，定位目标设备坐标。
9.上述技术方案中进一步改进的方案如下：
10.1.上述方案中，所述扫地机器人与智能设备的测距、智能设备与目标设备的的测距方法为：
11.所述扫地机器人及目标设备上分别具有有一超声发射模块，所述智能设备具有一超声接收模块，所述超声发射模块于t1时刻发出超声定位信号，所述超声接收模块于t2时刻收到超声定位信号，距离d＝c*(t
2-t1)，其中，c为声波在介质中的传播速度；
12.或者，所述扫地机器人及目标设备上分别具有有一超声接收模块，所述智能设备具有一超声发射模块，所述超声发射模块于t1时刻发出超声定位信号，所述超声接收模块
于t2时刻收到超声定位信号，距离d＝c*(t
2-t1)，其中，c为声波在介质中的传播速度。
13.2.上述方案中，在步骤s2中，一个智能设备获得n组与扫地机器人的距离值，n＞3，得出最小均方差解。
14.3.上述方案中，在步骤s3中，获得目标设备与m个智能设备的距离值，m＞3。
15.4.上述方案中，基于步骤s1的二维地图，在采集得到环境中智能设备信息后，构建具有智能设备的三维地图并储存。
16.5.上述方案中，基于步骤s3获得的目标设备实时坐标投影至三维地图中，并显示至目标设备/智能设备界面供用户查看。
17.6.上述方案中，调用目标设备的imu，结合实时坐标，确认目标设备指向，当指向任一智能设备时，调用目标设备中存储的对应该智能设备的指令。
18.7.上述方案中，向目标设备和/或智能设备中预写入控制触发指令，当相对位置关系的变化符合控制触发指令时，触发指令，进行控制动作。
19.8.上述方案中，所述扫地机器人每次工作时均与智能设备进行测距，修正智能设备的三维坐标。
20.9.上述方案中，所述超声发射模块为扬声器，所述超声接收模块为麦克风。
21.由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
22.1、本发明一种物联网联合定位方法及应用，通过家庭中常用的扫地机器人绘制用户所在的环境地图，同时利用扫地机器人不断运动的特性，借助超声模块实现其与环境中智能设备的定位，从而绘制出具有智能设备的三维地图，使得用户携带目标设备进入环境后，利用超声与多个智能设备交互，即可定位用户位置，实现环境中智能设备、目标设备(即用户)的定位，从而便于实时交互；而超声模块为扫地机器人自带的扬声器，无需额外加装，十分方便。
23.2、本发明一种物联网联合定位方法及应用，通过扫地机器人的工作时间，利用超声模块再次与智能设备进行测距，定位智能设备坐标，从而修正智能设备坐标，避免智能设备位置出现变更后，影响到目标设备的定位，保证定位精准度。
24.3、本发明一种物联网联合定位方法及应用，通过收集远大于3组的数据，修正测距时的误差，提高测距精度，从而提高定位精度。
25.4、本发明一种物联网联合定位方法及应用，通过构建三维地图，将用户投影至三维地图中，实现环境定位，同时，借用目标设备(手机等)自带的imu组件，确定手机指向，结合定位得到的相对位置关系，即能明确指向实现定向控制。
具体实施方式
26.实施例1：一种物联网联合定位方法及应用，此方法包括：
27.s1：打开扫地机器人，开始工作，初次工作的扫地机器人启用其slam模块，扫描环境地形，构建出二维地图，将二维地图及扫地机器人实时坐标这两项参数从扫地app中提取出，并上传至定位系统中。
28.s2：待二维地图被上传后，扫地机器人工作时，于不同的坐标点，启动超声发射模块(扬声器)，发出携带有发送时刻、坐标点、设备信息等数据的超声定位信号，环境中一个智能设备(电视、音响、电灯等)的超声接收模块(麦克风)收到扫地机器人从三个不同坐标
点发出的直达超声定位信号后，利用toa定位算法，解算出该智能设备基于环境地图的三维坐标。
29.其中，对于扫地机器人的z轴坐标取0计算，将所有智能设备的坐标点通过上述方法解算出后，即可得到具有智能设备位置的三维地图。
30.s3：用户携带目标设备(手机、手表等)进入具有三维地图的环境后，执行测距协议，目标设备的超声发射模块发出携带有发送时刻、设备信息等数据的超声定位信号，三个智能设备收到直达超声定位信号后，得到每个智能设备与目标设备的距离，在已知智能设备坐标的情况下，同样，采用toa定位算法，解算出目标设备的三维坐标点，从而定位进入环境的用户坐标。
31.其中，无论是扫地机器人与智能设备的测距，还是智能设备与目标设备的测距，都通过以下方法实现：
32.超声发射模块的发送时刻记为t1，超声接收模块的接收时刻记为t2，距离d＝c*(t
2-t1)，这里，c为超声波在介质中的传播速度。
33.实施例2：一种物联网联合定位方法及应用，此方法包括：
34.s1：打开扫地机器人，开始工作，初次工作的扫地机器人启用其slam模块，扫描环境地形，构建出二维地图，将二维地图及扫地机器人实时坐标这两项参数从扫地app中提取出，并上传至定位系统中。
35.s2：待二维地图被上传后，扫地机器人工作时，于不同的坐标点，启动超声发射模块，发出携带有发送时刻、坐标点、设备信息等数据的超声定位信号，环境中一个智能设备(电视、音响、电灯等)的超声接收模块收到扫地机器人从6个不同坐标点发出的直达超声定位信号后，利用toa定位算法，解算出该智能设备基于环境地图的三维坐标。
36.其中，对于扫地机器人的z轴坐标取0计算，且，取大于3个坐标点进行计算，得出最小均方差解，从而减小误差，而将所有智能设备的坐标点通过上述方法解算出后，即可得到具有智能设备位置的三维地图。
37.s3：用户携带目标设备(手机、手表等)进入具有三维地图的环境后，执行测距协议，目标设备的超声发射模块发出携带有发送时刻、设备信息等数据的超声定位信号，6个智能设备收到直达超声定位信号后，得到每个智能设备与目标设备的距离，在已知智能设备坐标的情况下，同样，采用toa定位算法，取大于3个智能设备进行计算，得出最小均方差解，从而减小误差，解算出目标设备的三维坐标点，从而定位进入环境的用户坐标，模拟用户形象并投影至三维地图中，在目标设备/智能设备显示界面显示，供用户查看。
38.其中，无论是扫地机器人与智能设备的测距，还是智能设备与目标设备的测距，都通过以下方法实现：
39.超声发射模块的发送时刻记为t1，超声接收模块的接收时刻记为t2，距离d＝c*(t
2-t1)，这里，c为超声波在介质中的传播速度。
40.s4：调用目标设备的imu(可以获得目标设备的方向及姿态)，结合得到的实时坐标，确认目标设备的指向，当目标设备的指向方向上具有智能设备时，调用目标设备中存储的对应于该智能设备的指令，例如：使用手机指向智能灯时，手机控制智能灯从关闭状态打开或从打开状态关闭。
41.其中数据的传输、指令的下达可以通过环境无线网、蓝牙等形式实现。
42.实施例3：基于实施例2，向目标设备及智能设备中预写入控制触发指令，例如：当目标设备与智能设备的距离d小于l时，一旦目标设备出现水平方向的移动，智能设备即打开/关闭或者，智能设备调节音量、调节亮度等；
43.目标设备进入环境并做出上述动作后，触发指令，实现目标设备控制智能设备打开。
44.实施例4：基于实施例1-3，为了避免环境中的智能设备出现位移后，影响到目标设备的定位及应用功能，扫地机器人工作时，再次与智能设备测距，修正智能设备的三维坐标，保证定位基准的精确。
45.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。