自动跟随方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质与流程

1.本发明涉及无线定位领域，特别是涉及一种自动跟随方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.采用无线定位技术，在一定的范围内，跟随设备随着被跟随方的运动而运动称之为自动跟随。跟随设备可以为机器人、购物车、无人机或行李箱等。现有技术中，往往采用被跟随方手持一个标签，并在跟随设备中集成基站以及控制程序，标签与基站及标签需要组合使用。当被跟随方需要被指定的跟随设备跟随时，需要使用跟随设备特定的标签，而跟随设备也需要集成基站，制造成本较高，使用不便。
3.由此可见，如何降低制造成本，跟随设备使用方便是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种自动跟随方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。将超宽带(ultra wide band，uwb)标签设置于跟随设备，被跟随方通过复用电子设备的基站获取跟随设备的位置，进而控制跟随设备的位置，跟随设备无需再集成基站，降低了制造成本。被跟随方通过电子设备控制，无需再手持标签，更加方便。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种自动跟随的方法，应用于带有uwb功能的电子设备，所述自动跟随的方法包括：
6.通过所述电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度；
7.根据所述距离及所述角度计算所述跟随设备需要调整的姿态参数；
8.将所述姿态参数发送至所述跟随设备；
9.控制所述跟随设备调整姿态。
10.优选的，所述uwb标签包括第一标签及第二标签，所述第一标签与所述第二标签横向对称集成于所述跟随设备时，通过所述电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度，包括：
11.获取所述第一标签与所述第二标签之间的第一距离；
12.获取所述基站与所述第一标签之间的第二距离；
13.获取所述基站与所述第二标签之间的第三距离；
14.根据阿波罗尼斯定理、所述第一距离、所述第二距离及所述第三距离计算所述被跟随设备与所述跟随设备之间的第四距离；
15.所述第四距离通过以下公式得到：b2+c2＝1/2*a2+2m
a2
，其中a为所述第一距离，b为所述第二距离，c为所述第三距离，ma为所述第四距离；
16.根据所述第四距离计算所述角度。
17.优选的，获取所述第一标签与所述第二标签之间的第一距离；获取所述基站与所
述第一标签之间的第二距离；获取所述基站与所述第二标签之间的第三距离，包括：
18.通过飞行时间测距(time of flight，tof)算法获取所述第一距离、第二距离及第三距离。
19.优选的，所述姿态参数包括线速度及角速度；
20.根据所述距离及所述角度计算所述跟随设备需要调整的姿态参数，包括：
21.设定所述跟随设备的目标距离及目标角度；
22.根据所述第四距离、所述角度、所述目标距离及所述目标角度计算所述跟随设备需要调整的所述线速度及所述角速度。
23.优选的，将所述姿态参数发送至所述跟随设备，包括：
24.将所述姿态参数发送至所述第一标签和/或所述第二标签。
25.优选的，控制所述跟随设备调整姿态，包括：
26.通过所述uwb标签将所述姿态参发送至所述跟随设备的控制模块，以控制所述控制模块驱动所述跟随设备调整姿态。
27.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种自动跟随的系统，包括：
28.获取单元，用于通过所述电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度；
29.计算单元，用于根据所述距离及所述角度计算所述跟随设备需要调整的姿态参数；
30.发送单元，用于将所述姿态参数发送至所述跟随设备；
31.控制单元，用于控制所述跟随设备调整姿态。
32.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子设备，包括电子设备本体，还包括：
33.存储器，用于存储计算机程序；
34.处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述自动跟随的方法的步骤。
35.为解决上述技术问题，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述自动跟随的方法的步骤。
36.本技术提供了一种自动跟随方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，应用于带有uwb功能的电子设备，包括：通过电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度；根据距离及角度计算跟随设备需要调整的姿态参数；将姿态参数发送至跟随设备，以控制跟随设备调整姿态。将uwb标签设置于跟随设备，被跟随方通过复用电子设备的基站获取跟随设备的位置，进而控制跟随设备的位置，跟随设备无需再集成基站，降低了制造成本。被跟随方通过电子设备控制，无需再手持标签，更加方便。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
38.图1为本发明提供的一种自动跟随方法的流程图；
39.图2为本发明提供的一种自动跟随方法的应用场景图；
40.图3为本发明提供的一种阿波罗尼斯定理的示意图；
41.图4为本发明提供的一种tof算法的示意图；
42.图5为本发明提供的一种自动跟随系统的结构示意图；
43.图6为本发明提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
44.本发明的核心是提供一种自动跟随方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质。将uwb标签设置于跟随设备，被跟随方通过复用电子设备的基站获取跟随设备的位置，进而控制跟随设备的位置，跟随设备无需再集成基站，降低了制造成本。被跟随方通过电子设备控制，无需再手持标签，更加方便。
45.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。
46.图1为本发明提供的一种自动跟随方法的流程图，图2为本发明提供的一种自动跟随方法的应用场景图，应用于带有uwb功能的电子设备，自动跟随的方法包括：
47.s11：通过电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度；
48.s12：根据距离及角度计算跟随设备需要调整的姿态参数；
49.s13：将姿态参数发送至跟随设备；
50.s14：控制跟随设备调整姿态。
51.考虑到现有技术中，跟随设备跟随被跟随方时，需要被跟随方手持一个标签，在跟随设备上集成一个基站，通过标签及基站之间输出传输确定跟随设备的位置，进而对跟随设备的位置进行控制，以实现跟随功能。但现有技术中标签需要与基站之间相互对应，即使用特定的跟随设备跟随，需要使用特定的标签，并需要在跟随设备中集成特定的基站，成本较高，且使用不便。此外，现有技术中往往使用蓝牙技术，即标签为蓝牙标签，蓝牙技术的定位精度一般在3-5米，精度较低。
52.本技术使用带有uwb功能的电子设备来实现自动跟随的方法，将uwb标签设置于跟随设备上，复用电子设备中的基站，通过电子设备中的基站获取与跟随设备的uwb标签之间的距离及角度。根据获取到的距离及角度设置跟随设备需要调整的姿态参数，跟随设备按照姿态参数调整后，可以达到被跟随方需要的位置。将姿态参数发送至跟随设备，并控制跟随设备调整姿态。uwb技术的定位精度较高，可以达到0.1-0.15米。
53.需要说明的是，uwb标签包括但不限于uwb芯片。
54.将uwb标签设置于跟随设备，被跟随方通过复用电子设备的基站获取跟随设备的位置，进而控制跟随设备的位置，跟随设备无需再集成基站，降低了制造成本。被跟随方通过电子设备控制，无需再手持标签，更加方便。具体的，本技术提到的电子设备包括但不限于拥有uwb功能的手机，用户在日常生活中也会随身携带手机，无需再购买手持标签或其他设备，也不用携带其他设备，使用方便；复用手机的基站，跟随设备无需再集成基站，降低了
成本。
55.在上述实施例的基础上：
56.图3为本发明提供的一种阿波罗尼斯定理的示意图；
57.作为一种优选的实施例，uwb标签包括第一标签及第二标签，第一标签与第二标签横向对称集成于跟随设备时，通过电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度，包括：
58.获取第一标签与第二标签之间的第一距离；
59.获取基站与第一标签之间的第二距离；
60.获取基站与第二标签之间的第三距离；
61.根据阿波罗尼斯定理、第一距离、第二距离及第三距离计算被跟随设备与跟随设备之间的第四距离；
62.第四距离通过以下公式得到：b2+c2＝1/2*a2+2m
a2
，其中a为第一距离，b为第二距离，c为第三距离，ma为第四距离；
63.根据第四距离计算角度。
64.在跟随设备中设置第一标签和第二标签，第一标签与第二标签横向对称集成在跟随设备中，可以知道的是，第一标签与第二标签的连线的中点即为跟随设备的中心。分别获取第一标签与第二标签之间的第一距离、电子设备与第一标签之间的第二距离及基站与第二标签之间的第三距离。第一距离、第二距离及第三距离构成了一个三角形。阿波罗尼斯定理为b2+c2＝1/2*a2+2m
a2
，当知道三角形三边的长度时，可以知道一个顶点到对边中点的距离，即电子设备距离跟随设备中心的距离。a为第一距离，b为第二距离，c为第三距离，ma为第四距离。得到电子设备与跟随设备之间的第四距离后，进而可以计算电子设备与跟随设备之间角度。
65.通过得到电子设备中的基站与跟随设备上的uwb标签之间的距离以及第一标签与第二标签之间的距离，可以得到电子设备中的基站与跟随设备中心的距离以及角度，实现了获取跟随设备的位置，以便后续跟随设备基于当前位置进行调整位置。
66.图4为本发明提供的一种tof算法的示意图；
67.作为一种优选的实施例，获取第一标签与第二标签之间的第一距离；获取基站与第一标签之间的第二距离；获取基站与第二标签之间的第三距离，包括：
68.通过tof算法获取第一距离、第二距离及第三距离。具体的，以获取第一距离为例，第一标签a主动发送数据，同时记录发送时间戳，第二标签b接收到之后记录接收时间戳；延时之后，第二标签发送数据，同时记录发送时间戳，第一标签接收数据，同时记录接收时间戳。根据记录的时间以及电磁波传播速度计算第一距离。
69.通过tof算法以电磁波传输数据，进而计算距离，更加准确且稳定。
70.作为一种优选的实施例，姿态参数包括线速度及角速度；
71.根据距离及角度计算跟随设备需要调整的姿态参数，包括：
72.设定跟随设备的目标距离及目标角度；
73.根据第四距离、角度、目标距离及目标角度计算跟随设备需要调整的线速度及角速度。
74.跟随设备与电子设备当前的第四距离以及及角度可以得到跟随设备目前的位置。
根据跟随设备需要达到的目标位置设定跟随设备的目标距离及目标角度。根据第四距离、角度、目标距离及目标角度调整跟随设备需要调整的姿态参数。姿态参数包括线速度以及角速度。
75.具体的，设定目标距离和目标角度，将第四距离，角度与目标距离和目标角度比较，根据相差的值分别比例调节线速度和角速度，使跟随设备向目标位置靠近。
76.通过调整跟随设备的线速度以及角速度实现跟随设备达到目标位置，更加方便操作。
77.作为一种优选的实施例，将姿态参数发送至跟随设备，包括：
78.将姿态参数发送至第一标签和/或第二标签。
79.在将姿态参数发送至跟随设备时，可以将姿态参数发送至第一标签，也可以将姿态参数发送至第二标签，也可以同时发送给两个标签，此处不做过多限定。
80.作为一种优选的实施例，控制跟随设备调整姿态，包括：
81.通过uwb标签将姿态参发送至跟随设备的控制模块，以控制控制模块驱动跟随设备调整姿态。
82.跟随设备中的控制模块可以对跟随设备的运行进行控制。标签在接收到姿态参数后，通过串口将姿态参数传输给跟随设备中的控制模块，控制模块驱动跟随设备实时调整姿态。
83.图5为本发明提供的一种自动跟随系统的结构示意图，包括：
84.获取单元51，用于通过电子设备中的基站获取与跟随设备上的uwb标签之间的距离及角度；
85.计算单元52，用于根据距离及角度计算跟随设备需要调整的姿态参数；
86.发送单元53，用于将姿态参数发送至跟随设备；
87.控制单元54，用于控制跟随设备调整姿态。
88.本技术提供的自动跟随系统的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
89.图6为本发明提供的一种电子设备的结构示意图，包括电子设备本体，还包括：
90.存储器61，用于存储计算机程序；
91.处理器62，用于执行计算机程序时实现上述自动跟随的方法的步骤。
92.本技术提供的电子设备的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
93.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述自动跟随的方法的步骤。
94.本技术提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述实施例，在此处不再赘述。
95.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
96.还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那
些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
97.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。