双天线位置确定方法及装置与流程

专利检索2022-05-11  7



1.本发明涉及测控领域,具体而言,涉及一种双天线位置确定方法及装置。


背景技术:

2.履带式农机,具有对土壤结构破坏小、适应性好等优点,在农业生产中占据着重要的地位。特别是单边制动转向的履带式农机,在转向时一侧履带制动、另一侧履带驱动,在农业生产中广泛使用。而在精准农业生产中,各类农机如收获机和拖拉机一般都需要安装gnss(全球导航卫星系统)接收机。为了提高生产效率,通常需要标定gnss天线在履带车上安装的精确位置,但是现有的标定gnss天线在履带车上的方法,大部分通过手工测量gnss天线相位中心距离车体运动控制中心(或某种方法定义的位置点)的前后向距离、左右向距离、上下距离,导致标定的位置参数存在测量误差。此外,在履带车上使用gnss双天线接收机时,双天线航向角与车体纵轴线前向的夹角,也是一个重要参数,需要精确测量。
3.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:

4.本发明实施例提供了一种双天线位置确定方法及装置,以至少解决由于相关技术中通过人工测量天线位置造成的标定的天线位置参数存在测量误差的技术问题。
5.根据本发明实施例的一个方面,提供了一种双天线位置确定方法,包括:确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动所依据的第一圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动所依据的第二圆心,其中,第一圆心和第二圆心为不重合的两个圆心;依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系;依据第一圆心和第二圆心,控制可移动设备分别沿第一方向和第二方向进行圆周运动;在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径;依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标作为第一天线和第二天线的安装位置。
6.可选地,依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,包括:依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量的长度和方向构建约束方程组;依据约束方程组,确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度,以及基线向量与x轴正方向的夹角。
7.可选地,依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量的长度和方向构建约束方程组,包括:依据第一天线的相
位中心对应的第一半径,第一天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,以及第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度构建约束方程组中的第一约束方程;依据第一天线的相位中心对应的第三半径,第一天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,以及第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度构建约束方程组中的第二约束方程;依据第二天线的相位中心对应的第二半径,第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,以及第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度构建约束方程组中的第三约束方程,其中,第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标由第一天线的相位中心的x轴方向坐标和y轴方向坐标,以及基线向量的长度和方向确定;依据第二天线的相位中心对应的第四半径,第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,以及第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度构建约束方程组中的第四约束方程。
8.可选地,依据约束方程组,确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度,以及基线向量与x轴正方向的夹角之后,方法还包括:依据可移动设备的设备参数,确定第一圆心和第二圆心之间的第二连线长度,其中,可移动设备的设备参数至少包括可移动设备沿第一方向和第二方向进行圆周运动时的半径;确定第一连线长度和第二连线长度的差值;比较差值和预设偏差阈值,并在比较结果为差值大于预设偏差阈值时再次依据约束方程组,确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度,以及基线向量与x轴正方向的夹角,直到差值不大于预设偏差阈值。
9.可选地,在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径,包括:在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向移动的过程中,确定第一天线的相位中心对应的第一半径,以及第二天线的相位中心对应的第二半径;在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向移动的过程中,确定第一天线的相位中心对应的第三半径,以及第二天线的相位中心对应的第四半径。
10.可选地,在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备分别沿第一方向和第二方向移动的过程中,确定第一天线的相位中心对应的第一半径和第三半径,以及第二天线的相位中心对应的第二半径和第四半径,包括:确定第一天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第一半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行;确定第一天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第三半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行;确定第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第二半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行;确定第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第四半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行。
11.可选地,确定第一半径,第二半径,第三半径和第四半径包括:在第一天线的相位
中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向进行圆周运动的过程中,获取第二空间直角坐标系中与第一天线的相位中心对应的多个第一坐标点的第一坐标,以及与第二天线的相位中心对应的多个第二坐标点的第二坐标,并依据多个第一坐标点的第一坐标确定第一半径,依据多个第二坐标点的第二坐标确定第二半径,其中,多个第一坐标点为位于第一天线的相位中心的移动轨迹上的坐标点,多个第二坐标点为位于第二天线的相位中心的移动轨迹上的坐标点;以及,在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向进行圆周运动的过程中,获取第二空间直角坐标系中与第一天线的相位中心对应的多个第三坐标点的第三坐标,以及与第二天线的相位中心对应的多个第四坐标点的第四坐标,并依据多个第三坐标点的第三坐标确定第三半径,依据多个第四坐标点的第四坐标确定第四半径,其中,多个第三坐标点为位于第一天线的相位中心的移动轨迹上的坐标点,多个第四坐标点为位于第二天线的相位中心的移动轨迹上的坐标点。
12.可选地,当第一空间直角坐标系中的第一平面与第二空间直角坐标系中的第二平面为同一平面时,目标天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴坐标的绝对值即为相位中心在第二空间直角坐标系中的z轴坐标的绝对值,其中,目标天线为第一天线或第二天线,第一空间直角坐标系的z轴和第二空间直角坐标系的z轴平行,第一平面为第一空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面,第二平面为第二空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面。
13.可选地,当第一空间直角坐标系中的第一平面与第二空间直角坐标系中的第二平面为不同平面时,目标天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴坐标即为相位中心在第二空间直角坐标系中的z轴坐标与第二平面在第一空间直角坐标系中对应的z轴坐标的差值,其中,目标天线为第一天线或第二天线,第一空间直角坐标系的z轴和第二空间直角坐标系的z轴平行,第一平面为第一空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面,第二平面为第二空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面。
14.可选地,确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的第一圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动时的第二圆心,包括:确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的第五半径,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动时的第六半径;依据第一方向和第五半径,确定第一圆心,以及依据第二方向和第六半径,确定第二圆心。
15.可选地,依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系,包括:确定第一圆心和第二圆心连线的中点为第一空间直角坐标系的原点;确定经过原点并与连线垂直的直线为x轴;确定与连线重合的直线为y轴;确定与x轴和y轴组成的平面垂直且经过原点的直线为z轴。
16.可选地,x轴的正方向为可移动设备的正前方,y轴的正方向为可移动设备的正左方,和/或z轴的正方向为可移动设备的正上方。
17.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种非易失性存储介质,非易失性存储介质包括存储的程序,在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行双天线位置确定方法。
18.根据本发明实施例的另一方面,还提供了一种处理器,处理器用于运行程序,程序运行时执行双天线位置确定方法。
19.在本发明实施例中,采用确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动所依据的第一
圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动所依据的第二圆心,其中,第一圆心和第二圆心为不重合的两个圆心;依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系;依据第一圆心和第二圆心,控制可移动设备分别沿第一方向和第二方向进行圆周运动;在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径;依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标作为第一天线和第二天线的安装位置的方式,通过确定双天线各自的相位中心在第二空间直角坐标系中的多个坐标和可移动设备的圆心来计算双天线各自的相位中心在第一空间坐标系中的位置,达到了在标定双天线位置的过程中避免人工测量造成的测量误差的目的,从而实现了准确确定双天线位置的技术效果,进而解决了由于相关技术中通过人工测量天线位置造成的标定的天线位置参数存在测量误差技术问题。
附图说明
20.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本技术的一部分,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是根据本发明实施例的一种双天线位置确定方法的流程示意图;图2是根据本发明实施例的一种第一空间直角坐标系的俯视图;图3是根据本发明实施例的一种包含双天线各自的相位中心的第一空间直角坐标系的俯视图;图4是根据本发明实施例的一种测量地面的相对高度的示意图;图5是根据本发明实施例的一种双天线位置确定装置的结构示意图。
具体实施方式
21.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。
22.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。
23.实施例1根据本发明实施例,提供了一种双天线位置确定方法的方法实施例,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。
24.图1是根据本发明实施例的双天线位置确定方法,如图1所示,该方法包括如下步骤:步骤s102,确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动所依据的第一圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动所依据的第二圆心,其中,第一圆心和第二圆心为不重合的两个圆心;在本技术的一些实施例中,上述可移动设备可以为任意进行圆周运动时的运动半径和圆心可确定的可移动设备。
25.在本技术的一些实施例中,在第一方向和第二方向已知的情况下,确定所述可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的第一圆心,以及所述可移动设备沿第二方向进行圆周运动时的第二圆心时,可以通过以下方式来确定:首先确定所述可移动设备沿所述第一方向进行圆周运动时的第五半径,以及所述可移动设备沿所述第二方向进行圆周运动时的第六半径;然后依据所述第一方向和所述第五半径,确定所述第一圆心,以及依据所述第二方向和所述第六半径,确定所述第二圆心。
26.具体地,由于可移动设备在进行圆周运动时,该设备在每个时刻的运动方向均与其运动轨迹对应的圆相切,因此在确定了设备的运动方向后,即可确定圆心所在的直线,然后依据半径即可确定圆心与设备之间的距离,从而确定圆心相对于可移动设备的位置。
27.步骤s104,依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系;在本技术的一些实施例中,依据所述第一圆心和所述第二圆心,确定如图2所示的第一空间直角坐标系的具体方法为:确定所述第一圆心和所述第二圆心连线的中点为所述第一空间直角坐标系的原点;确定经过所述原点并与所述连线垂直的直线为x轴;确定与所述连线重合的直线为y轴;确定与所述x轴和所述y轴组成的平面垂直且经过所述原点的直线为z轴。最终得到的第一空间直角坐标系的俯视图如图2所示,其中,图2中的o1和o2分别表示第一圆心和第二圆心。
28.在本技术的一些实施例中,所述x轴的正方向为所述可移动设备的正前方,所述y轴的正方向为所述可移动设备的正左方,所述z轴的正方向为所述可移动设备的正上方。
29.步骤s106,依据第一圆心和第二圆心,控制可移动设备分别沿第一方向和第二方向进行圆周运动;在本技术的一些实施例中,上述第一方向可以为前向左旋转,也就是逆时针的方向,上述第二方向可以为前向右旋转,也就是顺时针的方向。
30.在本技术的一些实施例中,上述可移动设备是在为水平、整洁、坚实、不打滑的路面上移动的,且周围开阔,满足gnss设备,也就是天线的正常工作条件。其中,所述gnss设备,都指其工作于载波相位差分固定解状态,或称为rtk(实时动态测量)设备。
31.步骤s108,在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径;在本技术地一些实施例中,在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心
对应的半径的具体流程为:在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向移动的过程中,确定第一天线的相位中心对应的第一半径,以及第二天线的相位中心对应的第二半径;在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向移动的过程中,确定第一天线的相位中心对应的第三半径,以及第二天线的相位中心对应的第四半径。
32.具体地,在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备分别沿第一方向和第二方向移动的过程中,确定第一天线的相位中心对应的第一半径和第三半径,以及第二天线的相位中心对应的第二半径和第四半径的方法如下:在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向进行圆周运动的过程中,获取第二空间直角坐标系中与第一天线的相位中心对应的多个第一坐标点的第一坐标,以及与第二天线的相位中心对应的多个第二坐标点的第二坐标;在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向进行圆周运动的过程中,获取第二空间直角坐标系中与第一天线的相位中心对应的多个第三坐标点的第三坐标,以及与第二天线的相位中心对应的多个第四坐标点的第四坐标。
33.在本技术的一些实施例中,为了在可移动设备分别沿第一方向和第二方向移动的过程中,为了能同时获取多个第一坐标和多个第三坐标,以及同时获取多个第二坐标和第四坐标,可以让第一天线和第二天线分别与gnss双天线接收机的主天线端口和从天线端口连接。这样在可移动设备移动的过程中,可以实时获取多个第一天线的相位中心在第二空间直角坐标系中的坐标,以及第一天线和第二天线之间的基线向量,并基于每个时刻第一天线在第二空间直角坐标系中的坐标来计算对应的第二天线在第二空间直角坐标系中的坐标。
34.在本技术的一些实施例中,还可以通过让第一天线和第二天线分别与一个gnss天线接收机连接,从而直接获取第一天线和第二天线对应的多个坐标。
35.在本技术的一些实施例中,也可以选择先将gnss双天线接收机的主天线端口与第一天线连接,将gnss双天线接收机的从天线端口与第二天线连接,并在可移动设备分别沿第一方向和第二方向移动的过程中,获取与第一天线对应的多个第一坐标和多个第三坐标。
36.然后可以将gnss双天线接收机的主天线端口与第二天线连接,从天线端口与第一天线连接,并在可移动设备分别沿第一方向和第二方向移动的过程中,获取与第二天线对应的多个第二坐标和第四坐标。
37.在本技术的一些实施例中,得到了上述多个坐标后,在第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备分别沿第一方向和第二方向移动的过程中,依据多个坐标确定第一天线的相位中心对应的第一半径和第三半径,以及第二天线的相位中心对应的第二半径和第四半径的具体流程如下:依据多个第一坐标,确定第一天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第一半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行;依据多个第二坐标,确定第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第一方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第二半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行;依据多个第三坐标,确定第一天线的相位中心跟随可移动设
备沿第二方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第三半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行;依据多个第四坐标,确定第二天线的相位中心跟随可移动设备沿第二方向进行圆周运动时的移动轨迹,以及移动轨迹在第一空间直角坐标系的投影圆的第四半径,其中,投影圆的投影线与第一空间直角坐标系的z轴平行。
38.在本技术的一些实施例中,上述第一方向可以为可移动设备沿左前方做圆周运动时的方向,上述第二方向可以为可移动设备沿右前方做圆周运动时的方向。
39.具体地,以第一天线的天线相位中心为例,为了减小误差,可以让可移动设备以低速前进挡、匀速左转弯行驶,从而通过gnss接收机获取多个第一坐标的在第二空间直角坐标系中的直角坐标系数据;以及以低速前进挡、匀速右转弯行驶,通过gns接收机获取多个第三坐标的在第二空间直角坐标系中的直角坐标系数据。
40.在本技术的一些实施例中,上述第二空间直角坐标系可以为utm(墨卡托)坐标系,也可以是以距离可移动设备最近的基站为原点的站心坐标系。其中,当第二空间直角坐标系为utm坐标系时,该坐标系的原点可以为可移动设备所在的utm区的子午线和赤道的交点作为坐标系的原点。
41.在本技术的一些实施例中,以第一天线的天线相位中心为例,当所述多个第一坐标和多个第三坐标均匀分布在天线相位中心的移动轨迹上,且移动轨迹为一个完整的圆时,依据多个第一坐标确定第一半径和依据多个第三坐标确定第三半径时,可以直接将多个第一坐标在各个方向上的坐标的平均值作为第一圆心在第二空间直角坐标系中的坐标,将多个第三坐标在各个方向上的坐标的平均值作为第二圆心在第二空间直角坐标系中的坐标,从而依据任意一个第一坐标和第一圆心的坐标计算出第一半径,以及依据任意一个第三坐标和第二圆心的坐标计算出第二半径。
42.在本技术的一些实施例中,当所述多个第一坐标和所述多个第三坐标不是均匀分布在移动轨迹上时,还可以使用加权平均法和最小二乘法来确定半径。其中,加权平均法的基本方法是:设l为所有相邻两点之间的弧长之和, 点 ( x
i , yi) 与相邻两点之间的弧长之和为l
i , 在计算圆心坐标和半径大小时, 该点和该点到圆心距离的权数为li/ (2*1)。 则 圆 心 坐 标 为 (∑xili/(2*l),∑yili/(2*l)),半径,其中a,b分别为圆心的x轴坐标和y轴坐标。在圆心和半径还没确定的情况下, 相邻两点之间的弧长无法确定, 但可用相邻两点之间的距离代替相邻两点之间的弧长。而最小二乘法的基本方法是构建一个目标函数,然后从多个函数类型已知的函数中挑选出合适的基于上述多个坐标的拟合函数,使得目标函数能取得最小值。
43.步骤s110,依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标作为第一天线和第二天线的安装位置。
44.在本技术的一些实施例中,当第一空间直角坐标系中的第一平面与第二空间直角坐标系中的第二平面为同一平面时,目标天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴
坐标的绝对值即为相位中心在第二空间直角坐标系中的z轴坐标的绝对值,其中,目标天线为第一天线或第二天线,第一空间直角坐标系的z轴和第二空间直角坐标系的z轴平行,第一平面为第一空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面,第二平面为第二空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面。
45.易于理解的,以第一天线的天线相位中心为例,在不考虑测量误差以及可移动设备自身在移动过程中的颠簸振动等造成的误差时,第一坐标点和第三坐标点中的任意一个坐标点的z轴坐标均可看作是天线相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴坐标。在考虑到各种误差造成的影响时,天线相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴坐标为,其中,为第一坐标点的数量,为第三坐标点的数量,为第n 1个第一坐标点的z轴坐标,为第n 1个第三坐标点的z轴坐标,而天线相位中心在第二空间直角坐标系中的坐标也为。
46.在本技术的一些实施例中,当第一空间直角坐标系中的第一平面与第二空间直角坐标系中的第二平面为不同平面时,目标天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴坐标即为相位中心在第二空间直角坐标系中的z轴坐标与第二平面在第一空间直角坐标系中对应的z轴坐标的差值,其中,目标天线为第一天线或第二天线,第一空间直角坐标系的z轴和第二空间直角坐标系的z轴平行,第一平面为第一空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面,第二平面为第二空间直角坐标系中的x轴和y轴确定的平面。以第一天线的天线相位中心为例,此时天线相位中心在z轴方向的坐标为,其中,为上述第一平面在所述第二空间直角坐标系中对应的z轴坐标值。
47.可选地,在本技术的一些实施例中,上述第一天线的天线相位中心和第二天线的天线相位中心可以在同一水平面上,这样在计算第一天线和第二天线的天线相位中心在第一空间直角坐标系中的z轴方向坐标时,仅需计算其中一个天线的天线相位中心的z轴方向坐标。
48.在本技术的一些实施例中,当上述第一平面为可移动设备所在的地面时,可以通过如下方式来确定第一平面在第二空间直角坐标系中的z轴坐标值。具体地,使用已知高度的支架支撑gnss天线,如图4所示,记录一段时间如10s内的位置点高度坐标,取平均值得到,可以得到测试场地的地面在第二空间直角坐标系中的坐标值为。
49.在本技术的一些实施例中,依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标的具体方法如下:依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量的长度和方向构建约束方程组;依据约束方程组,确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度,以及基线向量与x轴正方向的夹角。
50.具体地,当双天线的天线相位中心在同一水平面时,在确定基线向量的长度时,可
以通过双天线接收机来直接读取多组基线长度,然后对读取的多组基线长度取平均值,得到双天线基线长度。
51.当双天线的天线相位中心位于不同水平面时,本技术所述的基线向量长度为基线向量在水平面上的投影长度,基线向量与x轴正方向的夹角为基线向量在水平面上的投影与x轴正方向的夹角。
52.在本技术的一些实施例中,基线向量子在水平面上的投影长度可以通过如下公式计算:其中为gnss双天线接收机每帧输出的双天线基线长度,为gnss双天线接收机每帧输出的双天线俯仰角。
53.在本技术的一些实施例中,依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一圆心和第二圆心的连线长度,第一天线和第二天线的基线向量的长度和方向构建约束方程组构建的约束方程组包含如下四个约束方程:具体地,上述四个约束方程中,a为第一天线的天线相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标值,b为第一天线的天线相位中心在第一空间直角坐标系中的y轴方向坐标值,w为第一圆心和第二圆心的连线长度,为第一半径,为第三半径,为第二半径,为第四半径,第一天线和第二天线的基线向量与第一空间直角坐标系中的x轴正方向的夹角角度。
54.在本技术的一些实施例中,上述约束方程中还会包含一个对a是否大于零的约束条件。具体地,在创建第一空间直角坐标系后,可以通过判断第一天线的天线相位中心所在的象限来确定a是否大于零。
55.在本技术的一些实施例中,通过上述约束方程来求解第一天线的天线相位中心和第二天线的天线相位中心在如图3所示的第一空间直角坐标系中的x轴坐标和y轴坐标,以及第一圆心和第二圆心之间连线的长度和基线向量与x轴正方向的夹角角度时,可以将上述约束方程组和一组初始a、b、w、输入至计算机或云端来进行迭代计算,从而求得最终的
a、b、w、具体地,在进行迭代计算时,迭代的目标可以为求得一组a、b、w、,使得上述每个约束方程均成立。
56.在本技术的一些实施例中,在依据约束方程组,确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度,以及基线向量与x轴正方向的夹角后,还可以基于第一圆心和第二圆心之间连线的长度来对求解结果进行验证,具体地验证过程如下:依据可移动设备的设备参数,确定第一圆心和第二圆心之间的第二连线长度,其中,可移动设备的设备参数至少包括可移动设备沿第一方向和第二方向进行圆周运动时的半径;确定第一连线长度和第二连线长度的差值;比较差值和预设偏差阈值,并在比较结果为差值大于预设偏差阈值时再次依据约束方程组,确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的x轴方向坐标和y轴方向坐标,第一圆心和第二圆心之间的第一连线长度,以及基线向量与x轴正方向的夹角,直到差值不大于预设偏差阈值,其中,该预设偏差阈值为第一连线长度和第二连线长度之间的最大允许差值。当第一连线长度和第二连线长度之间的差值超过上述预设偏差阈值时,说明本次计算结果与实际情况偏差较大,需要再次计算。
57.在本技术的一些实施例中,上述预设偏差阈值可由执行本技术中所述的双天线位置确定方法的电子设备基于历史数据来确定,也可以由目标用户根据自身需要来自行设定。
58.在本技术的一些实施例中,除了通过可移动设备的设备参数来确定第二连线长度外,还可以在确定了第一圆心以及第二圆心相对于车体的位置后,直接测量第一圆心和第二圆心之间的连线长度,并且测量得到的连线长度即为上述第二连线长度。当第一连线长度和第二连线长度之间存在较大的偏差时,说明通过上述约束方程组求解计算得到的第一圆心和第二圆心之间的连线长度,与实际测量结果之间存在较大的偏差,也即是说本次计算结果存在较大偏差,需要再次计算。
59.在本技术的一些实施例中, 上述依据可移动设备的设备参数来确定第一圆心和第二圆心之间的第二连线长度的具体方式如下:确定可移动设备以第一方向进行圆周运动时的第五半径,以及可移动设备以第二方向进行圆周运动时的第六半径,上述第二连线长度即为第五半径和第六半径的长度之和。
60.在本技术的一些实施例中,当上述第一圆心和第二圆心分别位于可移动设备两侧车轮或履带的平分面上时,上述第二连线长度即为可移动设备的轮距,其中,所述轮距为可移动设备两侧车轮或履带的平分面之间的距离,可通过查找可移动设备的产品手册来查找得到。
61.在本技术的一些实施例中,在得到了上述第一天线的天线相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标后,还可以基于第一天线和第二天线来确定可移动设备上任意一点的坐标。具体地,在第一天线的天线相位中心坐标已知的情况下,将第二天线放置到目标点处,并通过双天线接收机来确定第一天线相位中心和第二天线相位中心之间的基线向量,然后基于基线向量和第一天线相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标来确定第二天线相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第二天线相位中心的坐标作为目标点在第一空间直角坐标系中的坐标。
62.通过上述步骤,可以实现通过确定双天线各自的相位中心在第二空间直角坐标系中的多个坐标和所述可移动设备的圆心来计算所述双天线各自的相位中心在第一空间坐标系中的位置,达到了在标定双天线位置的过程中避免人工测量造成的测量误差的目的,从而实现了准确确定双天线位置的技术效果,进而解决了由于相关技术中通过人工测量天线位置造成的标定的天线位置参数存在测量误差技术问题。
63.在本技术的一些实施例中,还提供了一种如图5所示的双天线位置确定装置,双天线安装在可移动设备上,包括:第一获取模块50,用于确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动所依据的第一圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动所依据的第二圆心,其中,第一圆心和第二圆心为不重合的两个圆心;处理模块52,用于依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系;控制模块54,用于依据第一圆心和第二圆心,控制可移动设备分别沿第一方向和第二方向进行圆周运动;第二获取模块56,用于在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径;计算模块58,用于依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标作为第一天线和第二天线的安装位置。
64.在本技术的一些实施例中,还提供了一种非易失性存储介质,非易失性存储介质包括存储的程序,在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行如下的双天线位置确定方法:确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动所依据的第一圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动所依据的第二圆心,其中,第一圆心和第二圆心为不重合的两个圆心;依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系;依据第一圆心和第二圆心,控制可移动设备分别沿第一方向和第二方向进行圆周运动;在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径;依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标作为第一天线和第二天线的安装位置。
65.在本技术的一些实施例中,还提供了一种处理器,处理器用于运行程序,程序运行时执行如下双天线位置确定方法:确定可移动设备沿第一方向进行圆周运动所依据的第一圆心,以及可移动设备沿第二方向进行圆周运动所依据的第二圆心,其中,第一圆心和第二圆心为不重合的两个圆心;依据第一圆心和第二圆心,确定第一空间直角坐标系;依据第一圆心和第二圆心,控制可移动设备分别沿第一方向和第二方向进行圆周运动;在双天线中的第一天线的相位中心和第二天线的相位中心跟随可移动设备移动的过程中,分别确定第一天线的相位中心和第二天线的相位中心对应的半径;依据第一天线的相位中心对应的半径,第二天线的相位中心对应的半径,第一天线和第二天线的基线向量确定第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标,并将第一天线和第二天线的相位中心在第一空间直角坐标系中的坐标作为第一天线和第二天线的安装位置。
66.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。
67.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。
68.在本技术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。
69.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。
70.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。
71.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-only memory)、随机存取存储器(ram,random access memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
72.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。
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