CN108235256B - 一种基于slam的复合定位方法、装置及存储介质 - Google Patents
一种基于slam的复合定位方法、装置及存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种基于SLAM的复合定位方法、装置及存储介质，方法包括：按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。本发明中可以将目前定位的误差修正至厘米级别的误差范围以内，并精确记录移动设备完整的运动轨迹。
Description
技术领域
本发明涉及空间定位技术领域，尤其涉及一种基于SLAM的复合定位方法、装置及存储介质。
背景技术
目前移动设备(例如智能手机)主要使用的定位技术有WIFI定位，基站定位，和GPS定位。目前这三项定位技术都有他们的局限性。WIFI定位存在30-200米左右的误差，且需要在WIFI覆盖范围。基站定位存在100-500米左右的误差。GPS定位只能在室外使用，同时也有10-50米左右的误差，同时随着地球和卫星的移动，在实际使用中会发生定位位置跳变等问题。
同时，这三项定位技术在垂直方向(高度)上也存在以上误差，无法给出垂直方向的定位数据。同时对移动设备运动轨迹的也存在较大误差。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于SLAM的复合定位方法、装置及存储介质，旨在解决现有技术中通过WIFI定位、基站定位、或GPS定位时，在水平方向和垂直方向上均存在较大定位误差的问题。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
一种基于SLAM的复合定位方法，其中，所述方法包括以下步骤：
按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；
根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；
根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。
所述基于SLAM的复合定位方法，其中，所述按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标的步骤中，所述定位模块按时间先后顺序依次获取的多个测定坐标依次记为第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；其中，第一测定坐标(X1，Y1)对应的测定时刻记为第一测定时刻T1，第二测定坐标(X2，Y2)对应的测定时刻记为第二测定时刻T2，……，第n测定坐标(Xn，Yn)对应的测定时刻记为第一测定时刻Tn；其中n为正整数。
所述基于SLAM的复合定位方法，其中，所述根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线的步骤，包括：
获取第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；
根据同步定位与建图算法，依次获取以第一测定时刻T1为起点时刻、以第二测定时刻T2为终点时刻测定的第一次SLAM测定路线(ΔX1，ΔY1)，获取第二测定时刻T2与第三测定时刻T3之间测定的第二次SLAM测定路线(ΔX2，ΔY2)，……，获取第n测定时刻Tn与第(n+1)测定时刻T(n+1)之间测定的第n次SLAM测定路线(ΔXn，ΔYn)。
所述基于SLAM的复合定位方法，其中，所述根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹的步骤，包括：
将第一测定时刻T1对应的第一修订坐标保持为第一测定坐标(X1，Y1)；
将第二测定时刻T2对应的测定坐标修订为第二修订坐标(X2’,Y2’)＝([X1+ΔX1+X2]/2，[Y1+ΔY1+Y2]/2)，将第三测定时刻T3对应的测定坐标修订为第三修订坐标(X3’,Y3’)＝([X2+ΔX2+X3]/2，[Y2+ΔY2+Y3]/2)，……，将第n测定时刻Tn对应的测定坐标修订为第n修订坐标(Xn’,Yn’)＝([Xn-1+ΔXn-1+Xn]/2，[Yn-1+ΔYn-1+Yn]/2)；
将第一测定坐标(X1，Y1)、第二修订坐标(X2’,Y2’)、第三修订坐标(X3’,Y3’)、……、第n修订坐标(Xn’,Yn’)依次连接，得到修正后运动轨迹。
所述基于SLAM的复合定位方法，其中，所述定位模块为GPS定位模块、Wi-Fi模块或LBS定位模块。
一种基于SLAM的复合定位装置，其中，所述基于SLAM的复合定位装置包括处理器、存储器及通信总线；
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；
所述处理器用于执行存储器中存储的基于SLAM的复合定位程序，以实现以下步骤：
按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；
根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；
根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。
所述基于SLAM的复合定位装置，其中，所述按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标的步骤中，所述定位模块按时间先后顺序依次获取的多个测定坐标依次记为第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；其中，第一测定坐标(X1，Y1)对应的测定时刻记为第一测定时刻T1，第二测定坐标(X2，Y2)对应的测定时刻记为第二测定时刻T2，……，第n测定坐标(Xn，Yn)对应的测定时刻记为第一测定时刻Tn；其中n为正整数。
所述基于SLAM的复合定位装置，其中，所述根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线的步骤，包括：
获取第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；
根据同步定位与建图算法，依次获取以第一测定时刻T1为起点时刻、以第二测定时刻T2为终点时刻测定的第一次SLAM测定路线(ΔX1，ΔY1)，获取第二测定时刻T2与第三测定时刻T3之间测定的第二次SLAM测定路线(ΔX2，ΔY2)，……，获取第n测定时刻Tn与第(n+1)测定时刻T(n+1)之间测定的第n次SLAM测定路线(ΔXn，ΔYn)。
所述基于SLAM的复合定位装置，其中，所述根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹的步骤，包括：
将第一测定时刻T1对应的第一修订坐标保持为第一测定坐标(X1，Y1)；
将第二测定时刻T2对应的测定坐标修订为第二修订坐标(X2’,Y2’)＝([X1+ΔX1+X2]/2，[Y1+ΔY1+Y2]/2)，将第三测定时刻T3对应的测定坐标修订为第三修订坐标(X3’,Y3’)＝([X2+ΔX2+X3]/2，[Y2+ΔY2+Y3]/2)，……，将第n测定时刻Tn对应的测定坐标修订为第n修订坐标(Xn’,Yn’)＝([Xn-1+ΔXn-1+Xn]/2，[Yn-1+ΔYn-1+Yn]/2)；
将第一测定坐标(X1，Y1)、第二修订坐标(X2’,Y2’)、第三修订坐标(X3’,Y3’)、……、第n修订坐标(Xn’,Yn’)依次连接，得到修正后运动轨迹。
一种存储介质，其中，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述SLAM的复合定位方法的步骤。
本发明提供的基于SLAM的复合定位方法、装置及存储介质，方法包括：按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。本发明中可以将目前定位的误差修正至厘米级别的误差范围以内，并精确记录移动设备完整的运动轨迹。
附图说明
图1为本发明所述的基于SLAM的复合定位方法较佳实施例的流程图。
图2为本发明所述的基于SLAM的复合定位方法中步骤S200的流程图。
图3为本发明所述的基于SLAM的复合定位方法中步骤S300的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种基于SLAM的复合定位方法、装置及存储介质，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，是本发明所述的基于SLAM的复合定位方法较佳实施例的流程图。如图1所示，所述的基于SLAM的复合定位方法，包括以下步骤：
步骤S100、按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；
步骤S200、根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；
步骤S300、根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。
本实施例中，所述定位模块为GPS定位模块、Wi-Fi模块或LBS定位模块。
其中，Wi-Fi定位技术是指通过建立Wi-Fi热点发射信号所在位置的数据库，再通过移动设备检测Wi-Fi热点发射信号的强弱来判断移动设备与Wi-Fi热点发射信号的距离，最终计算出移动设备所处的位置。
基站定位是指移动设备通过测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的到达时刻或到达时间差，根据该测量结果并结合基站的坐标，一般采用三角公式估计算法，就能够计算出移动设备的位置。
GPS定位是是以信号发射终端为圆心，在10-50米范围内对发射器的位置进行定位。在信号发射器离开当前GPS范围后，会在另一GPS覆盖范围内继续进行定位。
通过上述三种常见的定位方式，都能根据移动设备的实际移动，按时间先后顺序依次获得多个定位测定点。但是直接将通过上述方式测得的定位测定点，来实现移动设备的精准定位及运动轨迹获取是存在缺陷的。故需要对定位测定点及运动轨迹进行修正才能实现精准定位。
AR(Augmented Reality简记为AR，即增强现实技术)中广泛使用的基于计算机视觉的SLAM(同步定位与建图技术)，可以计算出移动设备在空间中水平和垂直移动的数据，达到厘米甚至更高级别的精度，但只能给出移动设备的运动轨迹数据，而不是在实际绝对地理位置。
故本申请中，将已有的定位方法结合SLAM(同步定位与建图技术)，经过演算，能计算出精确的位置以及移动设备的运动轨迹。
具体的，所述步骤S100中，所述定位模块按时间先后顺序依次获取的多个测定坐标依次记为第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；其中，第一测定坐标(X1，Y1)对应的测定时刻记为第一测定时刻T1，第二测定坐标(X2，Y2)对应的测定时刻记为第二测定时刻T2，……，第n测定坐标(Xn，Yn)对应的测定时刻记为第一测定时刻Tn；其中n为正整数。
具体的，如图2所示，所述步骤S200包括：
步骤S201、获取第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；
步骤S202、根据同步定位与建图算法，依次获取以第一测定时刻T1为起点时刻、以第二测定时刻T2为终点时刻测定的第一次SLAM测定路线(ΔX1，ΔY1)，获取第二测定时刻T2与第三测定时刻T3之间测定的第二次SLAM测定路线(ΔX2，ΔY2)，……，获取第n测定时刻Tn与第(n+1)测定时刻T(n+1)之间测定的第n次SLAM测定路线(ΔXn，ΔYn)
其中，步骤S202中采用的所述同步定位与建图算法为扩展卡尔曼滤波法、或无迹卡尔曼滤波法。
具体的，如图3所示，所述步骤S300包括：
步骤S301、将第一测定时刻T1对应的第一修订坐标保持为第一测定坐标(X1，Y1)；
步骤S302、将第二测定时刻T2对应的测定坐标修订为第二修订坐标(X2’,Y2’)＝([X1+ΔX1+X2]/2，[Y1+ΔY1+Y2]/2)，将第三测定时刻T3对应的测定坐标修订为第三修订坐标(X3’,Y3’)＝([X2+ΔX2+X3]/2，[Y2+ΔY2+Y3]/2)，……，将第n测定时刻Tn对应的测定坐标修订为第n修订坐标(Xn’,Yn’)＝([Xn-1+ΔXn-1+Xn]/2，[Yn-1+ΔYn-1+Yn]/2)；
步骤S303、将第一测定坐标(X1，Y1)、第二修订坐标(X2’,Y2’)、第三修订坐标(X3’,Y3’)、……、第n修订坐标(Xn’,Yn’)依次连接，得到修正后运动轨迹。
即，本申请中，通过步骤S301-步骤S303中的不断修订，最终得到精确的运动轨迹。
基于上述基于SLAM的复合定位方法，本发明还提供一种基于SLAM的复合定位装置。所述基于SLAM的复合定位装置包括处理器、存储器及通信总线；
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；
所述处理器用于执行存储器中存储的基于SLAM的复合定位程序，以实现以下步骤：
按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；
根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；
根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。
优选的，在所述基于SLAM的复合定位装置中，所述按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标的步骤中，所述定位模块按时间先后顺序依次获取的多个测定坐标依次记为第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；其中，第一测定坐标(X1，Y1)对应的测定时刻记为第一测定时刻T1，第二测定坐标(X2，Y2)对应的测定时刻记为第二测定时刻T2，……，第n测定坐标(Xn，Yn)对应的测定时刻记为第一测定时刻Tn；其中n为正整数。
优选的，在所述基于SLAM的复合定位装置中，所述根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线的步骤，包括：
获取第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；
根据同步定位与建图算法，依次获取以第一测定时刻T1为起点时刻、以第二测定时刻T2为终点时刻测定的第一次SLAM测定路线(ΔX1，ΔY1)，获取第二测定时刻T2与第三测定时刻T3之间测定的第二次SLAM测定路线(ΔX2，ΔY2)，……，获取第n测定时刻Tn与第(n+1)测定时刻T(n+1)之间测定的第n次SLAM测定路线(ΔXn，ΔYn)。
优选的，在所述基于SLAM的复合定位装置中，所述根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹的步骤，包括：
将第一测定时刻T1对应的第一修订坐标保持为第一测定坐标(X1，Y1)；
将第二测定时刻T2对应的测定坐标修订为第二修订坐标(X2’,Y2’)＝([X1+ΔX1+X2]/2，[Y1+ΔY1+Y2]/2)，将第三测定时刻T3对应的测定坐标修订为第三修订坐标(X3’,Y3’)＝([X2+ΔX2+X3]/2，[Y2+ΔY2+Y3]/2)，……，将第n测定时刻Tn对应的测定坐标修订为第n修订坐标(Xn’,Yn’)＝([Xn-1+ΔXn-1+Xn]/2，[Yn-1+ΔYn-1+Yn]/2)；
将第一测定坐标(X1，Y1)、第二修订坐标(X2’,Y2’)、第三修订坐标(X3’,Y3’)、……、第n修订坐标(Xn’,Yn’)依次连接，得到修正后运动轨迹。
基于上述基于SLAM的复合定位装置，本发明还提供一种存储介质。其中，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现所述基于SLAM的复合定位方法的步骤。
综上所述，本发明提供的基于SLAM的复合定位方法、装置及存储介质，方法包括：按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹。本发明中可以将目前定位的误差修正至厘米级别的误差范围以内，并精确记录移动设备完整的运动轨迹。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (4)
1.一种基于SLAM的复合定位方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；
根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；
根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹；
所述按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标的步骤中，所述定位模块按时间先后顺序依次获取的多个测定坐标依次记为第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；其中，第一测定坐标(X1，Y1)对应的测定时刻记为第一测定时刻T1，第二测定坐标(X2，Y2)对应的测定时刻记为第二测定时刻T2，……，第n测定坐标(Xn，Yn)对应的测定时刻记为第一测定时刻Tn；其中n为正整数；
所述根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹的步骤，包括：
将第一测定时刻T1对应的第一修订坐标保持为第一测定坐标(X1，Y1)；
将第二测定时刻T2对应的测定坐标修订为第二修订坐标(X2’,Y2’)＝([X1+ΔX1+X2]/2，[Y1+ΔY1+Y2]/2)，将第三测定时刻T3对应的测定坐标修订为第三修订坐标(X3’,Y3’)＝([X2+ΔX2+X3]/2，[Y2+ΔY2+Y3]/2)，……，将第n测定时刻Tn对应的测定坐标修订为第n修订坐标(Xn’,Yn’)＝([Xn-1+ΔXn-1+Xn]/2，[Yn-1+ΔYn-1+Yn]/2)；
将第一测定坐标(X1，Y1)、第二修订坐标(X2’,Y2’)、第三修订坐标(X3’,Y3’)、……、第n修订坐标(Xn’,Yn’)依次连接，得到修正后运动轨迹；
所述根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线的步骤，包括：
获取第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；
根据同步定位与建图算法，依次获取以第一测定时刻T1为起点时刻、以第二测定时刻T2为终点时刻测定的第一次SLAM测定路线(ΔX1，ΔY1)，获取第二测定时刻T2与第三测定时刻T3之间测定的第二次SLAM测定路线(ΔX2，ΔY2)，……，获取第n测定时刻Tn与第(n+1)测定时刻T(n+1)之间测定的第n次SLAM测定路线(ΔXn，ΔYn)。
2.根据权利要求1所述基于SLAM的复合定位方法，其特征在于，所述定位模块为GPS定位模块、Wi-Fi模块或LBS定位模块。
3.一种基于SLAM的复合定位装置，其特征在于，所述基于SLAM的复合定位装置包括处理器、存储器及通信总线；
所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；
所述处理器用于执行存储器中存储的基于SLAM的复合定位程序，以实现以下步骤：
按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标；
根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线；其中，SLAM是同步定位与建图算法；
根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹；
所述按时间先后顺序依次获取定位模块测得的测定坐标的步骤中，所述定位模块按时间先后顺序依次获取的多个测定坐标依次记为第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；其中，第一测定坐标(X1，Y1)对应的测定时刻记为第一测定时刻T1，第二测定坐标(X2，Y2)对应的测定时刻记为第二测定时刻T2，……，第n测定坐标(Xn，Yn)对应的测定时刻记为第一测定时刻Tn；其中n为正整数；
所述根据每一段SLAM测定路线对每一测定坐标进行修正，得到修正后运动轨迹的步骤，包括：
将第一测定时刻T1对应的第一修订坐标保持为第一测定坐标(X1，Y1)；
将第二测定时刻T2对应的测定坐标修订为第二修订坐标(X2’,Y2’)＝([X1+ΔX1+X2]/2，[Y1+ΔY1+Y2]/2)，将第三测定时刻T3对应的测定坐标修订为第三修订坐标(X3’,Y3’)＝([X2+ΔX2+X3]/2，[Y2+ΔY2+Y3]/2)，……，将第n测定时刻Tn对应的测定坐标修订为第n修订坐标(Xn’,Yn’)＝([Xn-1+ΔXn-1+Xn]/2，[Yn-1+ΔYn-1+Yn]/2)；
将第一测定坐标(X1，Y1)、第二修订坐标(X2’,Y2’)、第三修订坐标(X3’,Y3’)、……、第n修订坐标(Xn’,Yn’)依次连接，得到修正后运动轨迹；
所述根据同步定位与建图算法，测定每相邻两测定坐标所对应的起点时刻与终点时刻之间的SLAM测定路线的步骤，包括：
获取第一测定坐标(X1，Y1)，第二测定坐标(X2，Y2)，……，第n测定坐标(Xn，Yn)；
根据同步定位与建图算法，依次获取以第一测定时刻T1为起点时刻、以第二测定时刻T2为终点时刻测定的第一次SLAM测定路线(ΔX1，ΔY1)，获取第二测定时刻T2与第三测定时刻T3之间测定的第二次SLAM测定路线(ΔX2，ΔY2)，……，获取第n测定时刻Tn与第(n+1)测定时刻T(n+1)之间测定的第n次SLAM测定路线(ΔXn，ΔYn)。
4.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1-2任一项所述SLAM的复合定位方法的步骤。
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