CN108268821A - 一种室内外场景识别方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种室内外场景识别方法，所述方法包括：获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息；获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息；将所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据所述比对结果识别所述待识别终端是否位于所述目标建筑物内。本发明还公开了一种室内外场景识别装置。

Description

一种室内外场景识别方法及装置
技术领域
本发明涉及无线定位技术，尤其涉及一种室内外场景识别方法及装置。
背景技术
终端在提供定位导航服务时，大多依赖于接收GPS(Global Positioning System，全球定位系统)或WiFi信号对周围的环境进行识别。
其中，GPS在室外环境可以对终端进行较为精确的定位，但在室内环境中会因为卫星视距受阻的原因而效果很差；WiFi在室内环境中可以为终端提供较高信号强度的信号，而在室外环境中的无线连接效果相对较差。
在采用效果较差的定位方式对周围的环境进行识别时，终端还会出现能耗高、响应慢、效率低等问题。
因此，准确地识别室内外场景，进而根据室内外场景的不同对GPS和WiFi两种定位方式进行选择，才能实现精准定位、提高效率。
同时，终端的图像自动识别、场景和活动感知、室内定位等服务也依赖于准确的室内外场景识别。
目前，室内外场景识别技术多采用增设具有识别作用的识别模块进行识别，但是该方法成本较高；另外，还可以采用图像识别技术来进行室内外场景识别的方法，但是该方法存在计算复杂，难以普遍应用的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种室内外场景识别方法及装置，以准确识别终端的室内外场景。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供一种室内外场景识别方法，包括：
获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息；
获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息；
将所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据所述比对结果识别所述待识别终端是否位于所述目标建筑物内。
上述方案中，所述预设策略包括：
所述待识别终端所处位置位于所述目标建筑物边界的任一线段上时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
所述待识别终端所处位置与所述目标建筑物边界的任一线段的最小距离小于第一长度时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述建筑物边界的所有线段的交点数目为奇数时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内。
上述方案中，所述预设策略还包括：
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个，且所述待识别终端所处位置位于所述第一线段之外时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的所有线段的交点数目为偶数，且所述射线不经过所述目标建筑物边界的顶点时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外。
上述方案中，所述获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息，包括：根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
上述方案中，所述根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息，包括：获取所述目标建筑物边界的顶点的经纬度；根据所述顶点的连线确定所述目标建筑物边界并获取所述目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
本发明实施例提供一种室内外场景识别装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息；
第二获取单元，用于获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息；
识别单元，用于将所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据所述比对结果识别所述待识别终端是否位于所述目标建筑物内。
上述方案中，所述识别单元还用于：
所述待识别终端所处位置位于所述目标建筑物边界的任一线段上时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
所述待识别终端所处位置与所述目标建筑物边界的任一线段的最小距离小于第一长度时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述建筑物边界的所有线段的交点数目为奇数时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内。
上述方案中，所述识别单元还用于：
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个，且所述待识别终端所处位置位于所述第一线段之外时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的所有线段的交点数目为偶数，且所述射线不经过所述目标建筑物边界的顶点时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外。
上述方案中，所述第一获取单元还用于：根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
上述方案中，所述第一获取单元还用于：获取所述目标建筑物边界的顶点的经纬度；根据所述顶点的连线确定所述目标建筑物边界并获取所述目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
本发明实施例所提供的室内外场景识别方法及装置，通过获取标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息和标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息，并将所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息通过预设策略进行比对，根据比对结果识别所述终端是否位于所述目标建筑物内，快速高效地对终端的室内外场景进行识别，为终端应用提供准确的环境信息，进而有效提高终端的应用效果。
附图说明
图1为本发明实施例室内外场景识别方法的实现流程图；
图2为本发明实施例中一种室内外场景识别方法的具体流程示意图；
图3为本发明实施例中的建筑物与待识别终端位置关系示意图；
图4为本发明实施例中由待识别终端引向目标建筑物边界线段的一种射线的示意图；
图5为本发明实施例中由待识别终端引向目标建筑物边界线段的另一种射线的示意图；
图6为本发明实施例室内外场景识别装置的组成结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。
图1为本发明实施例室内外场景识别方法的实现流程图，如图1所示，本发明实施例提供的室内外场景识别方法包括：
步骤101，获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
步骤102，获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息。
步骤103，将第一经纬度信息和第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据比对结果识别终端是否位于目标建筑物内。
在步骤103中，判断待识别终端是否位于目标建筑物内时，出现以下情况时确定待识别终端位于目标建筑物内：
待识别终端所处位置位于目标建筑物边界的任一线段上时，确定待识别终端位于目标建筑物内；
待识别终端所处位置与目标建筑物边界的任一线段的最小距离小于第一长度时，确定待识别终端位于目标建筑物内；
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的任一线段引射线，在射线与建筑物边界的所有线段的交点数目为奇数时，确定待识别终端位于目标建筑物内。
判断待识别终端所处位置即待识别点是否位于目标建筑物边界的一条线段上时，可以采用包含经纬度信息的坐标值对该线段进行数学描述：设该线段的两个端点坐标分别是A(X1,Y1)，B(X2,Y2)，待识别点C坐标为C(X,Y)，其中X为待识别点C的经度值，Y为待识别点C的纬度值，若min(X1,X2)≤X≤max(X1,X2)且min(Y1,Y2)≤Y≤max(Y1,Y2)，则待识别点C位于该线段上。
判断待识别终端所处位置与目标建筑物边界的一条线段的最小距离小于第一长度时，由待识别点向该线段引垂线，所引的垂线位于该待识别点和该线段间的长度即为待识别终端的坐标与该线段的最小距离。在本发明实施例中，由于待识别终端的坐标通过通信网络获取，可能具有一定范围内的误差，因此，在待识别终端的坐标与目标建筑物边界的一条线段的最小距离小于第一长度时，认为该待识别终端位于目标建筑物内。该第一长度预设为5m。
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的一条线段引射线时，该射线可以设定为固定方向，例如：沿直角坐标系的Y轴方向。此时，可设目标建筑物的边界的一条边界线段所在的直线的方程为：y＝k1x+b1，则将待识别点D(X,Y)的横坐标X代入直线方程，得到一个Y值，记为Y0。再判断待识别点的坐标是否在该线段的经度范围内，若不在该经度范围内时，沿直角坐标系的Y轴方向向该线段所作的射线将不与该线段产生交点，故不考虑该线段。此时，取该建筑物的另一边界线段，将待识别点O的横坐标X带入该边界线段所在的直线的方程y＝k2x+b2得到一个Y值，记为Y1。再通过判断待识别点的坐标是否在这一线段的经度范围内，来判断沿直角坐标系的Y轴方向向该线段作射线时，射线是否与该线段产生交点。依次类推，直到找到一条线段的经度范围包括待识别点C的经度值时，从待识别点沿直角坐标系的Y轴方向向该线段作射线，然后计算该射线与目标建筑物所有边界线段的交点个数为奇数还是偶数。
在步骤103中，判断待识别终端是否位于目标建筑物内时，出现以下情况是确定待识别终端位于室外：
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的任一线段引射线，在射线与目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个，且待识别终端所处位置位于第一线段之外时，确定待识别终端位于目标建筑物外；
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的任一线段引射线，在射线与目标建筑物边界的所有线段的交点数目为偶数，且该射线不经过目标建筑物边界的顶点时，确定待识别终端位于目标建筑物外。
其中，在射线与目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个时，待识别点与该第一线段位于同一条直线上。
如图3所示，判断待识别终端301位于室内或室外时，可首先判断待识别终端与建筑物M的关系，根据上述方案可识别出待识别终端301位于建筑物M内；在判断待识别终端302位于室内或室外时，可首先判断待识别终端302与建筑物M的关系，在按照上述方案识别出待识别终端302位于建筑物M外时，再分别判断待识别终端302与建筑物N，建筑物P、建筑物Q、建筑物S等建筑物的关系，在确认待识别终端302均不位于待识别终端第一距离内的建筑物内时，可确认待识别终端302位于所有建筑物外。该第一距离可设定为5km。
如图4所示，由待识别终端所处位置即待识别点E向建筑物边界的八条线段各做一条射线，其中的每条射线与该建筑物边界的所有线段交点个数均为两个，为偶数，则得出的结果为待识别点E位于建筑物外；由待识别点B向建筑物边界的八条线段各做一条射线，其中的每条射线与该建筑物边界的所有线段交点个数为一个或三个，均为奇数，则得出的结果为待识别点F位于室内。
如图5所示，由待识别点G向建筑物边界上的点I所在的线段引射线时，该射线经过点H和点I，该射线与该建筑物边界的所有线段的交点为2个，为偶数，但待识别点G向该建筑物边界的其它线段分别引射线时，射线与该建筑物边界的所有线段的交点为一个，为奇数。而待识别点G是位于建筑物内的，因此，以射线与建筑物边界的所有线段的交点的个数的奇偶性判断待识别点位于建筑物内外状况时，待识别点引向建筑物边界线段的射线不能经过建筑物的顶点。
在步骤101中，本发明实施例根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
获取建筑物边界的具体步骤包括：获取目标建筑物边界的顶点的经纬度；根据顶点的连线确定目标建筑物边界并获取目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
如表1所示的是一种GIS软件获取的一组建筑物边界顶点数据，其中第一列数据为顶点的经度值，第二列数据为顶点的纬度值。这五组顶点数据表示了五个顶点的坐标。其中，第一个顶点和第五个顶点重合。按照顺时针顺序或者逆时针顺序将五个顶点依次用线段连接，组合成的图形即为该建筑物边界。
表1 一组原始格式的建筑物边界顶点数据
如图2所示，一种室内外场景识别方法的具体流程包括：首先根据建筑物顶点坐标作出建筑物边界，再从待识别点向边界任一线段作射线，记下这些射线与所有边界线段的交点的个数的总和，再判断该个数的总和的奇偶性；如果该总数为偶数，则该待识别点在建筑物外，如果该总数为奇数，则该点在建筑物内；判断完待识别点与该建筑物的关系后，再根据上述步骤判断该待识别点与其它建筑物的关系。
本发明实施例所提供的室内外场景识别方法，通过获取标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息和标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息，并将第一经纬度信息和第二经纬度信息通过预设策略进行比对，根据比对结果识别终端是否位于目标建筑物内，快速高效地对终端的室内外场景进行识别，为终端应用提供准确的环境信息，进而有效提高终端的应用效果。
如图6所示，本发明实施例提供的室内外场景识别装置包括：
第一获取单元601，用于获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息；
第二获取单元602，用于获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息；
识别单元603，用于将第一经纬度信息和第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据比对结果识别待识别终端是否位于目标建筑物内。
识别单元603还用于：
待识别终端所处位置位于目标建筑物边界的任一线段上时，确定待识别终端位于目标建筑物内；
待识别终端所处位置与目标建筑物边界的任一线段的最小距离小于第一长度时，确定待识别终端位于目标建筑物内；
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的任一线段引射线，在射线与建筑物边界的所有线段的交点数目为奇数时，确定待识别终端位于目标建筑物内。
判断待识别终端所处位置即待识别点是否位于目标建筑物边界的一条线段上时，可以采用包含经纬度信息的坐标值对该线段进行数学描述：设该线段的两个端点坐标分别是A(X1,Y1)，B(X2,Y2)，待识别点C坐标为C(X,Y)，其中X为待识别点C的经度值，Y为待识别点C的纬度值，若min(X1,X2)≤X≤max(X1,X2)且min(Y1,Y2)≤Y≤max(Y1,Y2)，则待识别点C位于该线段上。
判断待识别终端所处位置与目标建筑物边界的一条线段的最小距离小于第一长度时，由待识别点向该线段引垂线，所引的垂线位于该待识别点和该线段间的长度即为待识别终端的坐标与该线段的最小距离。在本发明实施例中，由于待识别终端的坐标通过通信网络获取，可能具有一定范围内的误差，因此，在待识别终端的坐标与目标建筑物边界的一条线段的最小距离小于第一长度时，认为该待识别终端位于目标建筑物内。该第一长度预设为5m。
识别单元603还用于：
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的任一线段引射线，在射线与目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个，且待识别终端所处位置位于第一线段之外时，确定待识别终端位于目标建筑物外；
从待识别终端所处位置向目标建筑物边界的任一线段引射线，在射线与目标建筑物边界的所有线段的交点数目为偶数，且该射线不经过目标建筑物边界的顶点时，确定待识别终端位于目标建筑物外。
如图3所示，判断待识别终端301位于室内或室外时，可首先判断待识别终端与建筑物M的关系，根据上述方案可识别出待识别终端301位于建筑物M内；在判断待识别终端302位于室内或室外时，可首先判断待识别终端302与建筑物M的关系，在按照上述方案识别出待识别终端302位于建筑物M外时，再分别判断待识别终端302与建筑物N，建筑物P、建筑物Q、建筑物S等建筑物的关系，在确认待识别终端302均不位于待识别终端第一距离内的建筑物内时，可确认待识别终端302位于所有建筑物外。该第一距离可设定为5km。
第一获取单元601还用于：根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
第一获取单元601还用于：获取目标建筑物边界的顶点的经纬度；根据顶点的连线确定目标建筑物边界并获取目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
第二获取单元602从待识别终端的网络通信服务器上获取待识别终端的包含经纬度值的位置数据。
如表1所示的是一种GIS软件获取的一组建筑物边界顶点数据，其中第一列数据为顶点的经度值，第二列数据为顶点的纬度值。这五组顶点数据表示了五个顶点的坐标。其中，第一个顶点和第五个顶点重合。按照顺时针顺序或者逆时针顺序将五个顶点依次用线段连接，组合成的图形即为该建筑物边界。
本发明实施例所提供的室内外场景识别装置，通过获取标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息和标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息，并将第一经纬度信息和第二经纬度信息通过预设策略进行比对，根据比对结果识别终端是否位于目标建筑物内，快速高效地对终端的室内外场景进行识别，为终端应用提供准确的环境信息，进而有效提高终端的应用效果。
在实际应用中，第一获取单元601、第二获取单元602以及识别单元603均可由位于室内外场景识别装置上的中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、微处理器(MPU，Micro Processor Unit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)、或现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)等实现。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种室内外场景识别方法，其特征在于，所述方法包括：
获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息；
获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息；
将所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据所述比对结果识别所述待识别终端是否位于所述目标建筑物内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设策略包括：
所述待识别终端所处位置位于所述目标建筑物边界的任一线段上时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
所述待识别终端所处位置与所述目标建筑物边界的任一线段的最小距离小于第一长度时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述建筑物边界的所有线段的交点数目为奇数时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设策略还包括：
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个，且所述待识别终端所处位置位于所述第一线段之外时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的所有线段的交点数目为偶数，且所述射线不经过所述目标建筑物边界的顶点时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息，包括：根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息，包括：获取所述目标建筑物边界的顶点的经纬度；根据所述顶点的连线确定所述目标建筑物边界并获取所述目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
6.一种室内外场景识别装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息；
第二获取单元，用于获取用于标识待识别终端所处位置的第二经纬度信息；
识别单元，用于将所述第一经纬度信息和所述第二经纬度信息通过预设策略进行比对得到比对结果，根据所述比对结果识别所述待识别终端是否位于所述目标建筑物内。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述识别单元还用于：
所述待识别终端所处位置位于所述目标建筑物边界的任一线段上时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
所述待识别终端所处位置与所述目标建筑物边界的任一线段的最小距离小于第一长度时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述建筑物边界的所有线段的交点数目为奇数时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物内。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述识别单元还用于：
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的第一线段的交点数目为无数个，且所述待识别终端所处位置位于所述第一线段之外时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外；
从所述待识别终端所处位置向所述目标建筑物边界的任一线段引射线，在所述射线与所述目标建筑物边界的所有线段的交点数目为偶数，且所述射线不经过所述目标建筑物边界的顶点时，确定所述待识别终端位于所述目标建筑物外。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元还用于：根据地理信息系统GIS获取用于标识目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第一获取单元还用于：获取所述目标建筑物边界的顶点的经纬度；根据所述顶点的连线确定所述目标建筑物边界并获取所述目标建筑物边界的边界线段的第一经纬度信息。
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