CN111578949B - 室内定位方法及装置、存储介质和电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种室内定位方法及装置、存储介质和电子装置；其中，该方法包括：对室内的目标面进行扫描，得到与所述目标面对应的点云数据，其中，所述目标面的数量为多个，多个所述目标面围绕得到所述室内的空间；从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，所述目标点包括：所述室内中目标面与目标面之间的拐点和存在于所述目标面上的断点；根据所述目标点的点云数据建立目标坐标系；根据所述目标坐标系对所述室内的目标物体进行定位。通过本申请，解决了现有技术中室内定位准确度较低的问题，达到了提高室内定位精确度的效果。

Description

室内定位方法及装置、存储介质和电子装置

技术领域

本申请涉及定位领域，具体而言，涉及一种室内定位方法及装置、存储介质和电子装置。

背景技术

目前导航应用已经给人们出行带来了极大的方便，但是对小范围内的定位，例如，室内定位，其室内定位的准确度较低。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种室内定位方法及装置、存储介质和电子装置，以解决现有技术中室内定位准确度较低的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种室内定位的方法，包括：对室内的目标面进行扫描，得到与所述目标面对应的点云数据，其中，所述目标面的数量为多个，多个所述目标面围绕得到所述室内的空间；从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，所述目标点包括：所述室内目标面与目标面之间的拐点和存在于所述目标面上的断点；根据所述目标点的点云数据建立目标坐标系；根据所述目标坐标系对所述室内的目标物体进行定位。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种室内定位的装置，包括：扫描模块，用于对室内的目标面进行扫描，得到与所述目标面对应的点云数据，其中，所述目标面的数量为多个，多个所述目标面围绕得到所述室内的空间；确定模块，用于从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，所述目标点包括：所述室内目标面与目标面之间的拐点和存在于所述目标面上的断点；建立模块，用于根据所述目标点的点云数据建立目标坐标系；定位模块，用于根据所述目标坐标系对所述室内的目标物体进行定位。

根据本申请的另一方面，提供了一种计算机可读的存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述室内定位的方法。

根据本申请的另一方面，提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述室内定位的方法。

应用本申请的技术方案，通过对室内的目标面进行扫描，得到与目标面对应的点云数据，进而从点云数据中确定目标点的点云数据并建立目标坐标系，最后通过建立的目标坐标系对室内的目标物体进行定位，通过建立室内空间的坐标系，能够对室内的目标进行比较准确的定位，从而解决了现有技术中室内定位准确度较低的问题，达到了提高室内定位精确度的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本申请作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的室内定位的方法流程图；

图2是根据本申请实施例的室内中目标点的示意图；

图3是根据本申请实施例的室内定位的示意图；以及

图4是根据本申请实施例的室内定位的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请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术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。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。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本申请实施例提供了一种室内定位的方法，图1是根据本申请实施例的室内定位的方法流程图，如图1所示，该方法的步骤包括：

步骤S102，对室内的目标面进行扫描，得到与目标面对应的点云数据，其中，目标面的数量为多个，多个目标面围绕得到室内的空间；

步骤S104，从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，目标点包括：室内中目标面与目标面之间的拐点和存在于目标面上的断点；

步骤S106，根据目标点的点云数据建立目标坐标系；

步骤S108，根据目标坐标系对室内的目标物体进行定位。

通过本申请实施例中的步骤S102至步骤S108，通过对室内的目标面进行扫描，得到与目标面对应的点云数据，进而从点云数据中确定目标点的点云数据并建立目标坐标系，最后通过建立的目标坐标系对室内的目标物体进行定位，通过建立室内空间的坐标系，能够对室内的目标进行比较准确的定位，从而解决了现有技术中室内定位准确度较低的问题，达到了提高室内定位精确度的效果。

在本申请实施例的可选实施方式中，对于步骤S102中涉及到对室内的目标面进行扫描，得到与目标面对应的点云数据的方式进一步可以是：通过激光雷达对室内的目标面进行扫描，得到与多个目标面对应的点云数据。

需要说明的是，上述与多个目标面对应的点云数据为室内空间底部四周的点云数据，因为通常情况下目标物体是位于室内空间底部。但如果目标物体在室内是悬空状态，则该点云数据可以是整个室内空间的三维点云数据。

在本申请实施例的可选实施方式中，对于步骤S104中涉及到的从点云数据中确定目标点的点云数据进一步可以是：

步骤S104-11，根据点云数据计算相邻两点之间的距离，在距离超过预设阈值的情况下，确定相邻两点为断点；

步骤S104-12，根据点云数据将指定点之前的第一数量的点和指定点之后的第二数量的点使用最小二乘法分别拟合为对应的两条直线；

步骤S104-13，在两条直线的夹角大于0的情况下，确定指定点为阴角点或阳角点；其中，阴角点为两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凹性；阳角点为两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凸性；其中，目标点包括断点，阴角点以及阳角点。

如图2所示，本申请实施例中的目标点包括：阴角点，墙面上凹进去的夹角的点；阳角点，即墙面上突出的夹角点；断点，即墙面上不连续的位置，如门窗等处。

其中，在点云数据中，可以沿逆时针或顺时针方向对所有目标点进行如下计算：

断点：依次计算相邻两点之间的距离，当此距离明显大于雷达数据正常误差范围时，即认为是断点。其中，该正常误差范围即是上述中的预设阈值。

阴阳角的点：分别将某个点之前若干点和之后若干点使用最小二乘法拟合为直线，计算两直线夹角，当该夹角明显大于0°时，则该点是阴角的点或阳角的点。再将该点分别与其前后的点组成向量，计算两向量的向量积方向，便可以判断该夹角的凹凸性，从而得出该点是阴角或阳角。

在本申请实施例的可选实施方式中，对于步骤S106中涉及到的根据目标点的点云数据建立目标坐标系的方式，进一步可以是：

步骤S106-11，计算两两阴角点之间的距离，将计算结果与室内的目标面边线进行匹配以确定出阴角对；

步骤S106-12，确定断点和/或阳角点与阴角对之间的位置关系；

步骤S106-13，在位置关系与预设坐标系中所指示的位置关系一致的情况下，选择与预设坐标系中一致的墙面对应的阴角对，建立目标坐标系；其中，预设坐标系为室内预设的坐标系。

需要说明的是，室内的目标面边线和预设坐标系是已知的；也就是说，在本申请实施例中需要将扫描到的目标点于已知的坐标系和目标面边线进行匹配，以使得根据目标点的点云数据建立的坐标系更加准确，如图3所示，一个典型的房间二维地图，包括：墙壁1、门、局部凸起等房间结构常见要素。根据设计图纸或实测数据，已知房间长、宽、门洞位置等几何信息。以其中一个墙角为房间坐标系原点，沿相互垂直的两道墙定义坐标系2的x轴和y轴，定义符合右手定则。移动设备3位于房间内，其上设备上安装有激光雷达，其位置和姿态可以用图3中箭头所代表的向量。

上述步骤S106-11至步骤S106-13，以室内空间为矩形为例，具体可以是：将所有找到的阴角两两配对，计算两点之间的距离，当该距离与已知房间长或宽一致时，该对点即为位于房间长边或短边上的墙角。每一个阴角对以及位于两阴角之间所有的点代表了室内空间的某一面，进一步地，选择之前确定的断点、凸点等目标点，分别与所找到的阴角对进行验证，判断这些目标点与阴角对之间的位置关系。由于这些目标点在室内空间的某一面墙上的关系已知，则可根据目标点与阴角对的位置关系，得出阴角对与室内墙面的对应关系。选择与预设坐标系一致的墙面对应的两对阴角对，建立起目标坐标系。可见，在本申请实施例中将扫描到的点云数据与预设坐标系进行比对，以验证测量数据是否准确，从而使得以此建立的坐标系更加准确，以使后续定位更加准确。

在本申请实施例的可选实施方式中，对于步骤S108中涉及到的根据目标坐标系对室内的目标物体进行定位的方式，进一步可以是：

步骤S108-11，计算目标物体在目标坐标系中的向量起点；

步骤S108-12，确定向量起点与目标坐标系中的阴角对之间的距离以及目标物体的行驶方向。

通过上述步骤S108-11和步骤S108-12可知，在找到目标坐标系中两坐标轴上的阴角对后，分别计算目标物体向量的起点与该阴角对组成直线之间的距离及方向，即可得到目标物体在房间坐标系中的位置和方向，从而完成对目标物体的定位。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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（如ROM/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本申请各个实施例的方法。

本申请实施例提供了一种室内定位的装置，图4是根据本申请实施例的室内定位的装置结构示意图，如图4所示，该装置包括：

扫描模块42，用于对室内的目标面进行扫描，得到与目标面对应的点云数据，其中，目标面的数量为多个，多个目标面围绕得到室内的空间；

确定模块44，用于从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，目标点包括：室内中目标面与目标面之间的拐点和存在于目标面上的断点；

建立模块46，用于根据目标点的点云数据建立目标坐标系；

定位模块48，用于根据目标坐标系对室内的目标物体进行定位。

可选地，扫描模块，还用于通过激光雷达对室内的目标面进行扫描，得到与多个目标面对应的点云数据。

可选地，本申请实施例中的确定模块44进一步可以包括：第一计算单元，用于根据点云数据计算相邻两点之间的距离；第一确定单元，用于在距离超过预设阈值的情况下，确定相邻两点为断点；处理单元，用于根据点云数据将指定点之前的第一数量的点和指定点之后的第二数量的点使用最小二乘法分别拟合为对应的两条直线；第二确定单元，用于在两条直线的夹角大于0的情况下，确定指定点为阴角点或阳角点；其中，阴角点为两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凹性；阳角点为两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凸性；其中，目标点包括断点，阴角点以及阳角点。

可选地，本申请实施例中的建立模块46进一步可以包括：第二计算单元，用于计算两两阴角点之间的距离；匹配单元，用于将计算结果与室内的目标面边线进行匹配以确定出阴角对；第三确定单元，用于确定断点和/或阳角点与阴角对之间的位置关系；建立单元，用于在位置关系与预设坐标系中所指示的位置关系一致的情况下，选择与预设坐标系中一致的墙面对应的阴角对，建立目标坐标系；其中，预设坐标系为室内预设的坐标系。

可选地，本申请实施例中的定位模块48进一步可以包括：计算目标物体在目标坐标系中的向量起点；确定向量起点与目标坐标系中的阴角对之间的距离以及目标物体的行驶方向。

通过对室内的目标面进行扫描，得到与目标面对应的点云数据，进而从点云数据中确定目标点的点云数据并建立目标坐标系，最后通过建立的目标坐标系对室内的目标物体进行定位，通过建立室内空间的坐标系，能够对室内的目标进行比较准确的定位，从而解决了现有技术中室内定位准确度较低的问题，达到了提高室内定位精确度的效果。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述做出相应解释。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种室内定位的方法，其特征在于，包括：

对室内的目标面进行扫描，得到与所述目标面对应的点云数据，其中，所述目标面的数量为多个，多个所述目标面围绕得到所述室内的空间；

从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，所述目标点包括：所述室内目标面与目标面之间的拐点和存在于所述目标面上的断点；

根据所述目标点的点云数据建立目标坐标系；

根据所述目标坐标系对所述室内的目标物体进行定位；

根据所述目标点的点云数据建立目标坐标系，包括：

计算两两阴角点之间的距离，将计算结果与所述室内的目标面边线进行匹配以确定出阴角对；

确定所述断点和/或阳角点与所述阴角对之间的位置关系；

在所述位置关系与预设坐标系中所指示的位置关系一致的情况下，选择与所述预设坐标系中一致的墙面对应的阴角对，建立所述目标坐标系；其中，所述预设坐标系为所述室内预设的坐标系；

根据所述目标坐标系对所述室内的目标物体进行定位，包括：

计算所述目标物体在所述目标坐标系中的向量起点；

确定所述向量起点与所述目标坐标系中的阴角对之间的距离以及所述目标物体的行驶方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对室内的目标面进行扫描，得到与所述目标面对应的点云数据包括：

通过激光雷达对所述室内的目标面进行扫描，得到与多个所述目标面对应的点云数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从点云数据中确定目标点的点云数据，包括：

根据所述点云数据计算相邻两点之间的距离；

在所述距离超过预设阈值的情况下，确定所述相邻两点为断点；

根据所述点云数据将指定点之前的第一数量的点和所述指定点之后的第二数量的点使用最小二乘法分别拟合为对应的两条直线；

在所述两条直线的夹角大于0的情况下，确定所述指定点为阴角点或阳角点；其中，所述阴角点为所述两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凹性；所述阳角点为所述两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凸性；

其中，所述目标点包括所述断点、所述阴角点以及所述阳角点。

4.一种室内定位的装置，其特征在于，包括：

扫描模块，用于对室内的目标面进行扫描，得到与所述目标面对应的点云数据，其中，所述目标面的数量为多个，多个所述目标面围绕得到所述室内的空间；

确定模块，用于从点云数据中确定目标点的点云数据，其中，所述目标点包括：所述室内目标面与目标面之间的拐点和存在于所述目标面上的断点；

建立模块，用于根据所述目标点的点云数据建立目标坐标系；

定位模块，用于根据所述目标坐标系对所述室内的目标物体进行定位；

所述确定模块包括：

第一计算单元，用于根据所述点云数据计算相邻两点之间的距离；

第一确定单元，用于在所述距离超过预设阈值的情况下，确定所述相邻两点为断点；

处理单元，用于根据所述点云数据将指定点之前的第一数量的点和所述指定点之后的第二数量的点使用最小二乘法分别拟合为对应的两条直线；

第二确定单元，用于在所述两条直线的夹角大于0的情况下，确定所述指定点为阴角点或阳角点；其中，所述阴角点为所述两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凹性；所述阳角点为所述两条直线所组成的向量积方向所指示的凹凸性为凸性；

其中，所述目标点包括所述断点，所述阴角点以及所述阳角点；

所述建立模块包括：

第二计算单元，用于计算两两阴角点之间的距离；

匹配单元，用于将计算结果与所述室内的目标面边线进行匹配以确定出阴角对；

第三确定单元，用于确定所述断点和/或阳角点与所述阴角对之间的位置关系；

建立单元，用于在所述位置关系与预设坐标系中所指示的位置关系一致的情况下，选择与所述预设坐标系中一致的墙面对应的阴角对，建立所述目标坐标系；其中，所述预设坐标系为所述室内预设的坐标系。

5.一种计算机可读的存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行所述权利要求1至3任一项中所述的方法。

6.一种电子装置，包括存储器和处理器，其特征在于，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行所述权利要求1至3任一项中所述的方法。