CN112986908B - 定位标定方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定位标定系统、方法及存储介质，包括可移动平台及后台处理设备；可移动平台包括可移动装置及数据处理装置；标定模组至少包括两种不同类型的定位传感器，定位传感器用于实时获取可移动平台的原始标定信息；数据处理装置用于实时获取可移动平台的无线定位信息并获取原始标定信息；无线定位信息和原始标定信息均包括可移动平台的位置坐标及对应的时间戳；后台处理设备包括存储模块及定位轨迹演示模块；存储模块用于存储原始标定信息和所述无线定位信息；定位轨迹演示模块用于根据原始标定信息和无线定位信息生成可移动平台在虚拟地图上的动态轨迹。上述定位标定系统对于定位测量系统的标定环境适用范围广。

Description

定位标定方法、系统及存储介质

技术领域

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种定位标定方法、系统及存储介质。

背景技术

高精度定位服务是车联网、物联网、工业互联网等新兴信息产业中的关键支撑服务。例如，无人驾驶汽车、车辆管理、位置信息查询、智能搬运机器人、位置交友、导航等等。未来将有海量的智能网联终端需要实时、可靠地精确定位以实现其功能。

在室外开阔区域，以GPS、北斗为代表的卫星导航系统及其增强技术提供了精准的普适导航定位服务，然而在室内和城区环境下，卫星导航系统由于信号易受遮蔽而性能显著下降，甚至失效。例如，对于停车场、机场、室内大型商超商铺等特殊场景，卫星导航系统无法准确定位。因此，目前的定位测量系统利用无线通信信号（包括移动通信基站、超宽带、Wi-Fi、蓝牙等）等新技术对移动目标进行精确定位。对于定位测量系统往往需要一套具有更精准定位性能的定位标定系统，用于校准定位测量系统的定位结果，从而验证其准确性与可靠性。例如，定位标定系统的定位精度在毫米级，定位测量系统的定位精度厘米级。在相同的测试环境下，比对定位标定系统与定位测量系统的定位结果，便可验证新研究定位技术的有效性和精准度。因此，建立一套实时性强、可靠性高、扩展性优的定位标定系统，变得尤为重要。

目前，室外主流定位技术主要包括GPS、北斗为代表的卫星导航系统及其增强技术，室内定位主流手段主要包括激光雷达、二维码等。由于受限于定位模组本身的硬件性能及环境特征值，使得传统的定位标定系统更偏向于独特的定位场景或定位环境。例如，基于影像识别的标定系统，其利用摄像头、激光雷达工图等获取道路和建筑材料的影像信息，进行高度、长度等特征识别，从而建立标定系统，但这样的标定系统随着光线、环境的变化，影像的清晰程度也会变化，对于固定场景进行标定较为友善，对于动态场景标定存在劣势；又或者一种基于虚拟信标的轨交信号产品车辆定位校准系统，采用多传感器同步采集与感知融合实时计算车载设备位置的技术方案，设置于列车运行轨道旁不同特征标的物，利用对标的物的特征变化的感知来构建标定系统，但这样的标定系统更适合轨道这种特殊场景定位，普适性不高。

发明内容

基于此，有必要针对传统的定位标定系统无法适用于特殊场景从而无法对新的定位测量系统的测量结果进行有效验证的问题，提供一种定位标定系统、方法及存储介质。

一种定位标定系统，包括：可移动平台及后台处理设备；所述可移动平台包括可移动装置及设置于所述可移动装置上的标定模组及数据处理装置；所述标定模组至少包括两种不同类型的定位传感器，所述定位传感器用于实时获取所述可移动平台的原始标定信息；所述数据处理装置与所述标定模组连接，所述数据处理装置用于实时获取所述可移动平台的无线定位信息并获取所述原始标定信息；所述无线定位信息和所述原始标定信息均包括所述可移动平台的位置坐标及对应的时间戳；

所述后台处理设备与所述数据处理模块通过无线大宽带传输信道通信连接，所述后台处理设备包括存储模块及定位轨迹演示模块；所述存储模块与所述定位轨迹演示模块连接；所述存储模块用于存储所述原始标定信息和所述无线定位信息；所述定位轨迹演示模块用于根据所述原始标定信息和所述无线定位信息生成所述可移动平台在虚拟地图上的动态轨迹。

在其中一个实施例中，所述数据处理装置还用于将各定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息，所述融合标定信息包括所述可移动平台的位置坐标及对应的时间戳；

所述存储模块还用于存储所述融合标定信息；所述定位轨迹演示模块用于生成所述可移动平台在所述虚拟地图上的第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的至少一种；所述第一动态轨迹根据各定位传感器获得的原始标定信息分别生成；所述第二动态轨迹根据所述融合标定信息生成；所述第三动态轨迹根据所述无线定位信息生成。

在其中一个实施例中，所述定位轨迹演示模块还用于根据所述原始标定信息、所述融合标定信息及所述无线定位信息生成定位误差分布曲线；和/或

所述定位轨迹演示模块还用于放大所述虚拟地图上的预设位置。

在其中一个实施例中，所述数据处理装置包括工控机，所述工控机配置有数据接口及5G单元，所述工控机通过所述数据接口与各所述定位传感器连接，所述无线大宽带传输信道为5G通信无线传输信道；

所述后台处理设备还包括第二数据传输模块及定位模块；所述第二数据转发模块与所述5G单元通信连接并与所述定位模块、所述存储模块通信连接；

所述工控机将各定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理得到所述融合标定信息；所述工控机还用于向所述第二数据传输模块发送5G上行信道探测信号，所述定位模块用于根据所述5G上行信号探测信号得到所述无线定位信息。

在其中一个实施例中，所述数据处理装置包括工控机、融合定位模块及第一数据传输模块，所述工控机配置有数据接口，所述工控机通过所述数据接口与各所述定位传感器连接，所述工控机还与所述融合定位模块及所述第一数据传输模块通信连接，所述无线大宽带传输信道为5G通信无线传输信道；

所述后台处理设备还包括第二数据传输模块及5G数据处理模块；所述第二数据传输模块与所述第一数据传输模块通信连接并与所述5G数据处理模块及所述存储模块通信连接；

所述工控机将各定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理得到所述融合标定信息；

所述定位传感器中至少有一个为惯性测量单元传感器，所述第一数据传输模块用于向所述第二数据传输模块发送5G上行信道探测信号，所述5G数据处理模块用于根据所述5G上行信号探测信号得到所述可移动平台的5G测量信息，所述融合定位模块用于对所述5G测量信息和所述惯性测量单元传感器测量的原始标定信息进行融合处理得到所述无线定位信息。

在其中一个实施例中，所述标定模组包括超宽带传感器、惯性测量单元传感器、差分传感器、视频传感器、蓝牙传感器、无线通信传感器、激光雷达、卫星导航模组中的至少一种。

在其中一个实施例中，所述可移动平台的数量为多个，所述定位轨迹演示模块用于生成其中一个或多个所述可移动平台在所述虚拟地图上的动态移动轨迹。

在其中一个实施例中，所述定位轨迹演示模块还用于对所述可移动平台的状态进行监测，并在所述可移动平台出现异常时报警。

一种定位标定方法，包括：

实时获取移动目标的原始标定信息和无线定位信息；所述原始标定信息由至少两种不同类型的定位传感器获得；所述无线定位信息和所述原始标定信息均包括所述移动目标的位置坐标及对应的时间戳；

根据所述原始标定信息和所述无线定位信息生成所述移动目标在虚拟地图上的动态轨迹。

在其中一个实施例中，还包括：

将各所述定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理以得到融合标定信息；所述融合标定信息包括可移动平台的位置坐标及对应的时间戳；

生成所述可移动平台在所述虚拟地图上的第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的至少一种；

其中，所述第一动态轨迹根据各所述定位传感器获得的原始标定信息分别生成；所述第二动态轨迹根据所述融合标定信息生成；所述第三动态轨迹根据所述无线定位信息生成。

在其中一个实施例中，还包括：

根据所述原始标定信息、所述融合标定信息及所述无线定位信息生成定位误差分布曲线；和/或放大所述虚拟地图上的预设位置。

在其中一个实施例中，获取无线定位信息包括：

获取5G上行信号探测信号并根据所述5G上行信号探测信号得到所述无线定位信息。

在其中一个实施例中，所述定位传感器中至少有一个为惯性测量单元传感器；获取无线定位信息包括：

获取5G上行信号探测信号；

根据所述5G上行信号探测信号得到所述可移动平台的5G测量信息；

对所述5G测量信息和所述惯性测量单元传感器测量的原始标定信息进行融合处理得到所述无线定位信息。

在其中一个实施例中，还包括：

根据多个所述移动目标的原始标定信息和无线定位信息生成各移动目标在所述虚拟地图上的动态轨迹。

在其中一个实施例中，还包括：

获取所述移动目标的状态，并在所述移动目标异常时报警。

一种存储介质，其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如上任一项所述的方法的步骤。

上述定位标定方法、系统及存储介质将可移动平台作为定位终端，定位模组包括多个不同类型的定位传感器，使得提高定位标定系统的普适性，从而能够对新的定位测量系统在各种场景下进行标定。尤其是在定位模组同时包含适用于室内定位的激光雷达等定位传感器及适用于室外定位的卫星导航模组等定位传感器时，使得定位标定系统能够覆盖室内、室外或室内外切换定位环境，覆盖范围广。并且，定位标定系统利用最新的无线大带宽技术，使得可以快速传输海量原始测量数据，实时获取包含时间戳的无线定位信息及各个定位传感器的原始标定信息更有助于对定位测量系统实现实时动态标定。并且，将存储模块配置为云端的无线数据库有利于实现数据共享，从而有利于对定位科研平台的完善。并且，不同的定位技术测量到的数据格式不一致，相同时间内测量到的数据量大小也不一样，本实施例中可以将不同的定位技术测得的坐标位置转换为统一坐标系下的坐标且转换为相同格式，根据各个定位技术的数据生成可移动平台的动态轨迹，有利于直观的分析各种定位技术在不同的环境下的测量准确度，实现对定位测量系统的高效标定。

附图说明

图1为一实施例中的定位标定系统的结构框图；

图2为另一实施例中的定位标定系统的结构框图；

图3为又一实施例中的定位标定系统的结构框图；

图4一实施例中的定位标定方法的流程图；

图5一实施例中的计算机设备的结构示意图。

附图标记说明：

100、可移动平台；110、可移动装置；120、定位模组；121、定位传感器；130、数据处理装置；131、工控机；132、融合定位模块；133、第一数据传输模块；200、后台处理设备；210、存储模块；220、定位轨迹演示模块；230、定位模块；240、第二数据传输模块；250、调度模块；260、5G数据处理模块；300、无线大宽带传输信道；310、5G通信无线传输信道。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请一实施例提供一种定位标定系统，通过该系统可以实现对定位测量系统的测量结果的验证，也即实现对定位测量系统的标定。传统技术中，由于卫星导航系统等定位测量系统在室内或城区等环境下无法准确定位，为了改进该问题采用基于无线通信信号的定位测量系统等新的定位测量系统进行定位，然而传统的定位标定系统由于受限于定位模组本身的硬件性能及环境特征值，使其更加偏向于独特的定位场景或定位环境，普适性不高，从而无法在各种环境下对定位测量系统进行标定。本案提供的定位标定系统能够很好地解决上述问题。

图1为一实施例中的定位标定系统的结构框图。如图1所示，定位标定系统包括可移动平台100及后台处理设备200。可移动平台100包括可移动装置110及设置于可移动装置110上的标定模组及数据处理装置130。

可移动装置110不限定移动方式，可以是自主导航移动，也可以是手动操控移动等。可移动装置110不限定移动方向，可以水平横向移动，也可垂直纵向移动，还可以旋转移动等；可移动装置110不限定尺寸以及外观结构，根据实际需求进行配置。可移动平台100可以支持长时间稳定的路径导航功能，能够覆盖20%高长比以下的爬坡场景，还可以具备自动避障或绕障但不终止导航任务的功能。可移动装置110可以进行有线充电、无线充电、蓄电池供电等多种供电方式。在一些示例中，可移动装置110可以包括移动底盘从而在地面上进行移动。在另一些示例中，可移动装置110还可以包括无人机，无人机配置有旋翼从而在空中进行移动。在又一些示例中，可移动装置110还可以包括可旋转装置，可以固定于无人驾驶汽车、搬运机器人上，通过可旋转装置可以改变标定模组的测量角度等，将无人驾驶汽车、搬运机器人等作为移动目标，从而对它们的定位进行标定。

标定模组和数据处理装置130均设置于可移动装置110上，使得标定模组和数据处理装置130随着可移动装置110的移动而移动。标定模组至少包括两种不同类型的定位传感器121。譬如，各定位传感器121可以分别为超宽带（UWB，Ultra Wide Band ）传感器、惯性测量单元（IMU ，Inertial Measurement Unit）传感器、差分传感器、视频传感器、蓝牙传感器、无线通信（Wi-Fi）传感器、激光雷达、卫星导航模组等等。其中，激光雷达可以是单线激光雷达，也可以是多线激光雷达。定位传感器121用于实时获取可移动平台100的原始标定信息。原始标定信息包括可移动平台100的位置坐标及对应的时间戳，从而可以将时间与定位坐标相对应，清楚可移动平台100在不同的时间的位置坐标。不同的定位传感器121由于测量精度可能存在差异，使得在同一时间各定位传感器121所检测到的可移动平台100的位置坐标在转换为同一个坐标系后可能相同，也可能具有一定的差异。标定模组中同一类型的定位传感器121可以有一个，也可以有多个。不同的定位传感器121可以分别位于可移动装置110上的合适位置，从而适应不同定位传感器121的测量特性，并且定位传感器121易于从可移动装置110上进行拆卸，从而改变定位传感器121的在可移动装置110上的位置，或者增加新的定位传感器121，或者拆除不需要的定位传感器121。

数据处理装置130与标定模组连接，数据处理装置130用于实时获取可移动平台100的无线定位信息并获取各定位传感器121实时获得的可移动平台100的原始标定信息。数据处理装置130上可以配置有无线通信定位设备，从而实时获取可移动平台100的无线定位信息，该无线定位信息可以包括可移动平台100的位置坐标及对应的时间戳，从而可以将时间与定位坐标相对应，清楚可移动平台100在不同的时间的坐标位置。在同一时间，各定位传感器121及无线通信定位设备由于测量方式不同所测得的可移动平台100的坐标位置转换为同一坐标系下仍然可能具有一定的差异。

在一些示例中，数据处理装置130可以包括数据处理单元和数据接收转发单元，数据处理单元和数据接收转发单元均直接或间接的与后台处理设备200通信连接，数据接收转发单元可以与数据处理单元通过有线或无线的方式通信连接，数据处理单元可以包括一台或多台服务器，数据处理单元用于接收、处理、转发各个定位传感器121的获取的原始标定信息，数据接收转发单元用于实现数据处理单元与后台处理设备200之间的数据传输。在其他示例中，可以将数据接收转发单元和数据处理单元集成于一体。

后台处理设备200与数据处理模块通过无线大宽带传输信道300通信连接。譬如，后台处理设备200与数据处理模块可以通过5G、Wi-Fi等方式通信连接，从而实现数据互传。后台处理设备200可以包括一台或多台服务器，服务器用于搭建调度系统、存储系统、定位轨迹演示系统等。后台处理设备200包括存储模块210及定位轨迹演示模块220。存储模块210可以与数据处理装置130通信连接还可以与定位轨迹演示模块220连接。存储模块210用于存储包括但不限于原始标定信息和无线定位信息。定位轨迹演示模块220用于根据原始标定信息和无线定位信息生成并显示可移动平台100在虚拟地图上的动态轨迹。

在一些示例中，存储模块210可以是本地存储器，本地存储器和定位轨迹演示模块220可以配置于同一台服务器上，也可以配置于不同的服务器上。当本地存储器和定位轨迹演示模块220配置于不同服务器上时，各服务器通信连接。在其他示例中，存储模块210可以是部署于私有云端的无线数据库，通过账户管理，开放数据接口，使得可以将原始标定信息和无线定位信息等数据存储于无线数据库并从无线数据库获取其存储的各类数据，从而支撑定位科研平台的持续完善。

在一些示例中，存储模块210可以将不同定位技术所产生的数据存放于以定位技术名称命名的统计文件，例如“激光雷达.xls”、“蓝牙.xls”等。当同一个类型的定位传感器121有多个时可以以数字序号对统计文件进行标号，例如“激光雷达1.xls”、“激光雷达2.xls”等。各文件可以包括时间戳、定位坐标结果、原始测量数据及定位坐标系等等。其中，对于各个定位传感器121，其测量的原始标定信息中的位置坐标即为原始测量数据，对于无线通信定位设备，无线定位信息中的位置坐标即为原始测量数据。时间戳与原始测量数据相对应。原始测量数据格式可根据实际需求进行设置，研究人员可通过文件名、时间戳过滤等方法，快速获取所需要的数据。定位坐标系可以是原始测量的坐标系，譬如，各定位传感器121的定位坐标系可以是以各定位传感器121的中心为原点的坐标系。定位坐标结果可以是将各个原始测量数据转换为同一坐标系后的坐标。所转换的统一坐标系可以根据实际需求进行设置。时间戳的时间单位可以优于毫秒级，从而便于实时的动态定位。

在一些示例中，定位轨迹演示模块220将各个原始标定信息及无线定位信息均中的位置坐标均转换为同一坐标系下的坐标，并将转换统一坐标系后的数据存储于存储模块210中。定位轨迹演示模块220还可以具备地图功能，例如能够模拟出道路或其他障碍物。具体的，可以将地图存储于存储模块210，定位轨迹演示模块220从存储模块210获取地图并根据所获取的地图及建立可移动平台100当前所处位置的虚拟地图。也可以是定位传感器121中至少含有视频传感器，定位轨迹演示模块220根据视频传感器检测的图像建立可移动平台100当前所处位置的虚拟地图。

在第一示例中，定位轨迹演示模块220可以根据其中的一个或多个定位传感器121所检测的原始标定信息分别生成可移动平台100的一个或多个动态轨迹。在第二示例中，定位轨迹演示模块220可以根据无线定位信息生成可移动平台100的动态轨迹。在第三实施例中，定位轨迹演示模块220可以根据各定位传感器121检测的原始标定信息先得到可移动平台100较准确的定位信息，譬如，选择各时间段各定位传感器121所检测的原始标定信息中较准确的一个作为可移动平台100的定位信息，或者计算各定位传感器121所检测的原始标定信息中坐标的平均值作为可移动平台100的定位信息等等。定位轨迹演示模块220根据可移动平台100较准确的定位信息生成可移动平台100的动态轨迹。在第四实施例中，定位轨迹演示模块220可以根据各定位传感器121检测原始标定信息及无线定位信息先得到可移动平台100较准确的定位信息，再根据可移动平台100较准确的定位信息生成可移动平台100的动态轨迹。各实施例中生成的可移动平台100的动态轨迹分别叠加显示于虚拟地图上，并且各个实施例中的动态轨迹可以进行任意的组合显示，从而可以让操作人员直观的了解可移动平台100运动过程中所处位置以及其周围的障碍物等等。

在一些示例中，定位轨迹演示模块220可以包括显示屏，从而将可移动平台100在虚拟地图上的各个动态轨迹显示于显示屏上。在其他实施例中，定位轨迹演示模块220可以包括VR设备，从而VR设备将可移动平台100在虚拟地图上的各个动态轨迹进行虚拟显示。

在一些示例中，定位轨迹演示模块220可以实时显示可移动平台100在虚拟地图上的的各个动态轨迹。在其他示例中，定位轨迹演示模块220还可以支持回放功能，显示可移动平台100在虚拟地图上的历史动态轨迹。

本实施例所提供的可移动平台100的动态轨迹可以用于验证无线通信定位设备所得到的无线定位信息的准确度，从而对无线通信定位设备进行标定。可移动平台100的各个动态轨迹也可以用于验证其他的定位测量系统所得到的定位信息的准确度，从而对其他定位测量系统进行标定。

上述定位标定系统将可移动平台100作为定位终端，定位模组120包括多个不同类型的定位传感器121，使得提高定位标定系统的普适性，从而能够对新的定位测量系统在各种场景下进行标定。尤其是在定位模组120同时包含适用于室内定位的激光雷达等定位传感器121及适用于室外定位的卫星导航模组等定位传感器121时，使得定位标定系统能够覆盖室内、室外或室内外切换定位环境，覆盖范围广。并且，定位标定系统利用最新的无线大带宽技术，使得可以快速传输海量原始测量数据，实时获取包含时间戳的无线定位信息及各个定位传感器121的原始标定信息更有助于对定位测量系统实现实时动态标定。并且，将存储模块210配置为云端的无线数据库有利于实现数据共享，从而有利于对定位科研平台的完善。并且，不同的定位技术测量到的数据格式不一致，相同时间内测量到的数据量大小也不一样，本实施例中可以将不同的定位技术测得的坐标位置转换为统一坐标系下的坐标且转换为相同格式，根据各个定位技术的数据生成可移动平台100的动态轨迹，有利于直观的分析各种定位技术在不同的环境下的测量准确度，实现对定位测量系统的高效标定。

在一实施例中，数据处理装置130还用于将各定位传感器121获得的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息，融合标定信息包括可移动平台100的位置坐标及对应的时间戳。融合处理可以采用传统技术中为本领域技术人员所熟知的任意一种技术，此处不赘述。融合处理后所得到的融合标定信息中的位置坐标相比于各定位传感器121所检测的原始标定信息中的位置坐标均更加准确，且融合标定信息中的位置坐标的精确度至少比无线定位信息中的位置坐标的精确度至少高一个数量级。

存储模块210还用于存储融合标定信息。定位轨迹演示模块220用于生成并显示可移动平台100在虚拟地图上的第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的至少一种。第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的可移动平台100的位置坐标系均为同一坐标系，从而有利于对比各动态轨迹之间的差异。其中，第一动态轨迹根据各定位传感器121测得的原始标定信息分别生成。第二动态轨迹根据融合标定信息生成。第三动态轨迹根据无线定位信息生成。

后台处理设备200可以配置目标服务器组，定位轨迹演示模块220可以包括目标服务器组内的部分或全部软件程序，还可以包括目标服务器组的显示屏等硬件结构。操作人员可以通过键盘、鼠标、触控屏等输入设备向定位轨迹演示模块220输出需求命令，定位轨迹演示模块220根据需求命令生成第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的任意一种。其中第二动态轨迹的定位精度相比于第一动态轨迹、第三动态轨迹更高，可以用于对无线通信定位设备进行标定，也可以用于分析定位模组120中各种定位传感器121的定位精度。

在其他实施例中，数据处理装置130还可以将无线定位信息及各传感器检测的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息，融合标定信息包括位置坐标信息和时间戳。本实施例中，将无线定位信息也作为定位标定系统的标定信息，从而提高融合标定信息中的位置坐标的精度。定位轨迹演示模块220根据该融合标定信息得到的可移动平台100在虚拟地图上的动态轨迹精度较高，可以用于标定其他定位测量系统。

在一实施例中，定位轨迹演示模块220还用于根据原始标定信息、融合标定信息及无线定位信息生成并显示定位误差分布曲线。在其他实施例中，定位轨迹演示模块220还用于放大虚拟地图上的预设位置。定位误差分布曲线可以表示出各种定位传感器121、无线通信定位设备在定位过程中的测距误差情况。当虚拟地图上显示同一个可移动平台100的多条动态轨迹时，定位轨迹演示模块220可以自动定位并放大显示虚拟地图上各条动态轨迹之间差异较大的部分，或者定位轨迹演示模块220也可以根据操作人员通过输入设备输入的需求命令放大虚拟地图上的指定位置。放大比例可以根据实际需求进行调节。

在一实施例中，如图2所示，数据处理装置130包括工控机131。工控机131配置有数据接口及5G单元。工控机131通过数据接口与各定位传感器121连接，从而工控机131通过数据接口能够实时接收各个定位传感器121测得的原始标定信息。工控机131用于将各定位传感器121实时检测的可移动平台100的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息，融合标定信息中的位置坐标的精确度较高，至少比无线定位信息中的位置坐标的精确度高一个数量级，融合标定信息中各位置坐标均可以带有优于毫秒级的时间戳，使得可以将时间与可移动平台100的位置坐标相对应，从而便于实现对可移动平台100的动态定位。

5G单元可以包括5G SIM（Subscriber Identity Module）卡，工控机131上配置有对应的卡槽，从而将5GSIM卡集成于工控机131上。无线大宽带传输信道300为5G通信无线传输信道310。本实施例中工控机131能够同时作为5G终端，工控机131作为输出处理装置中的数据处理单元进行数据处理，5G单元作为数据接收转发单元并集成于工控机131上。

后台处理设备200还包括第二数据传输模块240及定位模块230。第二数据传输模块240可以是5G信号接收转发设备，例如，可以指5G核心网、5G基站等等。第二数据传输模块240能够成功建立5G小区，与5G终端（本实施例中为工控机131）之间构成5G通信无线传输信道310，实现大带宽无线通信。第二数据传输模块240与5G单元通信连接，并与定位模块230、存储模块210通信连接。工控机131还用于向第二数据传输模块240发送5G上行信道探测信号（也可以称为信道探测参考信号（SRS,Sounding Reference Signal）），工控机131发送5G上行信道探测信号时可以遵循3GPP标准协议。定位模块230根据5G上行信号探测信号得到无线定位信息，本实施例中的无线定位信息基于5G信号定位技术获得。无线定位可以是以工控机131中心点为定位目标，即无线定位信息中的位置坐标可以是工控机131中心点的坐标。本实施例中，工控机131将各定位传感器121检测的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息时，标定的定位目标可以是工控机131中心，从而使得标定中心与无线定位中心保持一致。

定位轨迹演示模块220根据实际需求显示根据不同定位技术所生成的可移动平台100的动态轨迹。譬如，可以以定位标定系统中定位精度最高的轨迹作为标定轨迹a，以新研究5G信号定位轨迹作为轨迹b，以多线激光雷达定位轨迹作为轨迹c等。在基于相同时间、相同环境、相同目标物的前提下，能够直观、清晰获取各类数据对比的可视化结果。定位轨迹演示模块220还可以支持比例尺可配的“放大”各动态轨迹差异处的定位结果，支持生成测距误差分布曲线、定位误差分布曲线等，从而获得精细的比对结果。

在另一实施例中，如图3所示，数据处理装置130包括工控机131、融合定位模块132及第一数据传输模块133。工控机131配置有数据接口，工控机131通过数据接口与各定位传感器121连接，从而工控机131通过数据接口能够实时接收各个定位传感器121的原始标定信息并将各传感器检测的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息。融合标定信息中的位置坐标的精确度较高，至少比无线定位信息中的位置坐标的精确度高一个数量级，融合标定信息中位置坐标可以带有优于毫秒级的时间戳，使得可以将时间与可移动平台100的位置坐标相对应，从而便于对可移动平台100的动态定位。

工控机131还与融合定位模块132及第一数据传输模块133通信连接，无线大宽带传输信道300为5G通信无线传输信道310。第一数据传输模块133可以包括5G路由器。后台处理设备200还包括第二数据传输模块240及5G数据处理模块260。第二数据传输模块240与第一数据传输模块133通信连接并与5G数据处理模块260、存储模块210通信连接。

第二数据传输模块240可以是5G信号接收转发设备，可以指5G核心网、5G基站等等。第二数据传输模块240能够成功建立5G小区，与5G终端（本实施例中为第一数据传输模块133）之间构成5G通信无线传输信道310，实现大带宽无线通信。第一数据传输模块133向第二数据传输模块240发送5G上行信道探测信号（也可以称为信道探测参考信号，第一数据传输模块133发送5G上行信道探测信号时可以遵循3GPP标准协议。5G数据处理模块260根据5G上行信号探测信号得到可移动平台100的5G测量信息。可移动平台100的5G测量信息可以包括可移动平台100的角度信息及第二数据传输模块240中的基站坐标等信息。

定位传感器121中至少有一个为惯性测量单元传感器，惯性测量单元传感器所测得的原始标定信息还通过工控机131转发给融合定位模块132。融合定位模块132还用于根据5G测量信息和惯性测量单元传感器测量的原始标定信息得到无线定位信息。本实施例中的无线定位信息利用5G+IMU融合定位技术获得。无线定位可以是以第一数据传输模块133的中心点为定位目标，即无线定位信息中的位置坐标可以是第一数据传输模块133中心点的坐标。本实施例中，工控机131将各定位传感器121检测的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息时，标定的定位目标可以是第一数据传输模块133中心点，从而使得标定中心与无线定位中心保持一致。

定位轨迹演示模块220根据实际需求显示根据不同定位技术所生成的可移动平台100的动态轨迹。譬如，可以以定位标定系统中定位精度最高的轨迹作为标定轨迹a，以新研究5G+IMU信号定位轨迹作为轨迹b，以多线激光雷达定位轨迹作为轨迹c等。在基于相同时间、相同环境、相同目标物的前提下，能够直观、清晰获取各类数据对比的可视化结果。定位轨迹演示模块220还可以支持比例尺可配的“放大”各动态轨迹差异处的定位结果，支持生成测距误差分布曲线、定位误差分布曲线等，从而获得精细的比对结果。

在其他实施例中，还可以配置为工控机131直接通过无线网卡搜索5G网络信号，从而将原始标定信息、融合标定信息等信息转发给后台处理设备200。

在一实施例中，请参阅图2或3，后台处理设备200还可以包括调度模块250。调度模块250可以与第二数据传输模块240通信连接。调度模块250用于控制可移动平台100工作，譬如包括控制可移动装置110的移动、目标模组中各定位传感器121开启定位或关闭定位、检测可移动平台100的工作状态等等。

在一实施例中，标定模组包括超宽带传感器、惯性测量单元传感器、差分传感器、视频传感器、蓝牙传感器、无线通信传感器、激光雷达、卫星导航模组中的至少一种。

在一实施例中，可移动平台100的数量为多个，定位轨迹演示模块220用于生成其中一个或多个可移动平台100在虚拟地图上的动态轨迹。

在一实施例中，定位轨迹演示模块220还用于对可移动平台100的状态进行监测，并在可移动平台100出现异常时报警。

上述定位标定系统，集成了多种定位传感器121用于测量，融合了多种定位技术，获取海量原始测量数据，能够保证在标定精准度不降低的前提下，同时覆盖室内、室外及室内外切换定位场景，支持静态或动态定位要求，满足各类新研究定位测量系统的标定要求；且定位标定系统支持统一后台处理设备200兼容多台移动平台在不同环境下同时标定，例如不同移动平台分布在各个楼层，每个楼层面积可以为1w平方米以上；或者某个移动平台在地下停车场，某个移动平台在室外停车场等。

上述定位标定系统借助于无线大带宽传输信道，保证后台处理设备200与可移动平台100之间的海量数据传输，例如新一代5G移动通信通过载波聚合能够达到600MHz的大带宽，峰值速率至少能够达到7Gbps。存储模块210中构建的无线大数据库有助于科研技术验证过程中及时纠错修错、创新思路、机器学习等。同时支持设置定位传感器121数据采集的频次、密度、间隔，为不同的科研实验提供不同规格的测量数据。

上述定位标定系统采用数据接口开放模式，可移动平台100中的数据处理装置130可以预留RJ45以及TTL、RS-232、RS-485等扩展端口，使得能够支持定位传感器121种类或数量上的扩展集成，例如可将图2实施例中的5G定位数据也作为标定系统的一部分，经过算法优化及接口处理，提升标定系统的定位精准度，同时也支持部分定位传感器121的移除，针对不同的定位精度需求，选择不同的精度的标定系统，良好的扩展性使得同一定位标定系统能够集成更多种类的定位技术组合，支持更丰富的测量标定场景需求。

上述定位标定系统可以通过激光雷达扫描或者高清摄像头影像识别等技术，自动生成精准模拟地图（维度不限），例如模拟道路、树木、建筑物等，于无线大数据库保持实时通信，获取并显示当前各类定位方法名称和坐标结果，并自动绘制动态每种定位方法的运动轨迹曲线，研究人员也可选择性查看其中某一条或某几条定位轨迹，也可选择性查看最近一段时间内的轨迹曲线；支持历史回放功能；支持VR系统可视化环境，通过匹配的定位数据以及移动平台环境高清图像数据，通过佩戴VR眼镜更为直观感受定位比对结果。

本申请还提供一种定位标定方法。图4为一实施例中的定位标定方法的流程图，如图4所示，定位标定方法包括以下步骤：

步骤S410，实时获取可移动目标的原始标定信息和无线定位信息。

其中，原始标定信息由至少两种不同类型的定位传感器获得；原始标定信息和无线定位信息均包括移动目标的位置坐标及对应的时间戳。移动目标可以指的是待测量目标，例如无人驾驶车辆、搬运机器人等，也可以指的是上述定位标定系统中的可移动平台。

步骤S420，根据原始标定信息和无线定位信息生成移动目标在虚拟地图上的动态轨迹。

上述定位标定方法能够提高定位标定的普适性，从而能够对新的定位测量系统在各种场景下进行标定。尤其是在定位模组同时包含适用于室内定位的激光雷达等定位传感器及适用于室外定位的卫星导航模组等定位传感器时，使得能够覆盖室内、室外或室内外切换定位环境的标定，覆盖范围广。并且，实时获取包含时间戳的无线定位信息及各个定位传感器的原始标定信息更有助于对定位测量系统实现实时动态标定。并且，不同的定位技术测量到的数据格式不一致，相同时间内测量到的数据量大小也不一样，本实施例中可以将不同的定位技术测得的坐标位置转换为统一坐标系下的坐标且转换为相同格式，根据各个定位技术的数据生成可移动平台的动态轨迹，有利于直观的分析各种定位技术在不同的环境下的测量准确度，实现对定位测量系统的高效标定。

在一实施例中，定位标定方法还包括将各所述定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理以得到融合标定信息；融合标定信息包括可移动平台的位置坐标及对应的时间戳；生成可移动平台在虚拟地图上的第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的至少一种；其中，第一动态轨迹根据各定位传感器获得的原始标定信息分别生成；第二动态轨迹根据所述融合标定信息生成；第三动态轨迹根据无线定位信息生成。

在一实施例中，定位标定方法还包括根据原始标定信息、融合标定信息及无线定位信息生成定位误差分布曲线；和/或放大虚拟地图上的预设位置。

在一实施例中，获取无线定位信息包括：获取5G上行信号探测信号并根据5G上行信号探测信号得到无线定位信息。在另一实施例中，定位传感器中至少有一个为惯性测量单元传感器。获取无线定位信息包括：获取5G上行信号探测信号；根据5G上行信号探测信号得到可移动平台的5G测量信息；对5G测量信息和惯性测量单元传感器测量的原始标定信息进行融合处理得到无线定位信息。

在一实施例中，根据多个移动目标的原始标定信息和无线定位信息生成各移动目标在虚拟地图上的动态轨迹。

在一实施例中，定位标定方法还包括获取移动目标的状态，并在移动目标异常时报警。

上述方法和系统可以在计算机设备中实现。该计算机设备的内部结构图如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现前述任一实施例中的定位标定方法的步骤。本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一实施例中，一种存储介质，其上存储有计算机程序。该计算机程序被处理器执行时实现如上任一方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (16)

1.一种定位标定系统，其特征在于，包括：可移动平台及后台处理设备；所述可移动平台包括可移动装置及设置于所述可移动装置上的标定模组及数据处理装置；所述标定模组至少包括两种不同类型的定位传感器，所述定位传感器用于实时获取所述可移动平台的原始标定信息；所述数据处理装置与所述标定模组连接，所述数据处理装置用于实时获取所述可移动平台的无线定位信息并获取所述原始标定信息；所述无线定位信息和所述原始标定信息均包括所述可移动平台的位置坐标及对应的时间戳；

所述后台处理设备与所述数据处理装置通过无线大宽带传输信道通信连接，所述后台处理设备包括存储模块及定位轨迹演示模块；所述存储模块与所述定位轨迹演示模块连接；所述存储模块用于存储所述原始标定信息和所述无线定位信息；所述定位轨迹演示模块用于根据所述原始标定信息和所述无线定位信息生成所述可移动平台在虚拟地图上的动态轨迹；

所述数据处理装置还用于将各定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理得到融合标定信息，所述融合标定信息包括所述可移动平台的位置坐标及对应的时间戳。

2.根据权利要求1所述的定位标定系统，其特征在于，所述存储模块还用于存储所述融合标定信息；所述定位轨迹演示模块用于生成所述可移动平台在所述虚拟地图上的第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的至少一种；所述第一动态轨迹根据各定位传感器获得的原始标定信息分别生成；所述第二动态轨迹根据所述融合标定信息生成；所述第三动态轨迹根据所述无线定位信息生成。

3.根据权利要求2所述的定位标定系统，其特征在于，所述定位轨迹演示模块还用于根据所述原始标定信息、所述融合标定信息及所述无线定位信息生成定位误差分布曲线；和/或

所述定位轨迹演示模块还用于放大所述虚拟地图上的预设位置。

4.根据权利要求2或3所述的定位标定系统，其特征在于，所述数据处理装置包括工控机，所述工控机配置有数据接口及5G单元，所述工控机通过所述数据接口与各所述定位传感器连接，所述无线大宽带传输信道为5G通信无线传输信道；

所述后台处理设备还包括第二数据传输模块及定位模块；所述第二数据传输模块与所述5G单元通信连接并与所述定位模块、所述存储模块通信连接；

所述工控机将各定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理得到所述融合标定信息；所述工控机还用于向所述第二数据传输模块发送5G上行信道探测信号，所述定位模块用于根据所述5G上行信道探测信号得到所述无线定位信息。

5.根据权利要求2或3所述的定位标定系统，其特征在于，所述数据处理装置包括工控机、融合定位模块及第一数据传输模块，所述工控机配置有数据接口，所述工控机通过所述数据接口与各所述定位传感器连接，所述工控机还与所述融合定位模块及所述第一数据传输模块通信连接，所述无线大宽带传输信道为5G通信无线传输信道；

所述后台处理设备还包括第二数据传输模块及5G数据处理模块；所述第二数据传输模块与所述第一数据传输模块通信连接并与所述5G数据处理模块及所述存储模块通信连接；

所述工控机将各定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理得到所述融合标定信息；

所述定位传感器中至少有一个为惯性测量单元传感器，所述第一数据传输模块用于向所述第二数据传输模块发送5G上行信道探测信号，所述5G数据处理模块用于根据所述5G上行信道探测信号得到所述可移动平台的5G测量信息，所述融合定位模块用于对所述5G测量信息和所述惯性测量单元传感器测量的原始标定信息进行融合处理得到所述无线定位信息。

6.根据权利要求1所述的定位标定系统，其特征在于，所述标定模组包括超宽带传感器、惯性测量单元传感器、差分传感器、视频传感器、蓝牙传感器、无线通信传感器、激光雷达、卫星导航模组中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的定位标定系统，其特征在于，所述可移动平台的数量为多个，所述定位轨迹演示模块用于生成其中一个或多个所述可移动平台在所述虚拟地图上的动态轨迹。

8.根据权利要求1所述的定位标定系统，其特征在于，所述定位轨迹演示模块还用于对所述可移动平台的状态进行监测，并在所述可移动平台出现异常时报警。

9.一种定位标定方法，其特征在于，包括：

实时获取移动目标的原始标定信息和无线定位信息；所述原始标定信息由至少两种不同类型的定位传感器获得；所述无线定位信息和所述原始标定信息均包括所述移动目标的位置坐标及对应的时间戳；

根据所述原始标定信息和所述无线定位信息生成所述移动目标在虚拟地图上的动态轨迹；

将各所述定位传感器获得的原始标定信息进行融合处理以得到融合标定信息；所述融合标定信息包括可移动平台的位置坐标及对应的时间戳。

10.根据权利要求9所述的定位标定方法，其特征在于，还包括：

生成所述可移动平台在所述虚拟地图上的第一动态轨迹、第二动态轨迹及第三动态轨迹中的至少一种；

其中，所述第一动态轨迹根据各所述定位传感器获得的原始标定信息分别生成；所述第二动态轨迹根据所述融合标定信息生成；所述第三动态轨迹根据所述无线定位信息生成。

11.根据权利要求10所述的定位标定方法，其特征在于，还包括：

根据所述原始标定信息、所述融合标定信息及所述无线定位信息生成定位误差分布曲线；和/或放大所述虚拟地图上的预设位置。

12.根据权利要求10或11所述的定位标定方法，其特征在于，获取无线定位信息包括：

获取5G上行信道探测信号并根据所述5G上行信道探测信号得到所述无线定位信息。

13.根据权利要求10或11所述的定位标定方法，其特征在于，所述定位传感器中至少有一个为惯性测量单元传感器；获取无线定位信息包括：

获取5G上行信道探测信号；

根据所述5G上行信道探测信号得到所述可移动平台的5G测量信息；

对所述5G测量信息和所述惯性测量单元传感器测量的原始标定信息进行融合处理得到所述无线定位信息。

14.根据权利要求9所述的定位标定方法，其特征在于，还包括：

根据多个所述移动目标的原始标定信息和无线定位信息生成各移动目标在所述虚拟地图上的动态轨迹。

15.根据权利要求9所述的定位标定方法，其特征在于，还包括：

获取所述移动目标的状态，并在所述移动目标异常时报警。

16.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9至15任一项所述的方法的步骤。

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