CN115014337A - 一种定位方法、装置、芯片、用户设备及存储介质 - Google Patents

一种定位方法、装置、芯片、用户设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种定位方法、装置、芯片、用户设备及存储介质,基于用户设备的第一定位参考信息,识别用户设备的使用场景;确定在使用场景下用户设备的第一定位信息;基于用户设备的航位推算信息,对第一定位信息进行航位纠偏,得到用户设备的第二定位信息;基于第二定位信息和用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到用户设备的第三定位信息。这样,通过情景感知,准确获取使用场景下对应的第一定位信息,对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息,提高用户设备运动过程中的定位精度。将第二定位信息和路网信息进行路网匹配得到第三定位信息,有效降低楼宇多径环境下的定位偏差,从而实现不同定位场景的高精度定位。

Description

一种定位方法、装置、芯片、用户设备及存储介质
技术领域
本申请涉及定位技术,尤其涉及一种定位方法、装置、芯片、用户设备及存储介质。
背景技术
随着用户设备的发展和普及,消费者使用用户设备进行定位广泛应用于生活和生产中,比如手机打车,行车导航,行人导航,共享单车,运动健身,地理围栏,位置分享等,甚至一些游戏中也需要定位功能。市场对用户设备的定位需求在不断提升,但现有定位技术还无法实现全场景高精度的定位需求,尤其针对定位信号不佳的恶劣环境需要进一步提升定位精度。因此,实现全场景高精度定位是现有定位技术中急需攻克的技术难题。
发明内容
为解决上述技术问题,本申请实施例期望提供一种定位方法、装置、芯片、用户设备及存储介质。
本申请的技术方案是这样实现的:
第一方面,提供了一种定位方法,包括:
基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;
确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;
基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;
基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息。
第二方面,提供了一种定位装置,包括:情景感知模块、航位纠偏模块和路网匹配模块;
所述情景感知模块,用于基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;发送所述用户状态和所述第一定位信息给所述航位纠偏模块;
所述航位纠偏模块,用于基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;发送所述第二定位信息给所述路网匹配模块;
所述路网匹配模块,用于基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息。
第三方面,提供了一种芯片,包括:处理器和配置为存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器,
其中,所述处理器配置为运行所述计算机程序时,执行前述方法的步骤。
第四方面,提供了一种用户设备,包括第三方面提供的芯片。
第五方面,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其中,该计算机程序被处理器执行时实现前述方法的步骤。
采用上述技术方案,通过情景感知确定使用场景,准确获取使用场景下对应的第一定位信息,首先利用用户设备的航位推算信息作为辅助信息,对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息,提高用户设备运动过程中的定位精度。将第二定位信息和路网信息进行路网匹配得到第三定位信息,有效降低楼宇多径环境下的定位偏差,从而实现不同定位场景的高精度定位。
进一步地,还可以通过机器学习对第三定位信号进行智能纠偏得到第四定位信号,提高定位信号被遮挡、无定位信号等恶劣环境下的定位精度,实现全场景的高精度定位需求。
附图说明
图1为本申请实施例中定位方法的第一流程示意图;
图2为本申请实施例中定位方法的第二流程示意图;
图3为本申请实施例中定位方法的第三流程示意图;
图4为本申请实施例中定位装置的第一组成结构示意图;
图5为本申请实施例中定位装置的第二组成结构示意图;
图6为本申请实施例中定位装置的第一工作流程示意图;
图7为本申请实施例中定位装置的第二工作流程示意图;
图8为本申请实施例中芯片的组成结构示意图;
图9为本申请实施例中用户设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与技术内容,下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述,所附附图仅供参考说明之用,并非用来限定本申请实施例。
图1为本申请实施例中定位方法的第一流程示意图,如图1所示,该方法具体可以包括:
步骤101:基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;
本申请实施例提供的定位方法应用于具备定位功能的用户设备,第一定位参考信息用于感知用户设备当前的使用场景和运动状态。
使用场景可以理解为用户设备的使用环境。示例性的,使用场景为室外场景或室内场景。进一步地,室外场景具体可以为室外空旷环境或室外城市峡谷,室内场景具体可以为室内停车场、室内写字楼、室内商场等。
示例性的,在一些实施例中,所述第一定位参考信息包括以下至少一项:传感器模块提供的传感器信息,室内定位模块提供的室内定位信息,室外定位模块提供的室外定位信息。
其中,传感器信息也可以称为传感器数据,包括至少一个传感器输出的传感器信息。示例性的,传感器包括但不限于以下至少之一:加速度计(Accelerator,ACC)、陀螺仪(Gyroscope,GYRO)、磁力计(Magnetometer,MAG)和气压计(Barometer,BAR)。
室内定位模块提供的室内定位信息至少包括位置(position),在一些实施例中,室内定位信息还可以包括速度(velocity)和时间(Time)。
示例性的,室内定位模块基于无线定位技术实现室内定位,室内定位模块包括但不限于以下无线定位技术:行动热点(Wireless Fidelity,Wi-Fi)定位技术,蓝牙(Bluetooth,BT)定位技术,超带宽(Ultra-Wide Band,UWB)定位技术和超声波定位技术。实际应用中,室内定位模块具体可以包括基于Wi-Fi定位技术构建的Wi-Fi定位模块,基于BT定位技术构建的BT定位模块,基于UWB定位技术构建的UWB定位模块和基于超声波定位技术构建的超声波定位模块。
在一些实施例中,当室内定位模块采用至少两种定位技术进行定位时,室内定位模块还可以包括融合模块,用于将至少两个定位模块输出的定位信息进行融合得到最终的室内定位信息。
示例性的,室外定位模块提供的室外定位信息至少包括位置(position),在一些实施例中,室外定位信息还可以包括速度(velocity)、时间(Time)和卫星信息。室外定位模块包括全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)模块。室外定位信息为GNSS模块输入
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位信息包括卫星信息,所述基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景,包括:根据所述卫星信息,确定所述使用场景为室内或室外,其中,所述卫星信息包括以下至少一项:卫星信号强度、卫星数量和卫星分布信息。
具体地,识别不同使用场景,如室内、室外等环境;实现方式包含但不仅限于利用卫星信号强度,卫星数,卫星分布判断用户设备在室外空旷环境,室外城市峡谷,室内环境。示例性的,预先设置边界条件,卫星信息满足边界条件时,确定使用场景为室外;卫星信息不满足边界条件时,确定使用场景为室内。
示例性的,边界条件可以包括以下至少之一:卫星数量大于预设数量阈值;卫星信号强度大于或者等于预设强度阈值;卫星分布结构为预设分布结构。
需要说明的是,上述只是示例性的给出了一种使用场景的判断方法,实际应用中为了提高判断准确性还可以设置其他边界条件,本申请实施例不再一一赘述。
示例性的,在一些实施例中,该方法还包括:基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括运动和静止状态。
运动状态可以理解为用户设备的运动状态。进一步地,运动可以为车载运动状态或行人运动状态。
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位信息还包括用户设备的速度,所述基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,包括:根据所述传感器信息、所述室内定位信息和所述用户设备的速度中的至少一项,确定运动状态。
示例性的,在一些实施例中,所述根据所述传感器信息、所述室内定位信息和所述用户设备的速度中的至少一项,确定运动状态,包括:根据所述传感器信息和所述速度,确定所述运动状态为车载运动状态或静止状态;或者,根据所述传感器信息、所述室内定位信息和所述速度,确定所述运动状态为行人运动状态或静止状态。
具体地,识别不同运动状态,比如静止状态、车载运动状态、行人运动状态;实现方式包含但不仅限于利用GNSS的速度,ACC信息,GYRO信息,MAG信息,地图的数据计算用户设备的运动状态。
识别车载运动状态的详细状态,包含但不仅限于车辆的停止,转弯,加速,减速,匀速;实现方式包含但不仅限于利用GNSS的速度,ACC信息,GYRO信息,MAG信息,地图的数据计算用户设备的运动状态。
识别行人运动状态的详细状态,包含但不仅限于行人的停止,转弯,加速,减速,匀速等状态。实现方式包含但不仅限于利用GNSS的速度,ACC信息,GYRO信息,MAG信息,地图,Wi-Fi,BT,UWB的数据计算用户设备的运动状态。
示例性的,在一些实施例中,所述第一定位参考信息还包括:图像采集单元提供的图像信息和/或音频采集单元提供的音频信息。由于图像信息和音频信息也能在一定程度上反应使用场景或运动状态,融合图像信息和音频进行情景感知,能够在一定程度上提高情景感知的准确性。例如应用基于视觉的同步定位与地图构建(Visual SimultaneousLocalization And Mapping,VSLAM)技术,增强全场景定位能力,包含但不仅限于增强室内定位能力和高楼多径环境下的定位能力。
步骤102:确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;
示例性的,在一些实施例中,所述确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息,包括:当所述使用场景为室外时,通过室外定位模块获取室外定位信息,将所述室外定位信息作为所述第一定位信息;当所述使用场景为室内时,通过室内定位模块获取室内定位信息,将所述室内定位信息作为所述第一定位信息。
也就是说,当使用场景为室外时,获取室外定位模块提供的第一定位信息进行后续纠偏处理。当使用场景为室内时,获取室内定位模块提供的第一定位信息进行后续纠偏处理。
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位模块包括:实时动态载波相位差分技术(Real Time Kinematic,RTK)定位模块和实时动态码相位差分技术(Real TimeDifferential,RTD)定位模块中的至少一个,以及全球卫星导航系统GNSS模块;
所述通过室外定位模块获取室外定位信息,包括以下至少之一:
通过所述GNSS模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和所述应用处理器发送的RTK基站信息,通过所述RTK模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和所述应用处理器发送的RTD基站信息,通过所述RTD模块获取所述室外定位信息。
也就是说,通过GNSS模块、RTK模块或RTD模块来获取室外定位信息,当能够获取到GNSS模块的原始观测信息和应用处理器发送的RTK基站信息,通过RTK模块进行实时载波相位差分处理,解算出厘米级的定位结果,可用于车道级定位和导航。当能够获取到GNSS模块的原始观测信息和应用处理器发送的RTD基站信息,进行实时伪距差分处理,解算出亚米级的定位结果,可用于车道级定位和导航。RTK模块和RTD模块相比于GNSS模块具备更高的定位精度,如果能够利用RTK模块或RTD模块进行室外定位,则获取RTK模块或RTD模块的室外定位信息。或者利用其中至少两个模块获取室外定位信息,进行信息融合后得到最终的室外定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述通过室内定位模块获取室内定位信息,包括:获取无线通信模块发送的扫描信息和所述应用处理器发送的所述无线通信模块的锚点位置信息;基于所述扫描信息和所述锚点位置信息,通过所述室内定位模块获取所述室内定位信息;
其中,所述室内定位模块包括以下至少之一:Wi-Fi定位模块,BT定位模块,UWB定位模块和定位模块;
所述无线通信模块包括以下至少之一:所述Wi-Fi定位模块对应的Wi-Fi模块,所述BT定位模块对应的BT模块,所述UWB定位模块对应的UWB模块和所述超声波定位模块对应的超声波模块。
示例性的,Wi-Fi定位模块利用应用处理器端发送的Wi-Fi锚点位置信息和Wi-Fi模块发送来的Wi-Fi扫描信息实现Wi-Fi定位并输出定位结果;Wi-Fi定位实现方式包含但不仅限于:基于信号强度信息、基于角度信息、基于时间信息和基于信道状态信息等。
BT定位模块利用应用处理器端发送的BT基站信息和BT模块发送来的BT扫描信息实现BT定位并输出定位结果;BT定位实现方式包含但不仅限于:基于信号强度信息、基于角度信息、基于时间信息、基于信道状态信息和基于载波相位信息。
UWB定位模块利用应用处理器端发送的UWB基站信息和UWB模块发送来的UWB扫描信息实现UWB定位并输出定位结果;UWB定位实现方式包含但不仅限于:基于信号强度信息、基于角度信息、基于时间信息和基于信道状态信息等。
超声波定位模块利用应用处理器端发送的超声波基站信息和超声波模块发送来的超声波扫描信息实现超声波定位并输出定位结果;超声波定位实现方式包含但不仅限于:基于信号强度信息、基于角度信息、基于时间信息和基于信道状态信息等。
需要说明的是,当室内定位模块采用至少两种定位技术进行定位时,室内定位模块还可以包括融合模块,用于将至少两个定位模块输出的定位信息进行融合得到最终的室内定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景之前,所述方法还包括:获取所述室内定位模块提供的室内定位信息和所述室外定位模块提供室外定位信息中的至少一项,以及获取传感器信息;将所述室内定位信息和所述室外定位信息中的至少一项,和所述传感器信息进行时间同步,得到所述第一定位参考信息。
实际应用中,若传感器和室内定位模块,传感器和室外定位模块之间时间相互独立,则在使用这些信息进行情景感知和定位时,应该先将传感器信息和定位信息进行时间同步,保证不同模块提供的信息在时间上是同步的。
示例性的,在一些实施例中,当所述使用场景为室外时,控制室内定位模块关闭或者进入低功耗模式;当所述使用场景为室内时,控制室外定位模块关闭或者进入低功耗模式。
也就是说,根据确定的使用场景去启动对应的定位模块,并关闭另一个定位模块,或者控制另一个定位模块进行低功耗模式,即在一种使用场景只控制一个定位模块正常工作,另一个定位模块不工作或工作在省电的低功耗模式,从而降低整个用户设备的功耗。
步骤103:基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;
这里,航位推算信息是根据用户设备的初始定位信息和运动信息,得到航位推算信息,根据航位推算信息判断第一定位信息是否准确,当第一定位信息偏离移动航线时,对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息,提高用户设备运动过程中的定位精度。
示例性的,运动信息包括:方向、速度、时间、加速度、姿态等至少一种用于推算当前位置的参数,运动信息可以包括传感器模块提供传感器信息,还可以包括室外定位模块和室内定位模块提供的速度、时间等信息。
示例性的,在一些实施例中,该方法还包括:基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括行人运动状态和行车运动状态;当所述运动状态为行人运动状态时,对所述用户设备进行行人航位推算,得到所述航位推算信息;当所述运动状态为行车运动状态时,对所述用户设备进行车辆航位推算,得到所述航位推算信息。这里,运动状态可以理解为用户设备有规律的运动状态,例如运动路径、运动速度、运动方向等有迹可循,通过航位推算得到航位推算信息能够准确的表示用户设备当前位置。
这里,车载运动状态也可以称为车辆航位推算(Vehicle Dead Reckoning,VDR)状态,行人运动状态也可以称为行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)状态。当为VDR状态时,基于VDR算法进行车辆航位推算得到航位推算信息,并对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息;当为PDR状态时,基于PDR算法进行行人航位推算得到航位推算信息,并对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息。
示例性的,在一些实施例中,该方法还包括:所述运动状态还包括静止状态;所述方法还包括:当所述运动状态为静止状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
在另一些实施例中,该方法还包括:当所述运动状态为无规律运动状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
需要说明的是,静止状态可以包括绝对静止,还可以包括位置变化不超过规定范围的近似静止状态。无规律运动状态可以理解为用户随意移动,无法根据初始定位信息,以及运动信息进行位置推算。根据运动状态确定用户处于静止状态或无规律运动状态时,将第一定位信息作为第二定位信息可以理解为不对第一定位信息进行航位纠偏,直接对第一定位信息执行后续的路网匹配和智能纠偏。
步骤104:基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息。
第三定位信息用于实现位置应用程序的定位功能。示例性的,该方法还包括:发送第三定位信息给应用处理器,使得应用处理器利用第三定位信息实现位置应用程序的定位功能。位置应用程序包括但不限于地图应用程序,天气应用程序,打车应用程序,游戏应用程序,健康运动类应用程序,社交类应用程序。
这里,路网匹配能够有效降低楼宇多径环境下的定位偏差,避免用户在道路行车或行走时出现定位到旁边建筑物、花园、河流等非道路位置。
这里,步骤101至步骤104的执行主体可以为用户设备的处理器。本申请中描述的用户设备可以为任一种具备定位功能的电子设备,例如可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、台式机、一体机、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player,PMP)、导航装置、可穿戴设备、相机、车载设备、无人机、电子跟踪设备等。其中,可穿戴设备包括智能手环、智能手表、智能耳机、智能眼镜等,车载设备可以应用于任何形成的车辆上,例如,玩具车、自行车、汽车、卡车、拖拉机等。
采用上述技术方案,利用用户设备的航位推算信息作为辅助信息,对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息,提到用户设备运动过程中的定位精度。其次将第二定位信息和路网信息进行路网匹配得到第三定位信息,有效降低楼宇多径环境下的定位偏差,提高定位精度。
为了能更加体现本申请的目的,在本申请上述实施例的基础上,进行进一步的举例说明,如图2所示,该方法具体包括:
步骤201:基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;
示例性的,在一些实施例中,所述第一定位参考信息包括以下至少一项:传感器模块提供的传感器信息,室内定位模块提供的室内定位信息,室外定位模块提供的室外定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位信息包括卫星信息,所述基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景,包括:根据所述卫星信息,确定所述使用场景为室内或室外,其中,所述卫星信息包括以下至少一项:卫星信号强度、卫星数量和卫星分布信息。
示例性的,在一些实施例中,所述第一定位参考信息还包括:图像采集单元提供的图像信息和/或音频采集单元提供的音频信息。
步骤202:确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;
示例性的,在一些实施例中,所述确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息,包括:当所述使用场景为室外时,通过室外定位模块获取室外定位信息,将所述室外定位信息作为所述第一定位信息;当所述使用场景为室内时,通过室内定位模块获取室内定位信息,将所述室内定位信息作为所述第一定位信息。
步骤203:基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;
这里,航位推算信息是根据用户设备的初始定位信息和运动信息,得到航位推算信息,根据航位推算信息判断第一定位信息是否准确,当第一定位信息偏离移动航线时,对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息,提高用户设备运动过程中的定位精度。
示例性的,在一些实施例中,该方法还包括:基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括行人运动状态和行车运动状态;当所述运动状态为行人运动状态时,对所述用户设备进行行人航位推算,得到所述航位推算信息;当所述运动状态为行车运动状态时,对所述用户设备进行车辆航位推算,得到所述航位推算信息。
步骤204:基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息;
这里,路网匹配能够有效降低楼宇多径环境下的定位偏差,避免用户在道路行车或行走时出现定位到旁边建筑物、花园、河流等非道路位置。
步骤205:基于所述第三定位信息和第二定位参考信息进行智能纠偏,得到所述用户设备的第四定位信息。
第四定位信息用于实现位置应用程序的定位功能。示例性的,该方法还包括:发送第四定位信息给应用处理器,使得应用处理器利用第四定位信息实现位置应用程序的定位功能。位置应用程序包括但不限于地图应用程序,天气应用程序,打车应用程序,游戏应用程序,健康运动类应用程序,社交类应用程序。
其中,所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的高度信息,或者所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的楼层信息。
第二定位参考信息作为智能纠偏时的参考信息。当用户设备位于楼宇、高架桥等复杂定位场景,且需要定位高度时,利用高度信息或楼层信息可以对定位信息中的高度进行智能纠偏,能够提高定位精度。
示例性的,在一些实施例中,所述第二定位参考信息还包括:应用处理器提供的三维地图信息和室外定位模块提供的原始观测信息;和/或,第二定位参考信息还包括:所述用户设备的历史定位信息。
当用户处于城市峡谷中,隧道,高架桥等恶劣定位场景下,卫星信号可能被楼宇反射或遮挡,导致定位偏差较大,利用三维地图信息和原始观测信息对第三定位信息进行智能纠偏,实现城市峡谷类场景下的高精度定位。
历史定位信息为用户日常习惯路线,例如,宿舍、教室和食堂之间,家和公司之间等。当用户移动到日常习惯路线上,若存在定位信号干扰的情况,根据日常习惯路线对第三定位信息进行智能纠偏,解决定位信号不佳时定位不准确的问题。示例性的,智能纠偏算法包括但不限于机器学习算法、深度学习算法。
实际应用中,可以利用高度信息、楼层信息、历史定位信息、三维地图信息和原始观测信息进行智能纠偏,对于包含恶劣定位场景的日常习惯路线具备更好的纠偏效果。
采用上述技术方案,通过情景感知确定使用场景,准确获取使用场景下对应的第一定位信息,首先利用用户设备的航位推算信息作为辅助信息,对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息,提高用户设备运动过程中的定位精度。将第二定位信息和路网信息进行路网匹配得到第三定位信息,有效降低楼宇多径环境下的定位偏差,从而实现不同定位场景的高精度定位。进一步地,还可以通过机器学习对第三定位信号进行智能纠偏得到第四定位信号,提高定位信号被遮挡、无定位信号等恶劣环境下的定位精度,实现全场景的高精度定位需求。
为了能更加体现本申请的目的,在本申请上述实施例的基础上,进行进一步的举例说明,如图3所示,该方法具体包括:
步骤301:基于卫星信息确定用户设备的使用场景,基于传感器提供的传感器信息确定运动状态;
这里,使用场景为室外场景或室内场景。示例性的,所述卫星信息包括以下至少一项:卫星信号强度、卫星数、卫星分布信息。也就是说,判断使用场景的实现方式包含但不仅限于利用卫星信号强度,卫星数,卫星分布判断用户设备在室外场景,或者在室内场景。进一步地,还可以判断在室外空旷环境还是室外城市峡谷,室内停车场、室内写字楼、室内商场等。
这里,运动状态包括运动状态和静止状态。进一步地,运动状态包括:VDR状态和PDR状态。
示例性的,传感器包括以下至少之一:加速度计、磁力计和气压计。需要说明的是,传感器并不限定于这四种,传感器还可以包括其他能够感知运动状态或使用场景信息的传感器,这里不再一一赘述。
相应的,传感器信息包括以下至少之一:加速度计信息、陀螺仪信息,磁力计信息和气压计信息等。需要说明的是,传感器信息也可以称为传感数据或传感器数据。
步骤302:当使用场景为室外时,通过室外定位模块获取第一定位信息;
这里,室外定位模块可以包括GNSS模块。在一些实施例中,室外定位模块还可以包括RTK模块和/或RTD模块。可以理解的是,当确定用户设备处于室外时,通过GNSS模块、RTK模块或RTD模块获取室外定位信号,将室外定位信号作为第一定位信号。
步骤303:当使用场景为室内时,通过室内定位模块获取第一定位信息;
示例性的,室内定位模块可以基于无线定位技术实现室内定位,室内定位模块包括但不限于以下无线定位技术:Wi-Fi定位技术,BT定位技术,UWB定位技术和超声波定位技术。实际应用中,室内定位模块具体可以包括基于Wi-Fi定位技术构建的Wi-Fi定位模块,基于BT定位技术构建的BT定位模块,基于UWB定位技术构建的UWB定位模块和基于超声波定位技术构建的超声波定位模块。
也就是说,根据使用场景选择执行步骤302还是步骤303。
步骤304:当运动状态为VDR状态,基于VDR算法进行车辆航位推算得到航位推算信息,并对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息;
步骤305:当运动状态为PDR状态,基于PDR算法进行行人航位推算得到航位推算信息,并对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息;
也就是说,根据运动状态选择执行步骤304还是步骤305得到航位推算信息。
这里,当运动状态为VDR状态/PDR状态时,将第一定位信息进行VDR纠偏/PDR纠偏,能够在用户设备连续的移动过程中对用户设备位置进行推算,若第一定位信息存在较大偏差可以进行纠偏,得到第二定位信息,提高移动过程中的定位精度,避免移动过程中因定位信号不佳导致的定位不准的问题,提高移动过程中的定位精度。
步骤306:基于第二定位信息和路网信息进行路网匹配,得到第三定位信息;
这样,通过路网匹配避免用户在道路行车或行走时出现定位到旁边建筑物、花园、河流等非道路位置。
步骤307:基于第三定位信息和第二定位参考信息进行智能纠偏,得到第四定位信息;
其中,所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的高度信息,或者所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的楼层信息。
第二定位参考信息作为智能纠偏时的参考信息。当用户设备位于楼宇、高架桥等复杂定位场景,且需要定位高度时,利用高度信息或楼层信息可以对定位信息中的高度进行智能纠偏,能够提高定位精度。
示例性的,在一些实施例中,所述第二定位参考信息还包括:应用处理器提供的三维地图信息和室外定位模块提供的原始观测信息;和/或,第二定位参考信息还包括:所述用户设备的历史定位信息。
当历史定位信息为用户日常习惯路线,例如,宿舍、教室和食堂之间,家和公司之间等。当用户移动到日常习惯路线上,若存在定位信号干扰的情况,根据日常习惯路线对第三定位信息进行智能纠偏,解决定位信号不佳时定位不准确的问题。当用户处于城市峡谷中,隧道,高架桥等恶劣定位场景下,卫星信号可能被楼宇反射或遮挡,导致定位偏差较大,利用三维地图信息和原始观测信息对第三定位信息进行智能纠偏,实现城市峡谷类场景下的高精度定位。
步骤308:发送第四定位信息给应用处理器,使得应用处理器利用第四定位信息实现位置应用程序的定位功能。
本申请实施例提供的定位方法实现以下功能:
1、全场景定位。室外定位时利用包含但不仅限于GNSS和RTK/RTD等卫星定位,定位精度可达厘米级定位和车道级定位;室内定位时利用包含但不仅限于Wi-Fi/BT/UWB/超声波等定位。
2、情景感知。利用包含但不仅限于GNSS定位信息,传感器信息,Wi-Fi/BT/UWB/超声波等模块的定位信息进行情景感知,感知用户的使用环境如室内还是室外,感知用户的使用状态如开车还是步行等状态。
3、低功耗。具有智能化情景感知的功能,可判断室内环境和室外环境,可判断用户是在行车状态和行人状态等,根据具体使用场景和运动状态去启动相应定位模块和机制,达到节约功耗的目的,同时为AP端的智能感知模块提供更智能的情景感知信息。
4、复杂场景定位性能提升。利用VDR,PDR和路网匹配,提升高楼多径环境下定位精度,避免用户在道路行车或行走时出现定位到旁边建筑物、花园、河流等非道路位置。
5、AI纠偏,会根据用户的日常习惯路线和实时的GNSS原始观测信息,以及3D地图信息,通过机器学习来纠偏某些恶劣环境下存在定位偏差的定位信息,包含但不仅限于提升定位精度,在无法定位的环境下实现定位功能。
为实现本申请实施例的方法,基于同一发明构思本申请实施例还提供了一种定位装置,图4为本申请实施例中定位装置的第一组成结构示意图,如图4所示,该定位装置40包括:情景感知模块401、航位纠偏模块402和路网匹配模块403;
所述情景感知模块401,用于基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;发送所述用户状态和所述第一定位信息给所述航位纠偏模块;
所述航位纠偏模块402,用于基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;发送所述第二定位信息给所述路网匹配模块;
所述路网匹配模块403,用于基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述情景感知模块401,用于基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括行人运动状态和行车运动状态;
所述航位纠偏模块402,用于当所述运动状态为行人运动状态时,对所述用户设备进行行人航位推算,得到所述航位推算信息;
所述航位纠偏模块402,用于当所述运动状态为行车运动状态时,对所述用户设备进行车辆航位推算,得到所述航位推算信息。
示例性的,在一些实施例中,所述航位纠偏模块402,还用于当所述用户状态为静止状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
具体地,航位纠偏模块402包括:VDR模块和PDR模块;
VDR模块,用于当为VDR状态时,基于VDR算法进行车辆航位推算得到航位推算信息,并对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息;
PDR模块,用于当为PDR状态时,基于PDR算法进行行人航位推算得到航位推算信息,并对第一定位信息进行航位纠偏得到第二定位信息。
当所述用户状态为静止状态时,则航位纠偏模块402直接将第一定位信息输出给路网匹配模块403。
示例性的,在一些实施例中,所述航位纠偏模块402,还用于当所述运动状态为无规律运动状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述情景感知模块401,用于基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括行人运动状态和行车运动状态;
所述航位纠偏模块402,用于当所述运动状态为行人运动状态时,对所述用户设备进行行人航位推算,得到所述航位推算信息;
所述航位纠偏模块402,用于当所述运动状态为行车运动状态时,对所述用户设备进行车辆航位推算,得到所述航位推算信息。
示例性的,在一些实施例中,所述航位纠偏模块402,还用于当所述用户状态为静止状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述第一定位参考信息包括以下至少一项:传感器模块提供的传感器信息,室内定位模块提供的室内定位信息,室外定位模块提供的室外定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位信息包括卫星信息;所述情景感知模块401,用于根据所述卫星信息,确定所述使用场景为室内或室外,其中,所述卫星信息包括以下至少一项:卫星信号强度、卫星数量和卫星分布信息。
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位信息还包括用户设备的速度,
所述情景感知模块401,用于根据所述传感器信息、所述室内定位信息和所述用户设备的速度中的至少一项,确定运动状态。
具体地,所述情景感知模块401,用于根据所述传感器信息和所述速度,确定所述运动状态为车载运动状态或静止状态;或者,根据所述传感器信息、所述室内定位信息和所述速度,确定所述运动状态为行人运动状态或静止状态。
示例性的,在一些实施例中,所述定位装置40还包括:时间同步模块(图4未示出);
所述时间同步模块,用于获取所述室内定位模块提供的室内定位信息和所述室外定位模块提供室外定位信息中的至少一项,以及获取传感器信息;将所述室内定位信息和所述室外定位信息中的至少一项,和所述传感器信息进行时间同步,得到所述第一定位参考信息;发送所述第一定位参考信息给所述情景感知模块。
示例性的,在一些实施例中,所述情景感知模块401,用于当所述使用场景为室外时,通过室外定位模块获取室外定位信息,将所述室外定位信息作为所述第一定位信息;当所述使用场景为室内时,通过室内定位模块获取室内定位信息,将所述室内定位信息作为所述第一定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述室外定位模块包括:实时动态载波相位差分技术RTK模块和实时动态码相位差分技术RTD模块中的至少一个,以及全球卫星导航系统GNSS模块;所述定位装置还包括:所述RTK模块和所述RTD模块中的至少一个;
所述情景感知模块401,用于执行以下至少之一:
通过所述GNSS模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和所述应用处理器发送的RTK基站信息,通过所述RTK模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和所述应用处理器发送的RTD基站信息,通过所述RTD模块获取所述室外定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述定位装置还包括:所述室内定位模块(图4中未示出);所述室内定位模块,用于获取无线通信模块发送的扫描信息和所述应用处理器发送的所述无线通信模块的锚点位置信息;基于所述扫描信息和所述锚点位置信息获取所述室内定位信息;
其中,所述室内定位模块包括以下至少之一:行动热点Wi-Fi定位模块,蓝牙BT定位模块,超带宽UWB定位模块和超声波定位模块;
所述无线通信模块包括以下至少之一:所述Wi-Fi定位模块对应的Wi-Fi模块,所述BT定位模块对应的BT模块,所述UWB定位模块对应的UWB模块和所述超声波定位模块对应的超声波模块。
示例性的,在一些实施例中,所述定位装置40还包括:控制模块(图4中未示出),用于当所述使用场景为室外时,控制室内定位模块关闭或者进入低功耗模式;当所述使用场景为室内时,控制室外定位模块关闭或者进入低功耗模式。
示例性的,在一些实施例中,所述定位装置40还包括:人工智能纠偏模块(图4中未示出);
所述人工智能纠偏模块,用于基于所述第三定位信息和第二定位参考信息进行智能纠偏,得到所述用户设备的第四定位信息;
其中,所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的高度信息,或者所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的楼层信息。
示例性的,在一些实施例中,所述第二定位参考信息还包括:应用处理器提供的三维地图信息和室外定位模块提供的原始观测信息;和/或,第二定位参考信息还包括:所述用户设备的历史定位信息。
示例性的,在一些实施例中,所述人工智能纠偏模块,还用于发送所述第四定位信息给应用处理器,使得所述应用处理器利用所述第四定位信息实现位置应用程序的定位功能。
实际应用中,上述定位装置可以为用户设备,或者用户设备中实现定位功能的智能融合定位模块或者芯片。在本申请中,该定位装置可以通过或软件、或硬件、或软件与硬件相结合的方式,实现多个单元的功能,使该定位装置可以执行如上述任一实施例所提供的定位方法。且该定位装置的各技术方案的技术效果可以参考定位方法中相应的技术方案的技术效果,本申请对此不再一一赘述。
图5为本申请实施例中定位装置的第二组成结构示意图,如图5所示,定位装置50具体可以包括:室内定位模块、时间同步模块、情景感知模块、RTK模块、RTD模块、VDR模块、PDR模块、路网匹配模块和人工智能(Artificial Intelligence,AI)纠偏模块。定位装置50应用于用户设备实现定位功能,用户设备还包括:应用处理器51、无线通信模块52、传感器模块53和GNSS模块54。
1、定位装置50
(1)接收应用处理器51(Application Processor,AP)端输出的Wi-Fi锚点位置信息,BT锚点位置信息,UWB锚点位置信息,超声波锚点位置信息,传感器信息,地理信息系统(Geographic Information System,GIS)的路网信息,三维(3Dimensions,3D)地图信息;也可以直接接收传感器模块53输出的传感器信息;
(2)接收GNSS模块54输出的PVT信息,包括位置(position),速度(velocity)和时间(Time);
(3)接收GNSS模块54输出的GNSS原始观测量;
(4)接收无线通信模块52(包括Wi-Fi,BT,UWB和超声波等模块)输出的扫描信息;
(5)实现Wi-Fi,BT,UWB和超声波等的融合定位;
(6)实现时间同步功能;
(7)实现情景感知功能;
(8)实现RTK,RTD功能;
(9)实现VDR,PDR功能;
(10)实现路网匹配功能;
(11)实现AI纠偏功能;
(12)提供定位信息给应用处理器51的位置应用程序;
(13)提供定位信息和情景感知信息给应用处理器51的智能感知模块;
(14)提供定位信息给GNSS模块54,用于提升GNSS模块54的定位能力。
2、应用处理器51
(1)输出Wi-Fi锚点位置信息,BT锚点位置信息,UWB锚点位置信息,超声波锚点位置信息,传感器信息,GIS路网信息等给定位装置;
(2)接收定位装置传输来的定位信息;
(3)实现用户位置应用程序和智能感知模块等功能。
3、位置应用程序
(1)运行于AP端的应用程序;
(2)使用定位信息的应用程序;
(3)用户位置应用程序包含但仅限于地图应用程序,天气应用程序,打车应用程序,游戏应用程序,健康运动类应用程序。
4、智能感知模块
(1)实现对传感器的管理,包含但不仅限于打开、关闭、设置、校正传感器;
(2)输出传感器信息给定位装置;
(3)从定位装置中获取定位信息和感知信息;
(4)实现智能感知的功能,包含但不仅限于感知用户的使用场景,用户的行为模式,用户手机的姿态。摄像头,sensor,麦克风。
5、GNSS模块54
(1)接收定位装置输入的传感器和位置、矢量方向等校正数据;
(2)实现PVT的解算;
(3)输出PVT信息给定位装置;
(4)输出GNSS原始观测量给定位装置。
6、Wi-Fi模块
(1)实现Wi-Fi功能;
(2)输出Wi-Fi扫描信息给定位装置。
7、BT模块
(1)实现BT功能;
(2)输出BT扫描信息给定位装置。
8、UWB模块
(1)实现UWB功能;
(2)输出UWB扫描信息给定位装置。
9、超声波模块
(1)实现超声波功能;
(2)输出超声波扫描信息给定位装置。
10、传感器模块53
(1)包含但不仅限于ACC、GYRO、MAG和BAR等传感器;
(2)接收智能感知模块的管理和设置信息;
(3)输出原始传感器数据,包含但不仅限于直接输出原始传感器数据给定位装置。
在上述定位装置的基础上对定位装置内各个模块的功能进行进一步的举例说明,图6为本申请实施例中定位装置的第一工作流程示意图,如图6所示,定位装置60主要包含以下模块:
1、时间同步模块,包含但不仅限于以下功能
(1)实现传感器ACC/GYRO/MAG/BAR等和GNSS的信息的时间同步;
(2)实现传感器ACC/GYRO/MAG/BAR等和Wi-Fi的信息的时间同步;
(3)实现传感器ACC/GYRO/MAG/BAR等和BT的信息的时间同步;
(4)实现传感器ACC/GYRO/MAG/BAR等和超声波的信息的时间同步。
2、情景感知模块
(1)识别不同场景,如室内、室外等环境;实现方式包含但不仅限于利用卫星信号强度,卫星数,卫星分布判断用户设备在室外空旷环境,室外城市峡谷,室内环境。
(2)识别不同运动状态,比如静止状态、车载运动状态、行人运动状态;实现方式包含但不仅限于利用GNSS的速度,ACC信息,GYRO信息,MAG信息,地图的数据计算用户设备的运动状态。
(3)识别车载运动状态的详细状态,包含但不仅限于车辆的停止,转弯,加速,减速,匀速;实现方式包含但不仅限于利用GNSS的速度,ACC信息,GYRO信息,MAG信息,地图的数据计算用户设备的运动状态。
(4)识别行人运动状态的详细状态,包含但不仅限于行人的停止,转弯,加速,减速,匀速等状态。实现方式包含但不仅限于利用GNSS的速度,ACC信息,GYRO信息,MAG信息,地图,Wi-Fi,BT,UWB的数据计算用户设备的运动状态。
3、VDR模块,包含但不仅限于以下功能
(1)初始对准;
(2)运动对准;
(3)捷联惯导系统机械化;
(4)车载组合导航卡尔曼滤波;
(5)航误差反馈等。
4、PDR模块,包括不仅限于以下功能
(1)九轴姿态融合卡尔曼滤波;
(2)步行方向对准;
(3)步长检测器;
(4)步长;
(5)PDR递推算法;
(6)行人导航卡尔曼滤波。
5、RTK模块,载波相位差分技术
(1)接收通过应用处理器61发送来的RTK基站信息和GNSS模块发送来的原始观测信息进行实时载波相位差分处理,解算出厘米级的定位结果;
(2)解算结果可用于车道级定位和导航;
(3)输出定位信息(即室外定位信息)。
6、RTD模块,伪距相位差分技术
(1)通过应用处理器61发送来的RTD基站信息和GNSS模块发送来的原始观测信息进行实时伪距差分处理,解算出亚米级的定位结果;
(2)解算结果可用于车道级定位和导航;
(3)输出定位信息(即室外定位信息)。
7、Wi-Fi定位模块
(1)利用应用处理器61发送的Wi-Fi锚点位置信息和Wi-Fi模块发送来的Wi-Fi扫描信息实现Wi-Fi定位并输出定位结果;其中,Wi-Fi模块具体可以为Wi-Fi芯片;
(2)Wi-Fi定位实现方式包含但不仅限于
a)基于信号强度信息,比如接收信号强度(Received Signal StrengthIndication,RSSI)等;
b)基于角度信息,比如到达角测距(Angle of Arrival,AOA)/离开角测距(Angleof Departure,AOD)等;
c)基于时间信息,比如时间飞行测距(Time of Fly,TOF),包括到达时间测距(Time of Arrival,TOA)/离开时间测距(Time of Departure,TOD)/到达时间差定位(Timedifference of arrival,TDOA)等
d)基于信道状态信息,比如信道状态信息(Channel State Information,CSI)等
8、BT定位模块
(1)利用应用处理器61发送的BT基站信息和BT模块发送来的BT扫描信息实现BT定位并输出定位结果;其中,BT模块具体可以为BT芯片;
(2)BT定位实现方式包含但不仅限于
a)基于信号强度信息,比如RSSI等
b)基于角度信息,比如AOA/AOD等
c)基于时间信息,比如基于时差的TOF,包括TOA/TOD/TDOA等
d)基于信道状态信息,比如CSI等
e)基于载波相位信息,比如基于安全高精度距离测量(High Accuracy DistanceMeasurement,HADM)。
9、UWB定位模块
(1)利用应用处理器61发送的UWB基站信息和UWB模块发送来的UWB扫描信息实现UWB定位并输出定位结果;
(2)UWB定位实现方式包含但不仅限于
a)基于信号强度信息,比如RSSI等
b)基于角度信息,比如AOA/AOD等
c)基于时间信息,比如基于时差的TOF,包括TOA/TOD/TDOA等
d)基于信道状态信息,比如CSI等
10、超声波定位模块
(1)利用应用处理器61发送的超声波基站信息和超声波模块发送来的超声波扫描信息实现超声波定位并输出定位结果;
(2)超声波定位实现方式包含但不仅限于
a)基于信号强度信息,比如RSSI等
b)基于角度信息,比如AOA/AOD等
c)基于时间信息,比如基于时差的TOF,包括TOA/TOD/TDOA等
d)基于信道状态信息,比如CSI等
11、路网匹配模块
(1)利用应用处理器61发送来的路网信息;
(2)实现定位信息匹配到路网的功能;
(3)输出路网匹配后的定位信息(即第三定位信息)。
12、AI纠偏模块
(1)AI纠偏模块利用第二参考信息包含但不仅限于用户历史信息和3D地图信息,GNSS原始观测信息;
(2)AI纠偏模块作用生效的环境包含但不仅限于高楼区,隧道内,高架桥下,多层高架桥的复杂路况;
(3)纠偏算法包含但不仅限于机器学习、深度学习;
(4)实现功能包含但不仅限于GNSS,Wi-Fi,BT,UWB和超声波模块无定位结果输出或输出误差较大的定位结果时,对用户的历史习惯轨迹的后处理结果来预测用户当前的定位结果,也可以结合3D地图信息和GNSS原始观测信息对误差较大的定位结果进行纠偏,从而提升用户定位结果的准确性;
(5)输出AI纠偏后的定位信息(即第四定位信息),这里,定位信息具体可以为位置信息,例如,位置信息为经度和维度,或者位置信息为相对于某一参考位置的相对位置;
(6)基本原理举例,用户携带用户设备(例如,手机,智能手表等移动设备)在城市峡谷中行走,身边有大车行驶遮挡住了仅有的卫星,此时定位误差变大,但是依据该用户的历史行走信息和用户行为模式进行智能纠偏,得到高精度的定位信息。
在上述定位装置的基础上对定位装置功能进行进一步的举例说明,图7为本申请实施例中定位装置的第二工作流程示意图。
首先对各模块之间下面对各模块接口进行举例说明。如图7所示,本申请实施例中的定位装置可以理解为实现本申请实施例的定位方法的智能融合定位模块,各模块之间的通信方式包括但不限于以下方式:
1、智能融合定位模块和AP芯片通过通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,UART)方式通信;
2、智能融合定位模块和GNSS模块通过mailbox方式通信;
3、智能融合定位模块和Wi-Fi,BT,UWB,超声波等模块通过mailbox方式通信;
4、智能融合定位模块和智能感知模块通过改进的内部集成电路(Improved InterIntegrated Circuit,I3C)方式通信。
进一步地,如图7所示,定位装置的工作流程示意图:
1、AP芯片通过UART向智能融合定位模块发送启动指令和配置参数;这里,AP芯片可以理解为包含应用处理器的芯片,实际应用中,AP芯片除了包含应用处理器之外还可以包括存储器、通信接口等器件;
2、智能融合定位模块通过mailbox线路将启动指令和配置参数发送给GNSS模块;
3、智能融合定位模块通过mailbox线路将启动指令和配置参数发送给Wi-Fi/BT/UWB/超声波等模块;
4、GNSS模块向智能融合定位模块发送启动VDR/PDR和RTK/RTD指令和配置参数;
5、Wi-Fi,BT,UWB,超声波等模块向智能融合定位模块发送启动Wi-Fi/BT/UWB/超声波定位命令和配置参数;
6、智能融合定位模块向AP芯片发送信息请求指令,请求的信息包含但不仅限于Wi-Fi、BT、UWB、超声波锚点位置信息,RTK基站信息,路网信息,3D地图信息;
7、智能融合定位模块接收AP芯片发送来的Wi-Fi、BT、UWB、超声波锚点位置信息,RTK基站信息,路网信息,3D地图信息;
8、智能融合定位模块通过I3C总线向智能感知模块发送请求传感器信息的指令;
9、智能感知模块向智能融合定位模块发送传感器信息;
在一些实施例中,还可以直接向传感器发送请求传感器信息的指令,由传感器向智能融合定位模块直接发送传感器信息;
10、GNSS模块向智能融合定位模块发送原始观测信息和PVT信息(即申请实施例中的室外定位信息);
11、智能融合定位模块定期向智能感知模块发送请求时间信息指令;
12、智能感知模块向智能融合定位模块发送时间信息;
13、智能融合定位模块实现时间同步,Wi-Fi/BT/UWB/超声波定位,情景感知,RTK/RTD,VDR/PDR,路网匹配、AI纠偏等功能;
14、智能融合定位模块把定位信息反馈给GNSS模块,GNSS模块用于解算下一个PVT信息;
15、智能融合定位模块向AP芯片报告定位信息;
16、智能融合定位模块向智能感知模块发送定位信息和情景感知信息;
这里,情景感知信息包括智能定位融合定位模块进行情景感知得到的使用场景和运动状态,由于智能感知模块仅利用传感器的传感器信息进行情景感知,智能融合定位模块向智能感知模块发送情景感知信息的准确性更高,用于辅助智能感知模块的提高情景感知的准确性。
17、AP芯片向智能融合定位模块发送停止指令;
18、智能融合定位模块向GNSS模块发送停止指令;
19、智能融合定位模块向Wi-Fi,BT,UWB,超声波等模块发送停止指令;
20、智能融合定位模块向智能感知模块发送传感器停止指令,智能感知模块根据停止指令关闭对应的传感器,或者关闭全部传感器。
在一些实施例中,智能融合定位模块还可以根据使用场景生成启动指令或者停止指令,以发送控制指令(包括启动指令、停止指令或低功耗控制指令)给GNSS模块,Wi-Fi,BT,UWB,超声波等模块,以控制这些模块启动、关闭或进入低功耗模式。具体地,当所述使用场景为室外时,控制室内定位模块关闭或者进入低功耗模式;当所述使用场景为室内时,控制室外定位模块关闭或者进入低功耗模式。进一步地,当使用场景从室外切换到室内时,控制室外定位模块关闭或者进入低功耗模式,并控制室内定位模块启动或者进入正常工作模式。
本申请实施例提供的定位装置实现以下功能:
1、全场景定位。室外定位时利用包含但不仅限于GNSS和RTK/RTD等卫星定位,定位精度可达厘米级定位和车道级定位;室内定位时利用包含但不仅限于Wi-Fi/BT/UWB/超声波等定位。
2、情景感知。利用包含但不仅限于GNSS定位信息,传感器信息,Wi-Fi/BT/UWB/超声波等模块的定位信息进行情景感知,感知用户的使用环境如室内还是室外,感知用户的使用状态如开车还是步行等状态。
3、低功耗。具有智能化情景感知的功能,可判断室内环境和室外环境,可判断用户是在行车状态和行人状态等,根据具体使用场景和运动状态去启动相应定位模块和机制,达到节约功耗的目的,同时为AP端的智能感知模块提供更智能的情景感知信息。
4、复杂场景定位性能提升。利用VDR,PDR和路网匹配,提升高楼多径环境下定位精度,避免用户在道路行驶中定位到旁边建筑物、花园、河流等非道路位置。
5、AI纠偏,会根据用户的日常习惯路线和实时的GNSS原始观测信息,以及3D地图信息,通过机器学习来纠偏某些恶劣环境下存在定位偏差的定位信息,包含但不仅限于提升定位精度,在无法定位的环境下实现定位功能。
本申请实施例还提供了一种芯片,图8为本申请实施例中芯片的组成结构示意图,如图8所示,所述芯片80包括:处理器801,用于从存储器802中调用并运行计算机程序,实现本申请实施例中的定位方法的步骤。
可选地,如图8所示,芯片80还可以包括存储器802。其中,处理器801可以从存储器802中调用并运行计算机程序,以实现本申请实施例中的方法。
其中,存储器802可以是独立于处理器801的一个单独的器件,也可以集成在处理器801中。
可选地,该芯片80还可以包括输入接口803。其中,处理器801可以控制该输入接口803与其他设备或芯片进行通信,具体地,可以获取其他设备或芯片发送的信息或数据。
可选地,该芯片80还可以包括输出接口804。其中,处理器801可以控制该输出接口804与其他设备或芯片进行通信,具体地,可以向其他设备或芯片输出信息或数据。各个组件通过总线系统耦合在一起,总线系统用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。
可选地,该芯片可应用于本申请实施例中的用户设备,实现本申请实施例中定位方法。应理解,本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片,系统芯片,芯片系统或片上系统芯片等。
在实际应用中,上述处理器可以为特定用途集成电路(ASIC,ApplicationSpecific Integrated Circuit)、数字信号处理装置(DSPD,Digital Signal ProcessingDevice)、可编程逻辑装置(PLD,Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地,对于不同的设备,用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它,本申请实施例不作具体限定。
上述存储器可以是易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(RAM,Random-Access Memory);或者非易失性存储器(non-volatile memory),例如只读存储器(ROM,Read-Only Memory),快闪存储器(flash memory),硬盘(HDD,Hard Disk Drive)或固态硬盘(SSD,Solid-State Drive);或者上述种类的存储器的组合,并向处理器提供指令和数据。
本申请实施例还提供了一种用户设备,用户设备包括本申请实施例中用于实现定位方法的步骤的芯片。
图9为本申请实施例提供的用户设备的组成结构示意图,如图9所示,用户设备90包括第一芯片901、第二芯片902、传感器模块903、GNSS模块904和无线通信模块905;
所述第一芯片901,用于实现本申请实施例中的定位方法的步骤。
第二芯片902具备以下至少一种功能:
第二芯片902,用于发送路网信息给第一芯片901;
第二芯片902,用于发送RTK基站信息或者RTD基站信息给第一芯片901;
第二芯片902,用于发送无线通信模块905的锚点位置信息给第一芯片901;
第二芯片902,用于发送用户设备所在地三维地图信息给第一芯片901;
第二芯片902,用于发送第三定位信息或第四定位信息给第一芯片901。
在一些实施例中,第二芯片902,用于,还用于获取传感器模块的传感器信息,发送传感器信息给第一芯片901。
示例性的,在一些实施例中,所述用户设备90还包括传感器模块903,所述传感器模块903包括以下至少之一:加速度计,陀螺仪,磁力计和气压计;
所述传感器模块903,用于获取传感器信息,发送所述传感器信息给第一芯片901,发送传感器信息给第二芯片902。
示例性的,在一些实施例中,所述用户设备90还包括GNSS模块904;
所述GNSS模块904,用于获取原始观测信息,根据所述原始观测信息得到室外定位信息,发送所述原始观测信息和所述室外定位信息给第一芯片901。
示例性的,在一些实施例中,所述无线通信模块905,用于获取扫描信息,发送所述扫描信息给第一芯片901;
第二芯片902,还用于获取所述无线通信模块905的锚点位置信息,发送所述锚点位置信息给第一芯片901;
其中,所述无线通信模块905包括以下至少之一:Wi-Fi模块,BT模块,UWB模块和超声波模块。
在示例性实施例中,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,例如包括计算机程序的存储器,计算机程序可由用户设备的处理器执行,以完成前述方法的步骤。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序指令。
可选的,该计算机程序产品可应用于本申请实施例中的用户设备,并且该计算机程序指令使得计算机执行本申请实施例的各个方法中由用户设备实现的相应流程,为了简洁,在此不再赘述。
本申请实施例还提供了一种计算机程序。
可选的,该计算机程序可应用于本申请实施例中的用户设备,当该计算机程序在计算机上运行时,使得计算机执行本申请实施例的各个方法中由用户设备实现的相应流程,为了简洁,在此不再赘述。
应当理解,在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。本申请中表述“具有”、“可以具有”、“包括”和“包含”、或者“可以包括”和“可以包含”在本文中可以用于指示存在对应的特征(例如,诸如数值、功能、操作或组件等元素),但不排除附加特征的存在。
应当理解,尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开,不必用于描述特定的顺序或先后次序。例如,在不脱离本发明范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。
本申请实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的方法、装置和设备,可以通过其它的方式实现。以上所描述的实施例仅仅是示意性的,例如,单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,如:多个单元或组件可以结合,或可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另外,所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口,设备或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,也可以分布到多个网络单元上;可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中,也可以是各单元分别单独作为一个单元,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,也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (29)

1.一种定位方法,其特征在于,所述方法包括:
基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;
确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;
基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;
基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括行人运动状态和行车运动状态;
当所述运动状态为行人运动状态时,对所述用户设备进行行人航位推算,得到所述航位推算信息;
当所述运动状态为行车运动状态时,对所述用户设备进行车辆航位推算,得到所述航位推算信息。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述运动状态还包括静止状态;
所述方法还包括:当所述运动状态为静止状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述第一定位参考信息包括以下至少一项:传感器模块提供的传感器信息,室内定位模块提供的室内定位信息,室外定位模块提供的室外定位信息。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述室外定位信息包括卫星信息;
所述基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景,包括:
根据所述卫星信息,确定所述使用场景为室内或室外,其中,所述卫星信息包括以下至少一项:卫星信号强度、卫星数量和卫星分布信息。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,
所述基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景之前,所述方法还包括:
获取所述室内定位模块提供的室内定位信息和所述室外定位模块提供室外定位信息中的至少一项,以及获取传感器信息;
将所述室内定位信息和所述室外定位信息中的至少一项,和所述传感器信息进行时间同步,得到所述第一定位参考信息。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息,包括:
当所述使用场景为室外时,通过室外定位模块获取室外定位信息,将所述室外定位信息作为所述第一定位信息;
当所述使用场景为室内时,通过室内定位模块获取室内定位信息,将所述室内定位信息作为所述第一定位信息。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述室外定位模块包括:实时动态载波相位差分技术RTK模块和实时动态码相位差分技术RTD模块中的至少一个,以及全球卫星导航系统GNSS模块;
所述通过室外定位模块获取室外定位信息,包括以下至少之一:
通过所述GNSS模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和应用处理器发送的RTK基站信息,通过所述RTK模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和所述应用处理器发送的RTD基站信息,通过所述RTD模块获取所述室外定位信息。
9.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述通过室内定位模块获取室内定位信息,包括:
获取无线通信模块发送的扫描信息和应用处理器发送的所述无线通信模块的锚点位置信息;
基于所述扫描信息和所述锚点位置信息,通过所述室内定位模块获取所述室内定位信息;
其中,所述室内定位模块包括以下至少之一:行动热点Wi-Fi定位模块,蓝牙BT定位模块,超带宽UWB定位模块和超声波定位模块;
所述无线通信模块包括以下至少之一:所述Wi-Fi定位模块对应的Wi-Fi模块,所述BT定位模块对应的BT模块,所述UWB定位模块对应的UWB模块和所述超声波定位模块对应的超声波模块。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
当所述使用场景为室外时,控制室内定位模块关闭或者进入低功耗模式;
当所述使用场景为室内时,控制室外定位模块关闭或者进入低功耗模式。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于所述第三定位信息和第二定位参考信息进行智能纠偏,得到所述用户设备的第四定位信息;
其中,所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的高度信息,或者所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的楼层信息。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述第二定位参考信息还包括:应用处理器提供的三维地图信息和室外定位模块提供的原始观测信息;
和/或,第二定位参考信息还包括:所述用户设备的历史定位信息。
13.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述基于所述第三定位信息和第二定位参考信息进行智能纠偏,得到第四定位信息之后,所述方法还包括:
发送所述第四定位信息给应用处理器,使得所述应用处理器利用所述第四定位信息实现位置应用程序的定位功能。
14.一种定位装置,其特征在于,所述定位装置包括:情景感知模块、航位纠偏模块和路网匹配模块;
所述情景感知模块,用于基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景;确定在所述使用场景下所述用户设备的第一定位信息;发送所述用户状态和所述第一定位信息给所述航位纠偏模块;
所述航位纠偏模块,用于基于所述用户设备的航位推算信息,对所述第一定位信息进行航位纠偏,得到所述用户设备的第二定位信息;发送所述第二定位信息给所述路网匹配模块;
所述路网匹配模块,用于基于所述第二定位信息和所述用户设备当前所在地的路网信息进行路网匹配,得到所述用户设备的第三定位信息。
15.根据权利要求14所述的定位装置,其特征在于,
所述情景感知模块,用于基于所述第一定位参考信息,识别所述用户设备的运动状态,其中,所述运动状态包括行人运动状态和行车运动状态;
所述航位纠偏模块,用于当所述运动状态为行人运动状态时,对所述用户设备进行行人航位推算,得到所述航位推算信息;
所述航位纠偏模块,用于当所述运动状态为行车运动状态时,对所述用户设备进行车辆航位推算,得到所述航位推算信息。
16.根据权利要求15所述的定位装置,其特征在于,
所述航位纠偏模块,还用于当所述用户状态为静止状态时,将所述第一定位信息作为所述第二定位信息。
17.根据权利要求14或15所述的定位装置,其特征在于,所述第一定位参考信息包括以下至少一项:传感器模块提供的传感器信息,室内定位模块提供的室内定位信息,室外定位模块提供的室外定位信息。
18.根据权利要求17所述的定位装置,其特征在于,所述室外定位信息包括卫星信息;
所述基于用户设备的第一定位参考信息,识别所述用户设备的使用场景,包括:
所述情景感知模块,用于根据所述卫星信息,确定所述使用场景为室内或室外,其中,所述卫星信息包括以下至少一项:卫星信号强度、卫星数量和卫星分布信息。
19.根据权利要求17所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置还包括:时间同步模块;
所述时间同步模块,用于获取所述室内定位模块提供的室内定位信息和所述室外定位模块提供室外定位信息中的至少一项,以及获取传感器信息;将所述室内定位信息和所述室外定位信息中的至少一项,和所述传感器信息进行时间同步,得到所述第一定位参考信息;发送所述第一定位参考信息给所述情景感知模块。
20.根据权利要求14所述的定位装置,其特征在于,
所述情景感知模块,用于当所述使用场景为室外时,通过室外定位模块获取室外定位信息,将所述室外定位信息作为所述第一定位信息;当所述使用场景为室内时,通过室内定位模块获取室内定位信息,将所述室内定位信息作为所述第一定位信息。
21.根据权利要求20所述的定位装置,其特征在于,
所述室外定位模块包括:实时动态载波相位差分技术RTK模块和实时动态码相位差分技术RTD模块中的至少一个,以及全球卫星导航系统GNSS模块;所述定位装置还包括:所述RTK模块和所述RTD模块中的至少一个;
所述情景感知模块,用于执行以下至少之一:
通过所述GNSS模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和应用处理器发送的RTK基站信息,通过所述RTK模块获取所述室外定位信息;
基于所述GNSS模块的原始观测信息和所述应用处理器发送的RTD基站信息,通过所述RTD模块获取所述室外定位信息。
22.根据权利要求20所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置还包括:所述室内定位模块;
所述室内定位模块,用于获取无线通信模块发送的扫描信息和应用处理器发送的所述无线通信模块的锚点位置信息;基于所述扫描信息和所述锚点位置信息获取所述室内定位信息;
其中,所述室内定位模块包括以下至少之一:行动热点Wi-Fi定位模块,蓝牙BT定位模块,超带宽UWB定位模块和超声波定位模块;
所述无线通信模块包括以下至少之一:所述Wi-Fi定位模块对应的Wi-Fi模块,所述BT定位模块对应的BT模块,所述UWB定位模块对应的UWB模块和所述超声波定位模块对应的超声波模块。
23.根据权利要求14所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置还包括:
控制模块,用于当所述使用场景为室外时,控制室内定位模块关闭或者进入低功耗模式;当所述使用场景为室内时,控制室外定位模块关闭或者进入低功耗模式。
24.根据权利要求14所述的定位装置,其特征在于,所述定位装置还包括:人工智能纠偏模块;
所述人工智能纠偏模块,用于基于所述第三定位信息和第二定位参考信息进行智能纠偏,得到所述用户设备的第四定位信息;
其中,所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的高度信息,或者所述第二定位参考信息包括所述用户设备相对于建筑结构和/或道路设施的楼层信息。
25.根据权利要求24所述的定位装置,其特征在于,所述第二定位参考信息还包括:应用处理器提供的三维地图信息和室外定位模块提供的原始观测信息;
和/或,第二定位参考信息还包括:所述用户设备的历史定位信息。
26.根据权利要求24所述的定位装置,其特征在于,
所述人工智能纠偏模块,还用于发送所述第四定位信息给应用处理器,使得所述应用处理器利用所述第四定位信息实现位置应用程序的定位功能。
27.一种芯片,其特征在于,所述芯片包括:处理器,用于从存储器中调用并运行计算机程序,实现权利要求1至13任一项所述方法的步骤。
28.一种用户设备,其特征在于,所述用户设备包括权利要求27所述的芯片。
29.一种计算机可读存储介质,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权利要求1至13任一项所述方法的步骤。
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