CN115175095B - 室内定位方法、装置、存储介质及终端 - Google Patents
室内定位方法、装置、存储介质及终端 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115175095B CN115175095B CN202210864129.1A CN202210864129A CN115175095B CN 115175095 B CN115175095 B CN 115175095B CN 202210864129 A CN202210864129 A CN 202210864129A CN 115175095 B CN115175095 B CN 115175095B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- positioning reference
- positioning
- reference point
- information
- reference points
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims description 25
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 14
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 10
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 101150059231 CPI1 gene Proteins 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 5
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 101150002418 cpi-2 gene Proteins 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/02—Services making use of location information
- H04W4/025—Services making use of location information using location based information parameters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
- G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
- G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
- G01S19/42—Determining position
- G01S19/45—Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/02—Services making use of location information
- H04W4/029—Location-based management or tracking services
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
- H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
- H04W4/33—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for indoor environments, e.g. buildings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
一种室内定位方法、装置、存储介质及终端,方法通过获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中;基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。该方法可以大大提升室内待定位对象的定位准确性。
Description
技术领域
本申请涉及定位技术领域,具体涉及一种室内定位方法、装置、存储介质及终端。
背景技术
近年来,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)相关技术的不断发展,美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)、欧盟的伽利略导航系统以及我国的北斗卫星导航系统都已得到了广泛的应用。GNSS系统不仅是国家安全和经济的基础设施,也是体现现代化大国地位和国家综合国力的重要标志。
全球卫星导航系统的成熟,为人们的生活带来了极大的便利,尤其在出行方面,各类基于全球卫星导航系统的导航地图可以大大减少人们因路况不熟导致的时间浪费,大大提升了人们的出行效率。然而,目前基于GNSS的定位技术一般只能对室外物体进行准确定位,在室内等被建筑物遮挡的环境下,难以进行准确的定位。
发明内容
本申请提供了一种室内定位方法、装置、存储介质及终端,该方法能够提升室内物体的定位精度。
第一方面,本申请提供一种室内定位方法,方法包括:
获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,所述第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;
获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,所述第二定位参考点设置于所述待定位对象所处室内环境中;
基于所述多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对所述多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;
根据所述待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及所述每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对所述待定位对象进行定位。
相应地,本申请第二方面提供一种室内定位装置,装置包括:
第一获取模块,用于获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,所述第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;
第二获取模块,用于获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,所述第二定位参考点设置于所述待定位对象所处室内环境中;
修正模块,用于基于所述多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对所述多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;
定位模块,用于根据所述待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及所述每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对所述待定位对象进行定位。
第三方面,本申请提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,当该计算机程序被电子设备的处理器加载时执行如本申请提供的任一室内定位方法中的步骤。
第四方面,本申请还提供了一种电子设备,该电子设备包括处理器和存储器,存储器储存有计算机程序,处理器通过加载存储器储存的计算机程序执行如本申请提供的任一室内定位方法中的步骤。
采用本申请所提供的技术方案,即获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中;基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。以此,本申请通过测量室内定位参考点与外围定位参考点之间的精确位置关系来对外围定位参考点的卫星定位坐标进行修正,得到精确的外围定位参考点坐标。然后进一步基于修正过的精确坐标对室内待定位对象进行定位,可以大大提升室内待定位对象的定位准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的室内定位方法的一流程示意图。
图2是定位参考点布设示意图。
图3是定位参考点之间距离计算示意图。
图4是本申请实施例提供的室内定位装置的另一结构框图。
图5是本申请实施例提供的终端的结构框图。
具体实施方式
应当说明的是,本申请中的术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。此外,术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或模块,而是某些实施例还包括没有列出的步骤或模块,或某些实施例还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例提供一种室内定位方法、装置、存储介质及终端,其中室内定位方法的执行主体可以是本申请实施例提供的室内定位装置,或者集成了该室内定位装置的电子设备,其中该室内定位装置可以采用硬件或者软件的方式实现。其中,电子设备可以是移动终端。其中,该移动终端可以为智能手机、平板、车载终端或者智能穿戴式设备等。
请参照图1,图1为本申请实施例提供的室内定位方法的流程示意图,如图1所示,本申请实施例提供的室内定位方法的流程可以如下:
在110中,获取多个第一定位参考点的卫星定位信息。
其中,本申请提供的室内定位方法具体可以应用于室内定位装置中,室内定位装置具体可以集成在终端或者服务器中。
在本申请实施例提供的室内定位系统的框架中,包含了多个第一定位参考点以及多个第二定位参考点。其中第一定位参考点可以布设于建筑物的外围,例如阳台或者窗户等位置,以便可以通过全球导航卫星系统来获取其对应的卫星定位信息,也就是卫星定位坐标。因设备数量以及精度的限制,各个第一定位参考点的卫星定位信息一般采用独立观测方法进行获得,不进行联测,也不涉及GNSS基线解算。为了保障坐标转换可靠性和精度,一般需要均匀的布设至少3个第一定位参考点。第二定位参考点可以布设于室内,布设数量可以根据需要进行相应的调整。如图2所示,为在一个建筑物中的某一层进行定位参考点布设的示意图。如图所示,在该建筑物的外围布设了5个第一定位参考点CP0-1、CP0-2、CP0-3、CP0-4以及CP0-5;在该建筑物的内部布设了6个第二定位参考点CPI-1、CPI-2、CPI-3、CPI-4、CPI-5以及CPI-6,用于室内参考点碎步测量。此处定位参考点的数量只是示意,可以根据实际需求进行调整。例如,可以基于前述设置的5个第一定位参考点10以及6个第二定位参考点20对待定位对象30进行定位。
此外,可以理解的是,此处的第一定位参考点的卫星定位坐标包含了经度坐标、维度坐标以及高程坐标,为了保证对待定位对象的定位准确性和提升定位效率,可以选取与待定位对象处于同一层的建筑物外围以及内部布设的定位参考点进行定位。即本申请实施例中选取的第一定位参考点和第二定位参考点的高程可以与待定位对象的高程相同,如此只需进行平面定位即可。
在120中,获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
其中,由于第一定位参考点的卫星定位信息的精度无法控制,当第一定位参考点的卫星定位信息精度较低时,基于第一定位参考点与待定位对象之间的位置关系对目标对象进行定位会出现确定不同定位结果的情况,使得定位结果不够准确。对此,在本申请实施例中,在获取到第一定位参考点的卫星定位信息后,可以进一步获取第二定位参考点和第一定位参考点之间的位置关系,为与待定位对象与第一定位参考点之间的位置关系作区分,可以将第二定位参考点和第一定位参考点之间的位置关系称为第一位置关系,以及将待定位对象与第一定位参考点之间的相对位置称为第二位置关系。
其中,第二定位参考点与第一定位参考点之间的位置关系,具体可以采用全站仪进行精确的测量。
在一些实施例中,获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中,包括:
1、在待定位对象所处室内环境中确定多个第二定位参考点,多个第二定位参考点构成闭合导线,每一第一定位参考点与最接近的第二定位参考点之间的连线构成支导线;
2、以任一第一定位参考点为原点构建局部坐标系;
3、根据闭合导线与支导线,测量每一第一定位参考点和每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息;
4、根据局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
其中,请继续参阅图2,多个第二定位参考点之间可以构成闭合导线,第一定位参考点与最接近的第二定位参考点之间的连线构成了支导线。此时第一定位参考点和第二定位参考点的坐标便可以通过导线测量确定。
具体地,可以以任一第一定位参考点为原点来构建局部坐标系,然后采用导线测量方法来计算确定每一第一定位参考点以及第二定位参考点在局部坐标系中的坐标。在确定了每一第一定位参考点与第二定位参考点在局部坐标系中的坐标后,也就确定每一第一定位参考点和每一第二定位参考点之间的第一位置关系。
在一些实施例中,根据闭合导线与支导线测量每一第一定位参考点和每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息,包括:
3.1、基于闭合导线与支导线,测量相邻定位参考点之间的距离以及方位角;
3.2、根据距离以及方位角,计算每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息。
其中,在本申请实施例中,采用导线测量的方法确定第一定位参考点与第二定位参考点在局部坐标系中的坐标信息,具体可以为先基于闭合导线和支导线进行结合计算出相邻定位参考点之间的距离信息以及方位角信息,然后根据距离信息以及方位角信息来逐一计算每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息。
在一些实施例中,据距离以及方位角,计算每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息之后,还包括:
A、对多个第二定位参考点的局部坐标信息进行闭合导线平差计算,确定多个第二定位参考点的修正局部坐标信息;
B、基于多个第二定位参考点的修正局部坐标信息,对每一第一定位参考点的局部坐标信息进行修正,确定每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点对应的修正局部坐标信息;
根据局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,包括:
C、根据每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点对应的修正局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
其中,为了进一步提升计算确定的每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点的局部坐标信息,可以进一步根据闭合导线平差计算来对每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标进行修正。由于测量仪器的精度不完善和人为因素及外界条件的影响,测量误差总是不可避免的。为了提高成果的质量,处理好这些测量中存在的误差问题,观测值的个数往往要多于确定未知量所必须观测的个数,也就是要进行多余观测。有了多余观测,势必在观测结果之间产生矛盾,测量平差的目的就在于消除这些矛盾而求得观测量的最可靠结果并评定测量成果的精度。测量平差采用的原理就是“最小二乘法”。在对多个第二定位参考点的局部坐标信息进行修正后,可以进一步根据修正后的第二定位参考点的局部坐标信息对第一定位参考点的局部坐标信息进行修正,从而确定更为准确的定位参考点的修正局部坐标信息。
具体地,例如,可以以CP0-1为局部坐标系的原点,CP0-1的GNSS坐标为当地导航坐标系的原点,则CP0-1在两个坐标系下的坐标均为(0,0,0)m;以CPI-1为第1测站位置,以CP0-1为后视点,测量CPI-1到CP0-1的平距dH,以CPI-1指向CP0-1的方向为局部坐标系坐标的X轴方向,Y轴与X轴在同一平面,X、Y、Z轴满足右手坐标系,确定局部坐标系坐标定义,则CPI-1在局部坐标系的坐标为(-dH,0,0)m;确定CP0-1和CPI-1在局部坐标系中的坐标后,以CP0-1和CPI-1为已知点,CP0-1到CPI-1的边为已知方位角(90°)的边进行边角测量,并在CPI-2、CPI-3、CPI-4、CPI-5处分别与CP0-2、CP0-3、CP0-4、CP0-5联测;由于CPI都在闭合导线中,因此先进行闭合导线平差计算获得改正后的相邻CPI之间的方位角,并计算CPI在局部坐标系下的坐标,全站仪内置导线平差程序;分别计算CPI-2、CPI-3、CPI-4、CPI-5到CP0-2、CP0-3、CP0-4、CP0-5的方位角,通过坐标正算获得CP0-2、CP0-3、CP0-4、CP0-5在局部坐标系下的坐标。其中,根据经验值,CP0和CPI定位参考点都在地面,在不考虑瓷砖、地毯铺设的误差时,可以认为高程一致,即认为CP0和CPI控制点高程在局部坐标系和导航坐标系下的高程均为0。导线测量可以获得CP0和CPI控制点的三角高程,但三角高程受仪器高测量等因素影响,可能会有较大误差。因此可以优先选用经验值作为控制点的高程。碎步点测量和控制点加密
导线测量后可以确定测区关键位置的精确坐标,需要根据室内定位测试需求进行定位参考点加密或碎步测量获得更多的室内定位参考点。定位参考点加密主要为了解决部分区域因通视条件较差无法进行碎步测量的问题,需要全站仪和棱镜配合测量,加密的定位参考点也可以作为室内定位参考点;碎步测量用于测量室内定位参考点坐标。
目前设计的控制网中CPI控制点无法与部分区域通视,因此如果需要获得不可通视区域的参考点坐标时,可以通过加密控制点的方法实现。
在130中,基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
其中,在前述过程中已经确定了第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,即确定了第一定位参考点和第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息。而且,第二定位参考点与第一定位参考点之间的位置关系为采用全站仪进行精确测量以及结合闭合导线、支导线结合进行导线测量确定,为较为准确的位置关系。在本申请实施例中,可以根据该位置关系对第一定位参考点的卫星定位信息进行相应的修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
具体地,可以根据位置关系以及第一定位参考点的卫星定位信息分别计算出第一定位参考点之间的距离,然后根据不同方法计算出的第一定位参考点之间的距离差异来进行卫星定位信息修正。
在一些实施例中,基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,包括:
1、根据每一第一定位参考点的卫星定位信息,计算第一定位参考点之间的第一距离;
2、根据每一第一定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息,计算第一定位参考点之间的第二距离;
3、根据第一距离以及第二距离进行几何约束优化,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
其中,如图3所示,为多个第一定位参考点之间距离信息计算示意图。本申请实施例中,可以直接根据每一第一定位参考点的卫星定位坐标来进行坐标计算确定第一定位参考点之间的第一距离;然后可以根据前述确定的每一第一定位参考点在局部坐标系中的局部坐标来计算出第二距离,第二距离也可以称为实际距离。然后可以基于第一距离和第二距离的差别来进行几何约束优化,从而确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
在一些实施例中,在本申请实施例中,采用第一定位参考点之间的集合约束的方法还可以剔除掉一些异常的第一定位参考点,具体地,可以根据当地导航坐标系和局部坐标系下CP0的坐标来计算出任意一对CP0之间的集合距离。假定CP0在当地导航坐标系下的GNSS坐标为PG,在局部坐标系下的坐标为PS,由于局部坐标系下的坐标为根据全站仪测量确定,精度很高,根据局部坐标系下的坐标计算出的两个CP0之间的距离可以记为真实距离。
如此,用GNSS坐标计算CP0-i到其他CP0距离的平方,减去真实距离的平方,求和如下:
其中,dij为CP0-i到CP0-j之间的真实距离。
然后,计算所有CP0的均值,如果大于阈值并且大于均值的两倍,则认为改点GNSS坐标精度较差,先剔除该点。
在一些实施例中,根据第一距离以及第二距离进行几何约束优化,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,包括:
A、根据第一距离以及第二距离构建几何约束优化函数;
B、基于几何约束优化函数,对每一第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
其中,在本申请实施例中,可以采用非线性优化的方法进行优化也可以采用图优化的方法来进行相应的优化。
当采用线性优化的方法进行优化时,可以先根据第一距离和第二距离构建几何约束优化函数,然后基于该函数进行优化更新。
具体地,可以构建如下目标优化函数:
具体地,下面以一组实际的数据进行示例说明。
表1CP0定位参考点GNSS坐标精度检核表
如表1所示,为利用全站仪测量的CP0局部坐标进行了GNSS精度检核及非线性优化,目标函数计算的几何距离误差矩阵表。从精度检核结果来看,CP0-4的GNSS坐标在CP0-4到CP0-3方向和到CP0-1方向的误差较大。实际上,由于全站仪测量的CP0-4位置无法获得固定解,GNSS测量的是离CP0-4约0.09m处的坐标。CP0-5处观测环境较差,多次GNSS测量坐标差异较大,因此认为CP0-5定位参考点的GNSS坐标精度较差,与精度检核情况相符。
为了提高坐标转换精度,在进行坐标转换前先进行粗差处理并利用高精度几何约束信息对GNSS坐标进行非线性优化。5个CP0控制点中CP0-4和CP0-5的GNSS位置误差更大,但未超过0.2m,因此不剔除,全部参与非线性优化。
点号 | CP0-1 | CP0-2 | CP0-3 | CP0-4 | CP0-5 |
CP0-1 | 0 | 3.72e-08 | 5.68e-11 | 4.61e-09 | 2.58e-08 |
CP0-2 | 3.72e-08 | 0 | 7.40e-09 | 4.76e-08 | 1.61e-07 |
CP0-3 | 5.68e-11 | 7.40e-09 | 0 | 8.30e-08 | 2.89e-07 |
CP0-4 | 4.61e-09 | 4.76e-08 | 8.30e-08 | 0 | 2.79e-07 |
CP0-5 | 2.58e-08 | 1.61e-07 | 2.89e-07 | 2.79e-07 | 0 |
表2CP0定位参考点GNSS坐标优化后精度检核表
如表2所示,为线性优化后目标函数计算的几何距离误差矩阵表,相对于表1中的误差数据,优化后的误差确定了显著的减小。
在140中,根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。
其中,在确定了每一第一定位参考点的修正卫星定位信息后,便可以据此对待测室内环境中的待定位对象进行定位。具体地,可以根据待定位对象与每一第一定位参考点之间的位置关系来进行具体定位。
在一些实施例中,根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息对待定位对象进行定位,包括:
1、获取待定位对象与每一第一定位参考点之间的第二位置关系;
2、根据每一第一定位参考点的修正卫星定位信息与第二位置关系计算待定位对象的目标卫星定位信息。
其中,在确定了待定位对象时,可以先根据布设的多个第一定位参考点来对待定位对象进行相对位置确定。具体地,可以采用全站仪来进行测量,确定待定位对象与多个第一定位参考点之间的位置关系。然后,可以进一步根据前述修正过的准确的第一定位参考点的修正卫星定位信息来计算出待定位对象的目标卫星定位信息。
在一些实施例中,当修正确定的第一定位参考点的GNSS坐标为在当地导航坐标系中的坐标时,则需要进一步进行坐标转化,将其转化到世界坐标系,或者地心地固坐标系中,再据此对待定位对象进行定位。如果采用第二定位参考点对待定位对象进行定位,则需要先将局部坐标系下的坐标转化到在当地导航坐标系中,再进一步转化到地心地固坐标系中。
在进行坐标转换时,由于全站仪三角高程和GNSS高程精度较低,为了不让高程误差影响平面坐标转换,可以采用平面和高程坐标转换分开进行、采用经验高度、评估三角高程和GNSS高程精度等方法进行相应的坐标转化。由于测区范围比较小,平面和高程转换分开进行,因此不需要考虑高程异常、投影变换等因素,仅需要确定当地导航坐标系和局部坐标系之间的平移和旋转参数,包括2个平移参数和1个旋转参数,为了与传统的四参数平面坐标转换模型对应,加入尺度因子。需要特别注意的是,前文假设了当地导航坐标系和局部坐标系的原点都为CP0-1所在位置,使得CP0-1在当地导航坐标系和局部坐标系下的坐标均为(0,0,0)m,该假设建立在CP0-1的GNSS坐标无误差。而实际上CP0-1的GNSS定位结果存在误差,当地导航坐标系的实际原点为CP0-1处GNSS结果对应的位置,当地导航坐标系和局部坐标系的原点不重合,在平面坐标转换时需要求解平移参数。
其中,当地导航坐标系下的坐标与局部坐标系下的坐标转换关系如下:
其中,[xn,yn]为CP0在当地导航坐标系下的坐标,[xl,yl]为CP0在局部坐标系下的坐标,θ为旋转参数,Δx、Δy为平移参数,m为尺度缩放因子。
令a=mcosθ-1,b=msinθ,假设有N个公共点,则:
新旧坐标转换后的误差为:
新根据最小二乘原理VTPV=min可得法方程如下:
BTPB-BTPL=0
解法方程如下:
X=(BTPB)-1BTPL
解得X后,可以直接得到平移参数Δx、Δy,旋转参数尺度缩放因子/>通过公式完成局部坐标系到当地导航坐标系的转换。
根据上述描述可知,本申请提供的室内定位方法,通过获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中;基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。以此,本申请通过测量室内定位参考点与外围定位参考点之间的精确位置关系来对外围定位参考点的卫星定位坐标进行修正,得到精确的外围定位参考点坐标。然后进一步基于修正过的精确坐标对室内待定位对象进行定位,可以大大提升室内待定位对象的定位准确性。
请参照图4,图4为本申请实施例提供的室内定位装置200的一结构示意图。该室内定位装置200应用于本申请提供的电子设备。如图4所示,该室内定位装置200可以包括:
第一获取模块,用于获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;
第二获取模块,用于获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中;
修正模块,用于基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;
定位模块,用于根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。
可选地,在一些实施例中,第二获取模块,包括:
第一确定子模块,用于在待定位对象所处室内环境中确定多个第二定位参考点,多个第二定位参考点构成闭合导线,每一第一定位参考点与最接近的第二定位参考点之间的连线构成支导线;
构建子模块,用于以任一第一定位参考点为原点构建局部坐标系;
测量子模块,用于根据闭合导线与支导线,测量每一第一定位参考点和每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息;
第二确定子模块,用于根据局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
可选地,在一些实施例中,测量子模块,包括:
测量单元,用于基于闭合导线与支导线,测量相邻定位参考点之间的距离以及方位角;
计算单元,用于根据距离以及方位角,计算每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息。
在一些实施例中,本申请提供的室内定位装置,还包括:
第一计算子模块,用于对多个第二定位参考点的局部坐标信息进行闭合导线平差计算,确定多个第二定位参考点的修正局部坐标信息;
修正子模块,用于基于多个第二定位参考点的修正局部坐标信息,对每一第一定位参考点的局部坐标信息进行修正,确定每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点对应的修正局部坐标信息;
第二确定子模块,还用于:
根据每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点对应的修正局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
可选地,在一些实施例中,修正模块,包括:
第二计算子模块,用于根据每一第一定位参考点的卫星定位信息,计算第一定位参考点之间的第一距离;
第三计算子模块,用于根据每一第一定位参考点在局部坐标系中的局部坐标信息,计算第一定位参考点之间的第二距离;
优化子模块,用于根据第一距离以及第二距离进行几何约束优化,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
可选地,在一些实施例中,优化子模块,包括:
构建单元,用于根据第一距离以及第二距离构建几何约束优化函数;
修正单元,用于基于几何约束优化函数对每一第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
可选地,在一些实施例中,定位模块,包括:
获取子模块,用于获取待定位对象与每一第一定位参考点之间的第二位置关系;
第四计算子模块,用于根据每一第一定位参考点的修正卫星定位信息与第二位置关系计算待定位对象的目标卫星定位信息。
应当说明的是,本申请实施例提供的室内定位装置200与上文实施例中图1所示的室内定位方法属于同一构思,其具体实现过程详见以上相关实施例,此处不再赘述。
根据上述描述可知,本申请提供的室内定位装置,通过第一获取模块210获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;第二获取模块220获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中;修正模块230基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;定位模块240根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。以此,本申请通过测量室内定位参考点与外围定位参考点之间的精确位置关系来对外围定位参考点的卫星定位坐标进行修正,确定精确的外围定位参考点坐标。然后进一步基于修正过的精确坐标对室内待定位对象进行定位,可以大大提升室内待定位对象的定位准确性。
本申请实施例还提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,当其存储的计算机程序在本申请实施例提供的电子设备的处理器上执行时,使得电子设备的处理器执行以上任一适于电子设备的室内定位方法中的步骤。其中,存储介质可以是磁碟、光盘、只读存储器(Read Only Memory,ROM)或者随机存取器(Random Access Memory,RAM)等。
本申请还提供一种终端,请参照图5,终端300包括处理器310和存储器320。
本申请实施例中的处理器310可以是通用处理器,比如ARM架构的处理器。存储器320中存储有计算机程序,其可以为高速随机存取存储器,还可以为非易失性存储器,比如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件等。相应地,存储器320还可以包括存储器控制器,以提供处理器301对存储器320的访问。处理器310通过执行存储器320中的计算机程序,用于执行以上任一室内定位方法,比如:
获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,第二定位参考点设置于待定位对象所处室内环境中;基于多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;根据待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对待定位对象进行定位。
以上对本申请所提供的一种室内定位方法、装置、存储介质及终端进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种室内定位方法,其特征在于,所述方法包括:
获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,所述第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;
获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,所述第二定位参考点设置于所述待定位对象所处室内环境中;
基于所述多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对所述多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;
根据所述待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及所述每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对所述待定位对象进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,所述第二定位参考点设置于所述待定位对象所处室内环境中,包括:
在所述待定位对象所处室内环境中确定多个第二定位参考点,所述多个第二定位参考点构成闭合导线,每一第一定位参考点与最接近的第二定位参考点之间的连线构成支导线;
以任一第一定位参考点为原点构建局部坐标系;
根据所述闭合导线与所述支导线,测量每一第一定位参考点和每一第二定位参考点在所述局部坐标系中的局部坐标信息;
根据所述局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述闭合导线与所述支导线,测量每一第一定位参考点和每一第二定位参考点在所述局部坐标系中的局部坐标信息,包括:
基于所述闭合导线与所述支导线,测量相邻定位参考点之间的距离以及方位角;
根据所述距离以及所述方位角,计算每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点在所述局部坐标系中的局部坐标信息。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据所述距离以及所述方位角,计算每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点在所述局部坐标系中的局部坐标信息之后,还包括:
对多个第二定位参考点的局部坐标信息进行闭合导线平差计算,确定多个第二定位参考点的修正局部坐标信息;
基于所述多个第二定位参考点的修正局部坐标信息,对每一第一定位参考点的局部坐标信息进行修正,确定每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点对应的修正局部坐标信息;
所述根据所述局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,包括:
根据每一第一定位参考点以及每一第二定位参考点对应的修正局部坐标信息,确定多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述基于所述多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系对所述多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,包括:
根据每一第一定位参考点的卫星定位信息,计算第一定位参考点之间的第一距离;
根据每一第一定位参考点在所述局部坐标系中的局部坐标信息,计算第一定位参考点之间的第二距离;
根据所述第一距离以及所述第二距离进行几何约束优化,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述根据所述第一距离以及所述第二距离进行几何约束优化,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,包括:
根据所述第一距离以及所述第二距离构建几何约束优化函数;
基于所述几何约束优化函数,对每一第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及所述每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对所述待定位对象进行定位,包括:
获取待定位对象与每一第一定位参考点之间的第二位置关系;
根据每一第一定位参考点的修正卫星定位信息与所述第二位置关系,计算所述待定位对象的目标卫星定位信息。
8.一种室内定位装置,其特征在于,所述装置包括:
第一获取模块,用于获取多个第一定位参考点的卫星定位信息,所述第一定位参考点设置于待定位对象所处室内环境的外围;
第二获取模块,用于获取多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,所述第二定位参考点设置于所述待定位对象所处室内环境中;
修正模块,用于基于所述多个第二定位参考点与每一第一定位参考点之间的第一位置关系,对所述多个第一定位参考点的卫星定位信息进行修正,确定每一第一定位参考点的修正卫星定位信息;
定位模块,用于根据所述待定位对象与每一第一定位参考点的第二位置关系、以及所述每一第一定位参考点的修正卫星定位信息,对所述待定位对象进行定位。
9.一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,当所述计算机程序被电子设备的处理器加载时执行如权利要求1-7中任一项所述的室内定位方法中的步骤。
10.一种终端,所述终端包括处理器和存储器,所述存储器储存有计算机程序,其特征在于,所述处理器通过加载所述计算机程序执行如权利要求1-7中任一项所述的室内定位方法中的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210864129.1A CN115175095B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 室内定位方法、装置、存储介质及终端 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210864129.1A CN115175095B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 室内定位方法、装置、存储介质及终端 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115175095A CN115175095A (zh) | 2022-10-11 |
CN115175095B true CN115175095B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=83497341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210864129.1A Active CN115175095B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 室内定位方法、装置、存储介质及终端 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115175095B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100596623B1 (ko) * | 2005-09-21 | 2006-07-04 | 주식회사 범아엔지니어링 | 다중 기준점들의 가중치를 이용한 gps 위치정보 보정에의해 gis를 실시간으로 업데이트하는 방법 |
KR100723197B1 (ko) * | 2006-02-21 | 2007-05-29 | 삼성전기주식회사 | 능동적 실내 위치 인식 시스템의 위치 정보 구축 방법 |
CN103338510A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-10-02 | 赵东明 | 一种基于rssi的无线传感器网络的定位方法 |
JP2014105993A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Mazeran Systems Japan Kk | 測位システム、基準局装置及び移動端末 |
CN105072682A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 山东大学 | 一种gnss与wifi组合定位方法及系统 |
CN106405605A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-15 | 湖南晖龙股份有限公司 | 一种机器人基于ros和gps的室内外无缝定位方法和定位系统 |
JP2019090759A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 清水建設株式会社 | 屋内測位用基準位置の設定方法、屋内測位システムおよび屋内測位方法 |
CN109932686A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-25 | 维沃移动通信有限公司 | 一种定位方法、移动终端及室内定位系统 |
CN111060941A (zh) * | 2019-06-13 | 2020-04-24 | 广东星舆科技有限公司 | 一种在遮挡环境下的高精度定位方法及其装置 |
CN113905326A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-07 | 广州瀚信通信科技股份有限公司 | 基于5g网络的室内用户位置定位方法及装置 |
WO2022100388A1 (zh) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 中移(上海)信息通信科技有限公司 | 一种基于参考点位置的辅助定位方法、装置及设备 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9377535B2 (en) * | 2010-12-02 | 2016-06-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for testing GNSS-based positioning systems in obstructed environments |
TWI570423B (zh) * | 2015-04-13 | 2017-02-11 | 國立交通大學 | 定位方法 |
-
2022
- 2022-07-20 CN CN202210864129.1A patent/CN115175095B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100596623B1 (ko) * | 2005-09-21 | 2006-07-04 | 주식회사 범아엔지니어링 | 다중 기준점들의 가중치를 이용한 gps 위치정보 보정에의해 gis를 실시간으로 업데이트하는 방법 |
KR100723197B1 (ko) * | 2006-02-21 | 2007-05-29 | 삼성전기주식회사 | 능동적 실내 위치 인식 시스템의 위치 정보 구축 방법 |
JP2014105993A (ja) * | 2012-11-22 | 2014-06-09 | Mazeran Systems Japan Kk | 測位システム、基準局装置及び移動端末 |
CN103338510A (zh) * | 2013-05-24 | 2013-10-02 | 赵东明 | 一种基于rssi的无线传感器网络的定位方法 |
CN105072682A (zh) * | 2015-07-31 | 2015-11-18 | 山东大学 | 一种gnss与wifi组合定位方法及系统 |
CN106405605A (zh) * | 2016-08-23 | 2017-02-15 | 湖南晖龙股份有限公司 | 一种机器人基于ros和gps的室内外无缝定位方法和定位系统 |
JP2019090759A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 清水建設株式会社 | 屋内測位用基準位置の設定方法、屋内測位システムおよび屋内測位方法 |
CN109932686A (zh) * | 2019-03-29 | 2019-06-25 | 维沃移动通信有限公司 | 一种定位方法、移动终端及室内定位系统 |
CN111060941A (zh) * | 2019-06-13 | 2020-04-24 | 广东星舆科技有限公司 | 一种在遮挡环境下的高精度定位方法及其装置 |
WO2022100388A1 (zh) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 中移(上海)信息通信科技有限公司 | 一种基于参考点位置的辅助定位方法、装置及设备 |
CN113905326A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-01-07 | 广州瀚信通信科技股份有限公司 | 基于5g网络的室内用户位置定位方法及装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
一种可快速部署的应急医疗分队卫生装备定位方法研究;徐新民;张坤;;医疗卫生装备;20111015(10);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115175095A (zh) | 2022-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108490473A (zh) | 一种融合gnss和uwb的无人机增强定位方法与系统 | |
CN112394383B (zh) | 一种卫星与5g基站组合定位方法及装置 | |
CN112824828B (zh) | 一种激光跟踪仪站位确定方法、系统、电子设备及介质 | |
CN106597487A (zh) | 北斗卫星多接收机动态定位精度同步检测装置及其方法 | |
CN110793508A (zh) | 三维控制网中控制点的观测数据处理方法与装置 | |
CN112684432A (zh) | 激光雷达标定方法、装置、设备及存储介质 | |
CN110208782A (zh) | 一种雷达定位方法、装置、系统、计算机设备和存储介质 | |
CN108919319A (zh) | 海岛礁卫星影像无地面控制点定位方法及系统 | |
CN109600777B (zh) | 校准基站天线方位角工参方法及系统 | |
CN106556383A (zh) | 一种rtk倾斜补偿测量精度验证的方法 | |
CN115175095B (zh) | 室内定位方法、装置、存储介质及终端 | |
CN112461195B (zh) | 汽轮机平台沉降监测方法、装置和计算机设备 | |
CN111464937B (zh) | 一种基于多径误差补偿的定位方法及装置 | |
CN116413655A (zh) | 一种uwb-aoa安装角度校准方法和系统 | |
CN106093979A (zh) | 一种检测导航接收机定位性能的方法和装置 | |
CN114527500B (zh) | 一种室内外一体化定位方法、设备、介质及产品 | |
CN107978540B (zh) | 用于量测机台的自动调校方法和系统 | |
JP2004264120A (ja) | 鉛直基準点等の定点測位方法及び定点の位置情報記録システム | |
CN114966779A (zh) | 一种基于北斗导航卫星监测站的山区峡谷定位方法及系统 | |
CN107478209A (zh) | 超高层轴线控制网的检测方法 | |
KR101160957B1 (ko) | 연쇄연결방식 동적기준국을 이용한 gps 상대위치 결정방법 | |
CN109782324A (zh) | 一种铁路巡检定位方法 | |
CN118338142A (zh) | 目标侦察与落点测量光电系统布设方法、系统及介质 | |
CN117538911A (zh) | 一种实时正常高获取方法及系统 | |
US9043181B2 (en) | Method for determining coordinates |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |