CN116625362A - 一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质，该方法包括：基于加速度和角速度对目标时刻移动终端的状态进行预测，得到第一状态信息；基于加速度和第一高度进行高度估计，得到第二高度；基于第一高度、第二高度和伪距观测值对第一状态信息进行状态校正，得到第二状态信息；基于第二状态信息和室内地图信息进行室内定位。这样，通过对传感器系统采集的多源数据进行融合，提高了伪卫星进行室内定位的准确性和可靠性。尤其是利用第二高度(融合加速度计测量的加速度和气压计测量的第一高度)可以补偿伪卫星布局垂直几何精度因子较大对高度定位带来的不利影响，提高高度估计的准确性，从而提高楼层定位的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及定位技术，尤其涉及一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质。
背景技术
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)定位技术给人们提供了便捷的位置服务，在许多领域获得了广泛的应用，已经成为了人们日常出行中一项不可缺少的重要技术。然而，由于GNSS信号在室内难以接收，室内的准确定位问题一直无法得到有效解决。
伪卫星是一种部署在地面端的无线装置，通过发射类GNSS信号，能够以室外GNSS定位的类似方式实现室内定位。室内伪卫星的伪距观测量由于受到的多径干扰较为严重，伪距单点定位精度较差，且伪卫星空间布局所固有的垂直几何精度因子较大导致的垂直定位精度较差。
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室内定位方法、装置、移动终端及存储介质。
本申请的技术方案是这样实现的：
第一方面，提供了一种室内定位方法，包括：
获取移动终端的传感器系统采集的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；
基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；
基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；
获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；
基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；
基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。
第二方面，提供了一种室内定位装置，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取移动终端的传感器系统采集的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；
状态预测单元，用于基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；
高度估计单元，用于基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；
第二获取单元，用于获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；
状态校正单元，用于基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；
定位单元，用于基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。
第三方面，提供了一种移动终端，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，以及传感器系统，
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。
本申请实施例中提供了一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质，该方法包括：获取移动终端的传感器系统采集的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。这样，通过对传感器系统采集的多源数据进行融合，提高了伪卫星进行室内定位的准确性和可靠性，同时能提高伪卫星系统定位结果的连续性和输出频率。尤其是利用第二高度(融合加速度计测量的加速度和气压计测量的第一高度)可以补偿伪卫星布局垂直几何精度因子较大对高度定位带来的不利影响，提高高度估计的准确性，从而提高楼层定位的准确性。
附图说明
图1为本申请实施例中室内定位方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中室内定位位置的显示示意图；
图3为本申请实施例中实现室内定位方法的总体框架的组成结构示意图；
图4为本申请实施例中室内定位装置的组成结构示意图；
图5为本申请实施例中移动终端的组成结构示意图。
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。
全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)能够进行全球定位的无线电导航系统，主要包括GPS、Galileo、Glonass和BeiDou等。
伪卫星(Pseudolite or Pseudo-satellite，PL)又称“地面卫星”，是一种布置在地面端的类GNSS信号发射装置，可在复杂环境下辅助GNSS定位，或在GNSS拒止环境下如室内进行单独的伪卫星室内定位。由于伪卫星发射的是类似于GPS的信号，并工作在GPS的频率上，所以用户的GPS接收机可以用来同时接收GPS信号和伪卫星信号，而不必增设另一套伪卫星接收设备。地面建立的伪卫星站不仅可以增强区域性GPS卫星导航定位系统，而且可以提高卫星定位系统的可靠性和抗干扰能力。
室内伪卫星的伪距观测量由于受到的多径干扰较为严重，伪距单点定位精度较差，且伪卫星空间布局所固有的垂直几何精度因子较大导致的垂直定位精度较差。鉴于此，为提高室内定位精度，本申请实施例提供了一种室内定位方法，图1为本申请实施例中室内定位方法的流程示意图，如图1所示，该方法具体可以包括：
步骤101：获取移动终端的传感器系统采集的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；
示例性的，传感器系统包括用于检测加速度的加速度计，用于检测角速度的陀螺仪，用于检测高度的气压计。
具体地，所述传感器系统包括惯性测量单元和气压计；所述惯性测量单元用于采集所述移动终端的所述加速度和所述角速度；所述气压计用于采集所述移动终端的所述第一高度。这里，惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)一种用来测量物体加速度和角速度的装置，一般包括三轴加速度计和三轴陀螺仪。
步骤102：基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；
这里，移动终端的状态包括位置、速度、姿态等一个或多个用于表征移动终端移动状态的信息。示例性的，预设状态预测单元利用第一类数据进行状态预测，得到预测状态信息(即第一状态信息)。
示例性的，在一些实施例中，所述基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息，包括：获取参考时刻所述移动终端进行状态校正后得到的第二状态信息；基于所述第二类数据和所述参考时刻的第二状态信息，对当前时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端在所述目标时刻的第一状态信息。
由于移动终端具备一定的运动规律，利用参考时刻的第二状态信息对目标时刻状态进行预测在提高预测准确性的基础上降低预测难度这里，目标时刻可以为当前时刻，参考时刻可以为当前时刻的上一时刻。
步骤103：基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；
这里，在伪卫星室内定位的基础上，通过融合加速度计采集的加速度与气压计采集的第一高度，得到第二高度。这里，第二高度作为第一次信息融合估计到的高度，第二高度在状态校正时进行第二次信息融合，以能够补偿伪卫星布局垂直几何精度因子较大带来的不利影响，提高系统的垂直定位精度，克服伪卫星垂直定位精度差的问题。
示例性的，在一些实施例中，所述基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度，包括：将所述加速度中的Z向加速度去除偏置后经过两次积分得到所述加速度对应的Z向高度；基于第一权重将所述Z向高度和所述第一高度进行融合得到所述第二高度。
步骤104：获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；
示例性的，在一些实施例中，所述获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值之后，该方法还包括：计算所述伪距观测值的归一化新息；所述归一化新息小于新息阈值时，确定使用所述伪距测量值进行状态校正；所述归一化新息大于或者等于所述新息阈值时，确定不使用所述伪距测量值进行状态校正。
这里，当归一化新息小于新息阈值时，可以认为该伪距观测值受到的多径干扰或测量噪声较小，可以使用该伪距观测值进行状态校正。当新息大于阈值时，可以认为该伪距观测值受到的多径干扰或测量噪声较大，不使用该伪距观测值进行状态校正。剔除多径干扰或测量噪声较大的伪距观测值，能够保证状态校正的准确性。
示例性的，在一些实施例中，该方法还包括：所述归一化新息小于所述新息阈值时，减小所述新息阈值；所述归一化新息大于或者等于所述新息阈值时，增大所述新息阈值。
这里，减小新息阈值是为了放宽伪距观测值的使用条件，避免伪距观测值无法参与状态校正，反而降低状态信息测量的准确性。增大新息阈值是为了收紧伪距观测值的使用条件，避免使用条件失效，无法剔除多径干扰或测量噪声较大的伪距观测值，降低状态信息测量的准确性。
示例性的，当任意一个归一化新息小于新息阈值时，减小新息阈值；或者当两个以上归一化新息小于新息阈值时，减小新息阈值。当任意一个归一化新息大于或者等于新息阈值时，增大新息阈值；或者当两个以上归一化新息大于或者等于新息阈值时，增大新息阈值。
实际应用中，可以按照预设的步长增大或者减少新息阈值。进一步地，还可以设置新息阈值的调整次数或者设置新息阈值的调整范围，当超过调整次数或调整范围时停止调整，当超过调整次数或调整范围时恢复为初始化新息阈值。
步骤105：基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；
示例性的，预设状态校正单元融合第一高度、第二高度和伪距观测值和第一状态信息进行状态校正，得到校正状态信息(即第二状态信息)。第二状态信息的精度高于第一状态信息的精度，利用第二状态信息进行室内定位，能够提高伪卫星室内定位的准确性和可靠性，同时能提高系统定位结果的连续性和输出频率。
示例性的，在一些实施例中，所述基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息，包括：基于所述伪距观测值进行伪距单点定位，得到所述移动终端的初始位置；基于所述第一高度、所述伪距观测值和所述初始位置确定所述第一状态信息对应的误差信息；基于所述误差信息校正所述第一状态信息，得到所述第二状态信息；基于所述第二高度校正所述第二状态信息中的高度，得到所述第二状态信息中的最终高度。
示例性的，在一些实施例中，所述基于所述第二高度校正所述第二状态信息中的高度，得到所述第二状态信息中的最终高度，包括：基于第二权重将所述第二高度和所述第二状态信息中的高度进行融合，得到所述最终高度。
示例性的，所述第一状态信息包括：第一位置、第一速度、第一姿态、传感器的第一偏置；所述第二状态信息包括：第二位置、第二速度、第二姿态、传感器的第二偏置；其中，所述第一位置和所述第二位置包括水平位置和高度。
需要说明的是，第一状态信息和第二状态信息为状态预测和状态校正所得到的全部信息，但进行定位应用时可以使用第二状态信息中的部分信息，例如将位置和姿态信息体现在地图中展示给用户。
步骤106：基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。
在一些实施例中，室内地图信息还用于对第二状态信息中的高度进行约束和校正，得到校正后的高度信息。具体地，室内地图信息包括楼层高度范围，将第二状态信息中的高度约束到正常高度范围，比如，每个楼层对应正常高度范围为[hi，hi+C1]，若高度不在正常高度范围则将其修正到该范围。
具体地，所述基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位，包括：基于所述室内地图信息对所述第二状态信息中所述第二位置的高度进行约束，并确定所述移动终端的当前楼层；基于所述第二状态信息中所述第二位置的水平位置和所述第二姿态，在所述当前楼层的区域分布信息中确定所述移动终端的活动区域和方向。
这里，室内地图信息中包括每个楼层范围为[hi，hi+C2]，以及每个楼层的区域分布信息，第二姿态包括方向角。根据高度所在楼层范围确定当前楼层，根据水平位置在当前楼层中确定所在位置区域，根据方向角确定方向。如图2所示，当移动端处于不同楼层时，即使平面位置相同，也能够对移动端当前所处的活动区域进行差异化的显示。
采用上述技术方案，通过将伪卫星与惯性测量单元和气压计以及室内地图信息进行多源信息融合，增强高度估计的准确性，解决室内准确定位的问题。对于大型商场、地下停车场、医院、办公楼、博物馆等复杂的室内场景，通过部署的伪卫星系统以及移动端携带的惯性测量单元、气压计和伪卫星接收机，可以对移动端的水平位置、高度和方向进行准确的估计。结合室内地图信息，可以估计移动端所处的楼层，并在地图上显示出移动端在该楼层的具体区域、位置和方向，实现室内不同楼层、不同区域之间的位置引导。
上述状态预测和状态校正进行多源信息融合可以采用误差扩展卡尔曼滤波器(Error State Extended Kalman Filter，ESKF)、扩展卡尔曼滤波器(Extended KalmanFilter，EKF)、无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter，UKF)等滤波方法，或优化算法(Levenberg-Marquardt nonlinear optimization，LM非线性优化算法)。
下面以ESKF框架进行多源信息融合实现状态预测和状态校正为例进行举例说明，图3为本申请实施例中实现室内定位方法的总体框架的组成结构示意图，如图3所示，主要的组成部分包括高度估计、伪距单点定位、状态预测、状态校正及地图显示(图3中未示出)。采用误差扩展卡尔曼滤波器(ESKF)框架实现多源信息融合，使用高频的IMU数据基于系统的过程模型进行状态预测，使用低频的气压计和伪卫星数据基于系统的观测模型进行状态校正，在进行状态校正时再使用地图信息对高度估计进行约束。除此之外，使用加速度计和气压计进行局部的高度估计，使用伪距单点定位获得移动端的粗略位置估计。整个伪卫星室内导航方案的具体步骤如下：
S1：状态预测
以移动端的位置pk、速度vk、姿态qk(使用四元数进行参数化)和加速度计的偏置陀螺仪的偏置/>气压计的偏置/>作为待预测的第一状态信息，将IMU测量的角速度ak和加速度ωk信息作为系统的输入，基于系统的过程模型对系统的状态进行预测。
ESKF框架将系统的状态分为大的标称状态和小的误差状态，系统的标称状态为即预测得到的第一状态信息，使用以下的过程模型对其进行预测。
其中，带”v”上标的表示预测的状态，带”^”上标的表示校正后的状态，g为重力加速度矢量。R(q)表示由四元数q＝[qw qv]T转换得到的旋转矩阵。Ω(q)表示四元数q对应的右乘矩阵，q(θ)表示由旋转向量θ转换得到的四元数。
计算第一状态信息的的协方差矩阵
其中，Fk-1为误差状态转换矩阵，Lk-1为过程噪声矩阵。Qk-1为过程噪声的协方差矩阵。
其中，σacc_x,σacc_y,σacc_z分别表示三轴加速度计的测量精度，σgyro_x,σgyro_y,σgyro_z分别表示三轴陀螺仪的测量精度，σbaro表示气压计的测量精度。
S2：高度估计
将加速度计和气压计的测量信息进行局部融合，可以先对高度进行单独地估计。采用互补滤波器，将去除偏置后的Z轴加速度经过两次积分得到的高度与气压计测量的第一高度(可以为相对高度/>)按照权重α(0≤α≤1)进行融合，得到第二高度/>其中，h0为气压计测量得到的初始高度。
S3：伪距单点定位
当可视伪卫星数量足够多时(大于等于4颗)，可以进行伪距单点定位，得到移动端的粗略位置pLS。伪距单点定位相关的算法有很多种，这里采用经典的最小二乘方法进行定位。这里，也可以采用泰勒级数法、LM优化等其它定位算进行定位。
S4：状态校正
系统的观测信息为气压计的高度测量值和伪卫星的伪距测量值。此外，当满足条件进行伪距单点定位时，将其解算得到的粗略位置pLS也作为系统的观测信息。相对于伪卫星的伪距测量值，pLS可以看作是一种更强的约束信息。因此，系统的观测模型为，
其中，vk为观测噪声，假设为高斯白噪声，其协方差矩阵为 其中ΦLS为伪距单点定位得到的粗略位置估计pLS的协方差矩阵。根据系统的观测模型，可以计算出对应的雅可比矩阵Hk。
(1)计算卡尔曼增益矩阵
(2)系统的误差状态为即第一状态信息对应的误差信息，其中δθk为3x1的姿态角误差向量。
根据气压计的高度测量值、伪卫星的伪距测量值和伪距单点定位的粗略位置计算误差状态
(3)计算伪距测量值的归一化新息 其中，Yk,/>Rk都只计算与伪距测量值相对应的部分。将归一化新息in与设定的新息阈值thtest进行比较。
(a)当归一化新息小于阈值时，可以认为该伪距观测值受到的多径干扰或测量噪声较小，可以使用该伪距观测值进行状态校正，并更新动态新息阈值thtest，即将其减小一个改变量thsucceed(0≤thsucceed≤1)；
(b)当归一化新息大于阈值时，可以认为该伪距观测值受到的多径干扰或测量噪声较大，不使用该伪距观测值进行状态校正，并更新动态新息阈值thtest，即将其增大一个改变量thfail(0≤thfail≤1)。
(4)进行状态校正得到校正后的状态信息/>其中/>表示复合运算符，状态中的四元数部分使用四元数乘法进行组合，其它部分使用线性加法进行组合。
(5)计算校正后的状态信息的协方差矩阵将/>和/>用于下一时刻的状态估计。
(6)将由加速度计与气压计局部融合得到的第二高度与由ESKF估计得到的高度/>按照权重β(0≤β≤1)采用互补滤波器的方法进行融合，得到校正后的最终高度/>
(7)根据融合得到的最终状态，结合室内地图信息，估计移动端当前所处的楼层，一方面对高度进行约束与校正，另一方面根据当前楼层具体的区域分布信息，给出移动端当前所处的活动区域，以及位置和方向。
本技术方案提出了一种增强高度估计的伪卫星室内融合定位方法，所产生的有益效果包括以下几个方面：
(1)通过融合加速度计与气压计的测量信息，补偿伪卫星布局垂直几何精度因子较大带来的不利影响，克服伪卫星垂直定位精度差的问题；
(2)通过设置动态新息阈值，可对伪距观测量进行检测和判断，从而剔除受到多径干扰过大导致的异常伪距观测量；
(3)通过与惯性测量单元和气压计进行多源信息融合，提高了伪卫星定位的准确性和可靠性，同时能提高伪卫星系统定位结果的连续性和输出频率；
(4)通过结合室内地图信息估计出移动端当前所处的楼层，一方面可以对估计的高度进行约束，另一方面可以根据所处楼层具体的区域分布信息，实现室内不同楼层、不同区域之间的位置引导。
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室内定位装置，如图4所示，该装置40包括：
传感器系统401，用于获取移动终端的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；
状态预测单元402，用于基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；
高度估计单元403，用于基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；
获取单元404，用于获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；
状态校正单元405，用于基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。
示例性的，在一些实施例中，状态预测单元402，用于获取参考时刻所述移动终端进行状态校正后得到的第二状态信息；基于所述第二类数据和所述参考时刻的第二状态信息，对当前时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端在所述目标时刻的第一状态信息。
示例性的，在一些实施例中，高度估计单元403，用于将所述加速度中的Z向加速度去除偏置后经过两次积分得到所述加速度对应的Z向高度；基于第一权重将所述Z向高度和所述第一高度进行融合得到所述第二高度。
示例性的，在一些实施例中，状态校正单元405，还用于计算所述伪距观测值的归一化新息；所述归一化新息小于新息阈值时，确定使用所述伪距测量值进行状态校正；所述归一化新息大于或者等于所述新息阈值时，确定不使用所述伪距测量值进行状态校正。
示例性的，在一些实施例中，状态校正单元405，还用于所述归一化新息小于所述新息阈值时，减小所述新息阈值；所述归一化新息大于或者等于所述新息阈值时，增大所述新息阈值。
示例性的，在一些实施例中，该装置40还包括：伪距单点定位单元，用于基于所述伪距观测值进行伪距单点定位，得到所述移动终端的初始位置；
相应的，状态校正单元405，用于基于所述第一高度、所述伪距观测值和所述初始位置确定所述第一状态信息对应的误差信息；基于所述误差信息校正所述第一状态信息，得到所述第二状态信息；基于所述第二高度校正所述第二状态信息中的高度，得到所述第二状态信息中的最终高度。
示例性的，在一些实施例中，所述第一状态信息包括：第一位置、第一速度、第一姿态、传感器的第一偏置；
所述第二状态信息包括：第二位置、第二速度、第二姿态、传感器的第二偏置；
其中，所述第一位置和所述第二位置包括水平位置和高度。
示例性的，在一些实施例中，状态校正单元405，用于基于所述室内地图信息对所述第二状态信息中所述第二位置的高度进行约束，并确定所述移动终端的当前楼层；基于所述第二状态信息中所述第二位置的水平位置和所述第二姿态，在所述当前楼层的区域分布信息中确定所述移动终端的活动区域和方向。
示例性的，在一些实施例中，所述传感器系统包括惯性测量单元和气压计；
所述惯性测量单元用于采集所述移动终端的所述加速度和所述角速度；
所述气压计用于采集所述移动终端的所述第一高度。
需要说明的是，上述室内定位装置应用于各种移动终端的室内定位，包括但不限于机器人、无人车、无人机、智能手机、手持移动终端等。
实际应用中，上述装置可以是移动终端，也可以是应用于移动终端的芯片。在本申请中，该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，使该装置可以执行如上述任一实施例所提供的室内定位方法。且该装置的各技术方案的技术效果可以参考室内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。
基于上述室内定位装置中各单元的硬件实现，本申请实施例还提供了一种移动终端，如图5所示，该移动终端50包括：、处理器501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502，以及传感器系统503，
其中，处理器501配置为运行计算机程序时，执行前述实施例中的方法步骤。
当然，实际应用时，如图5所示，该移动终端中的各个组件通过总线系统504耦合在一起。可理解，总线系统504用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统504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。但是为了清楚说明起见，在图中将各种总线都标为总线系统504。
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。
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，计算机程序可由室内定位装置的处理器执行，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移动终端，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移动终端实现的相应流程，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移动终端，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移动终端实现的相应流程，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 (12)
1.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：
获取移动终端的传感器系统采集的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；
基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；
基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；
获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；
基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；
基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息，包括：
获取参考时刻所述移动终端进行状态校正后得到的第二状态信息；
基于所述第二类数据和所述参考时刻的第二状态信息，对当前时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端在所述目标时刻的第一状态信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度，包括：
将所述加速度中的Z向加速度去除偏置后经过两次积分得到所述加速度对应的Z向高度；
基于第一权重将所述Z向高度和所述第一高度进行融合得到所述第二高度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值之后，所述方法还包括：
计算所述伪距观测值的归一化新息；
所述归一化新息小于新息阈值时，确定使用所述伪距测量值进行状态校正；
所述归一化新息大于或者等于所述新息阈值时，确定不使用所述伪距测量值进行状态校正。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述归一化新息小于所述新息阈值时，减小所述新息阈值；
所述归一化新息大于或者等于所述新息阈值时，增大所述新息阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息，包括：
基于所述伪距观测值进行伪距单点定位，得到所述移动终端的初始位置；
基于所述第一高度、所述伪距观测值和所述初始位置确定所述第一状态信息对应的误差信息；
基于所述误差信息校正所述第一状态信息，得到所述第二状态信息；
基于所述第二高度校正所述第二状态信息中的高度，得到所述第二状态信息中的最终高度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一状态信息包括：第一位置、第一速度、第一姿态、传感器的第一偏置；
所述第二状态信息包括：第二位置、第二速度、第二姿态、传感器的第二偏置；
其中，所述第一位置和所述第二位置包括水平位置和高度。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位，包括：
基于所述室内地图信息对所述第二状态信息中所述第二位置的高度进行约束，并确定所述移动终端的当前楼层；
基于所述第二状态信息中所述第二位置的水平位置和所述第二姿态，在所述当前楼层的区域分布信息中确定所述移动终端的活动区域和方向。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述传感器系统包括惯性测量单元和气压计；
所述惯性测量单元用于采集所述移动终端的所述加速度和所述角速度；
所述气压计用于采集所述移动终端的所述第一高度。
10.一种室内定位装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取单元，用于获取移动终端的传感器系统采集的第一类数据和第二类数据；其中，所述第一类数据包括加速度和角速度，所述第二类数据包括加速度和第一高度；
状态预测单元，用于基于所述第一类数据对目标时刻所述移动终端的状态进行预测，得到所述移动终端的第一状态信息；
高度估计单元，用于基于所述第二类数据进行高度估计，得到所述移动终端的第二高度；
第二获取单元，用于获取伪卫星系统中伪卫星的伪距观测值；其中，所述伪卫星系统中包括至少四颗伪卫星；
状态校正单元，用于基于所述第一高度、所述第二高度和所述伪距观测值对所述第一状态信息进行状态校正，得到所述移动终端的第二状态信息；
定位单元，用于基于所述第二状态信息和室内地图信息对所述移动终端进行室内定位。
11.一种移动终端，其特征在于，所述移动设备包括：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，以及传感器系统，
其中，所述处理器配置为运行所述计算机程序时，执行权利要求1至9任一项所述方法的步骤。
12.一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9任一项所述方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210126318.9A CN116625362A (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210126318.9A CN116625362A (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116625362A true CN116625362A (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=87615743
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210126318.9A Pending CN116625362A (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116625362A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117168447A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-05 | 北京泛源时空科技有限公司 | 一种通过高程约束增强的足绑式惯性行人无缝定位方法 |
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2022
- 2022-02-10 CN CN202210126318.9A patent/CN116625362A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117168447A (zh) * | 2023-09-04 | 2023-12-05 | 北京泛源时空科技有限公司 | 一种通过高程约束增强的足绑式惯性行人无缝定位方法 |
| CN117168447B (zh) * | 2023-09-04 | 2024-05-14 | 北京泛源时空科技有限公司 | 一种通过高程约束增强的足绑式惯性行人无缝定位方法 |
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