CN116858217A - 终端设备的定位方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种终端设备的定位方法、装置、设备及存储介质，涉及计算机技术领域。所述方法包括：获取终端设备的第一地磁数据，第一地磁数据是终端设备在第一时间段内采集的地磁数据；获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，至少两个候选位置包括终端设备的概略位置以及概略位置周围的至少一个位置；确定第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配程度；根据匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定终端设备的位置信息。上述方法可应用于地图、自动驾驶等领域。本申请根据第一地磁数据与历史地磁数据之间的匹配程度，确定终端设备的位置信息，提高了终端设备定位的准确性和可靠性。

Description

终端设备的定位方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种终端设备的定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

GPS(Global Positioning System，全球定位系统)是一种基于卫星的定位技术，通过接收来自卫星的信号来确定接收器的位置。惯性导航是一种基于加速度计和陀螺仪的定位技术，通过测量加速度和角速度来计算位置和方向。

相关技术中，采用GPS和惯性导航融合技术，将GPS定位技术和惯性导航技术结合起来，从而在平行路和高架区域中，可以采用惯性导航技术进行定位，避免由于建筑物或者其他结构物的阻挡，无法获取准确的GPS信号，而导致定位不准确或无法定位。

然而，由于平行路和高架区域的道路大部分是平行的，惯性导航技术难以区分在哪条道路上，导致定位不准确。

发明内容

本申请实施例提供了一种终端设备的定位方法、装置、设备及存储介质。所述技术方案如下：

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种终端设备的定位方法，所述方法包括：

获取终端设备的第一地磁数据，所述第一地磁数据是所述终端设备在第一时间段内采集的地磁数据；

获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，所述至少两个候选位置包括所述终端设备的概略位置以及所述概略位置周围的至少一个位置；

确定所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配程度；

根据所述匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种终端设备的定位装置，所述装置包括：

第一数据获取模块，用于获取终端设备的第一地磁数据，所述第一地磁数据是所述终端设备在第一时间段内采集的地磁数据；

第二数据获取模块，用于获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，所述至少两个候选位置包括所述终端设备的概略位置以及所述概略位置周围的至少一个位置；

匹配程度确定模块，用于确定所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配程度；

位置信息确定模块，用于根据所述匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现上述终端设备的定位方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述终端设备的定位方法。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现上述终端设备的定位方法。

本申请实施例提供的技术方案可以带来如下有益效果：

通过预先获取历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，使得在将待匹配的第一地磁数据与历史地磁数据进行匹配后，可以根据第一地磁数据与历史地磁数据之间的匹配程度，确定匹配程度最高的历史地磁数据，从而得到匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，以确定终端设备的位置信息。通过采用地磁定位技术，提高了终端设备定位的准确性和可靠性，同时避免了传统定位技术定位不准确而导致的安全问题。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的方案实施环境的示意图；

图2是本申请一个实施例提供的终端设备的定位方法的流程图；

图3是本申请一个实施例提供的第一地磁数据和历史地磁数据之间的匹配关系的示意图；

图4是本申请一个实施例提供的第一地磁数据的获取方法的流程图；

图5是本申请一个实施例提供的地磁数据与道路上的位置的映射关系的获取方法的流程图；

图6是本申请一个实施例提供的概略位置和道路上的映射位置的映射关系；

图7是本申请一个实施例提供的终端设备的定位装置的框图；

图8是本申请一个实施例提供的计算机设备的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本申请一个实施例提供的方案实施环境的示意图。该方案实施环境可以实现成为终端设备的定位系统。该方案实施环境可以包括：终端设备10和服务器20。

终端设备10的数量可以有一个或多个。终端设备10可以是诸如手机、平板电脑、游戏主机、电子书阅读器、多媒体播放设备、可穿戴设备、PC(Personal Computer，个人计算机)、车载终端等电子设备。终端设备10中可以安装定位程序的客户端。

终端设备10中设置有磁场强度传感器，通过磁场强度传感器可以获取终端设备10在任意时刻的地磁数据，从而定位程序可以根据终端设备10在任意时刻的地磁数据确定终端设备10在相应时刻的位置。

服务器20用于为终端设备10中安装运行的定位程序的客户端提供后台服务。例如，服务器20可以是上述应用程序的后台服务器。服务器20可以是一台服务器，也可以是由多台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心。可选地，服务器20同时为多个终端设备10中的定位程序的客户端提供后台服务。终端设备10和服务器20之间可通过网络进行互相通信。

服务器20中存储有历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，从而服务器20可以基于历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，根据定位程序获取的终端设备10在任意时刻的地磁数据，确定终端设备10在相应时刻在道路上的位置。

在本申请实施例中，当用户在终端设备10中的定位程序的客户端上发起定位请求时，定位程序通过终端设备10的磁场强度传感器获取终端设备10在当前时刻的地磁数据，并通过网络将地磁数据发送至服务器20中，服务器20基于预先存储的历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，根据终端设备10在当前时刻的地磁数据，确定终端设备10在当前时刻在道路上的位置。

请参考图2，其示出了本申请一个实施例提供的终端设备的定位方法的流程图。该方法各步骤的执行主体可以是计算机设备。该方法可以包括如下步骤210～240中的至少一个步骤：

步骤210，获取终端设备的第一地磁数据，第一地磁数据是终端设备在第一时间段内采集的地磁数据。

地磁数据包括磁场强度和磁场强度的方向，第一地磁数据是终端设备在指定坐标系下的地磁数据，而终端设备通过磁场强度传感器获取的是终端设备在终端设备的坐标系下的原始地磁数据，通过将终端设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据，得到第一地磁数据。

示例性地，指定坐标系包括但不限于东北天坐标系、地心地固坐标系、地球惯性坐标系等坐标系中的任意一个坐标系。在本申请实施例中，以指定坐标系为东北天坐标系为例，将终端设备的坐标系下的地磁数据转换为东北天坐标系下的地磁数据。

第一时间段可以是任意时间段，例如，第一时间段可以是指当前时刻之前的一段时间段，即第一时间段的结束时刻是当前时刻，也可以是指任意一段历史时间段。则将终端设备的磁场强度传感器在第一时间段内采集的终端设备的坐标系下的原始地磁数据，转换为在第一时间段内指定坐标系下的地磁数据，可以得到第一地磁数据。

步骤220，获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，至少两个候选位置包括终端设备的概略位置以及概略位置周围的至少一个位置。

候选位置是指终端设备的位置信息可能对应的位置，候选位置是道路上的位置。

概略位置是指通过定位技术初步得到的终端设备的位置信息，通常根据终端设备采集的相关数据，可以确定终端设备的概略位置，具体确定方式可以包括GPS定位技术、基于WiFi(Wireless Fidelity，无线保真)和蓝牙的定位技术、基于视觉识别的定位技术、基于声纳的定位技术中的任意一种或多种的组合。其中，WiFi和蓝牙定位技术可以使用终端设备与周围的WiFi和蓝牙信号进行定位；视觉识别技术可以使用终端设备的摄像头来识别周围的环境和地标，从而进行定位；声纳定位技术可以使用终端设备的麦克风来接收声波信号，从而确定终端设备的位置和方向。

根据终端设备的概略位置，可以确定概略位置周围的至少一个位置，并将概略位置和概略位置周围的至少一个位置作为候选位置。

对于概略位置周围的至少一个位置，可以以概略位置为中心，预设距离为半径，将半径之内的至少一个位置确定为概略位置周围的至少一个位置。或者，也可以采用获得概略位置的定位技术之外的其他定位技术再次根据终端设备采集的相关数据，获取终端设备的定位位置，然后将这些其他定位技术获取的定位位置确定为概略位置周围的至少一个位置。或者，也可以根据再次以其他定位技术获取的定位位置为中心，预设距离为半径，将各个半径之内的至少一个位置确定为概略位置周围的至少一个位置。

计算机设备中预先存储有历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，根据概略位置和概略位置周围的至少一个位置，可以得到概略位置和概略位置周围的至少一个位置对应的在历史时间段内的历史地磁数据。

历史地磁数据是数据采集设备的磁场强度传感器在历史时间段内采集的指定坐标系下的原始地磁数据，通过将数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据，可以得到第一历史地磁数据。

可选地，第一时间段的时间长度和历史时间段的时间长度可以是相等的，也可以是不等的，本申请对此不作限定。通常情况下，选取的时间段的时间长度不会过长，过长的时间段容易引入噪声淹没有效数据，示例性地，可以将时间段的时间长度设置为20秒。

步骤230，确定第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配程度。

根据第一地磁数据和至少两个历史地磁数据，对第一地磁数据和历史地磁数据进行匹配，分别确定第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配程度，匹配程度可以用于衡量第一地磁数据与各个历史地磁数据之间的相似程度。

对第一地磁数据和历史地磁数据进行匹配的匹配方法可以包括卷积匹配、DTW(Dynamic Time Warping，动态时间归整)匹配、缩放匹配、相关性匹配、机器学习匹配等方法中的任意一种。在采用匹配方法对第一地磁数据和历史地磁数据进行匹配时，通常需要对地磁数据在时域上进行缩放，以适配采集第一地磁数据时的行驶速度和采集历史地磁数据时的行驶速度不一致的问题。

可选地，也可以预先采集不同行驶速度下的历史地磁数据，得到不同行驶速度下的历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，从而在终端设备采集第一地磁数据时，可以根据终端设备的行驶速度，选择相应速度下的历史地磁数据，省略对地磁数据在时域上进行缩放的步骤，直接对第一地磁数据和历史地磁数据进行匹配。

在本申请实施例中，以采用DTW匹配算法为例，确定第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配程度。

在一些实施例中，匹配程度采用匹配距离表示。确定第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配程度，可以包括如下步骤231～232中的至少一个步骤：

步骤231，对于任意一个历史地磁数据，计算第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的综合匹配度，综合匹配度是指第一地磁数据和历史地磁数据在N组时间点的匹配度之和，N为正整数。

由于线性缩放没有考虑到各个时间段在不同情况下的持续时间会产生长或短的变化，通常情况下采用动态规划(Dynamic Programming，DP)的方法。针对第一时间段内的第一地磁数据和历史时间段内的历史地磁数据，构建一个A×B的矩阵网格，其中，A表示第一时间段内的第一地磁数据的序列长度，B表示历史时间段内的历史地磁数据的序列长度，矩阵元素(i,j)表示序列A中的第i个点和序列B中的第j个点的对应关系，d(i,j)表示序列A中的第i个点和序列B中的第j个点之间的匹配度。

第一地磁数据和历史地磁数据之间的匹配路径上存在N组时间点的匹配，即存在N组(i,j)的对应关系，则综合匹配度是指第一地磁数据和历史地磁数据在匹配路径上的N组时间点的匹配度之和。

参考图3，可以看出第一地磁数据和历史地磁数据之间的匹配关系，对于不同时间长度的历史时间段，历史地磁数据在与第一时间段的第一地磁数据进行匹配时，所采集的时间点组N的数量也可能相应地不同。较为明显地，子图a中采集的时间点组的数量大于子图b中采集的时间点组的数量。

如果匹配路径已经通过格点(i,j)的匹配，则下一个通过的格点只可能是以下三种情况之一：(i+1,j)、(i,j+1)和(i+1,j+1)，则采用动态规划的方法，综合匹配度可以表示为：

D(i,j)＝d(i,j)+min(D(i-1,j),D(i,j-1),D(i-1,j-1))

其中，(i,j)表示序列A中的第i个点和序列B中的第j个点之间的匹配，D(i,j)表示从起点到(i,j)位置的匹配度之和，d(i,j)表示(i,j)位置的匹配度，min(D(i-1,j),D(i,j-1),D(i-1,j-1))表示(i,j)位置之前三种可能匹配路径中的最小值。

当匹配路径的D(i,j)最小时，可以将此时的综合匹配度D(i,j)确定为第一地磁数据和历史地磁数据之间的综合匹配度。

步骤232，根据综合匹配度和N，计算得到第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配距离。

由于历史地磁数据对应的各个历史时间段的时间长度不一定相同，而时间长度较长的匹配路径所采集的时间点组N的数量通常会大于时间长度较短的匹配路径所采集的时间点组N的数量，相应地，时间长度较长的匹配路径的综合匹配度的数值也会更高。因此，需要将综合匹配度除以N，得到单位路径的匹配距离，匹配距离用于衡量第一地磁数据和历史地磁数据在每组时间点的平均匹配度，匹配距离可以表示为：

根据上述公式，可以得到第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配距离。

通过上述方法可以得到第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配距离，从而可以用于衡量第一地磁数据和各个历史地磁数据之间的匹配程度，便于后续根据各个匹配距离确定终端设备的位置信息。

步骤240，根据匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定终端设备的位置信息。

根据匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，可以将该候选位置确定为终端设备的位置，从而得到终端设备的位置信息。

在一些实施例中，位置信息包括以下至少之一：终端设备所在的道路、终端设备的经纬度坐标。

位置信息可以根据实际应用中的定位需求自行选择，可以根据候选位置，得到终端设备所在的道路，也可以根据候选位置，得到终端设备的经纬度坐标，也可以根据候选位置，得到终端设备所在的道路和终端设备的经纬度坐标。

在一些实施例中，根据匹配距离最小的历史地磁数据对应的候选位置，确定终端设备的位置信息。

匹配程度与匹配距离呈负相关，匹配程度越高，匹配距离越小，匹配程度越低，匹配距离越大，故选取匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，即为选取匹配距离最小的历史地磁数据对应的候选位置。将匹配距离最小的历史地磁数据对应的候选位置确定为终端设备的位置。

本申请实施例提供的技术方案，通过预先获取历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，使得在将待匹配的第一地磁数据与历史地磁数据进行匹配后，可以根据第一地磁数据与历史地磁数据之间的匹配程度，确定匹配程度最高的历史地磁数据，从而得到匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，以确定终端设备的位置信息。通过采用地磁定位技术，提高了终端设备定位的准确性和可靠性，同时避免了传统定位技术定位不准确而导致的安全问题，满足了用户需求，提升了用户体验。

在一些实施例中，可以根据不同的定位场景采取不同的定位技术。例如，在室内环境中，可以采用基于WiFi和蓝牙的定位技术、基于视觉识别的定位技术、基于声呐的定位技术、基于地磁的定位技术中的至少一种；在城市区域中，可以采用基于WiFi和蓝牙的定位技术、基于视觉识别的定位技术、基于地磁的定位技术中的至少一种；在水下时，可以采用基于声呐的定位技术；在没有建筑物遮挡的开阔区域，可以采用GPS定位技术、基于地磁的定位技术中的至少一种；在没有平行路段的区域，可以采用惯性导航技术、基于地磁的定位技术中的至少一个。

可选地，可以使用至少一种定位技术进行定位，将综合定位结果作为终端设备的位置信息，进一步提高定位结果的准确性。

请参考图4，其示出了本申请一个实施例提供的第一地磁数据的获取方法的流程图。该方法各步骤的执行主体可以是计算机设备。该方法可以包括如下步骤410～440中的至少一个步骤：

步骤410，获取由终端设备的磁场强度传感器在第一时间段内采集的原始地磁数据，原始地磁数据是在终端设备的坐标系下的地磁数据。

原始地磁数据中的磁场强度的方向是磁场强度在终端设备的坐标系下的方向。

步骤420，获取由终端设备的九轴传感器在第一时刻采集的姿态信息。

第一时刻与第一时间段有关，可以是第一时间段中的任意一个时刻。

示例性地，第一时刻是第一时间段的结束时刻。则第一时间段是第一时刻之前的一段时间段。

在一些实施例中，九轴传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器和磁场强度传感器；姿态信息包括终端设备在第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角。

加速度传感器用于获取终端设备在第一时刻的加速度，陀螺仪传感器用于获取终端设备在第一时刻的角速度，磁场强度传感器用于获取终端设备在第一时刻的磁场强度以及磁场强度的方向。

俯仰角(pitch)是指终端设备绕终端设备的坐标系的y轴旋转的角度，可以表示为θ；偏航角(yaw)是指终端设备绕终端设备的坐标系的z轴旋转的角度，可以表示为滚转角(roll)是终端设备绕终端设备的坐标系的x轴旋转的角度，可以表示为/>在一些实施例中，滚转角也可以称为翻滚角。

获取由终端设备的九轴传感器在第一时刻采集的姿态信息，可以包括如下步骤421～425中的至少一个步骤：

步骤421，获取由加速度传感器采集的终端设备在第一时刻的加速度。

步骤422，获取由陀螺仪传感器采集的终端设备在第一时刻的角速度。

步骤423，采用互补滤波算法对加速度和角速度进行处理，得到处理后的加速度和处理后的角速度。

由于加速度传感器的静态稳定性更好，终端设备运动时的瞬时加速度值的误差较大，且由于陀螺仪传感器的动态稳定性更好，随着时间增加，测得的数据会出现漂移误差，故采用互补滤波算法对加速度和角速度进行融合。互补滤波算法的处理过程如下：在短时间内陀螺仪传感器得到的角速度更加准确，故采用角速度得到的姿态信息来修正加速度传感器的误差，在长时间内加速度传感器的加速度更为准确，故采用加速度得到的姿态信息来修正陀螺仪传感器的误差。并且，可以通过互补滤波器过滤掉加速度的高频信号，以及过滤掉角速度的低频信号，从而得到更稳定的姿态信息估计结果。

通过互补滤波算法对加速度和角速度的处理，得到处理后的加速度和处理后的角速度。

步骤424，获取由磁场强度传感器采集的终端设备在第一时刻的运动方向。

根据磁场强度传感器采取的终端设备在第一时刻的磁场强度的方向，可以得到终端设备在第一时刻的运动方向。

步骤425，根据处理后的加速度、处理后的角速度和运动方向，确定终端设备在第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角。

通过加速度传感器、陀螺仪传感器和磁场强度传感器获取的加速度、角速度和运动方向，得到终端设备在第一时刻的姿态信息，从而便于后续根据终端设备的姿态信息计算旋转矩阵。

步骤430，根据姿态信息，计算得到终端设备在第一时刻的旋转矩阵，旋转矩阵用于将终端设备的坐标系下的地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据。

以下将以指定坐标系为东北天坐标系为例，计算终端设备在第一时刻的旋转矩阵。

在一些实施例中，根据姿态信息，确定终端设备在第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角；根据第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角，计算得到互相垂直的三个轴分别对应的第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵；将第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵相乘，得到旋转矩阵。

根据终端设备在第一时刻的滚转角计算得到x轴对应的第一旋转矩阵，可以表示为：

根据终端设备在第一时刻的俯仰角θ，计算得到y轴对应的第一旋转矩阵，可以表示为：

根据终端设备在第一时刻的偏航角计算得到z轴对应的第一旋转矩阵，可以表示为：

将第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵相乘，得到旋转矩阵，旋转可以表示为：

步骤440，根据原始地磁数据和旋转矩阵，计算得到第一地磁数据。

将原始地磁数据乘以旋转矩阵，可以得到第一地磁数据，公式可以表示为：

w＝R·v

其中，v表示原始地磁数据，w表示第一地磁数据。

本申请实施例提供的技术方案，通过计算终端设备在第一时刻下的旋转矩阵，从而将终端设备的坐标系下的地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据。通过将不同坐标系下的地磁数据转换为同一个坐标系下的地磁数据，使得可以对地磁数据进行匹配，避免由于坐标系的不同而出现匹配错误的情况。

请参考图5，其示出了本申请一个实施例提供的地磁数据与道路上的位置的映射关系的获取方法的流程图。该方法各步骤的执行主体可以是计算机设备。该方法可以包括如下步骤510～550中的至少一个步骤：

步骤510，获取由数据采集设备的九轴传感器在各个历史时刻采集的历史姿态信息。

数据采集设备是指在各个历史时刻对数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据进行采集的设备。

步骤520，根据历史姿态信息，计算得到数据采集设备在各个历史时刻的旋转矩阵，数据采集设备用于获取在各个历史时刻采集的数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据。

步骤530，根据数据采集设备在各个历史时刻的旋转矩阵，将数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的历史地磁数据。

步骤510～530中，关于将数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的历史地磁数据的具体实施过程可以参考上述实施例，转换方式与将终端设备的坐标系下的地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据的过程相同，此处不再进行赘述。

步骤540，根据数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，采用轨迹匹配算法将各个概略位置映射到道路上，得到概略位置和道路上的位置的映射关系。

获取数据采集设备在各个历史时刻的概略位置的方式也可以参考上述实施例，此处不再进行赘述。

在一些实施例中，得到概略位置和道路上的位置的映射关系，可以包括如下步骤541～544中的至少一个步骤：

步骤541，根据数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，计算得到相邻历史时刻的概略位置的位置转移概率，以及各个历史时刻的概略位置在道路上的位置映射概率。

位置转移概率是指从前一个历史时刻的概略位置到后一个历史时刻的概略位置的概率，位置映射概率是指某个历史时刻的概略位置映射到道路上的各个位置的概率。

步骤542，根据第k个历史时刻的位置状态概率、第k个历史时刻到第k+1个历史时刻的位置转移概率以及第k+1个历史时刻的位置映射概率，得到第k+1个历史时刻的位置状态概率，k为正整数。

位置状态概率是指某个历史时刻的概略位置在考虑之前历史时刻的概略位置对其的影响，而得到的映射到道路上的各个位置的概率。

k+1个历史时刻的位置状态概率可以表示为：P_k+1(位置状态概率)＝P_k(位置状态概率)·P_k(位置转移概率)·P_k+1(位置映射概率)。从而可以得到各个历史时刻的位置状态概率，其中，第1个历史时刻的位置状态概略等于位置映射概略。

步骤543，当最后一个历史时刻的位置状态概率最大时，确定各个历史时刻的概略位置在道路上的映射位置。

获取最后一个历史时刻的位置状态概率最大时，该历史时刻的概略位置在道路上的映射位置，并根据已确定的最后一个历史时刻的映射位置，依次向前确定各个历史时刻的概略位置在道路上的映射位置。

步骤544，根据各个历史时刻的概略位置在道路上的映射位置，得到概略位置和道路上的位置的映射关系。

可以参考图6，示出了概略位置和道路上的映射位置的映射关系。

通过轨迹匹配算法得到各个历史时刻的概略位置在道路上的映射位置，且通过长定位轨迹的离线匹配算法进行匹配，得到的匹配结果更加准确。

步骤550，根据概略位置和道路上的位置的映射关系，以及概略位置与历史地磁数据的对应关系，得到历史地磁数据与道路上的位置的映射关系。

例如，若第一概略位置和道路上的第一位置相对应，且第一概略位置与第一历史时刻的第一历史地磁数据相对应，则道路上的第一位置与第一历史地磁数据相对应。

本申请实施例提供的技术方案，通过将数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的历史地磁数据，得到指定坐标系下的历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，从而可以根据指定坐标系下的第一地磁数据与指定坐标系下的历史地磁数据之间的匹配程度，确定终端设备的位置信息。

下述为本申请装置实施例，可以用于执行本申请方法实施例。对于本申请装置实施例中未披露的细节，请参照本申请方法实施例。

请参考图7，其示出了本申请一个实施例提供的终端设备的定位装置的框图。该装置具有实现上述终端设备的定位方法的功能，所述功能可以由硬件实现，也可以由硬件执行相应的软件实现。该装置可以是上文介绍的计算机设备，也可以设置在计算机设备中。如图7所示，该装置700可以包括：第一数据获取模块710、第二数据获取模块720、匹配程度确定模块730和位置信息确定模块740。

第一数据获取模块710，用于获取终端设备的第一地磁数据，所述第一地磁数据是所述终端设备在第一时间段内采集的地磁数据。

第二数据获取模块720，用于获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，所述至少两个候选位置包括所述终端设备的概略位置以及所述概略位置周围的至少一个位置。

匹配程度确定模块730，用于确定所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配程度。

位置信息确定模块740，用于根据所述匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

在一些实施例中，所述第一数据获取模块710，包括：

原始数据获取单元，用于获取由所述终端设备的磁场强度传感器在所述第一时间段内采集的原始地磁数据，所述原始地磁数据是在所述终端设备的坐标系下的地磁数据。

姿态信息获取单元，用于获取由所述终端设备的九轴传感器在第一时刻采集的姿态信息，所述第一时刻是所述第一时间段的结束时刻。

旋转矩阵计算单元，用于根据所述姿态信息，计算得到所述终端设备在所述第一时刻的旋转矩阵，所述旋转矩阵用于将所述终端设备的坐标系下的地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据。

第一数据获取单元，用于根据所述原始地磁数据和所述旋转矩阵，计算得到所述第一地磁数据。

在一些实施例中，所述旋转矩阵计算单元，用于：

根据所述姿态信息，确定所述终端设备在所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角；

根据所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角，计算得到互相垂直的三个轴分别对应的第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵；

将所述第一旋转矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第三旋转矩阵相乘，得到所述旋转矩阵。

在一些实施例中，所述九轴传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器和磁场强度传感器；所述姿态信息包括所述终端设备在所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角；所述姿态信息获取单元，用于：

获取由所述加速度传感器采集的所述终端设备在所述第一时刻的加速度；

获取由所述陀螺仪传感器采集的所述终端设备在所述第一时刻的角速度；

采用互补滤波算法对所述加速度和所述角速度进行处理，得到处理后的加速度和处理后的角速度；

获取由所述磁场强度传感器采集的所述终端设备在所述第一时刻的运动方向；

根据所述处理后的加速度、所述处理后的角速度和所述运动方向，确定所述终端设备在所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角。

在一些实施例中，所述匹配程度采用匹配距离表示；所述匹配程度确定模块730，用于：

对于任意一个所述历史地磁数据，计算所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的综合匹配度，所述综合匹配度是指所述第一地磁数据和所述历史地磁数据在N组时间点的匹配度之和，所述N为正整数；

根据所述综合匹配度和所述N，计算得到所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配距离。

在一些实施例中，所述位置信息确定模块740，用于：

根据所述匹配距离最小的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

在一些实施例中，所述位置信息包括以下至少之一：所述终端设备所在的道路、所述终端设备的经纬度坐标。

在一些实施例中，所述装置700还包括映射关系确定模块，所述映射关系确定模块，用于：

获取由数据采集设备的九轴传感器在各个历史时刻采集的历史姿态信息；

根据所述历史姿态信息，计算得到所述数据采集设备在各个历史时刻的旋转矩阵，所述数据采集设备用于获取在各个历史时刻采集的所述数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据；

根据所述数据采集设备在各个历史时刻的旋转矩阵，将所述数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的历史地磁数据；

根据所述数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，采用轨迹匹配算法将各个所述概略位置映射到道路上，得到所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系；

根据所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系，以及所述概略位置与所述历史地磁数据的对应关系，得到所述历史地磁数据与所述道路上的位置的映射关系。

在一些实施例中，所述映射关系确定模块，用于：

根据所述数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，计算得到相邻历史时刻的概略位置的位置转移概率，以及各个历史时刻的概略位置在所述道路上的位置映射概率；

根据第k个历史时刻的位置状态概率、所述第k个历史时刻到第k+1个历史时刻的位置转移概率以及所述第k+1个历史时刻的位置映射概率，得到所述第k+1个历史时刻的位置状态概率，k为正整数；

当最后一个历史时刻的位置状态概率最大时，确定所述各个历史时刻的概略位置在所述道路上的映射位置；

根据所述各个历史时刻的概略位置在所述道路上的映射位置，得到所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系。

本申请实施例提供的技术方案，通过预先获取历史地磁数据与道路上的位置的映射关系，使得在将待匹配的第一地磁数据与历史地磁数据进行匹配后，可以根据第一地磁数据与历史地磁数据之间的匹配程度，确定匹配程度最高的历史地磁数据，从而得到匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，以确定终端设备的位置信息。通过采用地磁定位技术，提高了终端设备定位的准确性和可靠性，同时避免了传统定位技术定位不准确而导致的安全问题。

需要说明的是，上述实施例提供的装置，在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内容结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置与方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

请参考图8，其示出了本申请一个实施例提供的计算机设备800的结构框图。该计算机设备800可以是任何具备数据计算、处理和存储功能的电子设备。该计算机设备800可用于实现上述实施例中提供的终端设备的定位方法。

通常，计算机设备800包括有：处理器801和存储器802。

处理器801可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器801可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器801也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称CPU(Central ProcessingUnit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器801可以在集成有GPU(Graphics Processing Unit，图像处理器)，GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器801还可以包括AI处理器，该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。

存储器802可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器802还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器802中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序经配置以由一个或者一个以上处理器执行，以实现上述终端设备的定位方法。

本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构并不构成对计算机设备800的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。

在示意性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序在被计算机设备的处理器执行时实现上述终端设备的定位方法。可选地，上述计算机可读存储介质可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，只读光盘)、磁带、软盘和光数据存储设备等。

在示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机程序，处理器执行该计算机程序，使得该计算机设备执行上述终端设备的定位方法。

需要说明的是，本申请在收集用户的相关数据之前以及在收集用户的相关数据的过程中，都可以显示提示界面、弹窗或输出语音提示信息，该提示界面、弹窗或语音提示信息用于提示用户当前正在搜集其相关数据，使得本申请仅仅在获取到用户对该提示界面或者弹窗发出的确认操作后，才开始执行获取用户相关数据的相关步骤，否则(即未获取到用户对该提示界面或者弹窗发出的确认操作时)，结束获取用户相关数据的相关步骤，即不获取用户的相关数据。换句话说，本申请所采集的所有地磁数据，处理严格根据相关国家法律法规的要求，获取个人信息主体的知情同意或单独同意都是在用户同意并授权的情况下进行采集的，并在法律法规及个人信息主体的授权范围内，开展后续数据使用及处理行为且相关用户数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。

应当理解的是，在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，本文中描述的步骤编号，仅示例性示出了步骤间的一种可能的执行先后顺序，在一些其它实施例中，上述步骤也可以不按照编号顺序来执行，如两个不同编号的步骤同时执行，或者两个不同编号的步骤按照与图示相反的顺序执行，本申请实施例对此不作限定。

以上所述仅为本申请的示例性实施例，并不用以限制本申请，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 (13)

1.一种终端设备的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

获取终端设备的第一地磁数据，所述第一地磁数据是所述终端设备在第一时间段内采集的地磁数据；

获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，所述至少两个候选位置包括所述终端设备的概略位置以及所述概略位置周围的至少一个位置；

确定所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配程度；

根据所述匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取终端设备的第一地磁数据，包括：

获取由所述终端设备的磁场强度传感器在所述第一时间段内采集的原始地磁数据，所述原始地磁数据是在所述终端设备的坐标系下的地磁数据；

获取由所述终端设备的九轴传感器在第一时刻采集的姿态信息，所述第一时刻是所述第一时间段的结束时刻；

根据所述姿态信息，计算得到所述终端设备在所述第一时刻的旋转矩阵，所述旋转矩阵用于将所述终端设备的坐标系下的地磁数据转换为指定坐标系下的地磁数据；

根据所述原始地磁数据和所述旋转矩阵，计算得到所述第一地磁数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述姿态信息，计算得到所述终端设备在所述第一时刻的旋转矩阵，包括：

根据所述姿态信息，确定所述终端设备在所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角；

根据所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角，计算得到互相垂直的三个轴分别对应的第一旋转矩阵、第二旋转矩阵和第三旋转矩阵；

将所述第一旋转矩阵、所述第二旋转矩阵和所述第三旋转矩阵相乘，得到所述旋转矩阵。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述九轴传感器包括加速度传感器、陀螺仪传感器和磁场强度传感器；所述姿态信息包括所述终端设备在所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角；

所述获取由所述终端设备的九轴传感器在第一时刻采集的姿态信息，包括：

获取由所述加速度传感器采集的所述终端设备在所述第一时刻的加速度；

获取由所述陀螺仪传感器采集的所述终端设备在所述第一时刻的角速度；

采用互补滤波算法对所述加速度和所述角速度进行处理，得到处理后的加速度和处理后的角速度；

获取由所述磁场强度传感器采集的所述终端设备在所述第一时刻的运动方向；

根据所述处理后的加速度、所述处理后的角速度和所述运动方向，确定所述终端设备在所述第一时刻的俯仰角、偏航角和滚转角。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述匹配程度采用匹配距离表示；

所述确定所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配程度，包括：

对于任意一个所述历史地磁数据，计算所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的综合匹配度，所述综合匹配度是指所述第一地磁数据和所述历史地磁数据在N组时间点的匹配度之和，所述N为正整数；

根据所述综合匹配度和所述N，计算得到所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配距离。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息，包括：

根据所述匹配距离最小的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置信息包括以下至少之一：所述终端设备所在的道路、所述终端设备的经纬度坐标。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取由数据采集设备的九轴传感器在各个历史时刻采集的历史姿态信息；

根据所述历史姿态信息，计算得到所述数据采集设备在各个历史时刻的旋转矩阵，所述数据采集设备用于获取在各个历史时刻采集的所述数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据；

根据所述数据采集设备在各个历史时刻的旋转矩阵，将所述数据采集设备的坐标系下的原始地磁数据转换为指定坐标系下的历史地磁数据；

根据所述数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，采用轨迹匹配算法将各个所述概略位置映射到道路上，得到所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系；

根据所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系，以及所述概略位置与所述历史地磁数据的对应关系，得到所述历史地磁数据与所述道路上的位置的映射关系。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，采用轨迹匹配算法将各个所述概略位置映射到道路上，得到所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系，包括：

根据所述数据采集设备在各个历史时刻的概略位置，计算得到相邻历史时刻的概略位置的位置转移概率，以及各个历史时刻的概略位置在所述道路上的位置映射概率；

根据第k个历史时刻的位置状态概率、所述第k个历史时刻到第k+1个历史时刻的位置转移概率以及所述第k+1个历史时刻的位置映射概率，得到所述第k+1个历史时刻的位置状态概率，k为正整数；

当最后一个历史时刻的位置状态概率最大时，确定所述各个历史时刻的概略位置在所述道路上的映射位置；

根据所述各个历史时刻的概略位置在所述道路上的映射位置，得到所述概略位置和所述道路上的位置的映射关系。

10.一种终端设备的定位装置，其特征在于，所述装置包括：

第一数据获取模块，用于获取终端设备的第一地磁数据，所述第一地磁数据是所述终端设备在第一时间段内采集的地磁数据；

第二数据获取模块，用于获取至少两个候选位置在历史时间段内的历史地磁数据，所述至少两个候选位置包括所述终端设备的概略位置以及所述概略位置周围的至少一个位置；

匹配程度确定模块，用于确定所述第一地磁数据和各个所述历史地磁数据之间的匹配程度；

位置信息确定模块，用于根据所述匹配程度最高的历史地磁数据对应的候选位置，确定所述终端设备的位置信息。

11.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序由所述处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一项所述的终端设备的定位方法。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一项所述的终端设备的定位方法。

13.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序由处理器加载并执行以实现如权利要求1至9任一项所述的终端设备的定位方法。