CN116930864B - 一种室内外无缝统一基准构建方法及装置 - Google Patents
一种室内外无缝统一基准构建方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种室内外无缝统一基准构建方法及装置，属于无线定位技术领域，所述方法包括：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；所述测距残差为任意两个局部节点对应的边的理论测距与实际测距之差；获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。本发明将室内外GNSS/UWB混合基站及其形成的测距网络抽象为图优化模型，基于通用图优化模型，通过固定全局GNSS节点，利用LM非线性优化算法实现室内UWB基站全局坐标的快速求解。
Description
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，尤其涉及一种室内外无缝统一基准构建方法及装置。
背景技术
室内外无缝定位是基于位置服务(Location Based Service，LBS)的关键技术，如物联网、智慧城市、应急救援、地下空间施工及人员管理等，随着传感器技术的快速发展以及智能时代的到来，这一技术也得到工业界和学术界前所未有的关注。统一的坐标参考框架(Celestial Reference Frame，CRF)是实现室内外无缝定位的前提，室外可以依靠卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)技术方便地实现统一的全局CRF，在没有GNSS信号的室内环境，目前使用最多的是基于无线电的室内定位技术，如WiFi，蓝牙，UWB等。
以上室内定位方案，一般需要在室内提前部署相应的设备，并利用全站仪或卷尺等工具测量出其全局坐标系下的精确位置，较为耗时且增加了系统部署的成本，尤其是针对应急救援等临时部署的未知及变化的环境，也难以拓展到大规模的室内场景。
可见，现有的无缝CRF实现仍主要依靠人工提前测量，系统部署实现较为困难。
发明内容
本发明提供一种室内外无缝统一基准构建方法及装置，用以解决现有技术中无缝CRF实现仍主要依靠人工提前测量，系统部署实现较为困难的缺陷。
第一方面，本发明提供一种室内外无缝统一基准构建方法，包括：
步骤1：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；所述图优化模型可表示为：
其中，表示图优化模型，/>表示所有锚点，为所述图优化模型的节点，/>表示设置在室外的GNSS/UWB混合锚点，为所述图优化模型的全局节点，/>表示设置在室内的单UWB锚点，为所述图优化模型的局部节点；eij∈ε表示任意两个局部节点(i,j)构成所述图优化模型的边，测距记为dij；在地心坐标系下，全局节点的坐标记为Pg，局部节点的坐标记为P；
步骤2：以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；
步骤3：获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
根据本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法，在所述图优化模型为平面图的情况下，所述全局节点的个数至少为两个；在所述图优化模型为三维超图的情况下，所述全局节点的个数至少为三个。
根据本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法，所述代价函数的具体公式为：
其中，F(P)表示代价函数，F(P)～N(0,Σ)，Σ为对应的方差-协方差矩阵；V＝{f(pi,pj)|eij∈ε}；f(pi,pj)表示测距残差；Λ＝Σ-1，表示信息矩阵。
根据本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法，还包括：利用预设权重系数对所述信息矩阵进行重构；其中，所述预设权重系数具体为：
其中，k0，k1为预设常数；所述进行重构的方式具体为：
其中，表示重构后的新的信息矩阵的对角元素，Λij为重构前的信息矩阵的对角元素。
根据本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法，在利用Levenberg-Marquardt算法对局部节点的坐标进行优化之前，还包括：利用Chan算法获取局部节点的初始坐标作为坐标初值，以便于Levenberg-Marquardt算法利用所述坐标初值进行坐标优化。
根据本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法，在室内场景为隧道场景的情况下，将所述全局节点设置在隧道的两个出口侧。
第二方面，本发明还提供一种室内外无缝统一基准构建装置，包括：
图优化模型构建模块，用于根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；所述图优化模型可表示为：
其中，表示图优化模型，/>表示所有锚点，为所述图优化模型的节点，/>表示设置在室外的GNSS/UWB混合锚点，为所述图优化模型的全局节点，/>表示设置在室内的单UWB锚点，为所述图优化模型的局部节点；eij∈ε表示任意两个局部节点(i,j)构成所述图优化模型的边，测距记为dij；在地心坐标系下，全局节点的坐标记为Pg，局部节点的坐标记为P；
代价函数构建模块，用于以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；
统一基准构建模块,用于获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述室内外无缝统一基准构建方法的步骤。
第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，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述任一种所述室内外无缝统一基准构建方法的步骤。
本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法及装置，将室内外GNSS/UWB混合基站及其形成的测距网络抽象为图模型，其中GNSS测站以及UWB锚点位置为图的节点，UWB之间测距为图的二元边，基于通用图优化框架(g2o)，通过固定全局GNSS节点，利用LM非线性优化算法实现室内UWB基站全局坐标的快速求解，克服了现有技术的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法的流程示意图；
图2是本发明提供的室内外统一CRF的构建框架示意图；
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
下面结合图1-图3描述本发明实施例所提供的室内外无缝统一基准构建方法和装置。
图1是本发明提供的室内外无缝统一基准构建方法的流程示意图，如图1所示，包括但不限于以下步骤(STEP，简称S)：
S1：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型。
以典型的隧道场景为例，图2是本发明提供的室内外统一CRF的构建框架示意图。全局坐标系通常可以选择地心坐标系，记室内临时布设的n个UWB锚点在/>下坐标未知，记P＝{p1,p2,…,pn}∈Rd，d表示维数，通常为2或3。室外GNSS/UWB混合基站的全局坐标系精确位置可以通过GNSS卫星定位获取，如RTK或PPP定位方式，记Pg＝{pn+1,pn+2,…,pn+m}∈Rd，表示已知的m个混合基站在/>下的坐标。
基于临近的UWB可以相互通讯及测距的事实，室内外所有的UWB相互之间的测距可构成测距网络。因此，CRF构建问题可以转化为网络定位问题，一旦室内UWB锚点在下位置Pu确定，室内搭载UWB标签的载体可通过UWB定位算法实现快速的动态定位功能。
UWB锚点和相互之间的测距网络可以看作一个无向(Undirected graph)平面图或者三维超图其中/>表示UWB锚点为图(图优化模型)的节点，/> 表示GNSS/UWB混合锚点，称之为全局节点，/>为其余单UWB锚点，称之为局部节点，/>下前者坐标为Pg，后者为P；假设节点(/>且/>满足相互通讯，测距记dij，构成/>的边，记为eij，eij∈ε。基于图优化模型实现CRF构建的基本思想即通过不断调整图节点位置P直到满足最佳/>网络配置，即寻找单UWB节点配置P，使之满足如下的最小二乘准则:
上式，‖·‖表示二范数，表示/>下最优估计室内UWB局部节点的全局坐标。根据刚性图理论可知，当测距边约束满足一定精度，平面图存在两个及以上的全局节点，可获取整个图所有节点的全局位置，三维超图则至少需要3个。/>作为全局节点，由于目前室外GNSS测量极为便利，实际应用中可适当增加部署，特别是室内空间两侧方向，可较好增强网络拓扑强度。在室内场景为隧道场景的情况下，将所述全局节点设置在隧道的两个出口侧。
S2：以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；所述测距残差为任意两个局部节点(i,j)对应的边的理论测距与实际测距之差。
最优化算法可以为拉格朗日数乘法、随机梯度下降法等数值算法，也可以为粒子群算法或者模拟退火算法等启发式算法。
本发明实施例中，优选Levenberg-Marquardt算法。
S3：获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
基于上述实施例的内容，作为一种可选的实施例，本发明提供的所述最优化算法为Levenberg–Marquardt算法。下面结合具体实施例的内容对该算法的应用进行说明。
目前UWB测距大多基于time-of-arrival(TOA)方式，实际应用测距通常包含噪声，可表示为
其中，为t时刻实际测距，dij(t)为理论测距，rij为测量噪声，可建模为高斯白噪声，即/>考虑网络静态测距特点，可以通过长时间测距取平均平滑进一步提高测距精度。/>为网络所有的测距边。
基于图优化模型实现的网络定位可以转化为图优化问题，本质是解决非线性最小二乘问题，本发明采用Levenberg-Marquardt(LM)方法实现优化坐标的求解，重点是目标函数及其线性化模型的构造。由于LM优化需要获取状态的初值，针对CRF构建问题，本文基于已知全局坐标的节点和UWB测距，采用Chan逐节点递推方式获取P初值，即坐标初值，记为/>以三维为例，任意两个节点(i,j)，
对于任意两个节点(i,j)，对应的边eij∈ε，测距残差f(pi,pj)：
上式，(xi,yi,zi)及(xj,yj,zj)为节点(i,j)的待优化节点三维坐标。方程右边在处进行一阶线性化，可得到：
上式，h(pi,pj)表示f(pi,pj)关于待优化参数pi的一阶雅可比矩阵，记h(pi)为网络所有边的测距残差关于参数pi的一阶雅可比矩阵。
针对所有局部节点根据测距残差构建非线性最小二乘问题，如果考虑到测距残差的随机模型，f(pi,pj)～N(0,Σij)，F(P)表示网络局部节点组成的边的测距残差，F(P)～N(0,Σ)，Σ为对应的方差-协方差矩阵。记F(P)为加权残差平方和，本文LM优化的代价函数(cost function)记
上式，V＝{f(pi,pj)|eij∈ε}，Λ＝Σ-1，称之为信息矩阵。
LM及其他典型的非线性优化方法(如高斯牛顿)均是基于梯度下降的思想，通过优化参数的不断迭代逼近目标函数最小值。记第k次迭代节点坐标为对应的雅可比矩阵Jk可以表示为
LM非线性优化的增量方程如下式：
(HK+μkI)·ΔPk＝gk(7a)
gk＝Jk·Λ·f(PK)(7b)
HK＝JK·Λ·Jk T(7c)
Pk+1＝Pk+ΔPk(7d)
上式，Hk为近似的二阶海塞矩阵，μk表示为拉格朗日(Lagrange)乘子，用于调整ΔPk信赖区域的大小。公式(7a)可以转化为一个无约束问题:
ΔPk的信赖区域(Trust Region)可以通过比较近似模型和实际模型的差异来确定,如果差异小，就增大范围；如果差异太大，就缩小范围。考虑实际模型和近似模型变化量的比值:
根据计算的ρk可以自适应调整μk的大小，相当于是每次迭代ΔPk约束在μk为半径的超球空间，可在一定程度上避免线性方程组的系数矩阵的非奇异和病态问题，提供更稳定更准确的增量ΔPk。关于利用ρk如何调整μk的大小，属于现有技术，这里不在赘述。
作一种可选的实施例，考虑视距环境下，UWB测距误差近似满足高斯分布，可令信息矩阵Λ为单位阵，即Λ＝I。按照上述方式不断迭代直至增量ΔPk较小，满足minF(P)，可获取网络节点的优化坐标实际应用中，网络中的部分边由于NLOS影响，测距偏离实际，会导致整个网络节点优化误差变大。通常可以利用鲁棒核函数(Robust Kernel)减弱UWB测距误差影响，鲁棒核函数有许多种，如最常用的Huber核如下式：
其中，aij＝f(pi,pj)表示UWB测距残差，当|aij|大于某个阈值δ，损失函数增长由二次形式变为一次形式，相当于限制了梯度的最大值，可以一定程度降低部分测距残差过大的边影响。
进一步地，作为一种可选的实施例，为了提高整个网络定位的鲁棒性，本发明将大地测量领域的IGGIII抗差方案引入图优化中，主要思想即利用验后残差重新计算LM的信息矩阵，按照测距残差自适应计算观边的权重系数w。
具体地，利用预设权重系数对所述信息矩阵进行重构；其中，所述预设权重系数具体为：
其中，k0，k1为预设常数；通常k0可取值1.0～1.2，k1可取值2.0～4.0，通过上式三段函数，当边残差精度较高，权重系数为1，当精度较差就直接舍弃该观测值，其余的进行降权处理。通过下式可以重构LM优化的信息矩阵：
为新的信息矩阵/>对应观测值的对角元素，带入公式(7)进行迭代优化，即可获取更鲁棒的节点坐标。相对于上述实施例中提供的鲁棒核函数方法，本文采用的IGGIII抗差可较大程度利用UWB观测值信息，预期更适用于室内UWB非视距频繁发生的场景。
下面对本发明提供的robust g2o框架实现的方式进行简要说明。
图优化(General Graph Optimization，g2o)是一个SOTA(state-of-the-art)的开源优化框架，已在SLAM(即时定位与地图构建)领域广泛使用。由于其抽象化和模块化的设计，本实施例就SCRF构建问题展开该框架的具体实现描述，主要包括初始化节点位置，顶点和边的定义，优化器初始化，优化器执行图优化。
图模型的构建首先需要在g2o框架内定义顶点和边。本发明中将所有的UWB基站定义为图的顶点，主要包括优化变量维度和数据类型，在后续优化中再固定住GNSS/UWB混合基站节点，不再优化此类全局节点。边的定义主要包括观测值维度，数据类型，连接顶点类型。本文中每条边连接两个顶点，因此属于二元边(Binary Edge)。此外还需要根据公式(3)重载代价函数用于计算边的计算残差，并利用(4a)中雅可比矩阵的解析形式重载梯度方向函数，也可以直接利用g2o提供了自动求导功能实现。
初始化g2o主要是选择线性优化器类型，相应的优化算法，本文选择LM优化算法，并基于残差重构信息矩阵，提高优化的鲁棒性。考虑到UWB节点初始化误可能较大，本文采用三次优化策略，首次不考虑UWB的NLOS误差，认为等精度观测，即Λ＝I，执行完优化后可计算每条边的残差，按照公式(11)-(12)重新计算信息矩阵，带入公式(7)再次重复执行g2o优化。本发明给出了整个基于鲁棒g2o框架的SCRF构建具体算法实现，LM迭代和g2o的最大迭代次数可以先验给定，也可以根据迭代两次的ΔP小于某个阈值。
综上所述，本发明提出了一种基于鲁棒图优化算法的室内外CRF快速构建方法，将室内外GNSS/UWB混合基站及其形成的测距网络抽象为图模型，其中GNSS测站以及UWB锚点位置为图的节点，UWB之间测距为图的二元边，基于通用图优化框架(g2o)，通过固定全局GNSS节点，利用LM非线性优化算法实现室内UWB基站全局坐标的快速求解。
进一步地，本发明考虑到室内非视距(NLOS)误差影响，本文根据图优化的UWB测距残差构建IGGIII抗差等价权函数重构g2o信息矩阵，相对于g2o已有核函数可进一步提升图优化的鲁棒性。
最后，本发明提出的方法具备快速、鲁棒优势，在测距精度和几何结构分布良好的情况下具备较高的精度，在应急救援等临时部署的未知及变化的环境，可拓展到大规模的室内场景，有良好的应用价值。
本发明还提供的室内外无缝统一基准构建装置，所述装置包括：图优化模型构建模块，代价函数构建模块以及统一基准构建模块。
其中，图优化模型构建模块，用于根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；所述图优化模型可表示为：
其中，表示图优化模型，/>表示所有锚点，为所述图优化模型的节点，/>表示设置在室外的GNSS/UWB混合锚点，为所述图优化模型的全局节点，/>表示设置在室内的单UWB锚点，为所述图优化模型的局部节点；eij∈ε表示任意两个局部节点(i,j)构成所述图优化模型的边，测距记为dij；在地心坐标系下，全局节点的坐标记为Pg，局部节点的坐标记为P；
代价函数构建模块，用于以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；
统一基准构建模块,用于获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
需要说明的是，本发明实施例提供的室内外无缝统一基准构建装置，在具体运行时，可以执行上述任一实施例所述的室内外无缝统一基准构建方法，对此本实施例不作赘述。
图3是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(communications interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310，通信接口320，存储器330通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行室内外无缝统一基准构建方法，该方法包括：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；所述测距残差为任意两个局部节点对应的边的理论测距与实际测距之差；获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各实施例所提供的室内外无缝统一基准构建方法，该方法包括：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；所述测距残差为任意两个局部节点对应的边的理论测距与实际测距之差；获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，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以执行上述各实施例提供的室内外无缝统一基准构建方法，该方法包括：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；所述测距残差为任意两个局部节点对应的边的理论测距与实际测距之差；获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者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者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种室内外无缝统一基准构建方法，其特征在于，包括：
步骤1：根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；所述图优化模型可表示为：
其中，表示图优化模型，/>表示所有锚点，为所述图优化模型的节点，表示设置在室外的GNSS/UWB混合锚点，为所述图优化模型的全局节点，/>表示设置在室内的单UWB锚点，为所述图优化模型的局部节点；eij∈ε表示任意两个局部节点(i,j)构成所述图优化模型的边，测距记为dij；在地心坐标系下，全局节点的坐标记为Pg，局部节点的坐标记为P；
步骤2：以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；
所述代价函数的具体公式为：
其中，F(P)表示代价函数，F(P)～N(0,Σ)，Σ为对应的方差-协方差矩阵；V＝{f(pi,pj)|eij∈ε}；f(pi,pj)表示测距残差；Λ＝Σ-1，表示信息矩阵；
利用预设权重系数对所述信息矩阵进行重构；其中，所述预设权重系数具体为：
其中，aij＝f(pi,pj)，k0，k1为预设常数；所述进行重构的方式具体为：
其中，表示重构后的新的信息矩阵的对角元素，Λij为重构前的信息矩阵的对角元素；步骤3：获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
2.根据权利要求1所述的室内外无缝统一基准构建方法，其特征在于，在所述图优化模型为平面图的情况下，所述全局节点的个数至少为两个；在所述图优化模型为三维超图的情况下，所述全局节点的个数至少为三个。
3.根据权利要求1所述的室内外无缝统一基准构建方法，其特征在于，所述最优化算法为Levenberg-Marquardt算法。
4.根据权利要求3所述的室内外无缝统一基准构建方法，其特征在于，在利用Levenberg-Marquardt算法对局部节点的坐标进行优化之前，还包括：
利用Chan算法获取局部节点的初始坐标作为坐标初值，以便于Levenberg-Marquardt算法利用所述坐标初值进行坐标优化。
5.根据权利要求1所述的室内外无缝统一基准构建方法，其特征在于，在室内场景为隧道场景的情况下，将所述全局节点设置在隧道的两个出口侧。
6.一种室内外无缝统一基准构建装置，其特征在于，包括：
图优化模型构建模块，用于根据室内外所有锚点相互之间构成的测距网络，构建图优化模型；所述图优化模型可表示为：
其中，表示图优化模型，/>表示所有锚点，为所述图优化模型的节点，表示设置在室外的GNSS/UWB混合锚点，为所述图优化模型的全局节点，/>表示设置在室内的单UWB锚点，为所述图优化模型的局部节点；eij∈ε表示任意两个局部节点(i,j)构成所述图优化模型的边，测距记为dij；在地心坐标系下，全局节点的坐标记为Pg，局部节点的坐标记为P；
代价函数构建模块，用于以所述局部节点组成的边的测距残差之和最小为目标，构建代价函数，以利用最优化算法对局部节点的坐标进行优化；
所述代价函数的具体公式为：
其中，F(P)表示代价函数，F(P)～N(0,Σ)，Σ为对应的方差-协方差矩阵；V＝{f(pi,pj)|eij∈ε}；f(pi,pj)表示测距残差；Λ＝Σ-1，表示信息矩阵；
利用预设权重系数对所述信息矩阵进行重构；其中，所述预设权重系数具体为：
其中，aij＝f(pi,pj)，k0，k1为预设常数；所述进行重构的方式具体为：
其中，表示重构后的新的信息矩阵的对角元素，Λij为重构前的信息矩阵的对角元素；
统一基准构建模块,用于获取使得所述代价函数取得最小值的局部节点的优化坐标，以实现室内外无缝统一基准的构建。
7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述室内外无缝统一基准构建方法的步骤。
8.一种非暂态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如权利要求1至5任一项所述室内外无缝统一基准构建方法的步骤。
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