CN118191883A - 用于路灯定位的位置数据修正方法、定位系统和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明用于路灯定位的位置数据修正方法、报警系统和存储介质，包括：定位终端通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，路灯初始定位点为O点，坐标数据为（XO,YO）；服务器接收定路灯的初始定位坐标数据,坐标数据为（XO,YO）；服务器在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，并将连接R1点及R2点的直线作为基准线；在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据；本发明只需通过高精度的地图配合确定距离目标路灯最近的两个端点，快速识别出的路灯的经纬度，对路灯定位数据进行修正，使路灯能够到达亚米级别精度的定位效果，定位成本更低。

Description

用于路灯定位的位置数据修正方法、定位系统和存储介质
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种用于路灯定位的位置数据修正方法、定位系统和存储介质。
背景技术
路灯后台管理系统需要在地图上展示路灯的地理位置，由于卫星定位系统自身存在的缺陷，导致普通的移动终端设备在使用定位服务功能对路灯进行定位或导航时，会存在定位精度大约在5-10m甚至10m以上的误差，这就导致地图上的各个路灯不能按正常路面的安装路线显示，排列较为混乱，如图1所示。如果要做到亚米级别的定位精度，即定位精度在1m以下，则需要采用实时动态载波相位差分技术（Real-time kinematic，简称，RTK)制备的专用定位设备，此类定位设备一般体积较大、价格昂贵，普及应用困难。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的以上缺点和不足，提供一种用于路灯定位的位置数据修正方法。
一种用于路灯定位的位置数据修正方法，包括如下步骤：
步骤1，定位终端通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，或通过路灯中内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，路灯初始定位点为O点，坐标数据为（XO,YO）；
步骤2，服务器接收定位终端发送的路灯的初始定位坐标数据或路灯控制器发送的路灯的初始定位坐标数据,坐标数据为（XO,YO）；
步骤3，服务器在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，R1点和R2点的坐标数据为(XR1,YR1)以及(XR2,YR2)，并将连接R1点点及R2点的直线作为基准线；
步骤4，在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据；
其中，步骤3中确定距离O点最近的两个点中R1点和R2点的坐标，包括如下步骤：
以任意相邻两个端点的直线距离0.5-1m之间的某一数值为基准，确定路灯安装路线上的所有端点的坐标；
遍历路灯安装路线上的所有端点，假设当前遍历点为n点，坐标为（Xn,Yn）；
路灯安装路线上的端点按坐标的纬度从小到大排序，比较Yn-YO，保存数值最小的两条数据，即为R1点及R2点的Y值坐标；
路灯安装路线上的端点按坐标的经度从大到小排序，比较Xn-XO，保存数值最小的两条数据，即为R1点及R2点的X值坐标；
以O点为中心，将所有端点的坐标与O点的坐标进行对比，确定距离O点最近的两个坐标。
作为进一步的改进，所述定位终端通过无线连接识别目标路灯，路灯控制器将路灯唯一序号或识别号发送至所述定位终端，定位终端将路灯唯一序号或识别号传送至所述服务器。
作为进一步的改进，定位终端为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载移动终端或可穿戴式设备。
作为进一步的改进，定位模块采集路灯的初始定位坐标数据可以通过全球定位系统、北斗卫星导航系统、全球卫星导航系统或伽利略卫星导航系统来实现。
作为进一步的改进，连接R1点和R2点的基准线不存在斜率，如基准线平行于Y轴，则XR1=XR2，O’点的X坐标值为XR1或XR2，O’点的Y坐标值为YO，即，O’点坐标为（XR1,YO）或（XR2,YO）。
作为进一步的改进，连接R1点和R2点的基准线存在斜率，即基准线与与X轴或Y轴并非平行或垂直关系；计算O’点坐标的步骤如下：
1）、基准线的斜率为：作为进一步的改进，所述定位终端通过无线连接识别目标路灯，路灯控制器将路灯唯一序号或识别号发送至所述定位终端，定位终端将路灯唯一序号或识别号传送至所述服务器。
作为进一步的改进，定位终端为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载移动终端或可穿戴式设备。
作为进一步的改进，定位模块采集路灯的初始定位坐标数据可以通过全球定位系统、北斗卫星导航系统、全球卫星导航系统或伽利略卫星导航系统来实现。
作为进一步的改进，连接R1点和R2点的基准线不存在斜率，如基准线平行于Y轴，则XR1=XR2，O’点的X坐标值为XR1或XR2，O’点的Y坐标值为YO，即，O’点坐标为（XR1,YO）或（XR2,YO）。
作为进一步的改进，连接R1点和R2点的基准线存在斜率，即基准线与与X轴或Y轴并非平行或垂直关系；计算O’点坐标的步骤如下：
1）、基准线的斜率为：作为进一步的改进，所述定位终端通过无线连接识别目标路灯，路灯控制器将路灯唯一序号或识别号发送至所述定位终端，定位终端将路灯唯一序号或识别号传送至所述服务器。
作为进一步的改进，定位终端为智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载移动终端或可穿戴式设备。
作为进一步的改进，定位模块采集路灯的初始定位坐标数据可以通过全球定位系统、北斗卫星导航系统、全球卫星导航系统或伽利略卫星导航系统来实现。
作为进一步的改进，连接R1点和R2点的基准线不存在斜率，如基准线平行于Y轴，则XR1=XR2，O’点的X坐标值为XR1或XR2，O’点的Y坐标值为YO，即，O’点坐标为（XR1,YO）或（XR2,YO）。
作为进一步的改进，连接R1点和R2点的基准线存在斜率，即基准线与与X轴或Y轴并非平行或垂直关系；计算O’点坐标的步骤如下：
1）、基准线的斜率为：；
2）、由于线段OO’垂直于基准线，线段OO’所在直线的斜率为：；
3）、根据点斜式，基准线所在直线的直线方程为:或，两者相同取其中一个即可；
4）、线段OO’所在直线的直线方程为：；
5）、由于基准线与线段OO’所在直线相交，相交时有：
；
6）、相交点O’的X坐标为；
7）、将O’点X坐标传入线段OO‘所在直线的直线方程，得到相交点O’的Y坐标为；
8）、故O’坐标为：。
本发明还提供一种定位系统，定位系统包括定位终端、服务器及至少一个路灯；
所述定位终端用于通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据（XO,YO）；
所述服务器用于接收定位终端或路灯控制器发送的路灯的初始定位坐标数据（XO,YO）；
所述服务器还用于在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，并将连接R1点及R2点的直线作为基准线，通过在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据。
作为进一步的改进，所述R1点和R2点之间的直线距离不超过1m。
本发明还提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有计算机程序，计算机程序被执行时，实现上述任一项用于路灯定位的位置数据修正方法。
本发明用于路灯定位的位置数据修正方法有益效果在于：相比于现有技术，本发明不需要通过高精度的GPS或实时动态载波相位差分技术和激光雷达、毫米波雷达等技术来实现高精度定位，只需通过高精度的地图来确定距离目标路灯最近的两个端点，可以通过本方法快速识别出的路灯的经纬度，并对路灯定位数据进行修正，将修正后的数据作为路灯的最终定位信息，从而大大提升了路灯的定位精确度，在不增加定位成本的情况下，使路灯能够到达亚米级别精度的定位效果；使路灯能在地图上按正常路面的安装路线显示，给管理平台带来更好的交互体验，管理方面更为便捷，定位成本更低。
附图说明
图1为现有技术中路灯定位数据在地图上的显示示意图；
图2为本发明用于路灯定位的位置数据修正方法的示意图；
图3为路灯在地图安装路线折线上端点的连接示意图；
图4为本发明用于路灯定位的位置数据修正方法的原理示意图；
图5为本发明路灯定位的位置数据修正后再地图上的显示示意图；
图6为本发明路灯定位系统的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
请参阅图2，本发明实施例提供一种用于路灯定位的位置数据修正方法，包括如下步骤：
S101，定位终端通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，或通过路灯中内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，路灯初始定位点为O点，坐标数据为（XO,YO）；
S102，服务器接收定位终端发送的路灯的初始定位坐标数据或路灯控制器发送的路灯的初始定位坐标数据,坐标数据为（XO,YO）；
S103，服务器在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，R1点和R2点的坐标数据为(XR1,YR1)以及(XR2,YR2)，并将连接R1点点及R2点的直线作为基准线；
S104，在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据。
更具体地，定位终端通过无线连接识别目标路灯，路灯控制器将路灯唯一序号或识别号发送至定位终端，终端将路灯唯一序号或识别号传送至所述服务器。其中，定位终端可以包括但不限于智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载移动终端、可穿戴式设备等。定位终端通过无线信号识别确定需要定位的路灯，也可以通过定位终端与路灯的距离可以小于预设距离来判断。定位终端如何实现路灯的定位在现有技术中有很多应用，可以通过蓝牙或WiFi或其他无线连接方式实现两者之间的连接。
其中，路灯中内置的定位模块和定位终端中内置的定位模块性质和功能大致相同，其中，定位模块一般认定为定位芯片，其定位精度也大致相同，一般存在5-10m甚至10m以上的误差。可以理解的是，路灯内一般会按照路灯单灯控制器，有时会增加天线、定位模块，但每个路灯增加定位模块成本会增高，因此优选用定位终端来进行初步定位。
更具体地，定位模块采集路灯的初始定位坐标数据可以通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)来实现。也可以通过北斗卫星导航系统(BeiDouNavigation Satellite System，BDS)、全球卫星导航系统(Global Navigation SatelliteSystem，GLONASS)和伽利略卫星导航系统(Galileo Satellite Navigation System)等来实现。上述定位导航系统的定位误差在10米左右。
其中，服务器为一般为用于管理城市中所有路灯的相关信息及其他设备的定位信息的服务器，也可以称之为位置服务管理平台或位置服务管理系统，该服务器可以是物理服务器，也可以是虚拟服务器。
其中，本发明所指的地图是一种高精度地图，误差要比定位导航系统的误差小的多，可以达到亚米级别的精度，甚至更精准级别的地图，误差在1m以内甚至更小，从而获得路灯安装路线上端点的高精度的经纬度信息。城市道路中的路灯既可能是单侧路灯，也可能是双侧路灯，由于路灯的安装一般是双侧对称安装。按照路灯的安装标准，两个相邻路灯的间距要在30-50m之间的距离，因此，两个端点的直线距离不大于20m，优选地，任意相邻的两个端点之间的直线距离不大于1m，更优选的，任意相邻的两个端点之间的直线距离不大于0.5m。
更具体地，请参阅图3，本实施例图示以单侧路灯进行举例说明，在地图上标识单侧路灯安装路线，方法为按某一方向依次标识不少于2个的多个端点，连接这些点组成一个由多条线段组成的折线段，这个折线段是以图层的方式显示在地图上层。如果安装路线整体是从东到西或从西到东，则按坐标的经度从大到小排序依次保存，这样折线段在东半球体现为从东到西，在西半球体现为从西到东。如果安装路线整体是从南到北或从北到南，则按坐标的纬度从小到大排序依次保存，这样安装路线在南半球体现为从南到北，在北半球体现为从北到南。如图3所示，是由A,B,C,D四个点组成，南北走向的安装路线。
更具体地，服务器接收到路灯的初始定位坐标数据后，假设规划的上述路灯安装路线折线有N个端点，路灯当前初始定位坐标数据为O点，坐标为（XO,YO），在路灯安装路线折线的方向上距离O点最近的二个点为R1点和R2点，坐标为(XR1,YR1)以及(XR2,YR2)。其中，R1点和R2之间的直线距离不大于1米。优选地，R1点和R2的直线距离不大于0.5米，可以达到0.5的亚米级的定位精度。
其中，对于如何确定距离O点最近的两个点中R1点和R2的坐标，通过如下步骤实现：
以任意相邻两个端点的直线距离0.5-1m的任意数值为基准，确定路灯安装路线上的所有端点的坐标，并将所有端点连接组成多条线的折线段；
以O点为中心，将所有端点的坐标与O点的坐标进行对比，确定距离O点最近的两个坐标。
更具体地，通过如下步骤实现：
遍历路灯安装路线上的所有端点，假设当前遍历点为n点，坐标为（Xn,Yn）；
路灯安装路线上的端点按坐标的纬度从小到大排序，比较Yn-YO，保存数值最小的两条数据，即为R1点及R2点的Y值坐标；
路灯安装路线上的端点按坐标的经度从大到小排序，比较Xn-XO，保存数值最小的两条数据，即为R1点及R2点的X值坐标。
更具体地，请参阅图4，在O点作对于连接R1点及R2点的基准线的垂直线并交于O’点，求O’点的坐标，O’点即为O点修正后的定位数据，X轴为经度数据，Y轴为维度数据。
更具体地，请参阅图4，连接R1点和R2点的基准线不存在斜率，如基准线平行于Y轴，则XR1=XR2，O’点的X坐标值为XR1或XR2，O’点的Y坐标值为YO，即，O’点坐标为（XR1,YO）或（XR2,YO）。
更具体地，请参阅图4，连接R1点和R2点的基准线存在斜率，即基准线与与X轴或Y轴并非平行或垂直关系；计算O’点坐标的步骤如下：
1）、基准线的斜率为：；
2）、由于线段OO’垂直于基准线，线段OO’所在直线的斜率为：；
3）、根据点斜式，基准线所在直线的直线方程为: 或，两者相同取其中一个即可；
4）、线段OO’所在直线的直线方程为：；
5）、由于基准线与线段OO’所在直线相交，相交时有：
；
6）、相交点O’的X坐标为；
7）、将O’点X坐标传入线段OO‘所在直线的直线方程，得到相交点O’的Y坐标为；
8）、故O’坐标为：。
请参阅图5，将O’点坐标保存为当前路灯的坐标。然后依次将所有路灯的初始定位数据进行修正，修正坐标后管理平台地图展示模块显示效果示意如图5。
本发明不需要通过高精度的GPS或BDS利用差分定位技术和激光雷达、毫米波雷达等技术来实现高精度定位。通过高精度的地图来确定距离目标路灯最近的两个端点，通过本方法快速识别出的路灯的经纬度，并对路灯的GPS或BDS定位数据进行修正，将修正后的数据作为路灯的最终定位信息，从而大大提升了路灯的定位精确度，在不增加定位成本的情况下，使路灯能够到达亚米级精度的定位效果。使其能在地图上按正常路面的安装路线显示，给管理平台带来更好的交互体验，管理方面更为便捷。
实施例二
请参阅图6，本发明提供一种用于路灯定位的位置数据修正方法200，定位系统包括定位终端200、服务器300及至少一个路灯100；
定位终端200用于通过内置的定位模块采集路灯100的初始定位坐标数据（XO,YO）；
服务器300用于接收定位终端200或路灯控制器发送的路灯100的初始定位坐标数据（XO,YO）；
服务器300还用于在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，并将连接R1点及R2点的直线作为基准线，通过在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据。
优选地，R1点和R2点之间的直线距离不超过1m，更优选地，R1点和R2点之间的直线距离不超过0.5m。
实施例三
本申请还提供一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，执行如下操作：
定位终端通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，或通过路灯中内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，路灯初始定位点为O点，坐标数据为（XO,YO）；
服务器接收定位终端发送的路灯的初始定位坐标数据或路灯控制器发送的路灯的初始定位坐标数据,坐标数据为（XO,YO）；
服务器在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，R1点和R2点的坐标数据为(XR1,YR1)以及(XR2,YR2)，并将连接R1点和R2点的直线作为基准线；在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种用于路灯定位的位置数据修正方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，定位终端通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，或通过路灯中内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据，路灯初始定位点为O点，坐标数据为（XO,YO）；
步骤2，服务器接收定位终端发送的路灯的初始定位坐标数据或路灯控制器发送的路灯的初始定位坐标数据,坐标数据为（XO,YO）；
步骤3，服务器在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，R1点和R2点的坐标数据为(XR1,YR1)以及(XR2,YR2)，并将连接R1点点及R2点的直线作为基准线；
步骤4，在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据；
其中，步骤3中确定距离O点最近的两个点中R1点和R2点的坐标，包括如下步骤：
以任意相邻两个端点的直线距离0.5-1m之间的某一数值为基准，确定路灯安装路线上的所有端点的坐标；
遍历路灯安装路线上的所有端点，假设当前遍历点为n点，坐标为（Xn,Yn）；
路灯安装路线上的端点按坐标的纬度从小到大排序，比较Yn-YO，保存数值最小的两条数据，即为R1点及R2点的Y值坐标；
路灯安装路线上的端点按坐标的经度从大到小排序，比较Xn-XO，保存数值最小的两条数据，即为R1点及R2点的X值坐标；
以O点为中心，将所有端点的坐标与O点的坐标进行对比，确定距离O点最近的两个坐标。
2.根据权利要求1所述的用于路灯定位的位置数据修正方法，其特征在于，所述定位终端通过无线连接识别目标路灯，路灯控制器将路灯唯一序号或识别号发送至所述定位终端，定位终端将路灯唯一序号或识别号传送至所述服务器。
3.根据权利要求1所述的用于路灯定位的位置数据修正方法，其特征在于，定位模块采集路灯的初始定位坐标数据可以通过全球定位系统、北斗卫星导航系统、全球卫星导航系统或伽利略卫星导航系统来实现。
4.一种定位系统，其特征在于，所述定位系统包括定位终端、服务器及至少一个路灯；
所述定位终端用于通过内置的定位模块采集路灯的初始定位坐标数据（XO,YO）；
所述服务器用于接收定位终端或路灯控制器发送的路灯的初始定位坐标数据（XO,YO）；
所述服务器还用于在地图上查找路灯安装路线上的端点，确定在安装路线方向上距离O点最近的两个点为R1点和R2点，并将连接R1点及R2点的直线作为基准线，通过在O点引出对基准线的垂直线并交于O’点，O’点的坐标即为O点修正后的定位坐标数据。
5.根据权利要求4所述的定位系统，其特征在于，所述R1点和R2点之间的直线距离不超过1m。
6.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现权利要求1-3任一项所述用于路灯定位的位置数据修正方法。
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