相对定位方法和装置、计算机可读存储介质制造方法及图纸

本公开涉及一种基于距离测量和全景图像的多个节点之间的相对定位方法和装置、以及计算机可读存储介质。所述用于多个节点之间的相对定位方法包括：获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对；将所述方位角转换到统一坐标系中，获得对应于所述多个可能匹配对的多个候选匹配对；基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别；基于所述差别，过滤掉不可能的候选匹配对，获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个正确匹配对，确定所述多个节点之间的相对定位。

Relative positioning method and device, computer readable storage medium

The present disclosure relates to a relative positioning method and device between multiple nodes based on distance measurement and panoramic image, and a computer readable storage medium. The relative positioning method for multiple nodes includes: obtaining a plurality of possible matching pairs of relative distances and azimuths between the plurality of nodes; converting the azimuth angle to a unified coordinate system to obtain a plurality of candidate matching pairs corresponding to the plurality of possible matching pairs; and determining the similarity and its of candidate matching pairs between two nodes based on a predetermined error model. Based on the difference, the impossible candidate matching pairs are filtered out, multiple correct matching pairs of relative distance and azimuth angle between the multiple nodes are obtained, and the relative positioning of the multiple nodes is determined.

【技术实现步骤摘要】
相对定位方法和装置、计算机可读存储介质
本公开涉及测距和定位领域，更具体地，本公开涉及一种基于距离测量和全景图像的多个节点之间的相对定位方法和装置、以及计算机可读存储介质。
技术介绍
在虚拟现实(VR)、增强现实(AR)以及混合现实(MR)等应用场景中，需要感测场景中出现的对象，并且确定各个对象之间的相对位置及其变化，从而实现各个对象之间的交互。利用传统的相对定位方案，为了实现对于场景中对象的感测和相对定位，通常需要在场景中布置标记和/或信号源，如此需要标记始终出现在画面中而无法扩展至标记之外的区域，而基于信号源的相对定位则只能应用于特定场景执行特定任务的机器人，无法应用于增强现实场景。此外，GPS结合贯导进行定位则只适用于室外大型场景中的定位，且通常局部精度比较低，直接用于增强现实场景会频繁出现虚拟物体跳跃和漂移的现象。此外，在现有的VR相对定位方案中，存在一些不能解决的问题和缺陷。例如，在一种依靠激光或者红外信号扫描的主动空间定位方案中(比如HTC的lighthouse技术)，其虽然可以实现全范围定位，但是效率有限，因为扫描是需要一定扫描周期，导致实时性不强；而且需要引入额外设备(扫描装置)，增加了部署成本。在另一种利用头戴设备或者手持设备上的标记点进行空间建模的方案中(比如脸书(Facebook)的繁星(Constellation)定位技术和索尼Play的手柄球定位技术)，虽然实时性效率高，但是需要引入额外的接收器进行标记点信号接收和建模判断，也有部署成本。因此，希望能提供一种实现实时性好，并且尽量不需要部署其他额外装置，仅靠用户的头戴设备就能实现相对定位的方案，尤其是在多人处于VR场景中时。
技术实现思路
鉴于上述问题，本公开提供一种基于距离测量和全景图像的多个节点之间的相对定位方法和装置、以及计算机可读存储介质。根据本公开的一个实施例，提供了一种用于多个节点之间的相对定位方法，包括：获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对；将所述方位角转换到统一坐标系中，获得对应于所述多个可能匹配对的多个候选匹配对；基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别；基于所述差别，过滤掉不可能的候选匹配对，获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个正确匹配对，确定所述多个节点之间的相对定位。此外，根据本公开的一个实施例的相对定位方法，其中，所述基于所述差别，过滤掉不可能的候选匹配对包括：比较对应于两个节点之间的多个候选匹配对的多个所述差别，选择对应于最小的所述差别的候选匹配对作为正确匹配对。此外，根据本公开的一个实施例的相对定位方法，其中，候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别由相对距离测量误差、水平方位角测量误差和垂直方位角测量误差导致，其中，所述基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别还包括：调整所述预定误差模型中相对距离测量误差、水平方位角测量误差和垂直方位角测量误差的权重。此外，根据本公开的一个实施例的相对定位方法，其中，所述获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对包括：对从所述多个节点中的一个节点拍摄的全景图像执行图像识别，确定所述全景图像中的其他节点，并且通过所述全景图像确定与所述其他节点的方位角信息；利用所述多个节点处发射的无线信号执行无线测距，确定所述多个节点之间的相对距离信息；在所述多个节点之间分享节点标识信息；以及以所述方位角信息、所述相对距离信息和所述节点标识信息组成所述可能匹配对。此外，根据本公开的一个实施例的相对定位方法，其中，所述统一坐标系为基于磁场感测确定的大地坐标系。此外，根据本公开的一个实施例的相对定位方法，其中，所述相对距离测量误差源自所述无线测距的误差，所述水平方位角测量误差源自所述图像识别和所述磁场感测的误差，并且所述垂直方位角测量误差源自所述图像识别的误差。根据本公开的另一个实施例，提供了一种用于多个节点之间的相对定位装置，包括：处理器；以及存储器，配置为存储计算机程序指令；其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，所述处理器用于：获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对；将所述方位角转换到统一坐标系中，获得对应于所述多个可能匹配对的多个候选匹配对；基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别；过滤掉所述差别大于预定阈值的候选匹配对，获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个正确匹配对，确定所述多个节点之间的相对定位。此外，根据本公开的另一个实施例的相对定位装置，其中，所述处理器比较两个节点之间对应于多个候选匹配对的多个所述差别，选择对应于最小的所述差别的候选匹配对作为正确匹配对。此外，根据本公开的另一个实施例的相对定位装置，其中，候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别由相对距离测量误差、水平方位角测量误差和垂直方位角测量误差导致，其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，所述处理器调整所述预定误差模型中相对距离测量误差、水平方位角测量误差和垂直方位角测量误差的权重。此外，根据本公开的另一个实施例的相对定位装置，还包括：全景图像获取器，用于从所述多个节点中的一个节点拍摄的全景图像；无线信号收发器，用于在所述多个节点之间收发无线信号；其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，所述处理器对从所述多个节点中的一个节点拍摄的全景图像执行图像识别，确定所述全景图像中的其他节点，并且通过所述全景图像确定与所述其他节点的方位角信息；利用所述无线信号执行无线测距，确定所述多个节点之间的相对距离信息；在所述多个节点之间分享节点标识信息；以及以所述方位角信息、所述相对距离信息和所述节点标识信息组成所述可能匹配对。此外，根据本公开的另一个实施例的相对定位装置，其中，所述统一坐标系为基于磁场感测确定的大地坐标系。此外，根据本公开的另一个实施例的相对定位装置，其中，所述相对距离测量误差源自所述无线测距的误差，所述水平方位角测量误差源自所述图像识别和所述磁场感测的误差，并且所述垂直方位角测量误差源自所述图像识别的误差。根据本公开的又一个实施例，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存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器运行时，使得所述处理器执行如如上所述的相对定位方法。根据本公开的多个节点之间的相对定位方法和装置，通过利用距离测量和全景图像，基于距离测量和全景图像的测量误差产生分析建模用于过滤噪声数据的滤波器，并且在定位过程中基于环境参数实时调整滤波器的参数，从而在无需额外配置专用设备的情况下，实现不依赖于场景配置并且适应环境和设备误差的高效的相对定位。附图说明通过结合附图对本专利技术实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。图1是图示根据本公开的实施例的用于多个节点之间的相对定位方法的流程图；图2是图示根据本公开的实施例的用于多个节点之间的相对定位装置的硬件框图；图3A是图示根据本公开的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多个节点之间的相对定位方法，包括：获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对；将所述方位角转换到统一坐标系中，获得对应于所述多个可能匹配对的多个候选匹配对；基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别；基于所述差别，过滤掉不可能的候选匹配对，获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个正确匹配对，确定所述多个节点之间的相对定位。

【技术特征摘要】
1.一种用于多个节点之间的相对定位方法，包括：获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对；将所述方位角转换到统一坐标系中，获得对应于所述多个可能匹配对的多个候选匹配对；基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别；基于所述差别，过滤掉不可能的候选匹配对，获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个正确匹配对，确定所述多个节点之间的相对定位。2.如权利要求1所述的相对定位方法，其中，所述基于所述差别，过滤掉不可能的候选匹配对包括：比较对应于两个节点之间的多个候选匹配对的多个所述差别，选择对应于最小的所述差别的候选匹配对作为正确匹配对。3.如权利要求1所述的相对定位方法，其中，候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别由相对距离测量误差、水平方位角测量误差和垂直方位角测量误差导致，其中，所述基于预定误差模型，确定两个节点之间的候选匹配对的相似度与其理想相似度之间的差别还包括：调整所述预定误差模型中相对距离测量误差、水平方位角测量误差和垂直方位角测量误差的权重。4.如权利要求2所述的相对定位方法，其中，所述获得所述多个节点之间的相对距离和方位角的多个可能匹配对包括：对从所述多个节点中的一个节点拍摄的全景图像执行图像识别，确定所述全景图像中的其他节点，并且通过所述全景图像确定与所述其他节点的方位角信息；利用所述多个节点处发射的无线信号执行无线测距，确定所述多个节点之间的相对距离信息；在所述多个节点之间分享节点标识信息；以及以所述方位角信息、所述相对距离信息和所述节点标识信息组成所述可能匹配对。5.如权利要求4所述的相对定位方法，其中，所述统一坐标系为基于磁场感测确定的大地坐标系。6.如权利要求5所述的相对定位方法，其中，所述相对距离测量误差源自所述无线测距的误差，所述水平方位角测量误差源自所述图像识别和所述磁场感测的误差，并且所述垂直方位角测量误差源自所述图像识别的误差。7.一种用于多个节点之间的相对定位装置，包括：处理器；以及存储器，配置为存储计算机程序指令；其中，在所述计算机程序指令被所述处理器运行时，所述处理器用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖可，宫卫涛，王炜，伊红，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：日本,JP