一种利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法，其包括以下步骤：S1、获取轨迹真值；S2、获取与轨迹真值可能匹配的路径；S3、获取所有与轨迹真值可能匹配的路径中的门框信息；S4、获取视频信息中的门框数据；S5、筛选目标路径；S6、提取所有目标路径中的建筑结构特征；S7、获取视频图像中的建筑结构特征；S8、将所有目标路径中的建筑结构特征分别与视频图像中的建筑结构特征进行匹配，将匹配度最高的目标路径作为行人的实际路径，完成室内地图匹配。本发明专利技术能够在不给出行人初始点的情况下，仅依靠惯导数据和视频数据实现室内地图匹配，进而实现行人定位。

An indoor map matching method based on pedestrian ins track and video information

The invention discloses an indoor map matching method using the pedestrian inertial navigation track and video information, which comprises the following steps: S1, obtaining the track truth value; S2, obtaining the path that may match the track truth value; S3, obtaining the door frame information in all the paths that may match the track truth value; S4, obtaining the door frame data in the video information; S5, filtering the target path; S6, extracting The architectural structure features in all target paths; S7, obtaining architectural structure features in video images; S8, matching architectural structure features in all target paths with architectural structure features in video images respectively, taking the target path with the highest matching degree as the actual path of pedestrians, completing indoor map matching. The invention can realize indoor map matching and pedestrian positioning only by inertial navigation data and video data without giving the initial point to the traveler.

【技术实现步骤摘要】
一种利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法
本专利技术涉及地图匹配领域，具体涉及一种利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法。
技术介绍
当今社会物联网技术飞速发展，社会对物联网技术依赖逐步上升，而对于物联网技术来说，位置服务是不可缺少的服务环节。当前定位技术中，室外定位技术由于GPS位置定位技术的成熟有很好的室外定位效果，然而，实际生活中，人们八成以上的时间待在室内，成熟的室内定位技术需求极为迫切，室内定位技术中，考虑到成本需求与定位效果之间的关系，目前为止没有综合最优室内定位方案。对商业需求来说，定位精度要求比较高，于是定位技术也在定位精度上不断提高满足需求，但是往往高精度方案成本高，或者因为需要提前部署电子相关设备导致定位方案不适用。总结以上，保证高精度的同时把成本尽可能降低、信息依赖少的相关定位技术无疑是未来市场的需求。从室内定位技术是否需要部署电子设备来说，传统的室内定位方法可以分为依赖部署的定位技术和不依赖部署的定位技术。依赖部署的定位技术有：RFID定位技术、蓝牙定位技术、Wi-Fi定位技术、UWB定位技术等；不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、采集并预处理行人在已知地图中的惯性导航数据，得到轨迹真值；/nS2、根据轨迹真值在已知地图中进行轨迹匹配分析，将所有匹配度大于阈值的路径作为与轨迹真值可能匹配的路径；/nS3、获取所有与轨迹真值可能匹配的路径中的门框信息；/nS4、采集并对行人行走过程中的视频信息进行时序图像分析，识别视频信息中的门框并得到视频信息中的门框数据；/nS5、将所有与轨迹真值可能匹配的路径中的门框信息分别与视频信息中的门框数据进行匹配，根据欧氏距离去除距离大于阈值的路径，将剩余路径作为目标路径；/nS6、提取所有目标路径中的建...

【技术特征摘要】
1.一种利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采集并预处理行人在已知地图中的惯性导航数据，得到轨迹真值；
S2、根据轨迹真值在已知地图中进行轨迹匹配分析，将所有匹配度大于阈值的路径作为与轨迹真值可能匹配的路径；
S3、获取所有与轨迹真值可能匹配的路径中的门框信息；
S4、采集并对行人行走过程中的视频信息进行时序图像分析，识别视频信息中的门框并得到视频信息中的门框数据；
S5、将所有与轨迹真值可能匹配的路径中的门框信息分别与视频信息中的门框数据进行匹配，根据欧氏距离去除距离大于阈值的路径，将剩余路径作为目标路径；
S6、提取所有目标路径中的建筑结构特征；
S7、获取视频图像中的建筑结构特征；
S8、将所有目标路径中的建筑结构特征分别与视频图像中的建筑结构特征进行匹配，将匹配度最高的目标路径作为行人的实际路径，完成室内地图匹配。


2.根据权利要求1所述的利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法，其特征在于，所述步骤S1的具体方法为：
通过在行人身上佩戴惯性导航模块，采集行人在已知地图中的惯性导航数据，以像素点为基本单位，只选取x和y方向的惯性导航数据，将其导入同一坐标系中形成轨迹真值。


3.根据权利要求1所述的利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法，其特征在于，所述步骤S2的具体方法包括以下子步骤：
S2-1、将轨迹真值的总长度记为Ltotal，将轨迹真值中第n次相对于上一时刻向左或向右转弯标记为ifturnn，并记录第n次转弯时对于轨迹起点的累积距离Ln，得到整个轨迹真值的特征向量routevector＝{Ltotal,ifturn1,L1,ifturn2,L2,...,ifturnn,Ln,...,ifturnN,LN}；其中N表示轨迹真值中的转弯总次数，ifturnN为第N次转弯，LN为第N次转弯时对于轨迹起点的累积距离；n＝1,2,...,N；
S2-2、在已知地图中以18个像素为步长进行打点记录，在打点记录后的已知地图中进行点遍历生成若干长度为Ltotal的空间路径；
S2-3、采用与步骤S2-1相同的方法将每个空间路径转换为带转弯标记的特征向量，得到与空间路径一一对应的特征向量；
S2-4、获取每个与空间路径对应的特征向量与整个轨迹真值的特征向量之间的向量距离，将向量距离小于阈值所对应的空间路径作为与轨迹真值可能匹配的路径，即将所有匹配度大于阈值的路径作为与轨迹真值可能匹配的路径。


4.根据权利要求1所述的利用行人惯导轨迹与视频信息的室内地图匹配方法，其特征在于，所述步骤S3的具体方法包括以下子步骤：
S3-1、对于每一条与轨迹真值可能匹配的路径，以当前轨迹点作为初始状态点，以下一个轨迹点为第二状态点，两点向量方向为运动方向；以初始状态点为矩形上边中心，以运动方向为切割方向，切割设定长宽像素的局部地图；
S3-2、对于每个局部地图，沿局部地图中轴线从中间向两侧方向对门框结构进行判别，将上一墙体状态与下一墙体状态距离在设定阈值像素之间的结构判断为门框结构；
S3-3、获取检测出的门框至该门框所在路径初始点的累积距离，将路径左侧的门框至路径初始点的累积距离组合成向量作为基于轨迹真值的路径左侧的门框信息；将路径右侧的门框至路径初始...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖卓凌，李坤鑫，练恒，阎波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51