一种室内外定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及定位技术领域，具体公开了一种室内外定位方法，其中，包括：根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息；记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息；当车辆进入到室内时，根据所述车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息以及IMU和DR组合导航定位方法建立室内空间状态模型，获得车辆在室内的位置信息。本发明专利技术还公开了一种室内外定位装置及系统。本发明专利技术提供的室内外定位方法在不增加车端硬件装置和场端改造成本的前提下克服室内定位的缺陷，采用车端现有的惯导装置和高精度地图信息，实现汽车从地上到地下停车场的一体化定位，提高了定位精度和可靠性，成本较低。

An indoor and outdoor positioning method, device and system

【技术实现步骤摘要】
一种室内外定位方法、装置及系统
本专利技术涉及定位
，尤其涉及一种室内外定位方法、室内外定位装置及包括该室内外定位装置的室内外定位方法。
技术介绍
室内外定位是指室内室外一体化定位技术，包含了室外定位、室内定位和室内室外环境切换三个过程。室外定位有GNSS信号源作为绝对参考，再融合IMU数据，通过组合导航可以达到较好的定位效果。但是在室内环境下，由于室内环境复杂，接收不到卫星信号，使得室内定位变得比较困难。另外室外到室内的场景切换，没有高精度地图作为参考依据，很难做到精准判断，所以提出在室内环境无法使用卫星定位时，采用其他室内定位技术解决室内定位的问题，以及室外到室内的一体化定位方法。目前在没有卫星信号的室内实现室内定位有三种技术路线，一种是在室内布设定位基站，比如蓝牙信标、UWB基站、5G基站、WIFI热点等；一种是基于室外GPS信号引到室内后用IMU来做坐标纠正；另一种是建立室内语义地图，然后通过视觉或激光雷达等传感器进行识别与语义地图进行对比，以获取在地图的位置。中国专利文献CN201510790928.9公开了一种用于室内定位的智能终端及蓝牙室内定位系统的室内定位方法，该方法采用蓝牙信标来计算出终端的位置，该方法需要在定位区域铺设蓝牙信标和蓝牙网关，成本较高，并且蓝牙的安装位置分布对定位精度也有影响，不同的环境定位也不一样，无法普及使用。中国专利文献CN201510056693.0公开了一种基于无线信号数据融合的室内定位方法，该方法通过WIFI信号和RFID信号融合的方式提高了室内定位的精度，该方法需要在场端布置WIFI路由器和RFID标签，还需要一个后台服务器，然后在客户端需要搭载一个信号接收设备，结构复杂，成本较高，无法普及使用。中国专利文献CN201510629975.5公开了一种基于单视觉的机器人室内定位和导航方法，该方法需要有单目摄像头、电子罗盘和声呐传感器，设置三个可识别的标记点，通过单目摄像头测量所在位置，该方案需要的硬件传感器在车端无法统一满足，在地下停车场环境也存在弊端，无法满足使用。因此，如何提供一种能够满足汽车从地上到地下停车场的一体化定位，且定位精度高成本低的定位方式成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种室内外定位方法、室内外定位装置及包括该室内外定位装置的室内外定位方法，解决相关技术中存在的无法实现对车辆由地上到地下的一体化定位的问题。作为本专利技术的第一个方面，提供一种室内外定位方法，其中，包括：根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息；记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息；当车辆进入到室内时，根据所述车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息以及IMU和DR组合导航定位方法建立室内空间状态模型，获得车辆在室内的位置信息。进一步地，所述室内外定位方法还包括在所述根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型的步骤前进行的：初始化惯导器件。进一步地，所述室内外定位方法还包括在所述记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息的步骤后进行的：判断车辆是否进入室内；若车辆进入室内，则执行记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息的步骤。进一步地，所述判断车辆是否进入室内，包括：检测室内与室外之间的电子栅栏的开关信号；分别比较车辆的航向角和俯仰角与室内入口的航向角与俯仰角的差值是否均在阈值范围内；若所述电子栅栏的开关信号为开，且所述车辆的航向角和俯仰角与室内入口的航向角与俯仰角的差值是否均在阈值范围内，则判定所述车辆进入室内。进一步地，所述根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息，包括：根据IMU捷联解算获得的位置以及GNSS获得的位置建立室外空间状态模型；对所述室外空间状态模型进行卡尔曼滤波，获得车辆在室外的姿态、速度和位置。进一步地，所述根据IMU捷联解算获得的位置以及GNSS获得的位置建立室外空间状态模型，包括：根据IMU中陀螺仪输出的角速度进行二子样圆锥误差补偿，通过捷联解算进行姿态更新，获得姿态角；对IMU中加速度计输出的比力值通过积分进行速度更新得到更新后的速度；对更新后的速度通过积分进行位置更新，获得东北天三个方向上的速度、经纬度和高度信息；根据所述GNSS定位的绝对位置和速度以及根据IMU获得的东北天三个方向上的速度、经纬度和高度信息建立室外空间状态模型。进一步地，所述根据所述车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息以及IMU和DR组合导航定位方法建立室内空间状态模型，获得车辆在室内的位置信息，包括：根据IMU捷联解算获得的位置以及根据DR航位推算获得的位置建立室内空间状态模型；对所述室内空间状态模型进行卡尔曼滤波，获得车辆在室内的姿态、速度和位置。进一步地，所述根据IMU捷联解算获得的位置以及根据DR航位推算获得的位置建立室内空间状态模型，包括：根据IMU中陀螺仪输出的角速度进行二子样圆锥误差补偿，通过捷联解算进行姿态更新，获得姿态角；对IMU中加速度计输出的比力值通过积分进行速度更新得到更新后的速度；对更新后的速度通过积分进行位置更新，获得东北天三个方向上的速度、经纬度和高度信息；根据IMU捷联解算的姿态矩阵，将车体坐标系下的速度转化到导航坐标系下；根据航位推算的速度和位置以及根据IMU获得的东北天三个方向上的速度、经纬度和高度信息建立室内空间状态模型。作为本专利技术的另一个方面，提供一种室内外定位装置，其中，包括：模型建立模块，用于根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息；记录模块，用于记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息；位置获得模块，用于当车辆进入到室内时，根据所述车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息以及IMU和DR组合导航定位方法建立室内空间状态模型，获得车辆在室内的位置信息。作为本专利技术的另一个方面，提供一种室内外定位系统，其中，包括：信号源传感器和前文所述的室内外定位装置，所述室内外定位装置与所述信号源传感器通信连接，所述信号源传感器包括车辆CAN信号、GNSS模块、IMU模块和高精度地图数据模块，用于为所述室内外定位装置提供多种信号源，所述室内外定位装置用于根据多种信号源实现车辆在室内和室外的定位。本专利技术提供的室内外定位方法，通过IMU和GNSS实现车辆在室外的定位，并通过记录车辆由室外进入室内前一时刻的位置信息以及结合IMU和DR实现车辆在室内的定位。本专利技术实施例提供的室内外定位方法在不增加车端硬件装置和场端改造成本的前提下克服室内定位的缺陷，采用车端现有的惯导装置和高精度地图信息，实现汽车从地上到地下停车场的一体化定位，提高了定位精度和可靠性，成本较低。附图说明附图是用来本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内外定位方法，其特征在于，包括：/n根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息；/n记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息；/n当车辆进入到室内时，根据所述车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息以及IMU和DR组合导航定位方法建立室内空间状态模型，获得车辆在室内的位置信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种室内外定位方法，其特征在于，包括：
根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息；
记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息；
当车辆进入到室内时，根据所述车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息以及IMU和DR组合导航定位方法建立室内空间状态模型，获得车辆在室内的位置信息。


2.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，所述室内外定位方法还包括在所述根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型的步骤前进行的：
初始化惯导器件。


3.根据权利要求1或2所述的室内外定位方法，其特征在于，所述室内外定位方法还包括在所述记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息的步骤后进行的：
判断车辆是否进入室内；
若车辆进入室内，则执行记录车辆在室外进入室内前一时刻的位置信息的步骤。


4.根据权利要求3所述的室内外定位方法，其特征在于，所述判断车辆是否进入室内，包括：
检测室内与室外之间的电子栅栏的开关信号；
分别比较车辆的航向角和俯仰角与室内入口的航向角与俯仰角的差值是否均在阈值范围内；
若所述电子栅栏的开关信号为开，且所述车辆的航向角和俯仰角与室内入口的航向角与俯仰角的差值是否均在阈值范围内，则判定所述车辆进入室内。


5.根据权利要求1或2所述的室内外定位方法，其特征在于，所述根据IMU和GNSS组合导航定位方法建立室外空间状态模型，获得车辆在室外的位置信息，包括：
根据IMU捷联解算获得的位置以及GNSS获得的位置建立室外空间状态模型；
对所述室外空间状态模型进行卡尔曼滤波，获得车辆在室外的姿态、速度和位置。


6.根据权利要求5所述的室内外定位方法，其特征在于，所述根据IMU捷联解算获得的位置以及GNSS获得的位置建立室外空间状态模型，包括：
根据IMU中陀螺仪输出的角速度进行二子样圆锥误差补偿，通过捷联解算进行姿态更新，获得姿态角；
对IMU中加速度计输出的比力值通过积分进行速度更新得到更新后的速度；
对更新后的速度通过积分进行位置更新，获得东北天三...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄斌，胡卫荣，余波，吴玉鹏，许林林，杨益，唐玲，
申请(专利权)人：上海晶众信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31