一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统及方法，包括GNSS接收机、北斗引擎模块、惯性测量模块、摄像头以及融合处理模块；GNSS接收机用于获取全球导航卫星信号，并得到距离观测值后，输出至北斗引擎模块；北斗引擎模块用于通过对距离观测值进行精度解算；惯性测量模块用于测量终端的加速度、角速度观测信息和磁场强度信息，并输出至融合处理模块；摄像头用于获取环境纹理信息，并输出至融合处理模块；融合处理模块用于将三维绝对位置信息、加速度和角速度信息、磁场强度信息、环境纹理信息进行融合计算得到解算信息；解决在复杂环境下卫星信号存在易受地面无线频率干扰、易被环境物体遮挡导致的定位精度退化和结果异常的问题。果异常的问题。果异常的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统及方法


[0001]本专利技术涉及空间位置定位
，尤其涉及一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统及方法。

技术介绍

[0002]随着我国北斗系统快速发展，卫星定位能力大幅提升，目前全球卫星导航由单频单系统向多频多系统转变，在开阔环境下，用户在任意时间都能收到35颗以上的卫星，多频多系统极大提高了导航系统的可靠性与可用性。
[0003]随着科学技术的不断发展，定位系统也随之不断改善，为了能够得到更加可靠、准确的定位，可以采用例如申请号为CN201610559546.X的专利技术专利所提出的一种定位方法及装置，其中，通过双目摄像头拍摄终端对象上的物理标记点，得到左图像和右图像；分别对左图像和右图像进行降噪滤波处理，得到第一左图像和第一右图像；分别对第一左图像和第一右图像按照预设方法进行插值处理，得到第二左图像和第二右图像；根据第二左图像中物理标记点的位置及第二右图像中物理标记点的位置，确定第二左图像与所述第二右图像之间的像差；根据像差，双目摄像头上的左摄像头和右摄像头之间的基线距离及双目摄像头的焦距，确定终端对象上的物理标记点的坐标位置。
[0004]然而，在复杂环境下，比如城市峡谷、隧道、高架桥下、地下等区域，卫星信号存在易受地面无线频率扰、无线信号不稳或丢失等难题，用户定位精度会急剧下降，难以实现稳定连续的高精度定位。尽管高精度惯性导航系统可在一定时间内保持定位能力，但效费比低，难以进入大众消费领域。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，有必要提供一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统及方法，用以解决在复杂环境下卫星信号存在易受地面无线频率干扰、易被环境物体遮挡导致的定位精度退化和结果异常的问题。
[0006]本专利技术提供一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统，包括GNSS接收机、北斗引擎模块、惯性测量模块、摄像头以及融合处理模块；所述GNSS接收机用于获取全球导航卫星信号，并得到卫星信号的距离观测值后，将所述距离观测值输出至所述北斗引擎模块；所述北斗引擎模块用于通过对所述距离观测值进行精度解算，以输出三维绝对位置信息至所述融合处理模块；所述惯性测量模块用于测量终端的加速度、角速度观测信息和磁场强度信息，并输出至所述融合处理模块；所述摄像头用于获取环境纹理信息，并输出至融合处理模块；所述融合处理模块用于将所述三维绝对位置信息、加速度和角速度信息、磁场强度信息、环境纹理信息进行融合计算得到解算信息后，利用所述解算信息得到终端位置，并将所述解算信息输出至所述北斗引擎模块。
[0007]进一步的，所述GNSS接收机获取的距离观测值包括伪距观测值、载波相位观测值。
[0008]进一步的，还包括一通讯模块，所述通讯模块用于增强信息接收与位置信息输出，
获取环境中的蓝牙和/或wifi信号信息，并输出至所述融合处理模块。
[0009]进一步的，所述环境纹理信息至少包括三维几何信息和语义信息，所述摄像头为星光级双目摄像头，所述摄像头具体用于获取所述三维几何信息和语义信息，并打包处理成所述环境纹理信息后，发生给所述融合处理模块。
[0010]进一步的，所述摄像头还用于采集图像，并对采集到的图像进行裁剪，以保留采集到图像的下半部分。
[0011]进一步的，所述融合处理模块用于通过所述星光级双目摄像头实时获取左右目相片，利用训练完备的深度学习模型对所述左右目相片进行实时检测，以得到局部像素坐标后，在识别出的局部像素坐标中，利用最小二乘匹配方法，寻找所述相片中的同名像素点。
[0012]进一步的，所述融合处理模块还用于支持北斗、机会信号、惯导、里程计、视觉多源信息的观测级紧融合。
[0013]一种基于物体识别和空间位置感知的定位方法，包括上述定位系统，还包括以下步骤：
[0014]获取所述摄像头实时采集的左右目相片，在所述左右目相片中利用训练完备的深度学习模型对所述左右目相片进行实时检测，以得到局部像素坐标；
[0015]在所述局部像素坐标中，利用最小二乘匹配方法，寻找到所述左右目相片中的同名像素点，通过所述同名像素点的两个横坐标的差值计算得到视差，并利用视差计算公式，得到终端的深度信息；
[0016]基于所述深度信息、预先采集的绝对位置以及摄影测量后方交会方法得到所述终端的精准位置。
[0017]一种计算机可读程序介质，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行上述的定位方法。
[0018]与现有技术相比，通过设置融合处理模块将北斗引擎模块的三维绝对位置信息、加速度和角速度信息、磁场强度信息、环境纹理信息进行融合计算得到解算信息后，利用解算信息得到终端位置；同时还提供了一种定位方法，通过获取摄像头实时采集的左右目相片，在左右目相片中利用训练完备的深度学习模型对左右目相片进行实时检测，以得到局部像素坐标；在局部像素坐标中，利用最小二乘匹配方法，寻找到左右目相片中的同名像素点，通过同名像素点的两个横坐标的差值计算得到视差，并利用视差计算公式，得到终端的深度信息；基于深度信息、预先采集的绝对位置以及摄影测量后方交会方法得到终端的精准位置，能够实现广域大范围连续可靠精度无缝定位的定位方法，能够解决在复杂环境下卫星信号存在易受地面无线频率干扰、无线信号不稳或丢失问题。
附图说明
[0019]图1为本专利技术提供的一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统的模块示意图；
[0020]图2为本专利技术提供的一种基于物体识别和空间位置感知的定位方法流程图；
[0021]图3为本专利技术提供的一种基于物体识别和空间位置感知的定位校正图；
[0022]图4为本专利技术提供的一种基于物体识别和空间位置感知的定位水平双目成像几何模型；
[0023]图5为本专利技术提供的一种基于物体识别和空间位置感知的定位的电子设备的示意图；
[0024]图6为本专利技术提供的一种计算机可读程序介质示意图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]本实施例中的一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统100，包括GNSS接收机101、惯性测量模块103、摄像头104、北斗引擎模块105以及融合处理模块106。
[0027]需要说明的是，本申请中的定位系统100具有能够实现高精度定位、实时定位以及在广域大范围可以实现连续可靠的进行无缝定位的功能。适用于复杂环境下的高精度定位工作，例如：密集区域、城市峡谷、隧道、高架桥下、地下等场景。
[0028]在本实施方案中的所述GNSS接收机101用于获取全球导航卫星信号，并得到卫星信号的距离观测值后，将距离观测值输出至所述北斗引擎模块105。
[0029]其中，其中GNSS接受机101可以获取其上的定位信息、卫星信息，以NMEA协议为例，包括RMC、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于物体识别和空间位置感知的定位系统，其特征在于，包括GNSS接收机、北斗引擎模块、惯性测量模块、摄像头以及融合处理模块；所述GNSS接收机用于获取全球导航卫星信号，并得到卫星信号的距离观测值后，将所述距离观测值输出至所述北斗引擎模块；所述北斗引擎模块用于通过对所述距离观测值进行精度解算，以输出三维绝对位置信息至所述融合处理模块；所述惯性测量模块用于测量终端的加速度、角速度观测信息和磁场强度信息，并输出至所述融合处理模块；所述摄像头用于获取环境纹理信息，并输出至融合处理模块；所述融合处理模块用于将所述三维绝对位置信息、加速度和角速度信息、磁场强度信息、环境纹理信息进行融合计算得到解算信息后，利用所述解算信息得到终端位置，并将所述解算信息输出至所述北斗引擎模块。2.根据权利要求1所述的基于物体识别和空间位置感知的定位系统，其特征在于，所述GNSS接收机获取的距离观测值包括伪距观测值、载波相位观测值。3.根据权利要求1所述的基于物体识别和空间位置感知的定位系统，其特征在于，还包括一通讯模块，所述通讯模块用于增强信息接收与位置信息输出，获取环境中的蓝牙和/或wifi信号信息，并输出至所述融合处理模块。4.根据权利要求1所述的基于物体识别和空间位置感知的定位系统，其特征在于，所述环境纹理信息至少包括三维几何信息和语义信息，所述摄像头为星光级双目摄像头，所述摄像头具体用于获取所述三维几何信息和语义信息，并打包处理成所述环境纹理信息后，发生给所述融合处理模块。5.根据权利要求4所述的基于物体识别和空间位置感知的定位系统，其特征在于，所述摄像头还用于采集图像，并对采集到的图...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱闯，陈志军，张红娟，李文卓，
申请(专利权)人：武汉市虎联智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：