一种基于多源融合的室内外无缝定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多源融合的室内外无缝定位方法，所述方法包括：构建因子图模型，获取各个定位信号的预处理数据值，根据时间先后顺序，输入到所构建的因子图模型中，通过定义的系统变量节点以及因子节点，进行因子图的拓展，对应不同传感器的因子节点实现系统状态的递推和更新，实现对惯性导航定位的修正；最后获得精确的定位坐标，完成融合定位。本发明专利技术解决室内外无缝定位问题；可以有效减少多源异构数据的无缝定位误差。并且本发明专利技术提出一种固定率因子图方法中的变量节点以固定速率生成，不受测量值的影响。异步测量可以与图中相应的变量节点相关联，以进行优化。该方法避免了传统因子图的时间跨度减小和频繁优化，提高了估计精度，减少了计算量。减少了计算量。减少了计算量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源融合的室内外无缝定位方法


[0001]本专利技术涉及计算机和位置服务
，尤其涉及的是一种基于多源融合的室内外无缝定位方法、智能终端及存储介质。

技术介绍

[0002]在物联网时代，室内和室外定位扮演着各种重要角色，可以确定人、移动设备和各类机器人的位置。由于社交网络的普及和移动设备的广泛使用，在室内和室外环境中对基于位置的服务(Location
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Based Service,LBS)的需求大幅增加。此外，随着互联网普及和通信网络基础设施的迅速增加，人类的日常生活也与定位技术息息相关。因此，室内外无缝定位技术的价值凸显。
[0003]室内和室外定位可以应用于大学、机场、军事系统、安保系统、地铁服务线路图、农业、森林等领域。如应急管理、跟踪移动用户、上下文感知、广告、环境监测、军事监控、医疗保健等应用皆与定位密不可分。由于室内外定位其重要意义和应用价值，受到工业和学术界重视。
[0004]现有技术中，无论在室内还是室外，单一源的定位系统都有明显的缺点，如惯性定位系统由于惯性传感器的误差积累，其性能随时间而降低。全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是目前有导航需求的自主系统提供全球参考定位的主要手段之一。然而，在高度城市化的区域，由于静态建筑和动态物体(如双层巴士)导致的信号反射导致了非光视(NLOS)接收和多路径效应，定位精度显著降低。视频定位存在数据配准难、场景要求高的问题等。各类传感器都存在自身的问题。<br/>[0005]因此，现有导航技术还有待改进和发展。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于多源融合的室内外无缝定位方法、智能终端及存储介质，本专利技术为了解决行人、机器人(排水管检测机器人、爬行机器人)、无人机室内外一体化定位问题，提供一种基于因子图的多源传感器融合定位框架的定位方法，实现了包括行人、机器人、无人机在内的高精度定位，本专利技术定位效率快定位精度高。
[0007]本专利技术解决问题所采用的技术方案如下：
[0008]一种基于多源融合的室内外无缝定位方法，其中，所述方法包括：
[0009]基于因子图的原理，预先设置通过变量节点、因子节点和连线，构建因子图模型；并定义各定位信号与变量节点、因子节点的对应关系；
[0010]获取室外非受限空间的定位信号，其中，所述室外非受限空间的定位信号包括：惯导信号、里程计、控制点信号；并以惯导信号作为定位系统的主体信号，其它信号作为修正定位结果的辅助信号；通过预先构建的因子图模型解算惯导信息，将里程计推算的定位坐标、控制点坐标作为辅助修正信息，推算修正后的惯导定位结果；
[0011]当进入受限空间，获取受限空间的定位信号，并将受限空间的定位信号参与联合定位解算；其中，所述受限空间为无法接收到GNSS信号的空间；所述受限空间的定位信号包括：射频信号、惯导信号、里程计、控制点、激光雷达、图片信息；
[0012]将接收到的受限空间和非受限空间的定位信号进行预处理：将接收的激光雷达信号通过点云预处理技术，获得点云特征；将接收的图片信息解算出方位元素获得图片特征；将这两种特征作为每一帧的特征，通过特征匹配技术，识别两帧之间的变化值，解算出激光雷达和相机坐标；
[0013]获取控制点信息，将控制点信息作为平滑修正项加入整个定位过程；
[0014]在受限空间下，获取各个定位信号的预处理数据值，根据时间先后顺序，输入到所构建的因子图模型中，通过定义的系统变量节点以及因子节点，进行因子图的拓展，对应不同传感器的因子节点实现系统状态的递推和更新，实现对惯性导航定位的修正；最后获得精确的定位坐标，完成融合定位。
[0015]所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其中，所述基于因子图的原理，预先设置通过变量节点、因子节点和连线，构建因子图模型；并定义各定位信号与变量节点、因子节点的对应关系的步骤包括：
[0016]定义定位信号中的变量信号的里程计信号、无线信号、雷达信号、控制点信号与变量节点为对应关系、定义惯导信号对应因子节点；
[0017]基于因子图的原理、通过连线惯导信号和各变量节点和因子节点，构建所述因子图模型。
[0018]所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其中，所述获取室外非受限空间的定位信号，其中，所述室外非受限空间的定位信号包括：惯导信号、里程计、控制点信号；并以惯导信号作为定位系统的主体信号，其它信号作为修正定位结果的辅助信号；通过预先构建的因子图模型解算惯导信息，将里程计推算的定位坐标、控制点坐标作为辅助修正信息，推算修正后的惯导定位结果的步骤包括：
[0019]获取室外非受限空间的惯导信号、里程计、控制点信号，作为非受限空间的定位信号；
[0020]以惯导信号作为定位系统的主体信号，并以里程计、控制点信号作为修正定位结果的辅助信号；通过预先构建的因子图模型解算惯导信息，将里程计推算的定位坐标、控制点坐标作为辅助修正信息，推算修正后的惯导定位结果。
[0021]所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其中，所述当进入受限空间，获取受限空间的定位信号，并将受限空间的定位信号参与联合定位解算；其中，所述受限空间为无法接收到GNSS信号的空间；所述受限空间的定位信号包括：射频信号、惯导信号、里程计、控制点、激光雷达、图片信息的步骤包括：
[0022]当进入受限空间，获取受限空间的射频信号、惯导信号、里程计、控制点、激光雷达、图片信息，作为受限空间的定位信号；
[0023]并将受限空间的定位信号参与联合定位解算；其中，所述受限空间为无法接收到GNSS信号的空间。
[0024]所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其中，所述将接收到的受限空间和非受限空间的定位信号进行预处理：将接收的激光雷达信号通过点云预处理技术，获得点
云特征；将接收的图片信息解算出方位元素获得图片特征；将这两种特征作为每一帧的特征，通过特征匹配技术，识别两帧之间的变化值，解算出激光雷达和相机坐标的步骤包括：
[0025]将接收到的受限空间和非受限空间的定位信号进行预处理：
[0026]将接收的激光雷达信号通过点云预处理技术，获得点云特征；
[0027]将接收的图片信息解算出方位元素获得图片特征；将这两种特征作为每一帧的特征，通过特征匹配技术，识别两帧之间的变化值；
[0028]并建立多源异构数据的坐标转换方法，并将所有异构定位数据统一到2000坐标系下，解算出激光雷达和相机坐标。
[0029]所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其中，所述在受限空间下，获取各个定位信号的预处理数据值，根据时间先后顺序，输入到所构建的因子图模型中，通过定义的系统变量节点以及因子节点，进行因子图的拓展，对应不同传感器的因子节点实现系统状态的递推和更新，实现对惯性导航定位的修正；最后获得精确的定位坐标本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多源融合的室内外无缝定位方法，其特征在于，所述方法包括：基于因子图的原理，预先设置通过变量节点、因子节点和连线，构建因子图模型；并定义各定位信号与变量节点、因子节点的对应关系；获取室外非受限空间的定位信号，其中，所述室外非受限空间的定位信号包括：惯导信号、里程计、控制点信号；并以惯导信号作为定位系统的主体信号，其它信号作为修正定位结果的辅助信号；通过预先构建的因子图模型解算惯导信息，将里程计推算的定位坐标、控制点坐标作为辅助修正信息，推算修正后的惯导定位结果；当进入受限空间，获取受限空间的定位信号，并将受限空间的定位信号参与联合定位解算；其中，所述受限空间为无法接收到GNSS信号的空间；所述受限空间的定位信号包括：射频信号、惯导信号、里程计、控制点、激光雷达、图片信息；将接收到的受限空间和非受限空间的定位信号进行预处理：将接收的激光雷达信号通过点云预处理技术，获得点云特征；将接收的图片信息解算出方位元素获得图片特征；将这两种特征作为每一帧的特征，通过特征匹配技术，识别两帧之间的变化值，解算出激光雷达和相机坐标；获取控制点信息，将控制点信息作为平滑修正项加入整个定位过程；在受限空间下，获取各个定位信号的预处理数据值，根据时间先后顺序，输入到所构建的因子图模型中，通过定义的系统变量节点以及因子节点，进行因子图的拓展，对应不同传感器的因子节点实现系统状态的递推和更新，实现对惯性导航定位的修正；最后获得精确的定位坐标，完成融合定位。2.根据权利要求1所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其特征在于，所述基于因子图的原理，预先设置通过变量节点、因子节点和连线，构建因子图模型；并定义各定位信号与变量节点、因子节点的对应关系的步骤包括：定义定位信号中的变量信号的里程计信号、无线信号、雷达信号、控制点信号与变量节点为对应关系、定义惯导信号对应因子节点；基于因子图的原理、通过连线惯导信号和各变量节点和因子节点，构建所述因子图模型。3.根据权利要求1所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其特征在于，所述获取室外非受限空间的定位信号，其中，所述室外非受限空间的定位信号包括：惯导信号、里程计、控制点信号；并以惯导信号作为定位系统的主体信号，其它信号作为修正定位结果的辅助信号；通过预先构建的因子图模型解算惯导信息，将里程计推算的定位坐标、控制点坐标作为辅助修正信息，推算修正后的惯导定位结果的步骤包括：获取室外非受限空间的惯导信号、里程计、控制点信号，作为非受限空间的定位信号；以惯导信号作为定位系统的主体信号，并以里程计、控制点信号作为修正定位结果的辅助信号；通过预先构建的因子图模型解算惯导信息，将里程计推算的定位坐标、控制点坐标作为辅助修正信息，推算修正后的惯导定位结果。4.根据权利要求1所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其特征在于，所述当进入受限空间，获取受限空间的定位信号，并将受限空间的定位信号参与联合定位解算；其中，所述受限空间为无法接收到GNSS信号的空间；所述受限空间的定位信号包括：射频信号、惯导信号、里程计、控制点、激光雷达、图片信息的步骤包括：
当进入受限空间，获取受限空间的射频信号、惯导信号、里程计、控制点、激光雷达、图片信息，作为受限空间的定位信号；并将受限空间的定位信号参与联合定位解算；其中，所述受限空间为无法接收到GNSS信号的空间。5.根据权利要求1所述的基于多源融合的室内外无缝定位方法，其特征在于，所述将接收到的受限空间和非受限空间的定位信号进行预处理：将接收的激光雷达信号通过点云预处理技术，获得点云特征；将接收的图片信息解算出方位元素获得图片特征；将这两种特征作为每一帧的特征，通过特征匹配技术，识别两帧之间的变化值，解算出激光雷达和相机坐...

【专利技术属性】
技术研发人员：周宝定，李清泉，刘旭，张德津，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：