基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法和系统。本发明专利技术先判断当前点的位置信息中是否包含GPS信号，当包含GPS信号时，采用RTK实时差分定位方法进行定位，当不包含GPS信号时采用激光SLAM定位方法定位。在采用激光SLAM定位过程中，实时判断是否识别到二维码信息，当识别到二维码信息时，根据二维码信息定位，当未识别到二维码信息时，判断当前场景是否为室外，当在室外时，采用RTK实时差分定位方法进行定位，当不是室外时，采用激光SLAM定位方法进行定位，以实现根据所在区域不同应用不同的定位方案的目的，并且，通过定位方案间的无缝切换，能够在保证定位精度的同时，提高系统的集成度。提高系统的集成度。提高系统的集成度。

【技术实现步骤摘要】
基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法和系统


[0001]本专利技术涉及切换定位
，特别是涉及一种基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法和系统。

技术介绍

[0002]目前在室内定位和室外定位都有比较成熟的方案，移动机器人在室内定位时，多采用激光SLAM(Simultaneous Localization andMapping，同步定位与地图构建)、视觉SLAM或二维码等方法进行定位。
[0003]SLAM需要通过建好的地图，将当前识别到的特征点与地图中的特征点进行匹配，进而通过点云获取深度信息，算出机器人在地图中的所处位置。该方法需要有足够多的特征信息进行匹配才能够实现定位精度置信度的提升。室外环境尤其是野外环境下，地形复杂多变，故在室外环境中SLAM方法经常丢失定位信息，可靠性相对较低。
[0004]二维码需要通过相机扫描到二维码后，获取二维码相对于相机的位置，再通过坐标变换获得当前移动机器人的位置信息，但机器人移动过程中受运动和相机视角影响，经常无法扫描到二维码，导致定位信息缺失，适用范围有限。
[0005]由于SLAM在室外的局限性，故在室外定位时，多采用GPS(Global Positioning System，全球定位系统)方法进行定位，但往往GPS的定位精度不足以达到导航所需水平，故还需要使用RTK(Real
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time kinematic)载波相位差分技术实现厘米级精度的定位，但在室内时，有墙体阻隔会削弱卫星信号甚至失去连接，无法实现差分解算。
[0006]基于上述描述，GPS定位在室内的局限性以及激光SLAM在室外的局限性使得当移动机器人需要在室内外交替进行工作时，不能单独使用某一种定位方案，通过卡尔曼滤波器对各传感器数据进行滤波处理实现融合定位的方法，是目前多传感器融合定位的主流方法，但实现相对复杂，需要对各传感器性能、及数据噪声特性有较深的理解(例如，中国专利文件CN202010840047.4)。而通过惯性导航方法实现的定位切换依赖于惯性测量单元(IMU)的测量精度(例如，中国专利文件CN202010993315.6)，惯性测量单元(IMU)解算的定位信息会产生累计误差，随时间增加误差会越来越大。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法和系统。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，包括：
[0010]获取当前点的位置信息；
[0011]判断所述当前点的位置信息中是否包含GPS信号，得到第一判断结果；
[0012]当所述第一判断结果为包含所述GPS信号时，采用RTK实时差分定位方法进行定位；
[0013]当所述第一判断结果为不包含所述GPS信号时，采用激光SLAM定位方法进行定位；
[0014]在采用所述激光SLAM定位方法进行定位过程中，实时判断是否识别到二维码信息，得到第二判断结果；
[0015]当第二判断结果为识别到二维码信息时，根据所述二维码信息进行定位；
[0016]当第二判断结果为未识别到二维码信息时，判断当前场景是否为室外，得到第三判断结果；
[0017]当所述第三判断结果为当前场景是室外时，采用RTK实时差分定位方法进行定位；
[0018]当所述第三判断结果为当前场景不是室外时，采用激光SLAM定位方法进行定位。
[0019]优选地，在获取当前点的位置信息之前，还包括：
[0020]采用激光雷达将当前场景构建为栅格地图。
[0021]优选地，采用激光雷达将当前场景构建为栅格地图之后，还包括：
[0022]以起始建图点为坐标原点，以正北方向为x轴的正方向构建栅格地图对应的站心系坐标。
[0023]优选地，在采用RTK实时差分定位方法进行定位的过程中，将当前点的位置信息转换成栅格地图对应的站心系坐标。
[0024]优选地，将当前点的位置信息转换成栅格地图对应的站心系坐标，具体包括：
[0025]获取当前点的经纬度和栅格地图中坐标原点的经纬度；
[0026]将栅格地图中坐标原点的坐标原点的经纬度转换为弧度制；
[0027]基于所述弧度制确定地心地固坐标系坐标到站心系坐标的转换矩阵；
[0028]基于所述转换矩阵将当前点的位置信息转换成栅格地图对应的站心系坐标。
[0029]优选地，将当前点的位置信息转换成栅格地图对应的站心系坐标，具体包括：
[0030]根据当前点的位置信息确定当前点在地心地固坐标系中的坐标；
[0031]确定所述当前点在地心地固坐标系中的坐标相对于栅格地图中坐标原点在地心地固坐标系中的坐标位置；
[0032]基于所述坐标位置将当前点的定位坐标转换成栅格地图对应的站心系坐标。
[0033]优选地，在根据所述二维码信息进行定位的过程中，采用ROS_AprilTag功能包获取二维码信息，根据所述二维码信息反算出当前点的定位信息；所述二维码信息包括二维码的位置信息。
[0034]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0035]本专利技术提供的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，判断当前点的位置信息中是否包含GPS信号，当包含GPS信号时，采用RTK实时差分定位方法进行定位当不包含GPS信号时，采用激光SLAM定位方法进行定位；在采用激光SLAM定位方法进行定位过程中，实时判断是否识别到二维码信息，当识别到二维码信息时，根据二维码信息进行定位，当未识别到二维码信息时，判断当前场景是否为室外，当前场景是室外时，采用RTK实时差分定位方法进行定位，当当前场景不是室外时，采用激光SLAM定位方法进行定位，以实现根据所在区域不同，应用不同的定位方案，并且，通过定位方案间的无缝切换，能够在保证定位精度的同时，提高系统的集成度。
[0036]对应于上述提供的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，本专利技术还提供了一种基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位系统，该系统包括：传感模块、处
理器和存储器；
[0037]所述存储器和所述传感模块均与所述处理器连接；所述传感模块用于获取当前点的位置信息；所述存储器中存储有计算机软件程序；所述计算机软件程序用于实施上述提供的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法；所述处理器用于基于所述当前点的位置信息执行所述计算机软件程序。
[0038]因本专利技术提供的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位系统达到的技术效果与上述提供的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法达到的技术效果相同，故在此不再进行赘述。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，其特征在于，包括：获取当前点的位置信息；判断所述当前点的位置信息中是否包含GPS信号，得到第一判断结果；当所述第一判断结果为包含所述GPS信号时，采用RTK实时差分定位方法进行定位；当所述第一判断结果为不包含所述GPS信号时，采用激光SLAM定位方法进行定位；在采用所述激光SLAM定位方法进行定位过程中，实时判断是否识别到二维码信息，得到第二判断结果；当第二判断结果为识别到二维码信息时，根据所述二维码信息进行定位；当第二判断结果为未识别到二维码信息时，判断当前场景是否为室外，得到第三判断结果；当所述第三判断结果为当前场景是室外时，采用RTK实时差分定位方法进行定位；当所述第三判断结果为当前场景不是室外时，采用激光SLAM定位方法进行定位。2.根据权利要求1所述的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，其特征在于，在获取当前点的位置信息之前，还包括：采用激光雷达将当前场景构建为栅格地图。3.根据权利要求2所述的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，其特征在于，采用激光雷达将当前场景构建为栅格地图之后，还包括：以起始建图点为坐标原点，以正北方向为x轴的正方向构建栅格地图对应的站心系坐标。4.根据权利要求3所述的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，其特征在于，在采用RTK实时差分定位方法进行定位的过程中，将当前点的位置信息转换成栅格地图对应的站心系坐标。5.根据权利要求4所述的基于多传感器输入融合的室内/室外切换定位方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦也辰，徐明帆，白光宇，周云萍，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：