一种室内定位方法、装置、设备及计算机程序产品制造方法及图纸

本发明专利技术属于增强现实和室内导航领域，公开了一种室内定位方法、装置、设备及计算机程序产品。将空间分割为若干个区域，按照各区域的连接状态建立三维拓扑图；每一个区域内布置一个或多个锚点，用于增强现实应用识别；定位设备利用增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，定位设备获取目标的GPS信号，在预设时间内划定目标当前所处大范围；所处大范围中识别到的锚点结果匹配目标准确的区域。本发明专利技术将建筑空间分为若干区域然后再通过匹配用户对应的区域实现定位，定位速度更快；利用匹配区域方法得到的定位信息更便于使用寻径算法进行室内导航。在区域匹配的过程中，使用GPS技术获得目标可能所处的区域，减少需要对比的区域数量，提升定位速度。提升定位速度。提升定位速度。

【技术实现步骤摘要】
一种室内定位方法、装置、设备及计算机程序产品


[0001]本专利技术涉及增强现实和室内导航领域，尤其涉及一种室内定位方法、装置、设备及计算机程序产品。

技术介绍

[0002]随着数字技术的进步，增强现实(Augmented Reality，AR)的软件开发工具包(SDK)的功能越来越强大，效率越来越高。现有SDK极大提升了增强现实应用的环境感知能力以及识别和响应速度。
[0003]现有技术中包括两大类别：
[0004]1.基于无线通信技术的室内定位方案。利用GPS、Wi
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Fi、蓝牙、UWB或RFID等无线通信技术来实现室内定位。例如专利技术专利“一种基于伪卫星和UWB的融合定位系统及定位方法”(公开号为CN 114814919 A)，通过建立UWB标签(一体化接收机)和各UWB基站之间的通信，计算室内空间中UWB标签和各UWB基站的相对位置，然后解算UWB标签在室内空间的位置。
[0005]2.基于即时定位与地图构建技术(Simultaneous Localization and Mapping，SLAM)的室内定位方案，利用计算机视觉等技术实现室内定位。例如专利技术专利“一种SLAM技术结合深度学习的区域定位方法”(公开号为CN 112261719 A)，采用双目相机和SLAM框架进行定位。
[0006]但是目前现有技术仍具有以下缺点：对于基于无线通信技术的室内定位方案。在复杂的室内空间中，各类电磁波传输受限，导致定位的速度慢，精度差。除此之外，这些定位方案往往需要在建筑内布设大量专用的基站设备以及额外的信号收发设备。对于基于即时定位与地图构建(SLAM)技术的室内定位方案，实现室内导航需要高精度的建筑建模，计算复杂，需要大量的存储资源和算力资源。

技术实现思路

[0007]针对基于无线通信技术的室内定位方案速度慢的问题，本专利技术旨在提高定位的速度。
[0008]针对无线通信技术的室内定位方案需要在建筑内布设大量的基站设备以及额外的信号收发设备的问题，本专利技术在建筑内布设更简单的装置即可实现室内定位。
[0009]针对基于即时定位与地图构建(SLAM)技术的室内定位方案。实现室内导航需要高精度的建筑建模，计算复杂，需要大量的存储资源和算力资源的问题，本专利技术提供更快速的定位方法，并只需要更少的存储资源和算力资源。
[0010]综上所述，本专利技术所要解决的技术问题是，在复杂的建筑空间内布设更简单的装置，实现更快速的室内定位。
[0011]本专利技术的技术方案如下：一种室内定位方法，将空间分割为若干个区域，按照各区域的连接状态建立建筑的三维拓扑图；然后在每一个区域内布置一个或多个锚点，用于增
强现实应用识别；定位设备利用增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，与此同时定位设备获取目标的GPS信号，在预设时间内划定目标当前所处大范围；根据所处大范围中识别到的锚点结果匹配到目标准确的区域。
[0012]所述锚点以特征图像为标记物，不同区域的锚点特征不同。
[0013]所述各区域内部无障碍物遮挡，其内有且仅有一个关键位元；两个区域之间存在部分重叠区域。
[0014]所述关键位元为建筑内部重要的转向或上下楼的节点。
[0015]所述区域简化为节点后，建立建筑的三维拓扑图；相连接的节点之间添加实际区域的距离，为三维拓扑图中的每条边赋权值。
[0016]所述增强现实应用根据其识别能力预设一个GPS信号定位的预设时间T；所述增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，所述定位设备获取GPS信号，二者同步进行操作；经时长T后，根据增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，比对定位设备得到的所处大区域，进行区域匹配；当得到准确的区域匹配结果，得到目标所处的准确区域，实现室内定位；当没有到准确的区域匹配结果时，比对建筑内所有的区域，进行全局区域匹配判断；当得到准确的区域匹配结果，得到目标所处的准确区域，实现室内定位；否则提示用户增强现实室内定位失效，重新进行室内定位。
[0017]一种室内定位装置，包括：
[0018]空间分区单元，用于将室内分为多个区域；
[0019]锚点单元，用于增强现实应用识别，在室内各个区域内布置一个或多个锚点单元；
[0020]增强现实识别单元，利用增强现实技术识别空间中的锚点；
[0021]GPS划区单元，在预设时间内利用GPS信号获取当前所处的粗略位置信息，然后划定目标当前所处大范围；
[0022]区域匹配单元，在当前目标所处大范围，利用增强现实识别单元的识别结果匹配到准确区域，获取目标的室内位置。
[0023]所述的室内定位装置，还包括基于RFID、蓝牙、WiFi、UWB通信技术的测距单元，所述测距单元代替GPS划区单元，通过设定测距阈值，划定目标所处大区域；
[0024]时间自适应修正单元，设定定位失败的允许次数或者时间，定位失败次数或时间超过阈值时，则重新进行修正或者重新进行定位；
[0025]增强现实信标显示单元，通过增强现实应用的AR信标显示能力，在区域内利用锚点进行环境感知，放置AR信标，为用户提供展示信息。
[0026]一种定位设备，包括：至少一个运算模块；以及与至少一个运算模块通信连接的摄像头、GPS模块、惯性模块；与服务器和锚点外部设备进行通信的通信模块；其中运算模块能运行增强现实应用，增强现实应用也必须能调用摄像头、GPS模块、惯性模块，运算模块需要支持上述调用的模块并行工作；本定位设备工作时能够实现所述的室内定位方法。
[0027]一种包括增强现实应用的计算机程序产品在被处理器执行时能够实现所述的室内定位方法。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]1.将建筑空间分为若干区域然后再通过匹配用户对应的区域实现定位，定位速度更快，
[0030]2.利用三维拓扑图代替高精度建模，在保存室内定位所需的所有关键信息的前提下，需要的存储和计算资源更小。对服务器的压力也更小。除此之外，利用匹配区域方法得到的定位信息更便于使用寻径算法进行室内导航。
[0031]3.利用增强现实应用识别空间锚点的能力实现精确的区域匹配，还可以实现直观的AR信息展示与交互。
[0032]4.在区域匹配的过程中，使用GPS技术获得目标可能所处的区域，进一步减少需要对比的区域数量，提升了定位速度。
附图说明
[0033]图1是本专利技术一个实施例的空间分割示意图；
[0034]图2是本专利技术一个实施例中获取建筑三维拓扑图的示意图；
[0035]图3是可以应用本专利技术的室内定位方法、装置、设备及计算机程序产品的实施例的示例性系统架构示意图；
[0036]图4是本专利技术实施例利用增强现实技术识别锚点的示意图；
[0037]图5是本专利技术实施例利用GPS信号划定目标可能处于的范围的示意图；
[0038]图6是本专利技术实施例提供的一种室内定位设备进行室内定位的流程图；
[0039]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，将空间分割为若干个区域，按照各区域的连接状态建立建筑的三维拓扑图；然后在每一个区域内布置一个或多个锚点，用于增强现实应用识别；定位设备利用增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，与此同时定位设备获取目标的GPS信号，在预设时间内划定目标当前所处大范围；根据所处大范围中识别到的锚点结果匹配到目标准确的区域。2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，所述锚点以特征图像为标记物，不同区域的锚点特征不同。3.根据权利要求1或2所述的室内定位方法，其特征在于，所述各区域内部无障碍物遮挡，其内有且仅有一个关键位元；两个区域之间存在部分重叠区域。4.根据权利要求3所述的室内定位方法，其特征在于，所述关键位元为建筑内部重要的转向或上下楼的节点。5.根据权利要求1或2所述的室内定位方法，其特征在于，所述区域简化为节点后，建立建筑的三维拓扑图；相连接的节点之间添加实际区域的距离，为三维拓扑图中的每条边赋权值。6.根据权利要求1、2或4所述的室内定位方法，其特征在于，所述增强现实应用根据其识别能力预设一个GPS信号定位的预设时间T；所述增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，所述定位设备获取GPS信号，二者同步进行操作；经时长T后，根据增强现实应用捕捉各个区域内部的锚点，比对定位设备得到的所处大区域，进行区域匹配；当得到准确的区域匹配结果，得到目标所处的准确区域，实现室内定位；当没有到准确的区域匹配结果时，比对建筑内所有的区域，进行全局区域匹配判断；当得到准确的区域匹配结果，得到目标所处的准确区域，实现室内定位；否则提示用户增强现实室内定位失效，重新进行室内定位。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔令沁，黄子琛，王一帆，王立君，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：