本發(fā)明涉及通信技術領域，尤其涉及一種室內空間定位方法。

背景技術：

隨著通信技術的發(fā)展，人們對定位與導航的需求日益增大，尤其在復雜的室內環(huán)境，常常需要確定室內移動物體的位置信息?，F階段定位技術應用比較成熟的是全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，簡稱GPS)，GPS具有定位精度高、覆蓋范圍等優(yōu)點。但是針對室內空間的定位，由于建筑物的遮擋等因素使得接受到的信號極其微弱，不能滿足室內空間定位受時間定位、定位精度、定位范圍以及定位目標數等條件的限制，導致采用GPS無法到達室外空間定位的水平。

目前，用于室內空間定位的技術主要采用慣性室內定位技術。慣性室內定位技術是采用三個慣性傳感器感知物體沿三個正交坐標軸方向的運動速度，然后通過積分運算得到物體的位置參數。

然而，采用慣性室內定位技術，隨著時間物體的路徑會有漂移，任何小的常數誤差就會無限增長，造成測量的累積誤差，影響室內空間定位的準確性。

技術實現要素：

本發(fā)明提供一種室內空間定位方法，能夠校正移動物體的位置，減小隨著時間移動物體的路徑漂移造成的累積誤差，提高了室內空間定位的準確性。

本發(fā)明提供的室內空間定位方法，包括：

確定移動物體的參考位置，獲取參考位置的位置數據，將參考位置的位置數據作為默認校正路標；

獲取移動物體在空間移動時的路徑；

獲取移動物體在空間移動時的方位；

根據獲取的移動物體的路徑和方位計算得到移動物體的運動軌跡，根據移動物體的運動軌跡獲取移動物體的位置數據；

將移動物體的位置數據與默認校正路標比較；

若移動物體的位置數據與默認校正路標相對應，根據默認校正路標校正移動物體的位置；

否則，繼續(xù)獲取移動物體的位置數據。

本發(fā)明提供的室內空間定位方法，通過確定移動物體的參考位置，將移動物體的參考位置的位置數據作為默認校正路標，將移動物體在空間移動時的位置數據與默認校正路標進行比較，能夠根據默認校正路標校正移動物體的位置，減小隨著時間移動物體的路徑漂移造成的累積誤差，提高了室內空間定位的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的室內空間基本平面示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一提供的室內空間定位方法流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的移動物體室內空間運動示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例二提供的室內空間定位方法流程圖；

圖5為本發(fā)明實施例三提供的室內空間定位方法流程圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

隨著通信技術的發(fā)展，人們對定位與導航的需求日益增大，尤其在復雜 的室內環(huán)境，常常需要確定室內移動物體的位置信息。本發(fā)明提供一種室內空間定位方法，以滿足封閉環(huán)境內的定位需求。本發(fā)明提供的室內空間定位方法，可適用于移動機器人、移動小車在室內空間的導航和精確定位，但也不只僅限于移動機器人和移動小車。

圖1為本發(fā)明實施例提供的室內空間基本平面示意圖。如圖1所示，根據圖1所示的室內空間基本平面示意圖，可以獲取圖1中主臥室長為5700.00毫米(mm)，寬為3300.00mm，書房長為3099.96mm，寬為3300.00mm等室內空間基本平面信息。移動物體(比如，移動機器人或移動小車)上設置有加速度傳感器、陀螺儀方位傳感器、超聲波測距傳感器(或紅外測距傳感器)和超聲波測距傳感器組(或紅外測距傳感器組)，當移動物體在室內空間移動時，加速度傳感器用于測量獲取移動物體在空間移動時的加速度，進而通過移動物體的加速度獲取移動物體的移動路徑。陀螺儀方位傳感器用于測量獲取移動物體在空間移動時的方位。超聲波測距傳感器或紅外測距傳感器用于測量獲取室內空間平面信息的參考位置的位置數據。超聲波測距傳感器組或紅外測距傳感器組用于測量獲取移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置數據。可以選定室內空間不經常改變的位置作為室內空間平面信息的參考位置。舉例來說，若移動物體在主臥室內需要從位置1移動到位置2時，則可以將位置2中不經常改變的位置作為參考位置；若移動物體在餐廳內需要從位置3移動到位置4時，則可以將位置4中不經常改變的位置作為參考位置；若移動物體在廚房內需要從位置3移動到位置5時，則可以將位置5中不經常改變的位置作為參考位置。

圖2為本發(fā)明實施例一提供的室內空間定位方法流程圖。如圖2所示，本實施例提供的室內空間定位方法，包括：

S201：確定移動物體的參考位置，獲取參考位置的位置數據，將參考位置的位置數據作為默認校正路標。

具體的，可以選定室內一些不經常改變的位置作為參考位置，位置數據中包括參考位置的陀螺儀方位傳感器的方位數據和每個超聲波測距傳感器或紅外測距傳感器的距離數據。

本實施例中可以通過測距傳感器測量獲取參考位置的位置數據，比如超聲波測距傳感器或紅外測距傳感器，也可以通過其他方式獲取參考位置的位置 數據，比如，通過從存儲有參考位置的位置數據的數據庫中獲取，本實施例在此不進行限定。

其中，超聲波測距傳感器是一種采用超聲波回波測距原理，運用精確的時差測量技術，檢測傳感器與目標物體之間的距離的傳感器。紅外測距傳感器是一種用紅外線為介質的測量系統(tǒng)。需要說明的是，本實施例提供的超聲波測距傳感器或紅外測距傳感器與現有技術中超聲波測距傳感器或紅外測距傳感器的工作原理和實現方法相同，本實施例在此不再贅述。

S202：獲取移動物體在空間移動時的路徑。

具體的，從移動物體在空間移動的起始位置開始移動的過程中，獲取移動物體在空間移動時的路徑。

需要說明的是，本實施例中移動物體可以是移動機器人，也可以是移動小車，本實施例在此不進行限定。

可選的，獲取移動物體在空間移動時的路徑，包括：

通過加速度傳感器測量獲取移動物體的加速度，將加速度通過雙重積分計算得到移動物體在空間移動時的路徑。

其中，加速度傳感器是一種能感受加速度并轉換成可用輸出信號的傳感器，能夠精確測量移動物體的加速度。

需要說明的是，本實施例中加速度傳感器與現有技術中加速度傳感器的工作原理和實現方法相同，本實施在此不進行贅述。

S203：獲取移動物體在空間移動時的方位。

具體的，可以通過方位傳感器測量獲取移動物體在空間移動時的方位。

可選的，獲取移動物體在空間移動時的方位，包括：

通過陀螺儀方位傳感器測量獲取移動物體在空間移動時的方位。

其中，陀螺儀方位傳感器是一個簡單易用的基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統(tǒng)，能夠精確地確定移動物體的方位。

需要說明的是，本實施例中陀螺儀方位傳感器與現有技術中陀螺儀方位傳感器的工作原理和實現方法相同，本實施在比不進行贅述。本實施例中移動物體在空間移動時的方位并不僅限于采用陀螺儀方位傳感器測量獲取，也可以采用其他方位傳感器測量獲取，本實施例在此不進行限定。

S204：根據獲取的移動物體的路徑和方位計算得到移動物體的運動軌跡， 根據移動物體的運動軌跡獲取移動物體的位置數據。

S205：將移動物體的位置數據與默認校正路標比較。

S206：判斷移動物體的位置數據與默認校正路標是否相對應；若移動物體的位置數據與默認校正路標相對應，則執(zhí)行S207；否則，執(zhí)行S208。

S207：根據默認校正路標校正移動物體的位置。

S208：繼續(xù)獲取移動物體的位置數據。

具體的，舉例來說，圖3為本發(fā)明實施例提供的移動物體室內空間運動示意圖，如圖3所示，a點為移動物體的移動起始位置，b點為選取確定的參考位置，c點為移動物體在空間移動時的一個中間位置。確定移動物體的參考位置為b點，獲取參考位置b點的位置數據，標記為M，并將位置數據M作為默認校正路標。移動物體從起始位置a點開始運動，運動到參考位置b點的過程中，通過加速度傳感器測得移動物體的加速度，進而得到移動物體在空間移動的路徑，標記為S；通過方位傳感器計算得到移動物體的方位，標記為F，根據移動物體的路徑S和方位F計算得到移動物體的運動軌跡，根據移動物體的運動軌跡獲取移動物體的位置數據，標記為A。將移動物體的位置數據A與默認校正路標M比較，若移動物體的位置數據A與默認校正路標M相對應，則根據默認校正路標M校正移動物體的位置。否則，繼續(xù)獲取移動物體的位置數據A。

需要說明的是，移動物體在室內空間移動過程中，可能存在移動物體的位置數據與默認校正路標不相對應的情況。也就是說，本實施例提供的室內空間定位方法，只有在移動物體的位置數據與默認校正路標相對應的時候，根據默認校正路標校正移動物體的位置，在移動物體的位置數據與默認校正路標不相對應的情況，則不對移動物體進行校正。

本實施例提供的室內空間定位方法，通過確定移動物體的參考位置，將移動物體的參考位置的位置數據作為默認校正路標，將移動物體在空間移動時的位置數據與默認校正路標進行比較，能夠根據默認校正路標校正移動物體的位置，減小隨著時間移動物體的路徑漂移造成的累積誤差，提高了室內空間定位的準確性。

進一步地，在本發(fā)明一實施例中，移動物體的位置數據與默認校正路標相對應，包括：

移動物體的位置數據與默認校正路標相匹配或在誤差范圍內。

其中，誤差范圍為-1～1厘米之間。

或者，移動物體的位置數據與默認校正路標有相對應的擴大或縮小比例。

若移動移動物體的位置參數與默認校正路標相對應，根據默認校正路標校正移動物體的位置，包括：

若移動物體的位置數據與默認校正路標相匹配或在誤差范圍內，則根據默認校正路標直接校正移動物體的位置。

或者，若移動物體的位置數據與默認校正路標有相對應的擴大或縮小比例，則根據相對應的擴大或縮小比例將默認校正路標進行擴大或縮小，根據擴大或縮小后的默認校正路標校正移動物體的位置。

圖4為本發(fā)明實施例二提供的室內空間定位方法流程圖。如圖4所示，本實施例提供的室內空間定位方法，包括：

S401：獲取室內空間平面信息的位置數據，將室內空間平面信息的位置數據保存到數據庫中。

具體的，需要確定室內空間的基本平面圖，將室內空間中不經常改變的位置數據作為室內空間平面信息的位置數據。

可選的，獲取室內空間平面信息的數據，包括：

通過超聲波測距傳感器或紅外測距傳感器測量獲取室內空間平面信息的數據。

S402：確定移動物體的參考位置，從數據庫中獲取參考位置的位置數據，將參考位置的位置數據作為默認校正路標。

S403：獲取移動物體在空間移動時的路徑。

S404：獲取移動物體在空間移動時的方位。

S405：根據獲取的移動物體的路徑和方位計算得到移動物體的運動軌跡，根據移動物體的運動軌跡獲取移動物體的位置數據。

S406：將移動物體的位置數據與默認校正路標比較。

S407：判斷移動物體的位置數據與默認校正路標是否相對應；若移動物體的位置數據與默認校正路標相對應，則執(zhí)行S408；否則，執(zhí)行S409。

S408：根據默認校正路標校正移動物體的位置。

S409：繼續(xù)獲取移動物體的位置數據。

本實施例提供的室內空間定位方法，將室內空間平面信息的位置數據保存到數據庫中，從數據庫中獲取參考位置的位置數據，將數據庫中參考位置的位置數據作為默認校正路標，將移動物體在空間移動時的位置數據與默認校正路標進行比較，能夠根據默認校正路標校正移動物體的位置，減小隨著時間移動物體的路徑漂移造成的累積誤差，提高了室內空間定位的準確性。

圖5為本發(fā)明實施例三提供的室內空間定位方法流程圖。如圖5所示，圖5是在圖1至圖4所示實施例的基礎上，若移動物體的位置數據與默認校正路標相對應之后，進一步地還包括：

S501：判斷移動物體的運動穩(wěn)定性，確定移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置。

具體的，判斷移動物體的運動穩(wěn)定性，確定移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置，包括：

根據加速度傳感器判斷移動物體的加速度變化。

根據陀螺儀方位傳感器判斷移動物體的方位變化。

根據移動物體的加速度變化和方位變化，判斷移動物體的運動穩(wěn)定性。

S502：獲取移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置數據。

具體的，獲取移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置數據，包括：

通過測距傳感器組測量獲取移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置數據。

可選的，測距傳感器組包括至少三個測距傳感器，至少三個測距傳感器的位置為圓形分布，至少三個測距傳感器在圓形分布上均勻分布，且方向指向在同一高度平面上。

其中，測距傳感器組的組合在移動物體的安裝方式具有一定的角度與方向，測距傳感器組中測距傳感器的個數至少為三個，且設置測距傳感器組在360度的分布是均勻的。舉例來說，若測距傳感器組中為三個測距傳感器，則三個測距傳感器成120度的夾角，且三個測距傳感器方向指向要在同一高度平面上；若測距傳感器組中為四個測距傳感器，四個測距傳感器組成90度夾角，且四個測距傳感器方向指向要在同一高度平面上。

可選的，測距傳感器組包括：超聲波測距傳感器組或紅外測距傳感器組。

S503：將移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置數據作為新的默認校正路標。

其中，移動物體穩(wěn)定狀態(tài)為移動物體在移動過程中加速度的變化率小于等于預設閾值，且移動物體的方位不發(fā)生轉向。

具體的，移動物體穩(wěn)定狀態(tài)是移動物體在移動過程中的加速度變化率不會發(fā)生較大變化，且移動物體的方位不發(fā)生轉向。舉例來說，移動物體在移動過程中可能先是加速運動，然后再勻速運動，只要移動物體在加速運動中加速度不發(fā)生較大變化，在勻速運動過程中速度也不發(fā)生較大變化，且移動物體的方位不發(fā)生轉向，就可以認為移動物體在移動過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)?；蛘?，移動物體在移動過程中也可能先是加速運動，然后再減速運動，只要移動物體在加速過程中不發(fā)生較大變化，在減速過程中也不發(fā)生較大變化，且移動物體的方位不發(fā)生轉向，也可以認為移動物體在移動過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。需要說明的是，本實施例提供的預設閾值具體可根據移動物體在移動過程中的距離而定，比如，移動物體在移動過程中的距離越長，則可設置較大的預設閾值。也可以根據移動物體在移動過程中室內路面的環(huán)境而定，比如，若室內路面具有一定的坡度，則可將設置較大的預設閾值，若室內路面比較平整，則可設置較小的預設閾值。具體預設閾值的設置根據實際環(huán)境而定，本實施例在此不進行限定。

舉例來說，如圖3所示，a點為移動物體的移動起始位置，b點為選取確定的參考位置，c點為移動物體在空間移動時的一個中間位置。確定移動物體的參考位置為b點，獲取參考位置b點的位置數據，標記為M，并將位置數據M作為默認校正路標。移動物體從起始位置a點開始運動，通過超聲波傳感器組測得移動物體在a點的位置數據，標記為A，將a點的位置數據A與默認校正路標M進行比較，若a點的位置數據A與默認校正路標M相對應，則判斷移動物體從a點運動到c點的過程中是否穩(wěn)定，具體的，判斷移動物體從a點運動到c點的過程中是否穩(wěn)的過程為：移動物體從a點運動到c點的過程中，通過加速度傳感器判斷移動物體的加速度變化，通過方位傳感器判斷移動物體的方位變化，若移動物體在從a點運動到c點的過程中移動物體的加速度變化率不會發(fā)生較大變化，且移動物體的方位不發(fā)生轉向，則移動物體從a點運動到c點的過程中是穩(wěn)定狀態(tài)。若移動物體從a點運動到c點的過程中是穩(wěn)定狀態(tài)，通過超聲波傳感器組測得移動物體在c點的位置數據，標記為C，則將移動物體在c點的位置數據C作為新的默認校正路標。

本實施例提供的室內空間定位方法，在上述實施例的基礎上，在移動物體的位置數據與默認校正路標相對應之后，通過判斷移動物體的穩(wěn)定狀態(tài)， 將移動物體穩(wěn)定狀態(tài)的位置數據作為新的默認校正路標，使室內空間定位的準確性更高。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使對應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。