CN113965646A - 定位控制方法及装置、电子设备、存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例是关于一种定位控制方法及装置、电子设备、存储介质,涉及惯性导航技术领域,该定位控制方法包括:对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。本公开的技术方案能够降低功耗。
Description
技术领域
本公开涉及惯性导航技术领域,具体而言,涉及一种定位控制方法、定位控制装置、电子设备以及计算机可读存储介质。
背景技术
在定位过程中,可能会将全球定位***和行人位置推算进行融合得到实际位置。
相关技术中,进行融合时主要解决的是全球定位***的抖动问题。上述方式中,全球定位***进行定位时的功耗较大,且导致融合定位的可靠性较差。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种定位控制方法及装置、电子设备、存储介质,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的定位过程中功耗较大的问题。
本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然,或部分地通过本公开的实践而习得。
根据本公开的一个方面,提供一种定位控制方法,包括:对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。
根据本公开的一个方面,提供一种定位控制装置,包括:初始位置确定模块,用于对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;位置推导模块,用于对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;融合模块,用于结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。
根据本公开的一个方面,提供一种电子设备,包括:处理器;以及存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述任意一项所述的定位控制方法。
根据本公开的一个方面,提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一项所述的定位控制方法。
本公开实施例中提供的定位控制方法、定位控制装置、电子设备以及计算机可读存储介质中,对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。一方面,通过使用全球定位***间歇性对终端进行定位,由于定位具有间断性而不是持续进行定位,能够避免一直开启全球定位***从而降低功耗。位置推导得到的终端的相对运动位移与全球定位***得到的初始位置相融合,在低功耗下能够实现长时间的定位能力,增加了应用范围,提高了融合定位的可靠性,增加了应用范围。另一方面,融合了行人位置推算的推导能力和全球定位***的修正能力,能够实现高精度低功耗定位,提高了融合的可行性和融合的准确性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了可以应用本公开实施例的定位控制方法或定位控制装置的应用场景的示意图。
图2示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。
图3示意性示出本公开实施例中一种定位控制方法的示意图。
图4示意性示出本公开实施例中坐标系的示意图。
图5示意性示出本公开实施例中确定相对运动位移的流程示意图。
图6示意性示出本公开实施例中旋转椭球的示意图。
图7示意性示出本公开实施例中经纬度变化的示意图。
图8示意性示出本公开实施例中进行融合的示意图。
图9示意性示出本公开实施例中一种定位控制装置的框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。
此外,附图仅为本公开的示意性图解,并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分,因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体,不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
为了解决上述技术问题,本公开实施例中提供了一种定位控制方法,可以应用于对目标对象进行定位的场景。
图1示出了可以应用本公开实施例的定位控制方法或定位控制装置的应用场景的示意图。
该定位控制方法可以应用于对目标对象进行定位的场景中。参考图1中所示,客户端101可以是各种类型的具有计算功能的设备,例如可以为智能手机、平板电脑、台式计算机、车载设备、可穿戴设备等能够进行定位的设备。目标对象102可以为持有客户端101的对象。目标对象可以为用户或者是各种载体,例如车辆等等。客户端101中可以配置有全球定位***,还可以配置有行人位置推算。客户端中的全球定位***用于间歇性对客户端101进行定位得到初始位置。客户端中的行人位置推算用于对终端进行位置推导,确定终端的相对运动位移。进一步地,客户端可以将初始位置和相对运动位移进行结合,得到终端的实时位置。
需要说明的是,本公开实施例所提供的定位控制方法可以完全由客户端来执行。相应地,定位控制装置可设置于客户端中。
图2示出了适于用来实现本公开示例性实施方式的电子设备的示意图。本公开的终端可以被配置为如图2所示的电子设备的形式,然而,需要说明的是,图2示出的电子设备仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本公开的电子设备至少包括处理器和存储器,存储器用于存储一个或多个程序,当一个或多个程序被处理器执行时,使得处理器可以实现本公开示例性实施方式的方法。
具体的,如图2所示,电子设备200可以包括:处理器210、内部存储器221、外部存储器接口222、通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)接口230、充电管理模块240、电源管理模块241、电池242、天线1、天线2、移动通信模块250、无线通信模块260、音频模块270、扬声器271、受话器272、麦克风273、耳机接口274、传感器模块280、显示屏290、摄像模组291、指示器292、马达293、按键294以及用户标识模块(Subscriber IdentificationModule,SIM)卡接口295等。其中传感器模块280可以包括深度传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、指纹传感器、温度传感器、触摸传感器、环境光传感器及骨传导传感器等。
可以理解的是,本申请实施例示意的结构并不构成对电子设备200的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备200可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件、软件或软件和硬件的组合实现。
处理器210可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器210可以包括应用处理器、调制解调处理器、图形处理器、图像信号处理器、控制器、视频编解码器、数字信号处理器、基带处理器和/或神经网络处理器(Neural-etwork Processing Unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。另外,处理器210中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。本示例性实施方式中的模型训练方法可以由应用处理器、图形处理器或图像信号处理器来执行,当方法涉及到神经网络相关的处理时,可以由NPU来执行。
内部存储器221可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。内部存储器221可以包括存储程序区和存储数据区。外部存储器接口222可以用于连接外部存储卡,例如Micro SD卡,实现扩展电子设备200的存储能力。
移动终端200的通信功能可以通过移动通信模块、天线1、无线通信模块、天线2、调制解调处理器以及基带处理器等实现。天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。移动通信模块可以提供应用在移动终端200上2G、3G、4G、5G等移动通信解决方案。无线通信模块可以提供应用在移动终端200上的无线局域网、蓝牙、近场通信等无线通信解决方案。
显示屏用于实现显示功能,如显示用户界面、图像、视频等。摄像模块用于实现拍摄功能,如拍摄图像、视频等。音频模块用于实现音频功能,如播放音频,采集语音等。电源模块用于实现电源管理功能,如为电池充电、为设备供电、监测电池状态等。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。
计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读存储介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:无线、电线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时,使得该电子设备实现如下述实施例中所述的方法。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的***来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现,所描述的单元也可以设置在处理器中。其中,这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
接下来,参考附图对本公开实施例中的定位控制方法进行详细说明。
参考图3中所示,在步骤S310中,对终端进行定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置。
本公开实施例中,可以通过GPS(Global Positioning System,全球定位***)来对终端进行定位,也可以通过GNSS(Global Navigation Satellite System,全球导航卫星***)来进行定位。
其中,可以周期性对终端进行定位。间歇性定位指的是对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位获取所述终端的初始位置。即,先进行首次定位,持续一段时间后如果接收到定位触发指令,则进行再次定位以更新。再次定位间隔持续时长后若接收到定位触发指令,则进行下一次定位。每一次定位获取的都是终端的初始位置,但是首次定位得到的初始位置和再次定位得到的初始位置可以相同或不同。初始位置可以用于表示进行位置推导时的基准位置,即以该初始位置为基准进行位置推导。
具体地,定位触发指令指的是定位频率,定位频率可以根据推理时间以及定时时间来表示。具体可以为推理时间满足推理条件或者是定时时间满足时间阈值。基于此,在推理时间满足推理条件或者是定时时间满足时间阈值即可认为接收到定位触发指令,从而触发全球定位***对终端进行间歇性定位。例如行人位置推算的推理时间超过500m,则可以认为满足推理条件。再例如,定时时间满足5m,即可认为满足定时时间。基于此,可以在触发定位频率时,根据GPS进行间歇性定位。通过间歇性定位可以获得终端在多个定位周期的初始位置。
定位周期的数量可以为多个,即可以分别进行多次定位。每个定位周期的周期时长可以相同或不同。相邻的定位周期之间的间隔持续时长可以相同,也可以不同,且间隔持续时长越长,使用全球定位***进行定位的功耗越低。
每个定位周期中,所有时刻对应的初始位置相同。不同定位周期所对应的初始位置可能不同。即,每个定位周期得到的初始位置保持不变,直至下一定位周期。当检测到下一定位周期后,可将下一定位周期的初始位置作为终端的初始位置,以对初始位置进行更新,并且可以删除当前定位周期的初始位置。例如,当前定位周期为第一定位周期,得到的初始位置可以保持不变,直至检测到第二定位周期的定位频率。在检测到第二定位周期的定位频率时,可以将第一定位周期的初始位置擦除,而只保留第二定位周期的定位坐标作为初始位置。
初始位置指的是通过全球定位***对终端进行实时定位而获取的终端所在的位置。初始位置可以为建立在第一坐标系下的位置,第一坐标系可以为大地坐标系。参考图4中的图A所示,大地坐标系用OXeYeZe表示。原点是地球中心;OXe与OYe在地球赤道平面内相互垂直,OZe指向格林威治子午线(本初子午线/0°经线),是地球的自转轴。
本步骤中,通过全球定位***对终端进行间歇性定位,避免了一直开启全球定位***进行实时持续定位的过程,降低了功耗。
在步骤S320中,对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移。
本公开实施例中,由于全球定位***是间歇性定位,间歇性时间越长,功耗越低。但是间歇期间就需要靠行人航位推算PDR来对终端持续做定位以进行位置推导,PDR定位会有累计误差,时间过长的话,精度较低。需要说明的是,间歇时间一般为5分钟。
PDR(Pedestrian Dead Reckoning,行人航位推算)指的是对目标对象行走的步数、步长、方向进行测量和统计,推算出目标对象行走轨迹,和位置等信息。PDR可以作为其他导航方法的补偿算法,应用在其他导航无法支持的地方。相对运动位移指的是通过PDR持续做位置推导得到的位移。由于目标对象不同时刻的速度可能会发生变化,因此不同时刻的相对运动位移也可能不同。
PDR主要是使用惯性测量单元感知目标对象在行进过程中的加速度、角速度等数据,并利用这些数据对目标对象进行步长与方向的推算,从而达到对目标对象进行定位跟踪的目的,其中主要涉及的过程有步态检测、步长和方向计算。假定初始位置为P(x0,y0),当目标对象运动后(例如向前迈出一步),就可以推出下个位置P(x1,y1)。
图5中示意性示出了确定相对运动位移的流程图,参考图5中所示,主要包括以下步骤:
在步骤S510中,结合深度学习算法以及所述终端的惯性测量数据对所述终端进行行人位置推算,计算所述终端的速度向量。
本步骤中,惯性测量数据包括但不限于加速度计、陀螺仪、运动矢量。速度向量用于描述目标对象运动的速度和方向。其中,行人位置推算主要依赖于加速度传感器和磁场传感器,且通过加速度传感器确定行走步数和行走步长,根据磁场传感器确定方向。
进一步地,可以结合深度学习算法确定所述速度向量。具体地,可以根据参考时间内的历史数据和历史速度向量,通过深度学习算法确定历史数据和历史速度向量之间的对应关系。参考时间可以为不同时间段。历史数据可以为不同时间段内对应的惯性测量数据,历史速度向量为每个时间段对应的速度向量。深度学习算法可以为轻量级学习算法,例如Resnet算法。深度学习算法也可以为其他类型的算法,只要能够确定惯性测量数据与速度向量之间的对应关系即可。
具体地,深度学习算法就是可以从数据中找出对应的映射关系。它主要就是依赖于训练数据和真值数据,训练数据主要包括惯性测量数据和运动轨迹。惯性测量数据就是采集移动终端在实际运动过程中的IMU数据(包括加速度计、陀螺仪、游戏运动矢量),这些是移动终端可以直接搜集到的数据。同时会在移动终端运动过程中佩戴一个RTK设备(类似于GPS,但是比GPS精度要高,可以达到厘米级)用于搜集实际的运动轨迹。进而将搜集到的所有数据按照单位时间内做划分得到训练数据(<IMU data>-<RTK>)。由RTK在单位时间内可以推算出具体的运动速度向量,输入至深度学习模型进行学习,最后训练的模型就可以确定单位时间内IMU数据与速度向量之间的一个对应关系。算法应用时,将单位时间内的IMU数据输入至模型,输出对应的速度向量。
基于此,在确定历史数据和历史速度向量之间的对应关系后,可以将当前时刻的惯性测量数据作为输入,根据对应关系对输入的惯性测量数据进行处理,得到当前时刻的速度向量。
在步骤S520中,对所述速度向量进行逻辑处理,获取所述终端的相对运动位移。
本步骤中,逻辑处理可以为积分处理。即,可以对获得的速度向量进行积分处理,推导出终端在当前时刻的相对运动位移。
需要补充的是,行人位置推算得到的相对运动位移建立在第二坐标系下。第二坐标系可以为地理坐标系,即导航坐标系,地理坐标系用OXgYgZg表示。地理坐标系也称当地水平坐标系,通常使用的有“东北天”坐标系和“北东地”坐标系。地理坐标系可以如图4中的图B所示。
本公开实施例中,通过结合深度学习算法以及惯性测量数据来确定终端的相对运动位移,能够提高确定的相对运动位移的准确性,提高确定相对运动位移的效率。
继续参考图3中所示,在步骤S330中,结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。
本公开实施例中,为了提高行人位置推算和实时位置进行融合的可行性,需要将不同类型的第一坐标系和第二坐标系转换至相同坐标系。此处的相同坐标系可以为第一坐标系或者是第二坐标系。对坐标系进行转换可以包括:将第一坐标系转换为第二坐标系,或者将第二坐标系转换为第一坐标系。
具体地,在对第二坐标系进行转换时,相同坐标系指的是第一坐标系。因此,可以将第二坐标系转换为第一坐标系,以将二者转换为相同坐标系。
为了方便描述,通常将地球的形状近似等效为旋转椭球体,参见图6中的图A所示,地球自转轴的南端点和北端点分别称为南极S和北极N,包含南、北极点的平面称为子午面,子午面与旋转椭球面的交线称为子午圈(或经圈)。通过英国格林尼治的经线称为本初子午线(或零度经线)。任一经线所在子午面与本初子午面之间的夹角,定义为经度,用λ表示,夹角方向与地球自转轴同方向,取值范围为-180°-180°。包含旋转椭球中心且垂直于自转轴的平面称为赤道面,赤道面与旋转椭球面的交线称为赤道,平行于赤道面的平面与椭球面的交线称为纬圈。
对于地球旋转椭球体而言,确定其三维形状参数的关键在于确定二维子午圈椭圆。参见图6中的图A,建立地心右手直角坐标系,常称为地心地固坐标系(Earth-CenteredEarth-Fixed,ECEF)。坐标原点选在地心,oeze轴为自转轴且指向北极,oexe轴指向赤道与本初子午线的交点,oeye轴在赤道平面内且指向90°经线,ECEF系与地球固连,即跟随地球自转一起相对惯性空间转动。对子午圈椭圆,不失一般性,选择本初子午线椭圆作为研究对象,如图6中的图B所示。椭圆上任一P点与地心连线Poe与oexe轴的夹角称为地心纬度,记为取值范围为-90°-90°,南纬为负而北纬为正。过P点的椭圆法线PQ与oexe轴的夹角称为地理纬度(简称纬度,latitude),符号记为L,取值范围为-90°-90°。此外,与地心纬度对应的方向Poe称为地心垂线,而与地理纬度对应的方向PQ称为地理垂线。
图7中示意性示出了速度引起的经纬度变化示意图,参考图7中所示,通常称RM为子午圈主曲率半径,而称RN为卯酉圈(东西圈或主垂线)主曲率半径。其中椭球上某点P的椭球曲率半径为RA(A为法截面与子午面的夹角)。具体的计算公式为:
于是,可以看出东向速度引起经度变化,北向速度引起纬度变化,如公式(2)至公式(4)所示:
其中,L表示地理纬度,λ是经度,h是GPS测量的海拔高度(一般三维地理坐标系包括经度、纬度和高度),RN为卯酉圈(东西圈或主垂线)主曲率半径。
其中,RM为子午圈主曲率半径。
其中,速度上下标的含义为载体相对地球坐标系的运动速度在地理坐标系中投影,公式(2)和公式(3)中的经纬度均为弧度。用于描述如何从感知速度转换到计算公式推导中的速度。比如:可感知到的两个点GPS0(经纬高)和GPS1(经纬高)是单位时间内移动终端的起始点,那么可以知道对应的速度值等于这两点之间的距离。解算出来的速度是三维空间的,如果要找出对应二维空间Vx和Vy之间的关系,那么就需要将其投影到地理坐标系下,进而可以得知即二者进行矢量加。
接下来,可以将角速度微分进行积分得到角速度公式,即:
其中,dT为1次解算周期。由于dT较小,此期间可将物体视为匀速运动,故vxdT可视为东向的位移量。于是,公式(5)可以改写成公式(6):
其中,δSx为载体在dT时间内中相对地球的东向位移。
同理,可以得到纬度递推公式,如公式(7)所示:
其中,δSy为载体在dT时间内中相对地球的北向位移。
需要说明的是,根据位移、地理纬度、经度、海拔高度进行逻辑运算,可以将第二坐标系转换为第一坐标系。具体地,根据公式(6)和公式(7)可以得到由地理坐标系转换到大地坐标系的公式。
在对第一坐标系进行转换时,相同坐标系指的是第二坐标系。因此,可以将第一坐标系转换为第二坐标系,以将二者转换为相同坐标系。同样地,可以根据位移、地理纬度、经度、海拔高度进行逻辑运算,将第一坐标系转换为第二坐标系。
具体地,由公式(6)变形可以得到:
同理,将公式(7)变形可以得到:
根据公式(9)和公式(10)可以得到大地坐标系转换到地理坐标系的公式。
本公开实施例中,通过将第一坐标系和第二坐标系进行转换,以使二者处于相同坐标系,能够提高PDR和GPS定位进行融合的可行性。因此,可以在相同坐标系下,结合初始位置以及相对运动位移确定终端的实时位置。
结合初始位置和相对运行位移确定终端的实时位置时,可以将初始位置作为起点,将当前时刻的所述相对运动位移融合至当前时刻的初始位置,从而确定当前时刻对应的实时位置。其中,可以始终以最新更新到的初始位置作为起点来进行绝对位置的推理。即,可以将每个定位周期对应的初始位置分别作为起点。例如,可以将第一定位周期的初始位置、第二定位周期的初始位置、第三定位周期的初始位置分别作为起点。当前时刻指的是定位周期中的任一时刻。
每个定位周期都对应一个周期时长,因此可以将每个定位周期划分为起始时刻和其他时刻。起始时刻指的是周期时长中的第一个时刻,其他时刻指的是周期时长中除起始时刻之外的剩余时刻。在当前时刻为起始时刻时,对于每个定位周期的起始时刻而言,由于是首次获取GPS位置,其初始位置就是对应的绝对位置,即首次获取可以得到准确的绝对位置。并且相对运动位移为0,因此无需与相对运动位移进行结合,直接可以根据初始位置来确定实时位置。即,在当前时刻为每个周期的起始时刻时,根据初始位置确定实时位置。
在当前时刻为其他时刻时,对于每个周期的其他时刻而言,其起始位置并不是对应的绝对位置,因此可以将其他时刻的相对运动位移融合至其他时刻的初始位置。此处的融合可以为加法操作,即对其他时刻的相对运动位移与其他时刻的初始位置进行加法操作,得到实时位置。需要说明的是,此处的加法操作指的是矢量加法操作。
图8中示意性示出了进行融合的示意图。参考图8中所示,GPS按照多个定位周期进行间歇性定位。定位周期包括GPS0和GPS1,定位周期GPS0包括时刻0至时刻6,定位周期GPS1包括时刻7至时刻11。GPS0和GPS1的定位过程完全相同,但是这是属于两个时间点上的定位结果。本公开实施例中,全球定位***的定位频率小于PDR的定位频率。例如GPS的频率会比较低比如5min一次。但是PDR的频率会很高,比如1Hz,也就是1s一次。并且,融合定位的结果与PDR的频率相同,也就是1s出一次结果。融合定位0即直接由GPS0输出,融合定位1则由GPS0+PDR1后得到的结果。
具体而言,全球定位***进行间歇性定位。在定位周期为GPS0时,对应的初始位置0保持不变。在定位周期为GPS1时,对应的初始位置1保持不变。PDR进行持续性的位置推导,获取当前时刻的相对运动位移。例如图8中所示,持续获取时刻0至时刻11的相对运动位移。进一步地,根据定位周期GPS0对应的初始位置0和时刻1的相对运动位移进行融合,得到时刻1对应的融合定位作为实时位置1。根据定位周期GPS0对应的初始位置0和时刻2的相对运动位移进行融合,得到时刻2对应的融合定位作为实时位置2。根据定位周期GPS1对应的初始位置1和时刻7的相对运动位移进行融合,得到时刻7对应的融合定位作为实时位置7。
举例而言,已知:Re=6378136.46地球半径e=0.0818192214555232地球曲率半径(相当于RM和RN也是已知量)。
假设GPS0({31.0f,11.16607f,121.0f,27.50781f,8.0f}),即纬度位L(31+11.16607/60~31.18610116666667),经度位λ(121+27.50781、60~121.4584635),海拔高度h(8.0)。
PDR推导出单位时间速度向量为(Vx=2,Vy=1)通过积分可得出相对运动位移为Sx(Vx*1=2),Sy(Vy*1=1)。
GPS0+PDR记为R1,推导过程则为公式(6)和公式(7)所示。基于此,可以通过公式(11)获取融合后的R1的位置信息,即定位周期GPS0中的任一其他时刻的实时位置。进而得出了融合后R1的经纬高信息,即实时位置。
进一步地,在得到当前时刻的实时位置之后,可以将所述实时位置与目标对象的目标位置进行匹配确定匹配结果,并根据所述匹配结果提供提示信息。目标对象的目标位置可以根据目标对象的实际需求而确定,目标对象可以为用户等需要导航和定位的对象。例如在站点围栏场景中,目标位置可以为目标站点的位置。首先根据用户的习惯学习到目标站点的位置信息,目标位置可以作为目标匹配项。手机终端内部持续性通过PDR做位置推导,当首次获取到GPS位置时可以得到准确的绝对位置信息,之后就可以将PDR推导的相对运动位移融合到GPS当前定位点而得到最新的定位点信息,然后将最新的定位点信息与目标位置进行匹配。匹配结果可以为实时位置靠近目标位置或者是实时位置远离目标位置。匹配结果不同,则生成的提示信息也不同。具体地,如果当前的实时位置与目标位置相差较近时,则可以提示目标对象接近目标站点。当前的实时位置与目标位置相差较远时,则可以提示用户远离目标站点。提示信息可以为语音提示,也可以为文字提示或者是提示标识提示,此处不作限定。
本公开实施例中的技术方案,通过在相同坐标系下,结合间歇性定位获取的初始位置和当前时刻的相对运动位移确定终端的实时位置,采用间歇性的开关全球定位***GPS用于修正PDR长时间推导的累计误差,可以节省功耗,且具有较好的泛化能力,增加了应用场景。由于用户的行为习惯是以一周为一个重复单位或周期,本公开实施例中融合了低功耗PDR短时推导能力和GPS精准的修正能力,可以实现全天候7*24持续的高精度低功耗的定位。除此之外,由于利用坐标系转换使得PDR推理的相对运动位移与GPS定位的初始位置统一在相同坐标系下,提高了PDR与GPS进行融合的可行性,提高了融合的准确性,同时提高了可靠性。
本公开实施例中提供了一种定位控制装置,参考图9中所示,该定位控制装置900可以包括:
初始位置确定模块901,用于对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;
位置推导模块902,用于对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;
融合模块903,用于结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。
在本公开的一种示例性实施例中,位置推导模块包括:速度向量确定模块,用于结合深度学习算法以及所述终端的惯性测量数据对所述终端进行行人位置推算,计算所述终端的速度向量;位移确定模块,用于对所述速度向量进行逻辑处理,获取所述终端在所述当前时刻的所述相对运动位移。
在本公开的一种示例性实施例中,融合模块包括:融合控制模块,用于将以所述初始位置作为行人位置推算的起点确定的所述相对运动位移融合至所述初始位置,确定所述实时位置。
在本公开的一种示例性实施例中,融合控制模块包括:位置融合模块,用于对每个定位周期中,所述当前时刻对应的初始位置与所述当前时刻对应的相对运动位移进行融合,确定所述当前时刻的所述实时位置。
在本公开的一种示例性实施例中,位置融合模块被配置为:第一确定模块,用于若所述当前时刻为每个定位周期中的起始时刻,根据所述初始位置确定所述实时位置;第二确定模块,用于若所述当前时刻为每个定位周期中的其他时刻,根据所述初始位置以及所述当前时刻的相对运动位移进行融合确定所述实时位置。
在本公开的一种示例性实施例中,所述装置还包括:坐标转换模块,用于将所述初始位置对应的第一坐标系和所述相对运动位移对应的第二坐标系进行坐标系转换,以将所述第一坐标系和所述第二坐标系转换为相同坐标系。
在本公开的一种示例性实施例中,所述装置还包括:匹配模块,用于将所述实时位置与目标对象的目标位置进行匹配确定匹配结果,并根据所述匹配结果提供提示信息。
需要说明的是,上述定位控制装置中各模块的具体细节已经在对应的定位控制方法中进行了详细描述,因此此处不再赘述。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施方式可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。
此外,上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后,将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。
Claims (10)
1.一种定位控制方法,其特征在于,包括:
对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;
对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;
结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。
2.根据权利要求1所述的定位控制方法,其特征在于,所述对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移,包括:
结合深度学习算法以及所述终端的惯性测量数据对所述终端进行行人位置推算,计算所述终端的速度向量;
对所述速度向量进行逻辑处理,获取所述终端在所述当前时刻的所述相对运动位移。
3.根据权利要求1所述的定位控制方法,其特征在于,所述结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置,包括:
将以所述初始位置作为行人位置推算的起点确定的所述相对运动位移融合至所述初始位置,确定所述实时位置。
4.根据权利要求3所述的定位控制方法,其特征在于,所述将以所述初始位置作为行人位置推算的起点确定的所述相对运动位移融合至所述初始位置,确定所述实时位置,包括:
对每个定位周期中,所述当前时刻对应的初始位置与所述当前时刻对应的相对运动位移进行融合,确定所述当前时刻的所述实时位置。
5.根据权利要求4所述的定位控制方法,其特征在于,所述对每个定位周期中,所述当前时刻对应的初始位置与所述当前时刻对应的相对运动位移进行融合,确定所述当前时刻的所述实时位置,包括:
若所述当前时刻为每个定位周期中的起始时刻,根据所述初始位置确定所述实时位置;
若所述当前时刻为每个定位周期中的其他时刻,根据所述初始位置以及所述当前时刻的相对运动位移进行融合确定所述实时位置。
6.根据权利要求1所述的定位控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述初始位置对应的第一坐标系和所述相对运动位移对应的第二坐标系进行坐标系转换,以将所述第一坐标系和所述第二坐标系转换为相同坐标系。
7.根据权利要求1所述的定位控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述实时位置与目标对象的目标位置进行匹配确定匹配结果,并根据所述匹配结果提供提示信息。
8.一种定位控制装置,其特征在于,包括:
初始位置确定模块,用于对终端进行首次定位获取所述终端的初始位置,并在间隔持续时长后响应定位触发指令对所述终端进行再次定位以更新所述终端的初始位置;
位置推导模块,用于对所述终端进行位置推导,确定终端在当前时刻的相对运动位移;
融合模块,用于结合所述初始位置和所述相对运动位移,确定所述终端的实时位置。
9.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;以及
存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;
其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-7任意一项所述的定位控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任意一项所述的定位控制方法。
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