CN117935098A - 位置数据处理方法、装置、介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种位置数据处理方法、装置、介质及设备，属于数据处理技术领域。该位置数据处理方法包括：获取对应第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，基于预建地图及第一环境图像确定增强现实设备的第一位置信息；获取虚拟定位***确定的增强现实设备在地球坐标系中的第一时刻的位置信息，得到第二位置信息；确定第一位置信息和第二位置信息间的位置误差信息；将位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型；在获得对应第二时刻的第二环境图像和第三位置信息时，基于预建地图及第二环境图像确定第四位置信息；基于卡尔曼滤波模型、第三位置信息及第四位置信息，确定位置误差值；根据位置误差值校正第三位置信息，以确定增强现实设备的位置。
Description
技术领域
本公开涉及数据处理技术领域，具体地，涉及一种位置数据处理方法、装置、介质及设备。
背景技术
在当前社会环境中，定位技术的应用广泛，包括但不限于道路导航、物流运输和消费电子产品等。其中，虚拟定位***(Virtual Positioning System，VPS)作为一种现代定位技术，广泛运用于车辆导航、无人机导航以及移动端定位等应用领域。在配置有VPS的增强现实设备中，由于在VPS中使用的传感器的精度和稳定性受到诸如磁场干扰、温度变化以及人为干扰等因素影响，导致其提供的位置信息存在偏差和噪音，进而影响到定位的准确性，甚至可能使定位结果无效。
发明内容
本公开的目的是提供一种位置数据处理方法、装置、介质及设备，该位置数据处理方法可以提高位置数据的准确性。
为了实现上述目的，本公开提供一种位置数据处理方法，应用于增强现实设备，所述增强现实设备配置有虚拟定位***，所述位置数据处理方法包括：
获取对应于第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，并基于预建地图以及所述第一环境图像确定所述增强现实设备的第一位置信息；
获取所述虚拟定位***确定的所述增强现实设备在地球坐标系中的对应于所述第一时刻的位置信息，得到第二位置信息；
确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息；
将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型；
在获得对应于第二时刻的第二环境图像和第三位置信息的情况下，基于所述预建地图以及所述第二环境图像确定所述增强现实设备的第四位置信息；
基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值；
根据所述位置误差值校正所述第三位置信息，以确定所述增强现实设备的位置。
可选地，确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息的步骤包括：
获取所述预建地图中预设点位在所述地球坐标系中的预设坐标信息；
确定所述第一位置信息与所述预设点位在所述预建地图中的位置差；
基于所述位置差和所述预设坐标信息，确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，所述位置误差信息包括所述第一预设方向上的坐标差值和所述第二预设方向上的坐标差值。
可选地，所述第二位置信息包括速度信息以及加速度信息，所述将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型的步骤包括：
确定所述速度信息在所述第一预设方向的分量和所述速度信息在所述第二预设方向的分量；
确定所述加速度信息在所述第一预设方向的分量和所述加速度信息在所述第二预设方向的分量；
基于所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述第一预设方向上的坐标差值、所述第二预设方向上的坐标差值、所述速度信息在所述第一预设方向的分量、所述速度信息在所述第二预设方向的分量、所述加速度信息在所述第一预设方向的分量、所述加速度信息在所述第二预设方向的分量，构建卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵；
基于所述状态向量矩阵，构建所述卡尔曼滤波模型。
可选地，基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值的步骤包括：
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第一预设方向上的坐标差值，得到第一差值；
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第二预设方向上的坐标差值，得到第二差值，所述位置误差值包括所述第一差值和所述第二差值。
本公开的第二方面提供了一种位置数据处理装置，应用于增强现实设备，所述增强现实设备配置有虚拟定位***，该位置数据处理装置包括：
第一获取模块，被配置为获取对应于第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，并基于预建地图以及所述第一环境图像确定所述增强现实设备的第一位置信息；
第二获取模块，被配置为获取所述虚拟定位***确定的所述增强现实设备在地球坐标系中的对应于所述第一时刻的位置信息，得到第二位置信息；
第一确定模块，被配置为确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息；
模型构建模块，被配置为将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型；
第二确定模块，被配置为在获得对应于第二时刻的第二环境图像和第三位置信息的情况下，基于所述预建地图以及所述第二环境图像确定所述增强现实设备的第四位置信息；
第三确定模块，被配置为基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值；
校正模块，被配置为根据所述位置误差值校正所述第三位置信息，以确定所述增强现实设备的位置。
可选地，所述第一确定模块被配置为：
获取所述预建地图中预设点位在所述地球坐标系中的预设坐标信息；
确定所述第一位置信息与所述预设点位在所述预建地图中的位置差；
基于所述位置差和所述预设坐标信息，确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，所述位置误差信息包括所述第一预设方向上的坐标差值和所述第二预设方向上的坐标差值。
可选地，所述第二位置信息包括速度信息以及加速度信息，所述模型构建模块被配置为：
确定所述速度信息在所述第一预设方向的分量和所述速度信息在所述第二预设方向的分量；
确定所述加速度信息在所述第一预设方向的分量和所述加速度信息在所述第二预设方向的分量；
基于所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述第一预设方向上的坐标差值、所述第二预设方向上的坐标差值、所述速度信息在所述第一预设方向的分量、所述速度信息在所述第二预设方向的分量、所述加速度信息在所述第一预设方向的分量、所述加速度信息在所述第二预设方向的分量，构建卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵；
基于所述状态向量矩阵，构建所述卡尔曼滤波模型。
可选地，所述第三确定模块被配置为：
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第一预设方向上的坐标差值，得到第一差值；
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第二预设方向上的坐标差值，得到第二差值，所述位置误差值包括所述第一差值和所述第二差值。
本公开的第三方面提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面中任一项所述方法的步骤。
本公开的第四方面提供了一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现第一方面中任一项所述方法的步骤。
通过上述技术方案，本公开实施例中的的位置数据处理方法，预先基于增强现实设备拍摄到的环境图像得到对应的第一位置信息，并通过虚拟定位***获得第二位置信息，基于第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息构建卡尔曼滤波模型。在增强现实设备获得新的第三位置信息和第四位置信息后，可以再基于卡尔曼滤波模型得到两者之间的位置误差值，通过位置误差值可以对第三位置信息进行校正，从而得到校正后的表征增强现实设备的位置的位置信息，使最终得到的位置信息是经过卡尔曼滤波模型过滤后的位置信息，能够将获得位置信息过程中引入的误差滤波，得到增强现实设备更准确的位置。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1为根据一示例性实施例提供的一种位置数据处理方法的流程图。
图2为本公开一示例性实施例提供的位置数据处理方法中确定位置误差信息的流程图。
图3为本公开一示例性实施例提供的位置数据处理方法中构建卡尔曼滤波模型的流程图。
图4为本公开一示例性实施例中提供的位置数据处理方法中确定位置误差值的流程图。
图5为本公开一示例性实施例的一种位置数据处理装置的框图。
图6是本公开一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
相关技术中的VPS定位技术存在以下主要问题：
1.信号干扰问题：VPS可以采用GPS(Global Positioning System，全球定位***)、北斗卫星等GNSS(Global Navigation Satellite System，全球导航卫星***)技术，加之多普勒雷达、无线电频谱等传感器，然而在某些地区，由于信号质量不稳定、运行环境复杂，容易出现信号干扰，导致定位结果偏差。
2.环境影响问题：在VPS定位过程中，常常会受到诸如天气变化、建筑物、自然景观等环境因素影响，这些因素可能会导致GNSS信号的遮挡或反射，引发信号延迟等问题，进而影响定位精度。
3.传感器精度问题：在VPS定位过程中，需要使用多种传感器，例如加速度计、陀螺仪、磁力计等，然而这些传感器的衰减和误报问题，可能会对定位精度产生负面影响。
4.数据无效问题：在数据采集过程中，可能会受到误差、干扰、噪声等问题影响，从而降低位置估计的精度。
这些问题在一定程度上限制了VPS的应用，阻碍了其发展。因此，我们需要寻求有效的解决办法，提高定位精度，进一步解决上述问题。
有鉴于此，本公开实施例提供了一种位置数据处理方法，应用于增强现实设备，所述增强现实设备配置有虚拟定位***，图1为根据一示例性实施例提供的一种位置数据处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤S10至步骤S70。
在步骤S10中，获取对应于第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，并基于预建地图以及第一环境图像确定增强现实设备的第一位置信息。
增强现实设备上可以配置有摄像头等影像采集装置，通过影像采集装置可以采集到当前环境的环境图像，为了得到准确的位置信息，对于获得的环境图像需要对应确定该环境图像的拍摄时刻。通过影像采集装置采集到的第一时刻的环境图像，就可以作为第一环境图像。
为了准确的确定增强现实设备的位置，可以预先针对增强现实设备所在环境建立地图，得到预建地图。可以预先通过摄像机等影像采集设备对增强现实设备所在的环境进行拍摄，在拍摄过程中，可以基于影像采集设备所在的定位信息，对预建地图中所有位置的定位信息都建立与环境图像的对应关系。通过在该环境中拍摄到的图像，可以基于图像上的各种物体与拍摄者所在位置的拍摄角度，确定拍摄者所在的位置相对环境中某些物体的相对位置关系，从而可以通过某些物体预先确定的定位信息，根据拍摄者所在位置相对这些物体的相对位置关系，确定得到拍摄者所在位置的定位信息。
通过预建地图，可以基于获得的第一环境图像，确定增强现实设备采集第一环境图像时所在的定位信息，得到第一位置信息。可以理解的是，在构建预建地图时，可以基于卫星定位***等定位方法，对预建地图中的某些物体的定位信息进行标定，使得基于第一环境图像得到的第一位置信息也是基于卫星定位***等定位方法的，与预建地图处于相同定位数据维度的位置数据。例如，预建地图可以采用经纬度数据作为位置数据，那么基于预建地图得到的第一位置信息也就可以是经纬度数据。
在步骤S20中，获取虚拟定位***确定的增强现实设备在地球坐标系中的对应于第一时刻的位置信息，得到第二位置信息。
第一位置信息是基于预建地图得到的，增强现实设备上还可以配置有可以确定定位信息的虚拟定位***，虚拟定位***可以基于增强现实设备上配置的各种传感器得到的数据，计算得到增强现实设备在地球坐标系中的位置信息。例如，增强现实设备上可以配置有加速度计、陀螺仪、磁力计等传感器，基于这些传感器检测到的数据，虚拟定位***可以再基于增强现实设备获取到的卫星定位***的定位数据，计算得到增强现实设备在地球坐标系中的位置信息，即得到第二位置信息。
在步骤S30中，确定第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息。
由于第一位置信息是基于预建地图得到的，第二位置信息虚拟定位***基于各种传感器的数据计算得到的。两者虽然得到的都是增强现实设备的位置信息，但两者得到的位置信息，由于计算过程不同，且虚拟定位***计算过程中采用的传感器数据的种类较多，各种传感器可能存在误报、传感精度衰减等情况，导致虚拟定位***计算得到的位置信息与增强现实设备的真实位置信息也是存在一定误差的。
得到第一位置信息的过程虽然没有结合各种传感器的数据，但是基于环境图像计算位置信息的过程中，也可能存在由于拍摄得到的环境图像不清晰，而使得第一位置信息与增强现实设备的真实位置信息也存在误差。通过比较第一位置信息和第二位置信息之间的误差，可以确定两者之间的位置误差信息。
在步骤S40中，将位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型。
将第一位置信息和第二位置信息的误差作为卡尔曼滤波模型的观测量，可以得到相应的解算参数，基于卡尔曼滤波模型得到的解算参数就可以包括某一时刻的位置误差参数。
在步骤S50中，在获得对应于第二时刻的第二环境图像和第三位置信息的情况下，基于预建地图以及第二环境图像确定增强现实设备的第四位置信息。
基于第一时刻对应的第一位置信息和第二位置信息之间的误差，可以构建得到卡尔曼滤波模型。该卡尔曼滤波模型的解算参数可以作为后续确定增强现实设备的位置时的校正量，对增强现实设备的位置信息进行校正。
增强现实设备可以在实际过程中，获得第二时刻的第二环境图像，并通过虚拟定位***获得第三位置信息。基于预建地图，可以根据第二环境图像确定在第二时刻，增强现实设备在预建地图中的位置信息，增强现实设备基于预建地图得到的位置信息可以作为第四位置信息。
在步骤S60中，基于卡尔曼滤波模型、第三位置信息以及第四位置信息，确定增强现实设备的位置误差值。
可以理解的是，卡尔曼滤波模型基于输入的位置信息，可以得到某一个时刻的估计位置。本公开实施例中的卡尔曼滤波模型是基于第一位置信息和第二位置信息之间的误差构建的，将第三位置信息和第四位置信息作为卡尔曼滤波模型的输入值，可以得到增强现实设备在第二时刻的位置误差值。该误差值可以作为对虚拟定位***的校正参数，来校正虚拟定位***得到的位置信息。
在步骤S70中，根据位置误差值校正第三位置信息，以确定增强现实设备的位置。
基于卡尔曼滤波模型得到了位置误差值后，使用该位置误差值可以对第三位置信息进行校正，将虚拟定位***定位过程中可能引入的误差信息滤除，得到更接近真实位置的位置信息，得到增强现实设备的位置。
本公开实施例中的基于卡尔曼滤波模型的位置数据处理方法，预先基于增强现实设备拍摄到的环境图像得到对应的第一位置信息，并通过虚拟定位***获得第二位置信息，基于第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息构建卡尔曼滤波模型。在增强现实设备获得新的第三位置信息和第四位置信息后，可以再基于卡尔曼滤波模型得到两者之间的位置误差值，通过位置误差值可以对第三位置信息进行校正，从而得到校正后的表征增强现实设备的位置的位置信息，使最终得到的位置信息是经过卡尔曼滤波模型过滤后的位置信息，能够将获得位置信息过程中引入的误差滤波，得到增强现实设备更准确的位置。
卡尔曼滤波(Kalman Filter)是一种处理带有噪声的测量数据的线性高斯滤波算法。在相关技术中，卡尔曼滤波模型可用于融合来自不同传感器的数据，以改善信号质量并提高定位精度。在可能的实施方式中，当有新的测量到的位置数据到达时，可以持续更新卡尔曼滤波模型，以获取实时的位置或速度信息，从而实现实时跟踪。
图2为本公开一示例性实施例提供的位置数据处理方法中确定位置误差信息的流程图，如图2所示，在一种可能的实施方式中，确定第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息的步骤可以包括一下步骤S301至步骤S305。
在步骤S301中，获取预建地图中预设点位在地球坐标系中的预设坐标信息。
第一位置信息可以是基于预建地图得到的，第二位置信息可以是通过虚拟定位***得到的，第二位置信息可以是基于地球坐标系表示的。为了更方便的比较第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息，可以将两者基于同样的坐标系进行比较。可以先得到预建地图中某一个预设点位在地球坐标系中的预设坐标信息，预建地图中的预设点位可以预先选定，在选定预设点位后，可以再预先设定该预设点位在地球坐标系中的坐标，得到预设坐标信息。
在步骤S302中，确定第一位置信息与预设点位在预建地图中的位置差。
预设点位在预建地图中的坐标也可以预先设定，在得到第一位置信息后，第一位置信息表征的位置坐标和预设点位在预建地图中的坐标都是基于同样的预建地图，可以确定得到两者之间的位置差。
在步骤S303中，基于位置差和预设坐标信息，确定第一位置信息在地球坐标系中的坐标。
由于预先设定了预设点位在地球坐标系中的预设坐标信息，基于第一位置信息和预设点位在预建地图中的位置差，可以将第一位置信息表征的坐标转换为地球坐标系中的坐标。
在步骤S304中，确定第一位置信息在地球坐标系中的坐标与第二位置信息在地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值。
位置信息在地球坐标系中的坐标可以是基于多个预设方向表示的，例如，某一个位置点在地球坐标系中的坐标可以通过东方向上一个坐标值和北方向上的一个坐标值共同表示。在确定第一位置信息在地球坐标系中的坐标后，就可以得到一个在第一预设方向上的坐标值。第二位置信息是基于虚拟定位***得到的，其坐标也包含有在第一预设方向上的坐标值。在可能的实施方式中，可以将第一预设方向设定为东方向，从而可以确定得到第一位置信息在东方向上的坐标与第二位置信息在东方向上的坐标，两者之间的坐标差值。
在步骤S305中，确定第一位置信息在地球坐标系中的坐标与第二位置信息在地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，位置误差信息包括第一预设方向上的坐标差值和第二预设方向上的坐标差值。
第一位置信息和第二位置信息在地球坐标系中的坐标也包含有第二预设方向的坐标值，从而确定得到两者在第二预设方向上的坐标差值。本公开实施例中的位置误差信息就可以包括第一预设方向上的坐标差值和第二预设方向上的坐标差值。在可能的实施方式中，第一预设方向为东方向时，第二预设方向可以为北方向，位置误差信息可以包括第一位置信息和第二位置信息在东方向上的坐标差值，以及第一位置信息和第二位置信息在北方向上的坐标差值。
通过预先设定预建地图中的预设点位在地球坐标系中的预设坐标信息，可以就第一位置信息与预设点位之间的位置差，将第一位置信息表征的坐标转换为地球坐标系中的坐标，从而可以基于相同的坐标系，确定第一位置信息表征的坐标与第二位置信息表征的坐标之间的坐标差值，得到的位置误差信息是基于同一个坐标系得到的，具有能够被使用的价值。
图3为本公开一示例性实施例提供的位置数据处理方法中构建卡尔曼滤波模型的流程图，如图3所示，在一种可能的实施方式中，第二位置信息包括速度信息以及加速度信息，将位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型的步骤可以包括步骤S401至步骤S404。
在步骤S401中，确定速度信息在第一预设方向的分量和速度信息在第二预设方向的分量。
第二位置信息是通过虚拟定位***获得的，通过定位***获得的定位信息，可以得到增强现实设备的速度信息。此外，增强现实设备上还可以配置有加速度计等传感器，可以得到增强现实设备运动过程中的加速度信息。在确定了第一预设方向和第二预设方向后，还可以确定速度信息和加速度信息在每个预设方向上的分量。
在步骤S402中，确定加速度信息在第一预设方向的分量和加速度信息在第二预设方向的分量。
通过加速度计获得的加速度信息也可以被分解为第一预设方向上的分量和在第二预设方向上的分量。在第一预设方向为东方向、第二预设方向为北方向时，可以得到速度信息在东方向的分量和在北方向的分量，同时可以得到加速度信息在东方向的分量和北方向的分量。
在步骤S403中，基于第一位置信息、第二位置信息、第一预设方向上的坐标差值、第二预设方向上的坐标差值、速度信息在第一预设方向的分量、速度信息在第二预设方向的分量、加速度信息在第一预设方向的分量、加速度信息在第二预设方向的分量，构建卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵。
通过上述方法得到了多个参数在第一预设方向上的分量及多个参数在第二预设方向上的分量，基于相关技术中的状态向量矩阵的构建方式，可以得到卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵。
例如，状态向量矩阵可以如下。
其中，P1(k)为k时刻的第一位置信息，P2(k)为k时刻的第二位置信息，P1’(k)为k时刻的第一预设方向上的坐标差值，P2’(k)为k时刻的第二预设方向上的坐标差值，V1(k)为k时刻速度信息在第一预设方向的分量，V2(k)为k时刻速度信息在第二预设方向的分量，a1(k)为k时刻加速度信息在第一预设方向的分量，a2(k)为k时刻加速度信息在第二预设方向的分量。T为虚拟定位***进行滤波的周期。
在步骤S404中，基于状态向量矩阵，构建卡尔曼滤波模型。
基于上述状态向量矩阵，可以构建得到卡尔曼滤波模型对应的方程。
通过多个参数在预设方向上的分量构建状态向量矩阵，从而得到卡尔曼滤波模型，可以将第一位置信息和第二位置信息的位置误差信息作为观测量，能够获取更多的有效数据，从而提高输出的位置信息的精度。
图4为本公开一示例性实施例中提供的位置数据处理方法中确定位置误差值的流程图，如图4所示，在一种可能的实施方式中，基于卡尔曼滤波模型、第三位置信息以及第四位置信息，确定增强现实设备的位置误差值的步骤可以包括以下步骤S601至步骤S602。
在步骤S601中，基于状态向量矩阵，确定第四位置信息在地球坐标系中的坐标与第三位置信息在地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值，得到第一差值。
如前，第三位置信息是通过预建地图得到的，第四位置信息是通过虚拟定位***得到的，可以将两者在第一预设方向上的坐标差值作为上述卡尔曼滤波模型的观测量，卡尔曼滤波模型可以输出增强现实设备在第一预设方向上的最优误差值，第一预设方向上的最优误差值即为第一差值。
在步骤S602中，基于状态向量矩阵，确定第四位置信息在地球坐标系中的坐标与第三位置信息在地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，得到第二差值，位置误差值包括第一差值和第二差值。
与得到增强现实设备在第一预设方向上的最优误差值的流程相似，可以得到增强现实设备在第二预设方向上的最优误差值，第二预设方向上的最优误差值即为第二差值。位置误差值包括第一差值和第二差值，从而可以对基于预建地图得到的第三位置信息进行校正，最终得到增强现实设备位置的最优滤波值，实现对增强现实设备的准确定位。相关计算过程可以参考相关技术中基于卡尔曼滤波模型进行滤波的计算过程。
如此，通过卡尔曼滤波模型可以估计出增强现实设备在第一预设方向和第二预设方向上位置信息的最优误差值，从而可以对第三位置信息进行校正，得到更准确的位置信息。
基于相同的发明构思，本公开实施例还提供了一种位置数据处理装置，应用于增强现实设备，所述增强现实设备配置有虚拟定位***，图5为本公开一示例性实施例的一种位置数据处理装置的框图，如图5所示，该位置数据处理装置500包括：第一获取模块510、第二获取模块520、第一确定模块530、模型构建模块540、第二确定模块550、第三确定模块560和校正模块570。其中：
第一获取模块510，被配置为获取对应于第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，并基于预建地图以及所述第一环境图像确定所述增强现实设备的第一位置信息；
第二获取模块520，被配置为获取所述虚拟定位***确定的所述增强现实设备在地球坐标系中的对应于所述第一时刻的位置信息，得到第二位置信息；
第一确定模块530，被配置为确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息；
模型构建模块540，被配置为将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型；
第二确定模块550，被配置为在获得对应于第二时刻的第二环境图像和第三位置信息的情况下，基于所述预建地图以及所述第二环境图像确定所述增强现实设备的第四位置信息；
第三确定模块560，被配置为基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值；
校正模块570，被配置为根据所述位置误差值校正所述第三位置信息，以确定所述增强现实设备的位置。
可选地，所述第一确定模块530被配置为：
获取所述预建地图中预设点位在所述地球坐标系中的预设坐标信息；
确定所述第一位置信息与所述预设点位在所述预建地图中的位置差；
基于所述位置差和所述预设坐标信息，确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，所述位置误差信息包括所述第一预设方向上的坐标差值和所述第二预设方向上的坐标差值。
可选地，所述第二位置信息包括速度信息以及加速度信息，所述模型构建模块540被配置为：
确定所述速度信息在所述第一预设方向的分量和所述速度信息在所述第二预设方向的分量；
确定所述加速度信息在所述第一预设方向的分量和所述加速度信息在所述第二预设方向的分量；
基于所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述第一预设方向上的坐标差值、所述第二预设方向上的坐标差值、所述速度信息在所述第一预设方向的分量、所述速度信息在所述第二预设方向的分量、所述加速度信息在所述第一预设方向的分量、所述加速度信息在所述第二预设方向的分量，构建卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵；
基于所述状态向量矩阵，构建所述卡尔曼滤波模型。
可选地，所述第三确定模块560被配置为：
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第一预设方向上的坐标差值，得到第一差值；
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第二预设方向上的坐标差值，得到第二差值，所述位置误差值包括所述第一差值和所述第二差值。
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本公开实施例还提供了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述位置数据的处理方法的步骤。
图6是本公开一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。例如，电子设备700可以是增强现实设备、移动电话，计算机，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等电子设备。
参照图6，电子设备700可以包括以下一个或多个组件：处理组件702，存储器704，电源组件706，多媒体组件708，音频组件710，输入/输出接口712，传感器组件714，以及通信组件716。
处理组件702通常控制电子设备700的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件702可以包括一个或多个处理器720来执行指令，以完成上述的位置数据处理方法的全部或部分步骤。此外，处理组件702可以包括一个或多个模块，便于处理组件702和其他组件之间的交互。例如，处理组件702可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件708和处理组件702之间的交互。
存储器704被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备700的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备700上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图像，视频等。存储器704可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件706为电子设备700的各种组件提供电力。电源组件706可以包括电源管理***，一个或多个电源，及其他与为电子设备700生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件708包括在所述电子设备700和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件708包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备700处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜***或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件710被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件710包括一个麦克风(MIC)，当电子设备700处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器704或经由通信组件716发送。在一些实施例中，音频组件710还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
输入/输出接口712为处理组件702和***接口模块之间提供接口，上述***接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件714包括一个或多个传感器，用于为电子设备700提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件714可以检测到电子设备700的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为电子设备700的显示器和小键盘，传感器组件714还可以检测电子设备700或电子设备700一个组件的位置改变，用户与电子设备700接触的存在或不存在，电子设备700方位或加速/减速和电子设备700的温度变化。传感器组件714可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件714还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件714还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件716被配置为便于电子设备700和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备700可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件716经由广播信道接收来自外部广播管理***的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件716还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器704，上述指令可由电子设备700的处理器720执行以完成上述位置数据处理方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的位置数据处理方法的代码部分。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (10)
1.一种位置数据处理方法，其特征在于，应用于增强现实设备，所述增强现实设备配置有虚拟定位***，所述位置数据处理方法包括：
获取对应于第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，并基于预建地图以及所述第一环境图像确定所述增强现实设备的第一位置信息；
获取所述虚拟定位***确定的所述增强现实设备在地球坐标系中的对应于所述第一时刻的位置信息，得到第二位置信息；
确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息；
将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型；
在获得对应于第二时刻的第二环境图像和第三位置信息的情况下，基于所述预建地图以及所述第二环境图像确定所述增强现实设备的第四位置信息；
基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值；
根据所述位置误差值校正所述第三位置信息，以确定所述增强现实设备的位置。
2.根据权利要求1所述的位置数据处理方法，其特征在于，确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息的步骤包括：
获取所述预建地图中预设点位在所述地球坐标系中的预设坐标信息；
确定所述第一位置信息与所述预设点位在所述预建地图中的位置差；
基于所述位置差和所述预设坐标信息，确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，所述位置误差信息包括所述第一预设方向上的坐标差值和所述第二预设方向上的坐标差值。
3.根据权利要求2所述的位置数据处理方法，其特征在于，所述第二位置信息包括速度信息以及加速度信息，所述将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型的步骤包括：
确定所述速度信息在所述第一预设方向的分量和所述速度信息在所述第二预设方向的分量；
确定所述加速度信息在所述第一预设方向的分量和所述加速度信息在所述第二预设方向的分量；
基于所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述第一预设方向上的坐标差值、所述第二预设方向上的坐标差值、所述速度信息在所述第一预设方向的分量、所述速度信息在所述第二预设方向的分量、所述加速度信息在所述第一预设方向的分量、所述加速度信息在所述第二预设方向的分量，构建卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵；
基于所述状态向量矩阵，构建所述卡尔曼滤波模型。
4.根据权利要求3所述的位置数据处理方法，其特征在于，基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值的步骤包括：
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第一预设方向上的坐标差值，得到第一差值；
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第二预设方向上的坐标差值，得到第二差值，所述位置误差值包括所述第一差值和所述第二差值。
5.一种位置数据处理装置，其特征在于，应用于增强现实设备，所述增强现实设备配置有虚拟定位***，该位置数据处理装置包括：
第一获取模块，被配置为获取对应于第一时刻的环境图像，得到第一环境图像，并基于预建地图以及所述第一环境图像确定所述增强现实设备的第一位置信息；
第二获取模块，被配置为获取所述虚拟定位***确定的所述增强现实设备在地球坐标系中的对应于所述第一时刻的位置信息，得到第二位置信息；
第一确定模块，被配置为确定所述第一位置信息和第二位置信息之间的位置误差信息；
模型构建模块，被配置为将所述位置误差信息作为观测量，构建卡尔曼滤波模型；
第二确定模块，被配置为在获得对应于第二时刻的第二环境图像和第三位置信息的情况下，基于所述预建地图以及所述第二环境图像确定所述增强现实设备的第四位置信息；
第三确定模块，被配置为基于所述卡尔曼滤波模型、所述第三位置信息以及所述第四位置信息，确定所述增强现实设备的位置误差值；
校正模块，被配置为根据所述位置误差值校正所述第三位置信息，以确定所述增强现实设备的位置。
6.根据权利要求5所述的位置数据处理装置，其特征在于，所述第一确定模块被配置为：
获取所述预建地图中预设点位在所述地球坐标系中的预设坐标信息；
确定所述第一位置信息与所述预设点位在所述预建地图中的位置差；
基于所述位置差和所述预设坐标信息，确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第一预设方向上的坐标差值；
确定所述第一位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第二位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在第二预设方向上的坐标差值，所述位置误差信息包括所述第一预设方向上的坐标差值和所述第二预设方向上的坐标差值。
7.根据权利要求6所述的位置数据处理装置，其特征在于，所述第二位置信息包括速度信息以及加速度信息，所述模型构建模块被配置为：
确定所述速度信息在所述第一预设方向的分量和所述速度信息在所述第二预设方向的分量；
确定所述加速度信息在所述第一预设方向的分量和所述加速度信息在所述第二预设方向的分量；
基于所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述第一预设方向上的坐标差值、所述第二预设方向上的坐标差值、所述速度信息在所述第一预设方向的分量、所述速度信息在所述第二预设方向的分量、所述加速度信息在所述第一预设方向的分量、所述加速度信息在所述第二预设方向的分量，构建卡尔曼滤波模型的状态向量矩阵；
基于所述状态向量矩阵，构建所述卡尔曼滤波模型。
8.根据权利要求7所述的位置数据处理装置，其特征在于，所述第三确定模块被配置为：
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第一预设方向上的坐标差值，得到第一差值；
基于所述状态向量矩阵，确定所述第四位置信息在所述地球坐标系中的坐标与所述第三位置信息在所述地球坐标系中的坐标，在所述第二预设方向上的坐标差值，得到第二差值，所述位置误差值包括所述第一差值和所述第二差值。
9.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
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