[发明专利]一种室内定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及定位技术，尤其是一种室内定位方法。

背景技术

随着现代社会的不断发展，城镇化进程加快，建筑物楼群也朝大型化、高层化发展，人们80％-90％的时间处于室内环境(含地下、矿井、隧道等)。这些变化加重了对室内位置服务的要求，对高精度的室内定位的需求正迅速增加。

目前，室内定位技术种类繁多，可以分为两大类：①局域室内定位，如无线局域网(WLAN)、射频标签(RFID)、紫蜂(Zigbee)、蓝牙、超宽带(UWB)、地磁场强、红外定位、光跟踪定位、计算机视觉定位、超声波定位、惯性导航定位等；②广域室内定位，如基于移动通信网络的辅助GPS(A-GPS)、伪卫星、地面数字通信及广播网络定位系统等。

现有的室内定位技术大多需要先验信息，如需要提前部署信标节点，需要提前建立指纹库等，惯性导航虽然不需要先验信息也可以进行定位，但单独的惯性导航精度不高，因此现有的室内定位技术无法适应复杂的室内环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种无需先验信息的室内定位方法。

本发明采用的技术方案包括：

步骤1：将第一定位终端及第二定位终端佩戴于工作人员身体上；

步骤2：工作人员在初始位置，第二定位终端进行扫描获得室内空间的360°二维平面扫描图；

步骤3：第一定位终端检测工作人员是否走完一步，若走完一步则通知第二定位终端；

步骤4：第二定位终端收到所述通知后，获得当前位置的室内空间的360°二维平面扫描图；

步骤5：将两幅360°二维平面扫描图进行扫描匹配，得到工作人员当前位置相对于初始位置的二维平面坐标。

进一步，所述第二定位终端包含扫描测距雷达；所述步骤2与步骤4中，第二定位中端的扫描测距雷达获得极坐标下的室内空间的360°扫描图，再将扫描测距雷达获得的极坐标图转换为直角坐标图从而得到室内空间的360°二维平面扫描图。

进一步，第二定位终端还包含有惯性测量模块；所述步骤2进一步包括，惯性测量模块获取工作人员在初始位置的偏航角、俯仰角及滚转角；根据偏航角、俯仰角及滚转角将所述室内空间的360°二维平面扫描图进行三维仿射变换，将所述室内空间的360°二维平面扫描图变换为同一水平面上的360°二维平面扫描图；

所述步骤4进一步包括，惯性测量仪获取工作人员在当前位置的偏航角、俯仰角及滚转角；根据当前位置的偏航角、俯仰角及滚转角将当前位置的室内空间的360°二维平面扫描图进行三维仿射变换，将当前位置的室内空间的360°二维平面扫描图变换为同一水平面上的360°二维平面扫描图；

所述步骤5进一步包括，将初始位置同一水平面上的360°二维平面扫描图与当前位置的同一水平面上的360°二维平面扫描图进行扫描匹配，得到工作人员当前位置相对于初始位置的二维平面坐标。

优选地，所述第二定位终端安装于工作人员的头部。

第一定位终端还包括惯性测量模块，且安装于工作人员的足部；所述步骤3进一步包括，当惯性测量模块检测到工作人员足部的俯仰角出现正峰值后的某时刻的俯仰角与静止俯仰角参考值的差值小于某一阈值时，则认为工作人员走完一步。

进一步，还包括步骤6：

第一定位终端的惯性测量模块获取当前位置的偏航角；第二定位终端的惯性测量模块获取当前位置的偏航角；

将第一定位终端输出的所述偏航角转换为航向，将第二定位终端输出的所述偏航角转换为航向，将第一定位终端输出的航向与第二定位终端输出的航向进行融合，得到融合后的航向；

根据当前位置二维平面坐标与初始位置的二维平面坐标计算两个位置的直线距离，记为步长；

根据融合后的航向与步长计算修正后的当前位置的二维平面坐标。

进一步，重复执行步骤3～6，得到工作人员在室内的活动轨迹。

进一步，所述步骤6中，将第一定位终端的航向与第二定位终端的航向输入卡尔曼滤波器，得到融合后的航向。

进一步，步骤5中，采用ICP算法对两幅360°二维平面扫描图进行扫描匹配。

本发明实现了无需提前部署信标节点的高精度室内定位，相比其他的室内位置服务系统，本发明的优势在于以下几个方面：

1、不需要提前或实时部署信标节点，不受周围环境限制；

2、使用多传感器及多信息融合技术，定位误差不会随着时间的累积而发散，具有定位精度高、连续性好的优点。

附图说明