[发明专利]一种融合视觉里程计和磁传感器的室内定位终端

摘要

本发明涉及一种融合视觉里程计和磁传感器的室内定位终端，包括地磁采集与预处理单元、视觉里程计单元、融合定位模块和无线传输模块。本发明基于视觉里程计和地磁传感对室内环境的测量，结合里程及地磁信息进行融合定位，本发明无需布设基站，无需进行设备维护，定位精度高、稳定可靠、易于维护；避免了惯导定位技术定位精度随时间快速发散的问题，在室内定位领域具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种融合视觉里程计和磁传感器的室内定位终端，其特征在于，包括：地磁采集与预处理单元、视觉里程计单元、融合定位模块(9)和无线传输模块(10)；所述地磁采集与预处理单元完成对地磁数据的采集和预处理，输出当前位置的地磁场信息和应用场景内的地磁图信息；所述视觉里程计单元根据采集的视觉图像进行里程信息计算，所述视觉里程计单元包括视觉里程计模块(8)；所述融合定位模块(9)根据所述地磁采集与预处理单元输出的当前位置的地磁场信息、应用场景内的地磁图信息和所述视觉里程计单元输出的里程信息进行地磁加视觉里程计融合定位；所述无线传输模块(10)将定位结果通过无线方式发送到用户应用层；所述融合定位模块(9)包括首匹配模块(91)和连续匹配定位模块(92)；所述首匹配模块(91)在定位终端重新启动后，进行首匹配，所述首匹配根据视觉里程计模块(8)输出的里程信息、所述地磁采集与预处理单元输出的当前位置的地磁场信息，确定首匹配的位置地磁场信息，将所述位置地磁场信息与事先存储的地磁图信息进行匹配，在全局范围内搜索定位终端可能的位置；所述连续匹配定位模块(92)用于首匹配后的连续定位；所述首匹配模块(91)在全局范围内的搜索定位过程包括：顺序测量三段长度均为L的磁场序列，所述L长度为3到10米，在区域内进行全局搜索，通过匹配相关算法，找到和实时磁场测量序列最相似的基准磁场序列所在的位置，记为PM1，PM2，PM3；此时视觉里程计标记的位置是PA1，PA2，PA3；进行匹配相关计算，所述匹配相关计算包括标量匹配和矢量匹配两种模式，在标量匹配模式下，只对比总场强度的相似性；在矢量匹配模式下，对比三个分量的相似性，总的相关值为三个分量相关值的和；进行首匹配判决，采用判决公式对PM1，PM2，PM3三个位置进行一致性判决，判决条件为|Dis1‑Dis2|≤m&|Dis2‑Dis3|≤m&|Dis3‑Dis1|≤m，所述m是距离的判决门限，如果满足判决条件，采用绝对平均差匹配方法或积相关匹配方法进行匹配，在采用绝对平均差匹配方法进行匹配时，选择相似度值的最小值所对应的位置为最终的匹配位置，采用积相关匹配方法进行匹配时，选择相似度值的最大值所对应的位置为最终的匹配位置，如果不满足判决条件，则继续测量，直到满足判决条件为止。