[發明專利]一種結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法及裝置

在審

• 申請號: 201910061561.5
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109883416A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 尤承增;彭玲;王建輝;池天河
• 申請（專利權）人: 中國科學院遙感與數字地球研究所
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S5/16
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司 11453
• 代理人: 李冬梅;苗源

本發明公開了一種結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法及裝置。所公開的方法包括：獲取室內地圖數據；獲取用戶設備的室內可見光通信定位數據；獲取用戶設備的室內慣導定位數據；結合室內可見光通信定位數據、室內慣導定位數據和室內地圖數據，對用戶設備所在的室內位置進行組合定位，其中，可見光通信定位數據和/或室內慣導定位數據是經過擴展卡爾曼濾波和/或經過神經網絡深度學習處理的、用于進行組合定位的定位數據。所公開的技術方案結合了可見光定位與慣性傳感器定位各自的技術優勢，提高了慣性傳感器定位連續長時間室內定位的精度。

技術領域

本發明涉及位置定位技術領域，尤其涉及一種結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法及裝置。

背景技術

隨著諸如手機、平板等移動設備的日益普及，使得商家提供、以及用戶使用基于位置的服務的需求不斷增長。由于衛星定位系統的不斷發展和完善，室外環境下基于位置的服務目前已經基本上達到了人們的使用要求。

然而，由于建筑物會屏蔽來自室外的衛星定位信號，在室內環境下通常難以使用衛星定位系統進行有效的定位。因此，目前在室內環境下通常會結合室內設置的紅外線檢測器、超聲波檢測器、以及WiFi、藍牙、超寬帶、RFID、無線傳感器網絡單元等室內無線(射頻)電磁信號檢測器進行定位。即，現有技術所采用的室內定位技術方案通常依賴于不可見光信號、超聲波信號，以及WiFi信號、藍牙信號、超寬帶信號、RFID、無線傳感器網絡等無線(射頻)電磁通信信號。

現有的上述室內定位技術方案依然存在這樣或那樣的問題。例如，紅外線傳輸距離較短且在傳輸中易受物體阻隔；無線傳感器網絡非常方便且定位通用性高，但所需的必要設施的費用高；WiFi在歷史建筑和遺址以及醫院等環境下將不能使用，因為額外的無線電裝置可能會影響文物保護和醫療設備；超聲波在傳輸的過程中有明顯的衰減；RFID的通信距離較短；接收信號易受噪聲干擾、穩定性差、定位精度低(一般在米級)等。另外，部分技術方案還存在算法復雜度高、功耗大、成本高等問題。因此，現有的上述室內定位技術方案不能完全滿足人們的使用需求，需要提出新的技術方案。

發明內容

根據本發明的結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法，包括：

獲取室內地圖數據；

獲取用戶設備的室內可見光通信定位數據；

獲取用戶設備的室內慣導定位數據；

結合室內可見光通信定位數據、室內慣導定位數據和室內地圖數據，對用戶設備所在的室內位置進行組合定位，

其中，可見光通信定位數據和/或室內慣導定位數據是經過擴展卡爾曼濾波和/或經過神經網絡深度學習處理的、用于進行組合定位的定位數據。

根據本發明的結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法，其可見光通信定位數據包括下列中的至少一種：用戶設備接收到的可見光信號強度的測量值、可見光信號到達用戶設備的角度的測量值、用戶設備與可見光發射設備之間的距離的估計值、第一用戶行跡估計值，室內慣導定位數據包括下列中的至少一種：磁力計的測量值、陀螺儀的測量值、加速度計的測量值、第二用戶行跡估計值、用戶行進方向估計值、用戶步長估計值。

根據本發明的結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法，其中，基于用戶的身高、體重、地面狀況、用戶加速度、用戶步頻中的至少一種，來通過神經網絡對用戶步長值進行深度學習，以建立用戶的身高、體重、地面狀況、用戶加速度、用戶步頻中的至少一種與用戶步長值的對應關系，從而獲取準確的用戶步長估計值。

根據本發明的結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法，其擴展卡爾曼濾波是間接法擴展卡爾曼濾波。

根據本發明的結合可見光通信定位和慣導定位的定位方法，還包括：

獲取用戶設備的初始位置，以進行第二用戶行跡估計值的累積計算。