通过地图场景辅助定位方法与流程

本发明涉及导航定位领域，具体涉及一种通过地图场景辅助定位方法。

背景技术：

现有技术的室内定位方法包括通过信号源测距定位的uwb定位等定位方式，以及通过非测距定位的惯性导航等定位方式。二者在实际使用过程中均存在各种缺点。如uwb无线定位受人体、阻碍物等影响较大，精度都在10cm以上。惯性导航的定位误差随时间累积，越来越大。

技术实现要素：

为解决现有技术的定位方式均误差较大的技术问题，本发明提供一种提高定位精度的通过地图场景辅助定位方法。

一种通过地图场景辅助定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：提供一导航机器人，以及待导航区域的电子地图；

步骤二：赋予所述电子地图一平面坐标系；

步骤三：结合所述平面坐标系，标示所述电子地图中各障碍物的边缘于所述平面坐标系内的函数，记为f(x1)、f(x2)……；

步骤四：所述导航机器人运行时，持续测量其与两侧的所述边缘之间的距离，记为a1、a2……；

步骤五：所述导航机器人运行至一个所述边缘时，测得a1、a2；

利用所述a1、所述a2，结合对应的所述边缘的函数，计算得所述导航机器人当前实际坐标所处的函数，记为f(x1t)，将存在误差的导航坐标校准至所述f(x1t)的范围内；

步骤六：重复所述步骤五，当所述导航机器人运行至另一个所述边缘时，测得a3、a4；

利用所述a3、所述a4，结合对应的所述边缘的函数，计算得所述导航机器人当前实际坐标所处的函数，记为f(x2t)，将导航坐标校准至所述f(x2t)的范围内；

步骤七：重复所述步骤五，持续对所述导航机器人的导航坐标进行校准。

在本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的一种较佳实施例中，所述步骤四中，所述导航机器人连续测得多个所述a1、多个所述a2、多个所述a3等数据。

在本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的一种较佳实施例中，当所述a1加上所述a2，加上所述导航机器人的宽度，与对应的所述边缘之间的距离对比，在误差范围内时，则测量值有效，采用多个所述a1的平均值`a1和多个所述a2的平均值`a2继续运行所述步骤五；

否则测量值无效，继续测量

在本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的一种较佳实施例中，当多个所述a1之间，或多个所述a2之间的差值在误差范围之内时，则测量值有效，采用多个所述a1的平均值`a1或多个所述a2的平均值`a2继续运行所述步骤五；

否则测量值无效，继续测量。

在本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的一种较佳实施例中，所述步骤五中，当测量数据中仅`a1有效时：

将所述`a1乘以f(x1)的斜率的正弦值，从而获得f(x1t)相对于f(x1)于x轴方向的偏移量；

将所述`a1乘以f(x1)的斜率的余弦值，从而获得f(x1t)相对于f(x1)于y轴方向的偏移量；

当测量数据中`a1和`a2均有效时：

分别以`a1和`a2获得f(x1t)相对于f(x1)于x轴方向以及y轴方向的偏移量，取二者的平均值。

在本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的一种较佳实施例中，所述步骤六中，当连续产生的所述a1或所述a2产生突变时，则记录此处测距结果a1t、a2t；

利用所述测距结果、对应的所述边缘的函数、拐角点的坐标，计算得所述导航机器人当前实际坐标。

相较于现有技术，本发明提供的所述通过地图场景辅助定位方法通过测量与周边实体结构之间的距离实现辅助定位，与其他定位方式结合，有效提高了室内定位精度。

附图说明

图1是本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的实施例1的示意图；

图2是本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的实施例2的示意图；

图3是本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的实施例3的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1：

请参阅图1，是本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的实施例1的示意图。

所述通过地图场景辅助定位方法包括以下步骤：

步骤一：提供一导航机器人，所述导航机器人的宽度为b=10。提供待导航区域的电子地图，所述电子地图包括二条走廊。

步骤二：赋予所述电子地图一平面坐标系。

步骤三：结合所述平面坐标系，将一条所述走廊两侧的墙壁标示为f(x1)=100、f(x2)=200，另一条所述走廊两侧的墙壁标示为f(y3)=100、f(y4)=200。

步骤四：所述导航机器人经过一条所述走廊时，连续测量与所述走廊两侧的墙壁之间的距离a1和a2。

a1加上a2加上b等于100，在误差范围内，所述导航机器人平行于所述边缘运行，测量值有效。

取平均值得`a1=60，`a2=30。

步骤五：利用上述数据可得:

f(x1t)=[(100+60+10/2)+(200-30-10/2)]/2=165；

从而校准所述导航机器人的x轴坐标值。

步骤六：当所述导航机器人经过另一条所述走廊时，连续测量与所述走廊两侧的墙壁之间的距离a3和a4。取平均值得`a3=60，`a4=30。

同理可得f(y1t)=165；

从而校准所述导航机器人的y轴坐标值。

实施例2：

请参阅图2，是本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的实施例2的示意图。

步骤一：提供一导航机器人，所述导航机器人的宽度为b=10。提供待导航区域的电子地图，所述电子地图包括二面墙壁。

步骤二：赋予所述电子地图一平面坐标系。

步骤三：结合所述平面坐标系，将一面所述墙壁标示为f(x1)=200，另一面所述墙壁标示为f(y2)=100。

步骤四：所述导航机器人经过一面所述墙壁时，连续测量与所述墙壁之间的距离a1。

多个所述a1之间的差值在误差范围之内，所述导航机器人平行于所述边缘运行，测量值有效。

取平均值得`a1=30。

步骤五：利用上述数据可得:

f(x1t)=200-30-10/2=165；

从而校准所述导航机器人的x轴坐标值。

步骤六：当所述导航机器人经过另一面所述墙壁时，连续测量与所述墙壁之间的距离a2。取平均值得`a2=60。

同理可得f(y2t)=165；

从而校准所述导航机器人的y轴坐标值。

实施例3：

请参阅图3，是本发明提供的通过地图场景辅助定位方法的实施例3的示意图。

步骤一：提供一导航机器人，所述导航机器人的宽度为b=10。提供待导航区域的电子地图，所述电子地图包括二条交叉贯通的走廊。

步骤二：赋予所述电子地图一平面坐标系。

步骤三：结合所述平面坐标系，将一条所述走廊两侧的墙壁标示为f(x1)=100、f(x2)=200，所述走廊末端的拐点坐标分别为a(100，100)、b(100，200)。

步骤四：所述导航机器人经过一条所述走廊时，连续测量与所述走廊两侧的墙壁之间的距离a1和a2。

a1加上a2加上b等于100，在误差范围内，所述导航机器人平行于所述边缘运行，测量值有效。

取平均值得`a1=60，`a2=30。

步骤五：利用上述数据可得:

f(x1t)=[(100+60+10/2)+(200-30-10/2)]/2=165；

从而校准所述导航机器人的x轴坐标值。

步骤六：当所述导航机器人运行至拐角处，利用上述数据可得所述导航机器人当前实际坐标：

c(100，(100+60+10/2)+(200-30-10/2)]/2)，即c(100，165)。

相较于现有技术，本发明提供的所述通过地图场景辅助定位方法通过测量与周边实体结构之间的距离实现辅助定位，与其他定位方式结合，有效提高了室内定位精度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。