地图构建方法、装置、设备和计算机可读存储介质与流程

1.本技术涉及计算机技术领域，尤其涉及一种地图构建方法、装置、设备和计算机可读存储介质。


背景技术：

2.室内建图技术包括即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping，slam)技术，根据构建地图时所使用的传感器类别，又可以划分为激光slam和视觉slam。slam系统包括传感器数据模块、视觉里程计算法、后端优化算法、建图模块和回环检测模块这五个部分。其中，传感器数据模块主要用于采集环境中的各种原始数据，例如，激光扫描数据、视频图像数据等；视觉里程计算法包括特征匹配、直接配准等算法的应用；后端优化算法包括滤波和图优化等算法，用于接收不同时刻视觉里程计测量的相机位姿，以及回环检测的信息，对它们进行优化，得到全局一致的轨迹和地图；建图模块用于三维地图的构建，通过回环检测模块消除空间累计误差。
3.然而，slam技术依靠传感器数据作为输入，硬件成本较高，slam设备相比手机、手表等设备往往比较庞大。其中，视觉slam依靠可见光，在暗处或一些无纹理区域难以工作，因此，slam系统的易用性和便携性都较差，而且，slam算法复杂，开发难度大，采用slam技术构建地图的复杂度较高。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种地图构建方法、装置、设备和计算机可读存储介质，降低了地图构建的复杂度。
5.本技术实施例的技术方案是这样实现的：
6.第一方面，本技术实施例提供一种地图构建方法，所述方法包括：确定待构建区域内的两个锚点和移动点；以每一所述锚点为几何中心，基于所述移动点与每一所述锚点在相邻的两个时刻的量测信息，确定两个几何图形；基于所述移动点的移动方向和所述两个锚点对应的四个几何图形，确定所述移动点分别在所述两个时刻的位置点坐标；针对所述两个时刻中的每一时刻，基于所述移动点在所述时刻的位置点坐标、所述两个锚点的坐标，以及基于所述量测信息确定的所述移动点分别与所述两个锚点之间的传播特性，确定所述移动点在每一所述时刻的坐标对；基于至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，构建所述待构建区域的地图。
7.第二方面，本技术实施例提供一种地图构建装置，所述装置包括：几何图形确定模块，用于确定待构建区域内的两个锚点和移动点；以每一所述锚点为几何中心，基于所述移动点与每一所述锚点在相邻的两个时刻的量测信息，确定两个几何图形；位置点坐标确定模块，用于基于所述移动点的移动方向和所述两个锚点对应的四个几何图形，确定所述移动点分别在所述两个时刻的位置点坐标；坐标对确定模块，用于针对所述两个时刻中的每一时刻，基于所述移动点在所述时刻的位置点坐标、所述两个锚点的坐标，以及基于所述量
测信息确定的所述移动点分别与所述两个锚点之间的传播特性，确定所述移动点在每一所述时刻的坐标对；构建模块，用于基于至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，构建所述待构建区域的地图。
8.第三方面，本技术实施例提供一种地图构建设备，所述设备包括：存储器，用于存储可执行计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行计算机程序时，实现上述第一方面所述的地图构建方法。
9.第四方面，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，用于被处理器执行时，实现上述第一方面所述的地图构建方法。
10.本技术实施例提供了一种地图构建方法、装置、设备和计算机可读存储介质。根据本技术实施例提供的方案，该方法包括：确定待构建区域内的两个锚点和移动点；以每一锚点为几何中心，基于移动点与每一锚点在相邻的两个时刻的量测信息，确定两个几何图形；绘制几何图形的信息是相邻的两个时刻采集的量测信息，无需采用激光扫描、视频图像等数据，可以是由任意多个支持设备间测距的测距设备完成，降低了数据采集的难度以及数据的复杂度。基于移动点的移动方向和两个锚点对应的四个几何图形，确定移动点分别在两个时刻的位置点坐标；针对两个时刻中的每一时刻，基于移动点在时刻的位置点坐标、两个锚点的坐标，以及基于量测信息确定的移动点分别与两个锚点之间的传播特性，确定移动点在每一时刻的坐标对；将两个锚点作为参考点，结合移动点的移动方向和四个几何图形，确定每个时刻下各个移动点的位置点，将传播特性、参考点和位置点一起记录在该时刻下该移动点中，可以得到至少两个连续时刻下多个移动点的移动轨迹。基于至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，构建待构建区域的地图。本方案仅需要采集每个时刻下多个移动点和锚点之间的量测信息，结合移动点的移动方向和传播特性，确定至少两个连续时刻下多个移动点的移动轨迹，对其进行聚类，即可确定待构建区域对应的地图，无需采集复杂的数据以及复杂的处理过程，降低了地图构建的复杂度。
附图说明
11.图1为本技术实施例提供的一种地图构建方法的可选的步骤流程图；
12.图2为本技术实施例提供的一种测量过程的可选的示意图；
13.图3为本技术实施例提供的一种传播特性的示例性的示意图；
14.图4为本技术实施例提供的另一种地图构建方法的可选的步骤流程图；
15.图5为本技术实施例提供的再一种地图构建方法的可选的步骤流程图；
16.图6为本技术实施例提供的一种位置点的示例性的示意图；
17.图7为本技术实施例提供的一种聚类结果的示例性的示意图；
18.图8为本技术实施例提供的又一种地图构建方法的可选的步骤流程图；
19.图9为本技术实施例提供的一种地图构建装置的可选的结构示意图；
20.图10为本技术实施例提供的一种地图构建设备组成结构示意图。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应当理解的是，此处所描述的一些实施例仅用以解释本技术的技术方案，并不用
于限定本技术的技术范围。
22.为了更好地理解本技术实施例中提供的地图构建方法，在对本技术实施例的技术方案进行介绍之前，先对应用背景和相关技术进行说明。
23.相关技术中，slam技术用于机器人在未知的环境中，完成定位(localization)，建图(mapping))和路径规划(navigation)。slam技术可以被广泛运用于机器人、无人机、自动驾驶、无人驾驶、增强现实(augmented reality，ar)、虚拟现实(virtual reality，vr)等领域，依靠传感器实现机器的自主定位、建图、路径规划等功能。
24.本技术实施例提供一种地图构建方法，如图1所示，图1为本技术实施例提供的一种地图构建方法的步骤流程图，地图构建方法包括以下步骤：
25.s101、确定待构建区域内的两个锚点和移动点。
26.在本技术实施例中，两个锚点为待构建区域内在相邻的两个时刻均处于静止状态的任意两个测距设备，移动点表征待构建区域内在相邻的两个时刻处于移动状态的任意一个测距设备。待构建区域是需要进行构建地图的区域，也可以称为目标区域，根据该待构建区域内测距设备的传感器参数(例如，加速度)，确定测距设备的运动状态(包括静止和移动)，例如，可以知道某一时刻下哪些测距设备是处于静止状态，哪些测距设备是处于移动状态。待构建区域内的测距设备支持精细时间测量协议(fine timing measurement，ftm)，具有测距功能，两两测距设备之间可以通过广播的形式，建立连接，确定每个时刻下两者之间的量测信息。选择待构建区域内相邻的两个时刻均处于静止状态的任意两个测距设备，作为两个锚点。对待构建区域内相邻的两个时刻处于移动状态的测距设备，将其作为移动点。
27.在本技术实施例中，测距设备具有无线保真往返时间(wi-fi rtt)功能，往返时间(round trip time，rtt)表示数据在链路上从发送端到接收端，再从接收端返回发送端的时间总和。测距设备可以通过ftm协议(例如，wi-fi802.11mc中ftm协议)广播对应的测距请求(ftm request)。测距设备包括但不限于终端(例如，手机、平板电脑、笔记本电脑、游戏机和可穿戴设备等)、路由器、接入点(access point，ap)等具有wi-fi rtt功能、支持ftm协议的设备，对此本技术实施例不做限制。上述量测信息的测量可以是在手机和手机之间、手机和路由器之间、手机和接入点之间、路由器和接入点之间，只要是能够支持wi-fi rtt功能的设备均可。
28.本技术实施例提供的地图构建方法的应用场景可以是室内，可以是任何地理水平高度相对一致、且能确定设备活动的区域，在一片固定范围的室内或室外区域，例如，露天活动场所、运动场馆、足球场等。
29.需要说明的，由于本方案中相邻的两个时刻是纳秒级的，某一测距设备在相邻的两个时刻均处于静止状态，说明其在相邻的两个时刻构成的时间段内均处于静止状态；某一测距设备在相邻的两个时刻均处于移动状态，说明其在相邻的两个时刻构成的时间段内均处于移动状态。在选择锚点和移动点时，本技术实施例中的锚点指的是相对静止的测距设备，移动点指的是相对移动的测距设备。
30.s102、以每一锚点为几何中心，基于移动点与每一锚点在相邻的两个时刻的量测信息，确定两个几何图形。
31.在本技术实施例中，针对每个移动点，分别以各个锚点为几何中心，基于各个锚点
与移动点在当前时刻的量测信息，确定两个几何图形；基于各个锚点与移动点在下一时刻的量测信息，确定两个几何图形，从而得到四个几何图形，当前时刻和下一时刻是相邻的两个时刻。对于待构建区域内的每个移动点，均绘制四个几何图形。
32.在本技术实施例中，量测信息包括两个测距设备之间的量测距离，而且还反映了两个测距设备之间的传播特征。传播特性包括视距(line of sight，los)和非视距(non line of sight，nlos)，在视距条件下，无线信号无遮挡的在发射端和接收端之间直线传播，非视距与视距相反，在非视距条件下，发射端与接收端之间的无线信号直射路径受到阻挡。量测距离表示信号传播距离，在视距条件下，可以反映两个测距设备之间的实际距离，在非视距条件下，量测距离需要结合非视距对应的距离损耗，一起确定两点之间的实际距离。以锚点为几何中心，基于量测信息中量测距离和传播特征，可以确定几何图形的边界，几何图形的边界能够反映移动点在这一时刻可能出现的位置，边界上的点到锚点之间的距离均相同，几何图形可以是一个圆。
33.在本技术实施例中，测距设备之间的测量过程是非常短暂的，是纳秒级的。在某一时刻进行测距时，待构建区域内任一测距设备(作为广播端)可以向周围进行广播，位于广播范围内的其他设备监听到广播，响应于广播端的测距设备，建立连接(此处不是通信连接，是指建立wi-fi rtt连接)，从而完成测量过程。如图2所示，图2为本技术实施例提供的一种测量过程的可选的示意图。
34.示例性的，图2中测距场景中的测距设备包括手机(phone)和接入点(ap)，phone和ap均支持wi-fi 802.11mc协议，以phone和ap之间随着时间(time)的测量过程为例进行说明，phone为广播端，向周围进行广播(图2中以ftm request示出)，周围的ap监听到广播，响应于广播端(即phone)。在t1时刻，ap向phone发送ftm消息，该传输路线称为ping；在t2时刻，phone接收到ftm消息；在t3时刻phone向ap发送确认字符(acknowledge character，ack)，该传输路线称为pong，其携带有t2时刻和t3时刻的时间戳；在t4时刻，ap接收到ack，可以知道t2时刻和t3时刻的时间戳；然后ap向phone发送ftm消息，其携带有t1时刻和t4时刻的时间戳。ap可以根据自身发出和接收消息的时间戳(t1时刻和t4时刻)，以及phone返回的时间戳(t2时刻和t3时刻)，确定与phone之间的距离。phone可以根据自身接收和发出消息的时间戳(t2时刻和t3时刻)，以及ap返回的时间戳(t1时刻和t4时刻)，确定与ap之间的距离。图2示出了一次完整的测量过程，量测距离(distance)的计算方法如下：2
×
distance＝((t4-t1)-(t3-t2))
×
c，其中，t4-t1表示往返总时间(total round trip time)，t3-t2表示周转时间(turn around time)，c表示电磁波的传播速度，c＝3.0
×
108。
35.在本技术实施例中，通过802.11mc ftm协议量测移动设备之间的距离。上述图2中t1、t2、t3、t4为纳秒级的时间戳，分别表示信号离开发送端或信号达到接收端的时间，ftm协议通过计算信号在收发端之间的传播时间，即rtt时间来计算两个设备之间的物理距离。发起一次ftm测量通常会进行多次，例如，8次，并取这几次测量的平均值，作为最终返回的测量距离。完成ftm一次测量的耗时也在纳秒级别。
36.s103、基于移动点的移动方向和两个锚点对应的四个几何图形，确定移动点分别在两个时刻的位置点坐标。
37.在本技术实施例中，以移动点是终端为例，根据终端中的加速度传感器可以确定移动点的移动方向。为建立统一标准，本技术实施例提供的地图构建方法是在平面内执行，
例如，平行于水平面的平面直角坐标系，绘制的四个几何图形和移动方向是在同一平面直角坐标系。将两个锚点作为参考点，根据相邻的两个时刻的量测信息，绘制四个几何图形。几何图形表征该移动点在这一时刻下可能出现的位置，以两个锚点包括第一锚点和第二锚点，相邻的两个时刻包括当前时刻和下一时刻为例。当前时刻下，基于移动点和第一锚点之间的量测信息确定第一几何图形；基于移动点和第二锚点之间的量测信息确定第二几何图形；基于量测信息绘制的第一几何图形和第二几何图形之间存在交点，在当前时刻，移动点既要出现在第一几何图形上，又要出现在第二几何图形上。下一时刻下，基于移动点和第一锚点之间的量测信息确定第三几何图形；基于移动点和第二锚点之间的量测信息确定第四几何图形；基于量测信息绘制的第三几何图形和第四几何图形之间存在交点，在下一时刻，移动点既要出现在第三几何图形上，又要出现在第四几何图形上。根据上述描述的情况，可以确定移动点可能出现的位置点。结合移动点从当前时刻到下一时刻的移动方向，最终确定每个时刻下移动点的位置点。
38.在本技术实施例中，针对每个移动点，结合移动点的移动方向、相邻的两个时刻中每个相同时刻下的两个几何图形的交点，确定每个时刻下各个移动点的位置点。本技术实施例中两个锚点的坐标和几何图形的半径是已知的，两个锚点的坐标采用上一时刻中的坐标，在确定移动点在相邻的两个时刻的位置点之后，可以根据两个锚点的坐标和两个几何图形的交点确定两个位置点的位置点坐标。无需采集复杂的数据以及复杂的处理过程，降低了确定位置点的复杂度。
39.s104、针对两个时刻中的每一时刻，基于移动点在时刻的位置点坐标、两个锚点的坐标，以及基于量测信息确定的移动点分别与两个锚点之间的传播特性，确定移动点在每一时刻的坐标对。
40.在本技术实施例中，以两个锚点包括第一锚点和第二锚点，相邻的两个时刻包括当前时刻和下一时刻为例，量测信息包括第一锚点与移动点在当前时刻的第一量测信息和下一时刻的第二量测信息，以及第二锚点与移动点在当前时刻的第三量测信息和下一时刻的第四量测信息。根据各个锚点的坐标、移动点在当前时刻的位置点坐标，基于第一量测信息和第三量测信息确定的移动点与两个锚点之间的传播特性，确定移动点在当前时刻的坐标对；根据各个锚点的坐标、移动点在下一时刻的位置点坐标，基于第二量测信息和第四量测信息确定的移动点与两个锚点之间的传播特性，确定移动点在下一时刻的坐标对；移动点在相邻的两个时刻的坐标对包括移动点在当前时刻的坐标对和移动点在下一时刻的坐标对。
41.在本技术实施例中，量测信息包括接收信号强度(received signal strength indicator，rssi)，反映信号在传播过程中的强弱(衰减)情况，根据每个时刻的量测信息的统计特征，对锚点和移动点之间的信道传播模型进行分类，确定锚点和移动点在每个时刻的传播特性，传播特性用于表征两个测距设备(锚点和移动点)之间的传播路径是否具有障碍物。由于本技术实施例提供的地图构建方法是对待构建区域的边界和待构建区域内的分界线(也可以称为分割线)进行构建，因此，将传播特性作为坐标对的一部分进行统计，用于在聚类时，实现对待构建区域内的格局的构建。
42.在本技术实施例中，传播特性包括视距和非视距，根据信号收发双方(接收端和发送端)的位置关系，可以将信道传播模型分为los和nlos。如图3所示，图3为本技术实施例提
供的一种传播特性的示例性的示意图，图3中示出了两条传播路径，一条是在视距条件(los)下，两个设备之间没有遮挡，一条是在非视距(nlos)下，两个设备之间存在遮挡。基于rtt的los/nlos分类如图3所示，若信号收发双方位于同一空间，信号沿直线传播没有遮挡，则该信道模型为los；若信号传播过程中遇到障碍物，无法沿直线传播，则信道模型为nlos。通过ftm协议的量测值提取出统计特征值，可以对该ftm量测信号进行los/nlos分类，从而判断出移动点和锚点(例如，路由器和手机)之间的位置关系，辅助建图。
43.在本技术实施例中，以相邻的两个时刻包括当前时刻和下一时刻，锚点包括第一锚点和第二锚点为例，将第一锚点的坐标、第二锚点的坐标、移动点在当前时刻的位置点坐标、移动点和第一锚点在当前时刻的传播特性、移动点和第二锚点在当前时刻的传播特性，作为移动点在当前时刻的坐标对。将第一锚点的坐标、第二锚点的坐标、移动点在下一时刻的位置点坐标、移动点和第一锚点在下一时刻的传播特性、移动点和第二锚点在下一时刻的传播特性，作为移动点在下一时刻的坐标对。将传播特性、锚点和位置点一起记录在该时刻下该移动点中，可以得到至少两个连续时刻下各个移动点的移动轨迹。
44.在本技术实施例中，结合los/nlos分类结果，按照[锚点坐标(包括锚点a1、a2的坐标)，移动点坐标(包括移动点在ti，t
i+1
的坐标)，los/nlos]的格式记录数据，并存入数据库。每个时刻下任意一个移动点的坐标对包括：各个锚点的坐标、移动点的坐标，以及移动点相对于各个锚点的传播特性，示例性的，若锚点a1的位置记为(x1,y1)，锚点a2的位置记为(x2,y2)，移动点m在ti时刻的位置记为(x
mi
,y
mi
)，ti时刻移动点m和锚点a1的rtt量测为nlos，ti时刻移动点m和锚点a2的rtt量测为los，则记录[(x1,y1),(x2,y2),(x
mi
,y
mi
),nlos,los]作为移动点在ti时刻的坐标对，表示坐标点(x1,y1)和坐标点(x
mi
,y
mi
)为nlos关系、坐标点(x2,y2)和坐标点(x
mi
,y
mi
)为los关系。同理，移动点m在t
i+1
时刻的位置记为(x
m(i+1)
,y
m(i+1)
)，t
i+1
时刻移动点m和锚点a1的rtt量测为los，t
i+1
时刻移动点m和锚点a2的rtt量测为los，则记录[(x1,y1),(x2,y2),(x
m(i+1)
,y
m(i+1)
),los,los]作为移动点在t
i+1
时刻的坐标对，表示坐标点(x1,y1)和坐标点(x
m(i+1)
,y
m(i+1)
)为los关系、坐标点(x2,y2)和坐标点(x
m(i+1)
,y
m(i+1)
)为los关系。
[0045]
需要说明的是，假设某一时刻下有些处于静止状态的测距设备未作为锚点，由于其不是移动点，无需进行以上移动点的坐标对的确定过程。在确定当前时刻下测距设备的坐标对的过程中，当根据测距设备的传感器确定该测距设备处于静止状态、且未作为锚点时，直接将上一时刻中该测距设备的坐标，作为当前时刻下的坐标即可。
[0046]
在本技术实施例中，根据测量信息中接收信号强度可以确定锚点和移动点之间的传播特性，传播特性有助于确定待构建区域的边界线以及待构建区域内的分界线，例如，待构建区域内是否有障碍物(例如，墙、门等)。对于某一时刻，将该时刻下，两个锚点的坐标、移动点的坐标、移动点和各个锚点之间的传播特性，作为该移动点在该时刻下的坐标对。基于此，可以得到多个移动点在不同时刻下的坐标对。多个移动点在不同时刻下的坐标对用于进行聚类分析，得到聚类结果，数据处理过程简单，降低了地图构建的复杂度。
[0047]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；上述s104中锚点的坐标可以通过以下方式得到。若当前时刻是初始时刻，则两个锚点的坐标为预设坐标；若当前时刻不是初始时刻，则两个锚点的坐标为每一锚点在上一时刻中的坐标。
[0048]
在本技术实施例中，相邻的两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻，以当
前时刻是t时刻为例，在当前时刻之前的一个时刻(即上一时刻)是t-1时刻，在当前时刻之后的一个时刻(即下一时刻)是t+1时刻，其中1代表时间间隔，其对应的时间可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，例如，0.1纳秒(ns)、0.01ns、0.05ns等。若t时刻是初始时刻，则以两个锚点中的任一锚点为坐标原点，建立平面直角坐标系，该锚点的坐标为(0，0)，两个锚点之间在现实场景中的实际距离l，在平面直角坐标系中在离坐标原点为l处确定另一个锚点的坐标(无需考虑方向，只要两个锚点之间的距离是l即可)，从而完成设置初始时刻下设置两个锚点的坐标的过程。当然，也可以先建立平面直角坐标系，然后在平面直角坐标系中先将任意一点作为一个锚点，两个锚点之间在现实场景中的实际距离l，在平面直角坐标系中在离一个锚点为l处确定另一个锚点的坐标(无需考虑方向，只要两个锚点之间的距离是l即可)，从而完成设置初始时刻下设置两个锚点的坐标的过程。
[0049]
在本技术实施例中，若当前时刻不是初始时刻，则各个锚点的坐标为各个锚点在上一时刻中的坐标，从而可以保证坐标对的连续性，对至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对进行聚类时，可以找到多个坐标对之间的关系，完成地图构建过程。
[0050]
s105、基于至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，构建待构建区域的地图。
[0051]
在本技术实施例中，针对每个移动点，均根据上述s101-s104确定该移动点在每个时刻的坐标对，从而得到每个时刻下各个移动点的坐标对，也可以理解为上述s101-s104是一个循环过程，直至得到连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，其中，根据待构建区域内所包括的测距设备的数量可以确定连续的不同时刻的数量，连续的不同时刻的数量与待构建区域内所包括的测距设备的数量呈反比。在得到至少两个连续的不同时刻下各个移动点的坐标对之后，可以基于密度的聚类算法，对具有空间性的坐标对进行聚类，将数据密度较大的区域连接，该聚类方法是将簇看作数据点密度相对较高的数据对象集。由于待构建区域内的分界线无法通过，测距设备通常是在待构建区域内空旷的地方(没有分界线的地方)进行移动。基于密度的聚类算法用于将轨迹比较密集的点聚类到一起，示例性的，将欧式距离较近、且相似度比较高的点(包括锚点和移动点)聚类到一起，相似度较高表示这些点与其他点之间的传播特性相似。聚类中轨迹密集的空间即为待构建区域内可以移动的地方，聚类中轨迹稀疏的空间即为待构建区域内不能通过的地方(可以是一堵墙或其他不可越过的障碍物)。这些类的边界或包络即为待构建区域的边界线和待构建区域内的分界线，构建出待构建区域对应的地图。
[0052]
在本技术实施例中，基于密度的聚类算法包括但不限于：具有噪声的基于密度的聚类方法(density-based spatial clustering of applications with noise，dbscan)、均值漂移算法(meanshift)、denclue、optics和高斯混合模型(gaussian mixture model，gmm)。示例性的，以基于密度的聚类算法是dbscan为例，dbscan通过检查数据集中每个点的ε邻域来寻找聚类。如果一个点p的ε邻域包含多于minpts个点，则创建一个以点p作为核心对象的新簇，dbscan反复地寻找从这些核心对象直接密度可达的对象，这个过程可能涉及一些密度可达簇的合并。当没有新的点可以被添加到任何簇时，聚类过程结束。
[0053]
在本技术实施例中，聚类的最终目标就是在已知无标签的数据集上找到合适的簇，将这些无标签的数据合理的划分到合适的簇中。其中簇内的样本的相似度很高，不同簇的样本间相似度很低。基于密度的聚类算法用于将密度较大的相邻区域连接，能有效处理
异常数据，用于对空间性数据进行聚类。只要靠近区域的密度超过某个阀值，就继续聚类，将密度足够大的相邻区域连接起来。该类方法将每个簇看作是数据空间中被低密度区域分割开的高密度对象区域，也就是将簇看作是密度相连的点最大集合。基于密度的聚类算法不需要事先知道要形成的簇类的数量，可以发现任意形状的簇类，能够识别出噪声点，提高了聚类结果的准确性。进而根据聚类结果构建待构建区域对应的地图，无需采集复杂的数据以及复杂的处理过程，降低了地图构建的复杂度。
[0054]
需要说明的是，本技术实施例提供的地图构建方法可以由待构建区域内任一测距设备执行，为便于区分，将其称为执行设备。执行设备同时还可以作为锚点或移动点，其他测距设备将量测信息发送给执行设备，由执行设备根据量测信息进行几何图形的绘制、位置点的确定、坐标对的确定以及聚类的地图构建。可以理解的是，本技术实施例提供的地图构建方法可以由其他具备计算能力的设备执行，接收待构建区域内的测距设备发送的量测信息，从而执行根据量测信息进行几何图形的绘制、位置点的确定、坐标对的确定以及聚类的地图构建过程，对于地图构建方法的执行主体，本技术实施例不做限制。
[0055]
本技术实施例中的测距设备，包括但不局限于支持ftm协议的手机、路由器、运动手表等，其中，固定位置的路由器可作为本技术实施例中的固定锚点，手机、运动手表等可以作为本技术实施例中的锚点或移动点。
[0056]
根据本技术实施例提供的方案，该方法包括：确定待构建区域内的两个锚点和移动点；以每一锚点为几何中心，基于移动点与每一锚点在相邻的两个时刻的量测信息，确定两个几何图形；绘制几何图形的信息是相邻的两个时刻采集的量测信息，无需采用激光扫描、视频图像等数据，可以是由任意多个支持设备间测距的测距设备完成，降低了数据采集的难度以及数据的复杂度。基于移动点的移动方向和两个锚点对应的四个几何图形，确定移动点分别在两个时刻的位置点坐标；针对两个时刻中的每一时刻，基于移动点在时刻的位置点坐标、两个锚点的坐标，以及基于量测信息确定的移动点分别与两个锚点之间的传播特性，确定移动点在每一时刻的坐标对；将两个锚点作为参考点，结合移动点的移动方向和四个几何图形，确定每个时刻下各个移动点的位置点，将传播特性、参考点和位置点一起记录在该时刻下该移动点中，可以得到至少两个连续时刻下多个移动点的移动轨迹。基于至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，构建待构建区域的地图。本方案仅需要采集每个时刻下多个移动点和锚点之间的量测信息，结合移动点的移动方向和传播特性，确定至少两个连续时刻下多个移动点的移动轨迹，对其进行聚类，即可确定待构建区域对应的地图，无需采集复杂的数据以及复杂的处理过程，降低了地图构建的复杂度。
[0057]
在一些实施例中，上述图1中s102还可以包括s1021-s1023。如图4所示，图4为本技术实施例提供的另一种地图构建方法的可选的步骤流程图。
[0058]
s1021、针对两个时刻中的每一时刻，基于移动点与每一锚点在每一时刻的量测信息的统计特征，对移动点和每一锚点之间的信道传播模型进行分类，确定移动点和每一锚点在每一时刻的传播特性。
[0059]
在本技术实施例中，两个锚点包括第一锚点和第二锚点，相邻的两个时刻包括当前时刻和下一时刻。根据移动点与第一锚点在当前时刻的量测信息的统计特征，对信道传播模型进行分类，确定移动点与第一锚点在当前时刻的传播特性；根据移动点与第二锚点在当前时刻的量测信息的统计特征，对信道传播模型进行分类，确定移动点与第二锚点在
当前时刻的传播特性；根据移动点与第一锚点在下一时刻的量测信息的统计特征，对信道传播模型进行分类，确定移动点与第一锚点在下一时刻的传播特性；根据移动点与第二锚点在下一时刻的量测信息的统计特征，对信道传播模型进行分类，确定移动点与第二锚点在下一时刻的传播特性。
[0060]
在本技术实施例中，一个时刻下锚点和移动点之间量测信息是通过多次测量得到的，一个时刻是纳秒级的，每个测量过程中时间戳(如图2中示出的一次完整的测量过程)也是纳秒级的。量测信息中包括多次测量的统计特征，根据量测信息中接收信号强度(rssi)以及多次测量的统计特征，对信道传播模型进行分类，接收信号强度反映了信号在传播过程中的强弱(衰减)情况，确定各个锚点和移动点在每个时刻的传播特性。
[0061]
在一些实施例中，量测信息包括多次测量对应的多个往返时间和多个接收信号强度；在上述图4的s1021之前，该地图构建方法还包括以下步骤。根据多个往返时间和预设传播速度，确定多个距离；根据多个距离和多个接收信号强度，提取量测信息的统计特征；将多个距离的均值作为量测信息中的量测距离。
[0062]
在本技术实施例中，在一个时刻(上一时刻、当前时刻或下一时刻)上的量测信息可以是通过多次往返测量得到的，如上图2所示，一次往返测量对应的时间戳都很短暂，是纳秒级别的。图2示出了一次测量过程，一次测量过程对应往返时间(t1时刻、t4时刻)和多个接收信号强度(可以包括t2时刻对应的接收信号强度、t4时刻对应的接收信号强度)。一个量测信息可以包括多次测量结果(多个往返时间和多个接收信号强度)。将往返时间与预设传播速度的乘积的一半作为距离，预设传播速度是电磁波的传播速度c，为3.0
×
108，往返时间表示信号或数据在链路上从发送端到接收端，再从接收端返回发送端的时间总和，例如，图2中的(t4-t1)-(t3-t2)。往返时间与预设传播速度的乘积等于两个距离。
[0063]
在本技术实施例中，量测信息包括多次测量，基于每次测量结果可以得到一个距离，根据多次测量结果统计距离和接收信号强度的均值、方差、标准差等，从而提取量测信息的统计特征。并将多个距离的均值作为量测距离，量测距离反映了锚点和移动点之间的实际距离。
[0064]
在本技术实施例中，通过多次测量得到量测距离，提高了量测距离的准确性。以及提取量测信息的统计特征，以便在绘制几何图形时，将统计特征考虑进去，使得同一时刻下两个几何图形之间存在交点。并且，将基于统计特征确定的传播特性，记录在每个时刻下每个移动点与各个锚点的坐标对中，便于在分类时，生成待构建区域的格局，无需采集复杂的数据以及复杂的处理过程，降低了地图构建的复杂度。
[0065]
s1022、基于移动点和每一锚点在每一时刻的传播特性，分别对每一时刻的量测信息中的量测距离进行补偿，得到每一时刻的补偿距离。
[0066]
在本技术实施例中，两个锚点包括第一锚点和第二锚点，相邻的两个时刻包括当前时刻和下一时刻。基于第一锚点与移动点在当前时刻的传播特性，对第一锚点和移动点之间的第一量测距离进行补偿，得到第一锚点与移动点在当前时刻的第一补偿距离；基于第一锚点与移动点在下一时刻的传播特性，对第一锚点和移动点之间的第二量测距离进行补偿，得到第一锚点与移动点在下一时刻的第二补偿距离；基于第二锚点与移动点在当前时刻的传播特性，对第二锚点和移动点之间的第三量测距离进行补偿，得到第二锚点与移动点在当前时刻的第三补偿距离；基于第二锚点与移动点在下一时刻的传播特性，对第二
锚点和移动点之间的第四量测距离进行补偿，得到第二锚点与移动点在下一时刻的第四补偿距离。
[0067]
在一些实施例中，传播特性包括视距和非视距；该地图构建方法还包括以下步骤。上述图4的s1022中的补偿距离还可以通过以下方式确定，若传播特性是视距，则将量测距离作为补偿距离；若传播特性是非视距，则将量测距离与预设补偿值之和作为补偿距离。
[0068]
在本技术实施例中，传播特性包括视距和非视距，在视距条件下，无线信号无遮挡的在发射端和接收端之间直线传播，量测距离反映了两个测距设备之间的实际距离，可以将量测距离作为补偿距离，或者对量测距离进行一点点的距离补偿，将量测距离与补偿值之和作为补偿距离，视距条件下的补偿值小于非视距条件下的补偿值。在非视距条件下，需要结合量测距离和非视距对应的距离损耗(即预设补偿值)，一起确定两点之间的实际距离，例如，将量测距离与预设补偿值之和作为补偿距离。
[0069]
需要说明的是，预设补偿值可以由本领域技术人员根据实际情况进行设置，可以根据大量的实验数据确定，例如，预设补偿值可以取值在0.1米(m)-5m。对此本技术实施例不做限制。
[0070]
在本技术实施例中，基于传播特性对量测距离进行补偿，以便根据补偿后的补偿距离进行几何图形的绘制，通过将非视距情况下的量测距离的损失值考虑进去，使得同一时刻下两个几何图形之间存在交点。
[0071]
s1023、以每一锚点为圆心，两个时刻的补偿距离为半径，在平行于水平面的平面直角坐标系中，确定两个几何图形。
[0072]
在本技术实施例中，以第一锚点为圆心，以第一锚点与移动点在当前时刻的第一补偿距离为半径，在平行于水平面的平面直角坐标系上画圆，得到第一几何图形；以第一锚点为圆心，以第一锚点与移动点在下一时刻的第二补偿距离为半径，在同一平面直角坐标系上画圆，得到第二几何图形；第一几何图形和第二几何图形为同心圆。以第二锚点为圆心，以第二锚点与移动点在当前时刻的第三补偿距离为半径，在同一平面直角坐标系上画圆，得到第三几何图形；以第二锚点为圆心，以第二锚点与移动点在下一时刻的第四补偿距离为半径，在同一平面直角坐标系上画圆，得到第四几何图形；第三几何图形和第四几何图形为同心圆。
[0073]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；s103还可以包括s1031-s1034。如图5所示，图5为本技术实施例提供的再一种地图构建方法的可选的步骤流程图。
[0074]
s1031、基于两个锚点在当前时刻的几何图形的两个第一交点，两个锚点在下一时刻的几何图形的两个第二交点，分别构建四个向量。
[0075]
在本技术实施例中，以当前时刻的几何图形包括第一几何图形和第三几何图形，下一时刻的几何图形包括第二几何图形和第四几何图形为例。当前时刻下移动点即位于第一几何图形，又位于第三几何图形，上述第一几何图形和第三几何图形相交于两个点，将这两个点作为移动点在当前时刻下的两个第一交点；下一时刻下移动点即位于第二几何图形，又位于第四几何图形，第二几何图形和第四几何图形相较于两个点，将这两个点作为移动点在下一时刻下的两个第二交点。将当前时刻移动点的位置点与下一时刻移动点的位置点连接，得到的向量即可移动点可能的移动方向。由于第一交点有两个，第二交点有两个，
分别连接，即，以第一交点作为起点，第二交点终点，构建向量，可以得到四个向量。移动点的移动方向可以由测距设备中的传感器测到的参数(例如，加速度)确定，将四个向量中与移动方向最接近的向量作为目标向量。
[0076]
s1032、基于移动方向，在四个向量中筛选出目标向量。
[0077]
在一些实施例中，s1032可以通过以下方式实现。分别确定各个向量与预设方向轴之间的方向角，得到四个第一方向角；将四个第一方向角中与移动方向对应的方向角之差最小的第一方向角对应的向量，确定为目标向量；或者，确定各个向量与移动方向对应的向量之间的方向角，得到四个第二方向角；将四个第二方向角中最小的第二方向角对应的向量，确定为目标向量。
[0078]
在本技术实施例中，在确定与移动方向最接近的向量时可以通过以两种方式实现。第一种方式，在同一平面直角坐标系中，移动方向的表现形式是与预设方向轴(例如，x正轴、x负轴、y正轴或y负轴)之间的方向角(即移动方向对应的方向角)，该方向角的取值范围是[0，-180
°
]或者[0，180
°
]。基于同样的计算方法，计算四个向量中各个向量与预设方向轴之间的方向角，得到四个第一方向角。然后计算各个第一方向角与移动方向之间的差值，差值越小，说明其与移动方向越接近，将差值最小的第一方向角对应的向量确定为目标向量。第二种方式，在同一平面直角坐标系中，移动方向的表现形式是向量，计算各个向量和移动方向之间的方向角，得到四个第二方向角，第二方向角越小，说明其对应的向量越接近移动方向，将最小的第二方向角对应的向量确定为目标向量。
[0079]
s1033、基于两个锚点的坐标和目标向量的起点，确定移动点在当前时刻的位置点坐标。
[0080]
s1034、基于两个锚点的坐标和目标向量的终点，确定移动点在下一时刻的位置点坐标；其中，移动点分别在两个时刻的位置点坐标包括移动点在当前时刻的位置点坐标和下一时刻的位置点坐标。
[0081]
在本技术实施例中，确定目标向量的过程是得到移动点在相邻的两个时刻的两个位置点的过程，将目标向量的起点(即位于第一几何图形，又位于第三几何图形上)，作为移动点在当前时刻的位置点，结合两个锚点的坐标，可以确定移动点在当前时刻的位置点坐标。将目标向量的终点(即位于第二几何图形上，又位于第四几何图形)，作为移动点在下一时刻的位置点，结合两个锚点的坐标，可以确定移动点在下一时刻的位置点坐标。
[0082]
下面，将说明本技术实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。
[0083]
在本技术实施例中，如图6所示，图6为本技术实施例提供的一种位置点的示例性的示意图。以两个锚点是a1、a2、移动点是m、相邻的两个时刻是ti、t
i+1
时刻为例，通过如下步骤可以确定移动点m在ti，t
i+1
时刻的位置点。在相邻的两个时刻ti、t
i+1
时刻采集当前锚点a1、a2和所有移动点之间的rtt量测距离，通过los/nlos分类，可以判断出移动点和锚点在相邻的两个时刻ti、t
i+1
时刻的信道传播模型，根据经验值对判定为nlos的rtt量测值给予补偿校正，设测量的原始rtt量测距离为则补偿后的量测距离r为ε为nlos情况下的补偿值，根据经验值，ε一般取值为0.1～5米。根据设备传感器数据(对应于移动点的移动方向)和rtt量测数据可以确定ti，t
i+1
时刻锚点和各个移动点的位置。
[0084]
示例性的，如图6所示，对于移动点m，由于锚点a1、a2在ti、t
i+1
时刻保持静止(即，处于静止状态)，分别以锚点a1、a2为圆心，根据移动点m在ti时刻与两个锚点之间的rtt量测距离补偿值r
i,1
、r
i,2
，画出两圆(对应于第一几何图形和第三几何图形)，两圆交点为mi、mi′
，mi、mi′
表示移动点m在ti时刻可能的位置；同理，根据移动点m在t
i+1
时刻与两个锚点之间的rtt量测距离补偿值r
i+1,1
、r
i+1,2
，画出两圆(对应于第二几何图形和第四几何图形)，两圆交点为m
i+1
、mi′
+1
，m
i+1
、mi′
+1
表示移动点m在t
i+1
时刻可能的位置。移动点m在ti，t
i+1
时刻的运动轨迹可能是mimi′
+1
或mim
i+1
或mi′mi+1
或mi′
mi′
+1
这四个向量之一，分别根据移动点m的传感器数据确定移动点在ti到t
i+1
的移动方向，找到最接近移动方向的向量即为移动点m在ti，t
i+1
时刻的移动轨迹。例如，图6中确定mimi′
+1
为移动点m在ti，t
i+1
时刻的移动轨迹。
[0085]
在一些实施例中，s105还可以通过以下方式实现。对至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对进行聚类，得到聚类结果；根据聚类结果中聚类簇的外层包络，构建待构建区域对应的地图；其中，地图包括待构建区域的边界线和待构建区域内的分界线。
[0086]
在本技术实施例中，多个移动点在不同时刻下的坐标对可以存储在数据库中，在进行聚类分析时，读取数据库中的信息。通过基于密度的聚类算法，例如，dbscan、meanshift等算法，将距离较近且los/nlos关系较为相似的点聚为一类，得到聚类结果，聚类结果包括多个聚类簇。一个聚类簇的外层包络即为物理空间中的一个房间，如图7所示，图7为本技术实施例提供的一种聚类结果的示例性的示意图，图7中横轴和纵轴是聚类算法中的坐标系，图7中示出了8个可达到的区域(也就是可走动的区域)，没有点的区域表示不可到达，区域和区域之间可以连通，区域和区域之间存在交叉表示两个区域之间有可移动的门或障碍物。
[0087]
需要说明的是，聚类簇的外层包络可以是任意形状，例如，圆形、多边形、不规则形状等，外层包络的形状可以由本领域技术人员根据实际情况对聚类算法进行设置得到，对此本技术实施例不做限制，图7中是以长方形的外层包络为例进行示出。
[0088]
在本技术实施例中，通过基于密度的聚类算法，对至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对进行聚类，得到包括至少一个聚类簇的聚类结果。一个聚类簇说明待构建区域内没有分界线，基于该地图构建方法可以得到待构建区域的外围边界；一个聚类簇的外层包络对应一个闭合的分界线，相邻聚类簇的外层包络可以连通或交叉，基于该地图构建方法可以生成待构建区域的地图。数据处理过程简单，降低了地图构建的复杂度。
[0089]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；上述图1的s101中锚点的确定过程可以通过以下方式实现。若上一时刻到当前时刻的两个锚点，在当前时刻到下一时刻处于静止状态，则当前时刻到下一时刻的两个锚点，与上一时刻到当前时刻的两个锚点保持相同；若上一时刻到当前时刻的两个锚点中任意一个锚点，在当前时刻到下一时刻处于移动状态，则将处于移动状态的锚点切换为待构建区域中当前时刻到下一时刻处于静止状态的任意一个测距设备。
[0090]
在本技术实施例中，在确定两个锚点时，需要保证至少一个锚点的连续性。以当前时刻的锚点表示当前时刻到下一时刻均处于静止状态的测距设备，上一时刻的锚点表示上一时刻到当前时刻均处于静止状态的测距设备为例，当前时刻的一个锚点或两个锚点在上一时刻也要作为锚点，从而保证至少两个连续的不同时刻下多个移动点的坐标对相互之间具有联系，便于聚类。上一时刻的两个锚点在当前时刻仍处于静止状态，那这两个锚点依旧
作为当前时刻的锚点。上一时刻的一个锚点在当前时刻处于静止状态，将这个锚点作为当前时刻的锚点，并在处于静止状态的测距设备中选取任意一个作为当前时刻的另一个锚点。
[0091]
在本技术实施例中，以上一时刻是t
i-1
时刻、当前时刻是ti时刻、下一时刻是t
i+1
时刻、t
i-1
时刻到ti时刻的锚点为a1、a2，移动点为mi(i＝1,2,3,
…
)为例，判断在ti时刻到t
i+1
时刻，锚点a1、a2是否发生移动，结合移动点的移动情况进行锚点移动点切换。示例性的，若ti时刻到t
i+1
时刻，锚点a1、a2均未发生移动(处于静止状态)，则a1、a2继续成为ti时刻到t
i+1
时刻的新锚点，此时，虽然未发生实际锚点切换，但仍可转入下一步锚点-移动点相对轨迹确定(对应于根据锚点和量测信息绘制几何图形，根据交点确定移动点在相邻的两个时刻的位置点)，将其称为锚点切换成功。示例性的，若在ti时刻到t
i+1
时刻，t
i-1
时刻到ti时刻的锚点a1、a2中，有一个点发生移动，一个点静止(假设a2静止)，同时移动点中有一个或一个以上的点在ti时刻到t
i+1
时刻静止，则选取其中任意一个静止的移动点和a2共同成为ti时刻到t
i+1
时刻的新锚点，锚点切换成功。
[0092]
在本技术实施例中，通过对比相邻的两个时刻的锚点的状态，实现锚点的成功切换，保证相邻的两个时刻锚点的连续性，最终得到的至少两个连续的不同时刻下多个移动点的坐标对相互之间具有联系。基于坐标具有相互关联的至少两个连续的不同时刻下多个移动点，进行聚类，构建地图，数据处理过程简单，降低了地图构建的复杂度。
[0093]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；本技术实施例提供的地图构建方法还可以包括以下步骤。若上一时刻到当前时刻的两个锚点，在当前时刻到下一时刻均处于移动状态，或者，上一时刻到当前时刻的两个锚点中任意一个锚点，在当前时刻到下一时刻处于移动状态、且当前时刻到下一时刻不存在处于静止状态的测距设备，则重新确定待构建区域内的两个锚点和移动点，直至确定至少两个连续的不同时刻下各个移动点的坐标对；其中，至少两个连续的不同时刻的数量与待构建区域内所包括的测距设备的数量呈反比。
[0094]
在本技术实施例中，以上一时刻的锚点表示上一时刻到当前时刻均处于静止状态的测距设备为例，上一时刻的两个锚点在当前时刻均处于移动状态，需要重新开始地图构建过程，直至在待构建区域内的测距设备至少存在两个处于静止状态的测距设备，将其作为初始时刻的两个锚点，并能够确定至少两个连续的不同时刻下各个移动点的坐标对，从而完成聚类，实现地图构建。上一时刻的两个锚点中任意一个锚点在当前时刻处于移动状态，而且当前时刻的测距设备均处于移动状态，需要重新开始地图构建过程，直至在待构建区域内的测距设备至少存在两个处于静止状态的测距设备，将其作为初始时刻的两个锚点，并能够确定至少两个连续的不同时刻下各个移动点的坐标对，从而完成聚类，实现地图构建。
[0095]
在本技术实施例中，待构建区域内所包括的测距设备的数量越多，说明每个时刻下移动点的坐标对足够多，不需要很多个时刻即可得到大量的坐标对，此时，至少两个连续的不同时刻的数量越少。待构建区域内所包括的测距设备的数量较少，说明每个时刻下移动点的坐标对较少，需要很多个时刻才能得到大量的坐标对，此时，至少两个连续的不同时刻的数量越多。
[0096]
在本技术实施例中，以上一时刻是t
i-1
时刻、当前时刻是ti时刻、下一时刻是t
i+1
时
刻、t
i-1
时刻到ti时刻的锚点为a1、a2，移动点为mi(i＝1,2,3,
…
)为例，判断在ti时刻到t
i+1
时刻，锚点a1、a2是否发生移动，结合移动点的移动情况进行锚点移动点切换。示例性的，若ti时刻到t
i+1
时刻，锚点a1、a2中，有一个点发生移动，一个点静止(假设a2静止)，同时移动点中所有点在ti时刻到t
i+1
时刻均发生移动，则锚点切换失败。示例性的，若ti时刻到t
i+1
时刻，锚点a1、a2均发生移动，则锚点切换失败。
[0097]
在本技术实施例中，通过对比相邻的两个时刻的锚点的状态，实现锚点切换，若切换失败，则重新开始地图构建过程，从而保证相邻的两个时刻锚点的连续性，最终得到的至少两个连续的不同时刻下多个移动点的坐标对相互之间具有联系。
[0098]
下面，将说明本技术实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。
[0099]
本技术实施例提供的地图构建方法包括初始化、锚点-移动点相对轨迹确定、锚点-移动点切换、聚类平面图绘制这四个模块。如图8所示，图8为本技术实施例提供的又一种地图构建方法的可选的步骤流程图，包括s1-s7。
[0100]
s1、初始化。
[0101]
该步骤包括1、建立平面直角坐标系；2、确定两个锚点的位置；3、设置当前时刻为t0；4、i＝0。
[0102]
在本示例中，根据测距设备的传感器，确定待构建区域内的各个测距设备的运动状态(包括静止和移动)。当发现有其中两个或两个以上的测距设备处于静止状态时，即开启初始化过程。初始化过程包括以下步骤：确定其中任意两个处于静止状态的测距设备为两个锚点，其他测距设备为移动点，并确定两个锚点之间的距离。以两个锚点的连线方向为x轴，平行于地面、且垂直于x轴的方向为y轴，建立平面直角坐标系。确定两个锚点的位置。设置当前时刻为t0时刻。设置i＝0。
[0103]
s2、ti时刻-t
i+1
时刻：锚点-移动点相对轨迹确定。
[0104]
在本示例性中，上述图8中锚点-移动点相对轨迹确定包括以下步骤：在相邻的两个时刻ti、t
i+1
时刻采集当前锚点a1、a2和所有移动点之间的rtt量测距离。通过los/nlos分类，判断出移动点和锚点在相邻的两个时刻ti、t
i+1
时刻的信道传播模型，根据经验值对判定为nlos的rtt量测值给予补偿校正。根据设备传感器数据(对应于移动点的移动方向)和rtt量测数据可以确定ti，t
i+1
时刻锚点和各个移动点的位置，即得到移动点的坐标对。
[0105]
s3、判断i是否大于thred，即i》thred，若是，则执行s7，若否，则执行s4和s5。
[0106]
在本示例性中，执行完s2，可以得到移动点m在ti，t
i+1
时刻的坐标对。判断是否大于预设次数(thred)，若大于预设次数，说明至少两个连续的不同时刻下各个移动点的坐标对足够多，可以执行s7(即聚类步骤)；若小于或等于预设次数，则执行s4。
[0107]
s4、i＝i+1。
[0108]
s5、锚点-移动点切换。
[0109]
s6、判断切换是否成功，若是，则执行s2，若否，则重新执行s1-s5。
[0110]
s7、聚类平面图绘制。
[0111]
本技术实施例提供的地图构建方法可以应用于室内建图，是一种低成本、低风险的室内地图获取方案，可以减少室内建图的软硬件成本；通过测距设备之间的rtt量测自主构建室内地图，并在端侧(例如，手机端)运行，提高了数据安全性；可以在用户无感的情况下，构建室内地图，从而为其他感知场景的实现提供技术基础，且算法简单高效，降低了地
图构建的复杂度。
[0112]
为实现本技术实施例的地图构建方法，本技术实施例还提供一种地图构建装置，如图9所示，图9为本技术实施例提供的一种地图构建装置的可选的结构示意图，该地图构建装置90包括：几何图形确定模块901，用于确定待构建区域内的两个锚点和移动点；以每一锚点为几何中心，基于移动点与每一锚点在相邻的两个时刻的量测信息，确定两个几何图形；位置点坐标确定模块902，用于基于移动点的移动方向和两个锚点对应的四个几何图形，确定移动点分别在两个时刻的位置点坐标；坐标对确定模块903，用于针对两个时刻中的每一时刻，基于移动点在时刻的位置点坐标、两个锚点的坐标，以及基于量测信息确定的移动点分别与两个锚点之间的传播特性，确定移动点在每一时刻的坐标对；构建模块904，用于基于至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对，构建待构建区域的地图。
[0113]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；
[0114]
位置点坐标确定模块902，还用于基于两个锚点在当前时刻的几何图形的两个第一交点，两个锚点在下一时刻的几何图形的两个第二交点，分别构建四个向量；基于移动方向，在四个向量中筛选出目标向量；基于两个锚点的坐标和目标向量的起点，确定移动点在当前时刻的位置点坐标；基于两个锚点的坐标和目标向量的终点，确定移动点在下一时刻的位置点坐标；其中，移动点分别在两个时刻的位置点坐标包括移动点在当前时刻的位置点坐标和下一时刻的位置点坐标。
[0115]
在一些实施例中，位置点坐标确定模块902，还用于分别确定各个向量与预设方向轴之间的方向角，得到四个第一方向角；将四个第一方向角中与移动方向对应的方向角之差最小的第一方向角对应的向量，确定为目标向量；或者，确定各个向量与移动方向对应的向量之间的方向角，得到四个第二方向角；将四个第二方向角中最小的第二方向角对应的向量，确定为目标向量。
[0116]
在一些实施例中，几何图形确定模块901，还用于针对两个时刻中的每一时刻，基于移动点与每一锚点在每一时刻的量测信息的统计特征，对移动点和每一锚点之间的信道传播模型进行分类，确定移动点和每一锚点在每一时刻的传播特性；基于移动点和每一锚点在每一时刻的传播特性，分别对每一时刻的量测信息中的量测距离进行补偿，得到每一时刻的补偿距离；以每一锚点为圆心，两个时刻的补偿距离为半径，在平行于水平面的平面直角坐标系中，确定两个几何图形。
[0117]
在一些实施例中，传播特性包括视距和非视距；
[0118]
几何图形确定模块901，还用于若传播特性是视距，则将量测距离作为补偿距离；若传播特性是非视距，则将量测距离与预设补偿值之和作为补偿距离。
[0119]
在一些实施例中，量测信息包括多次测量对应的多个往返时间和多个接收信号强度；
[0120]
几何图形确定模块901，还用于根据多个往返时间和预设传播速度，确定多个距离；根据多个距离和多个接收信号强度，提取量测信息的统计特征；将多个距离的均值作为量测信息中的量测距离。
[0121]
在一些实施例中，构建模块904，还用于对至少两个连续的不同时刻下至少一个移动点的坐标对进行聚类，得到聚类结果；根据聚类结果中聚类簇的外层包络，构建待构建区域对应的地图；其中，地图包括待构建区域的边界线和待构建区域内的分界线。
[0122]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；
[0123]
几何图形确定模块901，还用于若上一时刻到当前时刻的两个锚点，在当前时刻到下一时刻处于静止状态，则当前时刻到下一时刻的两个锚点，与上一时刻到当前时刻的两个锚点保持相同；若上一时刻到当前时刻的两个锚点中任意一个锚点，在当前时刻到下一时刻处于移动状态，则将处于移动状态的锚点切换为待构建区域中当前时刻到下一时刻处于静止状态的任意一个测距设备。
[0124]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；
[0125]
几何图形确定模块901，还用于若上一时刻到当前时刻的两个锚点，在当前时刻到下一时刻均处于移动状态，或者，上一时刻到当前时刻的两个锚点中任意一个锚点，在当前时刻到下一时刻处于移动状态、且当前时刻到下一时刻不存在处于静止状态的测距设备，则重新确定待构建区域内的两个锚点和移动点，直至确定至少两个连续的不同时刻下各个移动点的坐标对；其中，至少两个连续的不同时刻的数量与待构建区域内所包括的测距设备的数量呈反比。
[0126]
在一些实施例中，两个时刻包括当前时刻和当前时刻的下一时刻；
[0127]
坐标对确定模块903，用于若当前时刻是初始时刻，则两个锚点的坐标为预设坐标；若当前时刻不是初始时刻，则两个锚点的坐标为每一锚点在上一时刻中的坐标。
[0128]
需要说明的是，上述实施例提供的地图构建装置在进行地图构建时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的地图构建装置与地图构建方法实施例属于同一构思，其具体实现过程及有益效果详见方法实施例，这里不再赘述。对于本装置实施例中未披露的技术细节，请参照本技术方法实施例的描述而理解。
[0129]
在本技术实施例中，图10为本技术实施例提出的地图构建设备组成结构示意图，如图10所示，本技术实施例提出的地图构建设备100包括处理器1001、存储可执行计算机程序的存储器1002，处理器1001，用于执行存储器1002中存储的可执行计算机程序时，实现本技术实施例提供的地图构建方法。
[0130]
在一些实施例中，地图构建设备100还可以包括通信接口1003，以及用于连接处理器1001、存储器1002和通信接口1003的总线1004。
[0131]
在本技术实施例中，上述处理器1001可以为特定用途集成电路(application specific integrated circuit，asic)、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、数字信号处理装置(digital signal processing device，dspd)、可编程逻辑装置(programmable logic device，pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、中央处理器(central processing unit，cpu)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本技术实施例不作具体限定。
[0132]
在本技术实施例中，总线1004用于连接通信接口1003、处理器1001以及存储器1002，实现这些器件之间的相互通信。
[0133]
存储器1002用于存储可执行计算机程序和数据，该可执行计算机程序包括计算机操作指令，存储器1002可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如，至少
两个磁盘存储器。在实际应用中，上述存储器1002可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，ram)；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(read-only memory，rom)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(hard disk drive，hdd)或固态硬盘(solid-state drive，ssd)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器1001提供可执行计算机程序和数据。
[0134]
另外，在本实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
[0135]
集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0136]
本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，用于被处理器执行时实现如上任一实施例所述的地图构建方法。
[0137]
示例性的，本实施例中的一种地图构建方法对应的程序指令可以被存储在光盘，硬盘，u盘等存储介质上，当存储介质中的与一种地图构建方法对应的程序指令被一电子设备读取或被执行时，可以实现如上述任一实施例所述的地图构建方法。
[0138]
本领域内的技术人员应明白，本技术实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0139]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的实现流程示意图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程示意图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及实现流程示意图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0140]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0141]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或
方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0142]
以上所述，仅为本技术的较佳实施例而已，并非用于限定本技术的保护范围。