本发明涉及定位导航领域，尤其涉及一种基于云端的室内外建图方法、装置、电子设备及计算机程序产品。
背景技术：
普适定位技术是一项关键技术和应用，随着移动互联网的发展，位置服务已渗透到人们生活中的方方面面。而常见的定位方式主要包括：gps定位、wifi定位、蓝牙定位等，使用单一模式的定位方式各有优缺点，定位的适用场景、定位精度、实时性、功耗、使用成本各不相同。
gps(globalpositioningsystem，全球定位系统)在室外可提供高较精度定位(5-10m)，若借助于差分技术(rtk，real-timekinematic)，其定位精度可达到亚米级或厘米级；gps穿透能力弱，易受天气影响，信号被遮挡或削弱时，会出现漂移现象，且在室内或较封闭空间无法使用。wifi(wireless-fidelity，无线网络通信)定位通过用户设备监听并收集周围ap(wirelessaccesspoint，无线网络接入点)信号，将能够标识ap的数据发送到位置服务器，服务器检索出每一个ap的地理位置，并结合每个信号的强弱程度，计算出设备的地理位置并返回到用户设备，其优点在于覆盖范围广，室内wifi密集人流多的地方定位精度高，速度快，且周围wifi即时无法连接也能定位，其缺点在于依赖wifi，且用户设备必须处于联网状态。蓝牙定位与wifi定位原理相似，精度更高，但传输距离短，无法大范围使用。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种基于云端的室内外建图方法、装置、电子设备及计算机程序产品，其目的在于解决目前单一传感器定位技术存在局限性，无法跨场所应用，导致定位准确性差的问题。
为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例第一方面提供了一种基于云端的室内外建图方法，所述方法包括：
获取第一定位信号，并根据所述第一定位信号判断区域场景；其中，所述区域场景包括：室外区域、过渡区域以及室内区域；
根据所述区域场景接收所述区域场景所对应的第二定位信号，并根据所述第二定位信号建立所述区域场景所对应的地图；
对不同区域场景的地图进行融合生成全景地图。
本发明实施例第二方面提供了一种基于云端的室内外建图装置，所述装置包括：
定位模块，用于向处理器发送第一定位信号和第二定位信号；
处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：
获取第一定位信号，并根据所述第一定位信号判断区域场景；其中，所述区域场景包括：室外区域、过渡区域以及室内区域；
根据所述区域场景接收所述区域场景所对应的第二定位信号，并根据所述第二定位信号建立所述区域场景所对应的地图；
对不同区域场景的地图进行融合生成全景地图。
本发明实施例第三方面提供了一种计算机程序产品，所述电子设备包括：显示器，存储器，一个或多个处理器；以及一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个模块包括用于执行上述所述的基于云端的室内外建图方法中各个步骤的指令。
本发明实施例第四方面提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述所述的基于云端的室内外建图方法。
本发明通过获取定位信号对区域场景进行判断，可以对不同场景进行针对性的建图定位过程实现简单，定位精度高，可有效解决基于云端的室内外建图、定位融合困难的问题，可用于行人或机器人的定位、导航等领域。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为基于云端的室内外建图方法的流程图；
图2为根据定位信号判断区域场景的流程图；
图3为对不同区域场景的地图进行融合生成全景地图的流程图；
图4为基于云端的室内外建图装置的原理图。
具体实施方式
为了使本发明实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提出了一种基于云端的室内外建图方法，所述方法可在云端执行，所述方法具体实现过程如下：
s101，获取第一定位信号，并根据所述第一定位信号判断区域场景。
具体的，本实施例所述的基于云端的室内外建图方法旨在解决现实中单一传感器定位存在局限性、无法跨场所应用的问题而提出的多传感器融合的技术。因此，本实施例所述方法中获取的第一定位信号为rtk信号，而第二定位信号则包括了rtk信号、imu信号、wifi信号或蓝牙信号中的一种或几种。对应的，所述rtk信号是由具有gps定位功能的高精度定位模块发送，imu信号则由imu(instantmessenger'sunion，惯性测量单元)模块发送，wifi信号以及蓝牙信号则是通过相应的wifi模块以及蓝牙模块发送。
进一步的，对于rtk信号而言，其定位精度受所处环境影响较为严重，因此，可通过rtk信号的质量反应出定位目标所处环境。如图2所示，具体通过rtk信号判断环境区域的实现过程如下：
s1011，获取rtk信号，并解析所述rtk信号的信号质量；
s1012，根据所述rtk信号的信号质量判断区域场景。
具体的，当所述rtk信号的信号质量大于第一预设值时，所述区域场景为室外区域；当所述rtk信号的信号质量大于第二预设值且小于第一预设值时，所述区域场景为过渡区域；当所述rtk信号的信号质量小于第二预设值时，所述区域场景为室内区域。
更为具体的，可将rtk信号质量分为5、4、3、2、1、0六个等级。如果定位目标处于空旷或遮挡较少区域，例如公园、操场等，rtk信号质量通常为4(rtk固定解)，定位精度在5cm至10cm左右；若处于遮挡相对较为严重区域时，例如街道、树木较多的区域等，rtk信号质量通常为5(rtk浮点模糊度解)，定位精度在0.5m左右；如果处于遮挡特别严重区域，例如高层建筑密集区域等，rtk信号质量通常为1(单点)，定位信息不可靠，存在较大的偏差或漂移；若处于完全的室内环境时，无法接收rtk信号，其质量为0(rtk信息可用)，无法获取位置信息。由此可见，通过rtk信号质量能够对定位目标所处环境进行区分，从而为后续的建图定位提供可靠的依据。
s102，根据所述区域场景接收所述区域场景所对应的第二定位信号，并根据所述第二定位信号建立所述区域场景所对应的地图。
具体的，本实施例在步骤s101中已经具体阐述了通过rtk信号对区域场景进行判断的过程，所述区域场景主要分为室外区域、过渡区域以及室内区域。而由于rtk信号在室外区域具有良好的定位精度，因此，在室外区域主要获取rtk信号，然后通过rtk信号进行建图定位即可。在室内区域无法接收到rtk信号，因此，在室内区域主要获取wifi信号、蓝牙信号以及imu信号进行建图定位。介于室外区域和室内区域的过渡区域，由于rtk信号、wifi信号以及蓝牙信号在所述过渡区域中均存在一定的误差，因此，在过渡区域则是采用imu信号获取计步信息的方式进行建图定位。而为了减少数据发送量及大量数据对处理能力的影响，仅当imu模块的计步触发时，高精度定位模块、imu模块、wifi模块以及蓝牙模块将含有gps信息、计步信息、wifi信息以及蓝牙信息的对应的rtk信号、imu信号、wifi信号或蓝牙信号发送至后台或服务器进行后续处理。
在上述不同区域场景所利用的信号信息的介绍的基础上，下面分别对室外区域、过渡区域以及室内区域所对应的地图建立过程进行说明：
建立室外区域所对应的室外地图的过程：将获取的rtk信号进行解析，获取经纬度信息，同时，将所述经纬度信息设置为绝对位置信息。然后根据两点间的经纬度信息进行地图坐标点的映射，从而建立室外区域所对应的室外地图。
建立过渡区域所对应的过渡地图的过程：对获取的imu信号进行解析获得计步信息，所述计步信息包括步长信息和方向信息；然后根据所述计步信息获得过渡相对位置信息，并根据所述过渡相对位置信息建立过渡区域所对应的过渡地图。
建立室内区域所对应的室内地图的过程：对获取的wifi信号或蓝牙信号进行解析获得wifi信息或蓝牙信息；根据所述wfi信息或蓝牙信息训练所述wifi信息或蓝牙信息对应的指纹库获得室内相对位置信息，并根据所述室内相对位置信息建立室内区域所对应的室内地图。
在本实施例所述的地图建立过程中，由于rtk信号在室外区域的定位非常准确且能够直接反应出定位目标所在位置，同时，不同区域建立地图在方向和尺度上存在差异，在后续地图融合过程中需要一个坐标来作为融合过程中的基准，因此，将rtk信号中所获得的经纬度信息作为绝对位置信息，而将imu信号、wifi信号以及蓝牙信号中获取的计步信息、wifi信息以及蓝牙信息均作为相对位置信息。
s103，对不同区域场景的地图进行融合生成全景地图。
所述对不同区域场景的地图进行融合生成全景地图的具体实现过程如图3所示，包括：
s1031，以室外地图中的经纬度信息为基准对所述室内地图和所述过渡地图进行方向矫正；
s1032，对所述室外地图中的经纬度信息进行坐标转换，转换为所述室内地图和所述过渡地图的经纬度信息；
s1033，将所述室外地图与进行所述方向矫正和坐标转换后的室内地图以及过渡地图进行融合生成全景地图。
具体的，不同区域建立地图在方向和尺度上存在差异，在室外区域，根据经纬度信息获取绝对方向信息，而在过渡区域和室内区域，获取的方向均为相对度。可根据室外绝对方向对室内区域及过渡区域方向进行矫正，并根据尺度信息，实现坐标的转换，最终实现地图的融合。
本实施例以首先将室外与过渡区域地图进行融合，构建室外-过渡区域地图；然后再将所述室外-过渡区域地图与室内地图融合生成全景地图为例对地图融合过程进行说明。
(1)方向矫正
室外区域根据两点的经纬度信息可获取其方向信息。假设室外区域两点pi、pi+1的经纬度坐标，可获取两点间的距离和方向：
其中，(xi，yi)、(xi+1，yi+1)分别代表pi、pi+1点的经纬度坐标；αgps代表pi+1相对于pi的方向角(rad)；dgps代表两点之间的实际距离(m)，r代表地球半径(约6378137m)。
imu方向存在相对性，可根据两点经纬度计算的方向获取两者之间的差值，对其进行不断矫正。将imu方向与实际方向对齐。
αdif＝αgps-αimu
αcor＝αimu+αdif
其中，αimu为imu获取的实时方向角；αdif为gps与imu方向角差值；αcor为对imu方向角的校正结果。
(2)坐标转换
若已知点pi的经纬度坐标值为(xj，yj)，其下一点pi+1的经纬度坐标未知，但方向及距离已知，可进行计算，获取经纬度信息。
其中，d代表两点之间的距离；αcor代表点pi+1相对于点pi的方向角；xj+1、yj+1分别代表计算获取的pi+1点的经纬度信息。
重复以上过程可实现室外、过渡区域地图坐标的融合，获取每点对应的经纬度信息，获取室外-过渡区域地图；同理，可根据上述过程进行室外-过渡区域地图与室内区域地图坐标的融合最终生成全景地图。
s104，获取第三定位信号，将所述第三定位信号进行处理后获得定位信息，并将所述定位信息与全景地图数据进行匹配，获得位置信息。
具体的，在全景地图中记录每个点所对应的gps坐标、wifi信息或蓝牙信息，在室内区域可使用wifi、蓝牙、imu信息进行数据匹配获取位置信息并进行定位；在室外区域，可根据rtk数据获取经纬度信息进行定位。在室内外定位过程中，可根据位置信息计算imu方向角与实际角度的差值，对其进行矫正。在过渡区域使用imu计步获取经纬度信息，实现定位。
实施例2
如图4所示，本实施例提出了一种基于云端的室内外建图装置，所述装置包括：
定位模块，用于向处理器发送第一定位信号和第二定位信号；
处理器，其被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：
获取第一定位信号，并根据所述第一定位信号判断区域场景；
根据所述区域场景接收所述区域场景所对应的第二定位信号，并根据所述第二定位信号建立所述的区域场景所对应的地图；
对不同区域场景的地图进行融合生成全景地图。
具体的，本实施例所述的装置中的定位模块和处理器可分别设置在客户端和云端中，即客户端携带有可生成定位信号并将所述第一定位信号和第二定位信号发送至云端的定位模块，而云端则设置有能够对定位信号进行一系列处理的处理器。
本实施例所述的第一定位信号为rtk信号，第二定位信号则至少包括rtk信号、imu信号、wifi信号以及蓝牙信号中的一种或几种。对应的，所述的定位模块中至少包括有高精度定位模块、imu模块、wifi模块以及蓝牙模块中的一种或几种，所述高精度定位模块具有gps定位功能，能够生成rtk信号；imu模块能够生成imu信号，以便处理器处理获得相应的计步信息；wifi模块和蓝牙模块分别生成相应的wifi信号和蓝牙模块发送给处理器进行后续处理。
进一步的，所述处理器被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：
获取rtk信号，并解析所述rtk信号的信号质量；
根据所述rtk信号的信号质量判断区域场景。
具体的，当所述rtk信号的信号质量大于第一预设值时，所述区域场景为室外区域；当所述rtk信号的信号质量大于第二预设值且小于第一预设值时，所述区域场景为过渡区域；当所述rtk信号的信号质量小于第二预设值时，所述区域场景为室内区域。
更为具体的，可将rtk信号质量分为5、4、3、2、1、0六个等级。如果定位目标处于空旷或遮挡较少区域，例如公园、操场等，rtk信号质量通常为4(rtk固定解)，定位精度在5cm至10cm左右；若处于遮挡相对较为严重区域时，例如街道、树木较多的区域等，rtk信号质量通常为5(rtk浮点模糊度解)，定位精度在0.5m左右；如果处于遮挡特别严重区域，例如高层建筑密集区域等，rtk信号质量通常为1(单点)，定位信息不可靠，存在较大的偏差或漂移；若处于完全的室内环境时，无法接收rtk信号，其质量为0(rtk信息可用)，无法获取位置信息。由此可见，通过rtk信号质量能够对定位目标所处环境进行区分，从而为后续的建图定位提供可靠的依据。
进一步的，所述处理器被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：
将所述获取的rtk信号进行解析，获取经纬度信息；
将所述经纬度信息设置为绝对位置信息；
根据所述经纬度信息进行地图坐标点的映射建立室外区域所对应的室外地图；
对所述获取的imu信号进行解析获得计步信息，所述计步信息包括步长信息和方向信息；
根据所述计步信息获得过渡相对位置信息，并根据所述过渡相对位置信息建立过渡区域所对应的过渡地图；
对所述获取的wifi信号或蓝牙信号进行解析获得wifi信息或蓝牙信息；
根据所述wifi信息或蓝牙信息获得室内相对位置信息，并根据所述室内相对位置信息建立室内区域所对应的室内地图。
具体的，所述区域场景主要分为室外区域、过渡区域以及室内区域。而由于rtk信号在室外区域具有良好的定位精度，因此，在室外区域主要获取rtk信号，然后通过rtk信号进行建图定位即可。在室内区域无法接收到rtk信号，因此，在室内区域主要获取wifi信号、蓝牙信号以及imu信号进行建图定位。介于室外区域和室内区域的过渡区域，由于rtk信号、wifi信号以及蓝牙信号在所述过渡区域中均存在一定的误差，因此，在过渡区域则是采用imu信号获取计步信息的方式进行建图定位。而为了减少数据发送量及大量数据对处理能力的影响，仅当imu模块的计步触发时，高精度定位模块、imu模块、wifi模块以及蓝牙模块将含有gps信息、计步信息、wifi信息以及蓝牙信息的对应的rtk信号、imu信号、wifi信号或蓝牙信号发送至后台或服务器进行后续处理。
更进一步的，在上述不同区域场景所利用的信号信息的介绍的基础上，下面分别对室外区域、过渡区域以及室内区域所对应的地图建立过程进行说明：
建立室外区域所对应的室外地图的过程：将获取的rtk信号进行解析，获取经纬度信息，同时，将所述经纬度信息设置为绝对位置信息。然后根据两点间的经纬度信息进行地图坐标点的映射，从而建立室外区域所对应的室外地图。
建立过渡区域所对应的过渡地图的过程：对获取的imu信号进行解析获得计步信息，所述计步信息包括步长信息和方向信息；然后根据所述计步信息获得过渡相对位置信息，并根据所述过渡相对位置信息建立过渡区域所对应的过渡地图。
建立室内区域所对应的室内地图的过程：对获取的wifi信号或蓝牙信号进行解析获得wifi信息或蓝牙信息；根据所述wfi信息或蓝牙信息训练所述wifi信息或蓝牙信息对应的指纹库获得室内相对位置信息，并根据所述室内相对位置信息建立室内区域所对应的室内地图。
进一步的，所述处理器被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：
以室外地图中的经纬度信息为基准对所述室内地图和所述过渡地图进行方向矫正；
对所述室外地图中的经纬度信息进行坐标转换，转换为所述室内地图和所述过渡地图的经纬度信息；
将所述室外地图与进行所述方向矫正和坐标转换后的室内地图以及过渡地图进行融合生成全景地图。
具体的，在本实施例所述的地图建立过程中，由于rtk信号在室外区域的定位非常准确且能够直接反应出定位目标所在位置，同时，不同区域建立地图在方向和尺度上存在差异，在后续地图融合过程中需要一个坐标来作为融合过程中的基准，因此，将rtk信号中所获得的经纬度信息作为绝对位置信息，而将imu信号、wifi信号以及蓝牙信号中获取的计步信息、wifi信息以及蓝牙信息均作为相对位置信息。
本实施例在室外区域，根据经纬度信息获取绝对方向信息，而在过渡区域和室内区域，获取的方向均为相对度。可根据室外绝对方向对室内区域及过渡区域方向进行矫正，并根据尺度信息，实现坐标的转换，最终实现地图的融合。
本实施例以首先将室外与过渡区域地图进行融合，构建室外-过渡区域地图；然后再将所述室外-过渡区域地图与室内地图融合生成全景地图为例对地图融合过程进行说明。
(1)方向矫正
室外区域根据两点的经纬度信息可获取其方向信息。假设室外区域两点pi、pi+1的经纬度坐标，可获取两点间的距离和方向：
其中，(xi，yi)、(xi+1，yi+1)分别代表pi、pi+1点的经纬度坐标；αgps代表pi+1相对于pi的方向角(rad)；dgps代表两点之间的实际距离(m)，r代表地球半径(约6378137m)。
imu方向存在相对性，可根据两点经纬度计算的方向获取两者之间的差值，对其进行不断矫正。将imu方向与实际方向对齐。
αdif＝αgps-αimu
αcor＝αimu+αdif
其中，αimu为imu获取的实时方向角；αdif为gps与imu方向角差值；αcor为对imu方向角的校正结果。
(2)坐标转换
若已知点pi的经纬度坐标值为(xj，yj)，其下一点pi+1的经纬度坐标未知，但方向及距离已知，可进行计算，获取经纬度信息。
其中，d代表两点之间的距离；αcor代表点pi+1相对于点pi的方向角；xj+1、yj+1分别代表计算获取的pi+1点的经纬度信息。
重复以上过程可实现室外、过渡区域地图坐标的融合，获取每点对应的经纬度信息，获取室外-过渡区域地图；同理，可根据上述过程进行室外-过渡区域地图与室内区域地图坐标的融合最终生成全景地图。
进一步的，所述处理器被配置有处理器可执行的操作指令，以执行如下操作：
在全景地图中记录每个点所对应的gps坐标、wifi信息或蓝牙信息的一种或几种；
将获取的rtk信号、wifi信号或蓝牙信号进行解析获得对应的gps坐标、wifi信息或蓝牙信息；
将所述gps坐标、wifi信息或蓝牙信息与所述全景地图中记录的每个点所对应的gps坐标、wifi信息或蓝牙信息进行匹配；
根据所述匹配结果确定位置信息。
具体的，在全景地图中记录每个点所对应的gps坐标、wifi信息或蓝牙信息，在室内区域可使用wifi、蓝牙、imu信息进行数据匹配获取位置信息并进行定位；在室外区域，可根据rtk数据获取经纬度信息进行定位。在室内外定位过程中，可根据位置信息计算imu方向角与实际角度的差值，对其进行矫正。在过渡区域使用imu计步获取经纬度信息，实现定位。
实施例3
本实施例提出了一种电子设备，所述电子设备包括：显示器，存储器，一个或多个处理器；以及一个或多个模块，所述一个或多个模块被存储在所述存储器中，并被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个模块包括用于执行如上所述的基于云端的室内外建图方法中各个步骤的指令。
实施例4
本实施例提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行如上所述的基于云端的室内外建图方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明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、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/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流程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。
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，该指令装置实现在流程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。
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流程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。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。