定位系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及定位。
【背景技术】
[0002] 越来越需要在全球定位系统（GP巧信号通常无法登记的室内环境中提供室内定 位，该室内定位复制由诸如GPS的车辆导航系统提供的室外定位。用于提供室内定位的方 法包括射频（R巧指纹和基于视觉的同步定位和映射（SLAM)，在射频（R巧指纹中，WiFi或 蜂窝信号测量与感兴趣的地点的RF地图匹配，W推断用户在该地点处的当前位置，在基于 视觉的同步定位和映射（SLAM)中，未知环境的地图通过投影图像逐渐构建，并且查看者的 当前位置和轨迹在该过程中被推导出来。然而，运些室内定位系统通常缺乏在3D空间中定 位的准确性，或者需要过多的资源密集型计算和/或专用硬件。
【发明内容】
[0003] 根据实施例，一种用于提供环境内的移动电子设备的定位的系统包括与移动电子 设备进行通信的至少一个服务器。该至少一个服务器被适配为接收来自至少一个图片的输 入数据W及来自移动电子设备的至少一个加速度计测量。该至少一个服务器包括定位模 块，该定位模炔基于来自至少一个图片的输入数据、至少一个加速度计测量的输入数据并 且基于室内环境的至少一个=维地图来对移动电子设备提供定位。
[0004] 根据实施例，=维地图包括=维特征点的数据库。
[0005] 根据实施例，定位模块通过将来自至少一个图片的二维特征点与=维地图的=维 特征点进行匹配来提供定位。
[0006] 根据实施例，该系统包括用于执行定位模块的云计算服务。
[0007] 根据实施例，至少一个加速度计测量包括来自3轴加速度计的3轴加速度测量。
[0008] 根据实施例，移动电子设备是可佩戴的智能小装置。
[0009] 根据实施例，一种计算机化的方法包括：在至少一个服务器处接收来自至少一个 图片的输入数据和来自移动电子设备的至少一个加速度计测量。至少一个服务器将来自至 少一个图片的输入数据和至少一个加速度计测量与环境的=维地图作比较，并且向移动电 子设备传送定位，该定位指示该环境内的该移动电子设备的=维位置和定向。
[0010] 根据实施例，该方法还包括：将=维地图的捜索空间约束为用于将至少一个图片 和至少一个加速度计测量与=维地图作比较的子集。
[0011] 根据实施例，在至少一个服务器处约束S维地图的捜索空间包括从加速度计测量 计算移动电子设备的俯仰和翻滚。
[0012] 根据实施例，在至少一个服务器处约束=维地图的捜索空间还包括使用移动电子 设备中的WiFi地理定位、二维条码或位置信息输入中的至少一个来粗略估计环境内的移 动电子设备的位置。
[0013] 根据实施例，移动电子设备的粗略估计的位置可W在移动电子设备的实际位置的 20米内。
[0014] 根据实施例，所述方法还包括，在至少一个服务器处，将来自至少一个图片的二 维特征点与=维地图的=维特征点匹配。
[0015] 根据实施例，所述方法还包括，在至少一个服务器处，在假定刚体运动的情况下， 确定匹配特征点对之间的平移矢量和旋转矩阵。
[0016] 根据实施例，一种存储指令的非瞬时有形计算机可读介质，该指令被适配为由至 少一个服务器执行W执行方法，该方法可W包括下述步骤：接收来自至少一个图片的输入 数据和来自移动电子设备的至少一个加速度计测量，将来自至少一个图片的输入数据和至 少一个加速度计测量与存储在存储器中的环境的=维地图作比较，并且向移动电子设备传 送定位，该定位指示该环境内的移动电子设备的=维位置和定向。
[0017] 根据实施例，该方法可W进一步包括：将=维地图的捜索空间约束为用于将至少 一个图片和至少一个加速度计测量与=维地图作比较的子集。
[0018] 根据实施例，约束=维地图的捜索空间包括从加速度计测量计算移动电子设备的 俯仰和翻滚。
[0019] 根据实施例，约束=维地图的捜索空间还包括使用WiFi地理定位来粗略估计环 境内的移动电子设备的位置。
[0020] 根据实施例，移动电子设备的粗略估计的位置可W在移动电子设备的实际位置的 20米内。
[0021] 根据实施例，该方法还可W包括将来自至少一个图片的二维特征点与=维地图的 S维特征点匹配。
[0022] 根据实施例，该方法还可W包括在假设刚体运动的情况下确定匹配的特征点对之 间的平移矢量和旋转矩阵。
[0023] 参考附图，根据W下具体描述，运些和其他实施例将变得明白易懂。
【附图说明】
[0024] 图1是根据实施例的系统的示意图；
[00巧]图2是图1的系统的坐标系的示意图；
[0026] 图3是实现云计算服务的图1的系统的示意图；
[0027] 图4是用于通过图1的系统提供室内定位的实施例的流程图；W及
[0028] 图5是用于利用图1的系统提供室内定位的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 在更具体地描述各种实施例之前，应当理解，本发明不限于所描述的具体实施例。 本领域普通技术人员将理解，本文描述的系统和法可W被适当地适配和修改用于所提到的 应用，并且本文描述的系统和方法可W在其他适当的应用中采用，并且运样的其他添加和 修改将不背离其范围。
[0030] 在附图中，相似的附图标记指本申请的系统和方法的相似的特征。因此，虽然某些 描述可能仅引用特定附图和附图标记，但是应当理解，运样的描述可能同样适用于在其他 附图中的相似附图标记。
[0031] 参考图1，示出了用于室内定位的系统10。系统10包括被适配为由在室内环境16 内的用户14操作的移动电子设备12、定位模块18W及室内环境16的预先建立的室内3维 (3D)地图 20。
[0032] 移动电子设备12可W是任何典型的移动设备，包括彩色照相机、3轴加速度计W 及至少一个通信网络连接（例如，对移动数据网络、WiFi无线计算机网络等的连接等）。例 如，移动电子设备12可W是蜂窝电话、智能电话、平板电脑、谷歌眼镜或可W由用户14在室 内环境16内佩戴和/或携带和操作的任何类似的便携式设备。
[0033] 室内环境16的预先建立的S维室内地图20是在系统10可W执行室内定位之前 被离线建立的，用于捕获感兴趣的室内环境16的几何结构。预先建立的3D室内地图20被 存储在可被定位模块18访问的位置中，如W下更具体描述的。3D室内地图20可W是在室 内环境16中采样的3D特征点21的集合或数据库。预先建立的3D室内地图20可W例如 使用彩色和深度（RGB-D)照相机来建立，诸如由微软开发的KI肥CT运动感测输入设备，用 于映射感兴趣的具体建筑物的室内环境16。KI肥CT运动感测输入设备具有红外线（IR)图 案源和IR照相机。IR照相机检测由IR图案源投射并且在物体上反射的IR图案，运允许板 上忍片使用立体视觉来估计物体的深度图。由RGB照相机提供的该深度图和相应的RGB图 像可W用于定义室内地图坐标系（x，y，z)中的3D特征点21，如图2所示。每个3D特征点 21可W包括，例如，3D室内地图20中的3D坐标W及标度不变特征变换（SIFT)描述符（例 如，128维向量），其表征在3D特征点21附近的小区域的外观，W允许特征点匹配。3D室内 地图20可W通过下述来建立：在RGB-D照相机在室内环境16周围移动时，迭代地关联来自 连续RGB-D图像中的3D特征点21，W将室内环境16的预先建立的3D室内地图20定义为 运些3D特征点21的集合或数据库。
[0034] 定位模块18可W位于服务器22上，并且被适配为与移动电子设备12进行通信从 其接收输入，并且响应于该输入来提供对电子设备12的定位。如本领域技术人员应当理解 的，服务器22可W是独立的服务器单元，或者可W是云计算服务24,如图3所示。服务器 22包括必要的电子装置、软件、存储器、存储、