一种室内定位方法及装置与流程

本发明涉及信息定位技术领域，尤其涉及一种室内定位方法及装置。

背景技术：

室内定位技术是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位和惯导定位等多种技术从而实现人员、物体等在室内空间中的定位。

而现有技术中的室内定位技术通常需要额外的硬件，或者需要提前进行现场勘测，其不利于在实际中推广使用，而通过在商场等环境中普遍存在的室内平面图可以缓解现场勘测所导致的问题，但是真实使用场合和商场的室内平面图可能会存在比例尺难以确定或室内平面图方向和实际真实场景方向不一致等问题。

因此，如何仅仅通过用户终端在真实场景获取的信息实现对于用户终端的定位已经成为了业界亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种室内定位方法及装置，用以解决上述背景技术中提出的技术问题，或至少部分解决上述背景技术中提出的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种室内定位方法，包括：

获取多个兴趣点到移动终端的视线方向，所述多个兴趣点至少为两个；

获取相邻视线方向之间的夹角信息；

获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位。

更具体的，若所述多个兴趣点为两个，相应地：

获取两个相邻视线方向之间的第一夹角信息；

获取所述第一夹角信息对应的第一圆弧信息，以根据所述第一圆弧信息进行室内定位。

更具体的，若所述多个兴趣点为三个，相应地：

获取三个相邻视线方向之间的第二夹角信息和第三夹角信息；

获取所述第二夹角信息对应的第二圆弧信息，获取第三夹角信息对应的第三圆弧信息；以根据所述第二圆弧信息和第三圆弧信息进行室内定位。

更具体的，所述据所述第二圆弧信息和第三圆弧信息进行室内定位的步骤，具体包括：

确定所述第二圆弧信息和第三圆弧信息的两个交点信息，其中所述两个交点信息包括公共兴趣点和定位点信息；

根据所述定位点信息进行室内定位。

更具体的，若所述多个兴趣点大于三个，相应地：

将每三个兴趣点作为一组定位数据，得到多组定位数据；

获取每组定位数据所对应的每组定位点信息；

对多组定位点信息进行加权平均，得到初步定位结果信息；

将所述初步定位结果信息通过梯度下降法进行优化，得到定位结果信息。

第二方面，本发明实施例提供一种室内定位装置，包括：

视线方向获取模块，用于获取多个兴趣点到移动终端的视线方向，所述多个兴趣点至少为两个；

夹角获取模块，用于获取相邻视线方向之间的夹角信息；

定位模块，用于获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位。

第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述室内定位方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述室内定位方法的步骤。

本发明实施例提供的一种室内定位方法及装置，通过抓取真实场景下多个兴趣点到移动终端的视线方向，而在将真实场景映射到室内平面图中，移动终端获取到兴趣点的先后次序一致和相邻视线方向之间夹角一致的情况下，可以通过计算相邻视线方向之间的夹角信息，从而确定夹角信息所对应的圆弧信息，然后根据圆弧信息既可以实现其在室内平面图中的定位，无需考虑室内平面图方向和实际真实场景方向不一致等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中所描述的室内定位方法流程图；

图2为本发明一实施例所描述的室内定位示意图；

图3为本发明一实施例所描述的室内定位装置结构示意图；

图4为本发明一实施例所描述的电子设备结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中所描述兴趣点(pointofinterest，简称poi)是指人们感兴趣的地理实体，如餐馆、学校、酒店和商场等，每个poi包含多种信息，例如，名称、类别、经度和纬度。

本发明实施例中所描述的移动终端是指包含摄像头、加速度传感器、磁力传感器和重力传感器的移动终端，本发明实施例中的移动终端还可以包括一个显示模块，以提供预览功能；该移动终端可以是智能手机或平板电脑等设备。

本发明实施例中所描述的室内平面图是建筑物布置方案的一种简明图解形式，用以表示建筑物、构筑物、设施、设备等的相对平面位置；例如商场等室内场景经常可见用于指引商场客户的室内平面图。

图1为本发明一实施例中所描述的室内定位方法流程图，如图1所示，包括：

步骤s1，获取多个兴趣点到移动终端的视线方向，所述多个兴趣点至少为两个；

步骤s2，获取相邻视线方向之间的夹角信息；

步骤s3，获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位。

具体的，本发明实施例中所描述的兴趣点到移动终端的视线方向是指移动终端所获取的兴趣点信息正好出现在移动终端预览帧中心时刻的视线方向。

本发明实施例中所描述的相邻视线方向之间的夹角关系具体是指相邻的视线方向之间的夹角，例如用户终端依次观察到第一兴趣点、第二兴趣点和第三兴趣点；此时对应得到第一视线方向、第二视线方向和第三视线方向；此时相邻视线方向之间的夹角关系是指第一视线方向与第二视线方向之间的夹角信息，第二视线方向和第三视线方向之间的夹角信息。

本发明实施例中所描述的夹角信息对应的圆弧信息具体是指若夹角信息为锐角时，由于在一个圆上的圆周角处处相等，因此该圆弧信息为以该夹角作为圆周角所对应的较长一段的圆弧；若夹角信息为钝角时，同理可知该圆弧信息为该夹角作为圆周角所对应的较短一段的圆弧。

移动终端通过移动终端自带的摄像头获取周围环境图像信息，当兴趣点信息出现在移动终端预览帧中心的中心时刻信息时，获取在该时刻兴趣点到移动终端的视线方向；并且需要至少获取两个或两个以上视线方向才能够进行后续室内定位的步骤；若只获取到一个兴趣点到移动终端的视线方向，则应当继续获取其它兴趣点到移动终端的视线方向。

移动终端获取相邻视线方向之间的夹角信息，获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位，具体为：

当观察到的兴趣点数量为两个时，若这两个兴趣点到移动终端的视线方向之间的夹角为0°或180°，则定位结果为这两个兴趣点连线的线段。

若夹角信息为锐角时，由于在一个圆上的圆周角处处相等，因此以这两个兴趣点为弦，根据该弦确定圆心，以夹角信息作为以该圆心为圆的圆周角，从而确定该圆周角所对应的较长的一段圆弧，同理，当夹角为钝角时，定位结果是以夹角信息作为圆周角，从而确定该圆周角所对应的较短的一段圆弧，当夹角为直角时，定位结果以夹角信息作为圆周角，从而确定该圆周角所对应的一半圆弧。

则在两个兴趣点时，我们得到的圆弧信息，即为我们最终的定位信息，此时用户终端应处于该圆弧信息上。

当观察到的兴趣点数量为三个时，则根据定位结果为两两兴趣点圆弧信息的交点；这两条圆弧的交点一个为公共的兴趣点，另一个则为定位结果

当观察到的兴趣点数量为三个以上时，将每3个兴趣点分为一组，定位出一个定位结果，从而得到多个定位结果，然后将多个定位结果进行加权平均得到初始定位结果，然后利用梯度下降法对初始定位结果进行优化，从而得到最终的定位结果。

本发明实施例中所具体描述的利用梯度下降法对初始定位结果进行优化的目标为定位结果到两两兴趣点构成的夹角与观测夹角的余弦值尽可能小，观测夹角是指用户终端所获取的真实观测夹角。

而在真实场景中和室内平面图中，用户终端旋转的方向，即终端观察到兴趣点的先后次序一直，且用户终端观察到的兴趣点到移动终端的视线方向质检的夹角相同，因此，在等到定位点信息之后，可以根据该定位点信息从而确定实现用户终端在室内平面图中的定位。

本发明实施例通过抓取真实场景下多个兴趣点到移动终端的视线方向，而在将真实场景映射到室内平面图中，移动终端获取到兴趣点的先后次序一致且相邻视线方向之间夹角一致的情况下，可以通过计算相邻视线方向之间的夹角信息，从而确定夹角信息所对应的圆弧信息，然后根据圆弧信息既可以实现其在室内平面图中的定位，无需考虑室内平面图方向和实际真实场景方向不一致等问题。

在上述实施例的基础上，若所述多个兴趣点为两个，相应地：

获取两个相邻视线方向之间的第一夹角信息；

获取所述第一夹角信息对应的第一圆弧信息，以根据所述第一圆弧信息进行室内定位。

具体的，本发明实施例中所描述的第一夹角信息对应的第一圆弧信息具体是，在第一夹角信息为锐角时，从而确定以第一夹角信息为圆周角所对应的较长的一段圆弧；在第一夹角信息为钝角时，从而确定以第一夹角信息为圆周角所对应的较短的一段圆弧；在第一夹角信息为直角时，从而确定以第一夹角信息为圆周角所对应的一半圆弧。

本发明实施例中所描述的根据第一圆弧信息进行室内定位具体是指，此时用户终端的位置可能处于第一圆弧信息上的任意一点。

本发明实施例可以实现在观测到两个兴趣点是，根据两个兴趣点到移动终端的视线方向，从而对移动终端进行室内定位。

在上述实施例的基础上，若所述多个兴趣点为三个，相应地：

获取三个相邻视线方向之间的第二夹角信息和第三夹角信息；

获取所述第二夹角信息对应的第二圆弧信息，获取第三夹角信息对应的第三圆弧信息；以根据所述第二圆弧信息和第三圆弧信息进行室内定位。

具体的，本发明实施例中所描述的兴趣点为三个，是指移动终端依次观察到三个兴趣点信息。

图2为本发明一实施例所描述的室内定位示意图，如图2所示，在本发明实施例中，假设用户手持用户终端在商场内h位置原地旋转，并在旋转过程中，始终保持用户终端的z轴方向在真实环境坐标系水平面的投影方向与用户面部朝向一致，观察到三个poi，分别为poi1、poi2和poi3，nv表示真实环境中的正北方向，此时本发明实施例中所描述的三个向量视线方向之间的第二夹角信息和第三夹角信息分别为θ12和θ23，此时确定θ12和θ23所对应的圆弧信息，分别为第二圆弧信息和第三圆弧信息，此时第二圆弧信息和第三圆弧信息会存在两个交点，一个交点为共用兴趣点，而另一个交点则为定位结果信息。

而在真实场景中和室内平面图中，用户终端旋转的方向，即终端观察到兴趣点的先后次序一直，且用户终端观察到的兴趣点到移动终端的视线方向质检的夹角相同，因此，在等到定位点信息之后，可以根据该定位点信息从而确定实现用户终端在室内平面图中的定位。

本发明实施例通过在移动终端观测到三个兴趣点时，通过三个兴趣点到移动终端的视线方向，从而确定三个相邻视线方向所对应的第二夹角信息和第三夹角信息对应的圆弧信息，从而根据两个圆弧的交点从而实现对于用户终端在室内平面图中进行定位。

在上述实施例的基础上，所述据所述第二圆弧信息和第三圆弧信息进行室内定位的步骤，具体包括：

确定所述第二圆弧信息和第三圆弧信息的两个交点信息，其中所述两个交点信息包括公共兴趣点和定位点信息；

根据所述定位点信息进行室内定位。

具体的，本发明实施例中所描述的两个交点信息中必然存在一个共用的公共兴趣点，而另一个交点则为定位点信息；而该定位点信息实际则是用户终端在室内平面图中的定位结果。

本发明实施例中通过确定两个圆弧信息的交点信息，从而最终确定定位点，实现室内定位。

在上述实施例的基础上，若所述多个兴趣点大于三个，相应地：

将每三个兴趣点作为一组定位数据，得到多组定位数据；

获取每组定位数据所对应的每组定位点信息；

对多组定位点信息进行加权平均，得到初步定位结果信息；

将所述初步定位结果信息通过梯度下降法进行优化，得到定位结果信息。

本发明实施例中若兴趣点大于三个，将每三个兴趣点作为一组定位数据，对于多出的兴趣点作为溢出数据，例如，若兴趣点为7个，则此时得到两组定位数据，且多出一个兴趣点为溢出数据。

每一组定位数据均可以得到一个定位点信息，对这些定位点信息进行加权平均即可得到初步定位结果信息。加权平均中权重主要通过每个定位点信息到两两兴趣点计算的夹角与真实夹角差值的平方和确定，差值平方和越小，表明与真实值越接近，权重越高，权重可以通过差值平方和的倒数归一化得到。

然后，将初步定位结果信息作为起始点，使用梯度下降法进行优化，优化目标为定位结果到两两兴趣点之间的夹角应该与观测夹角的余弦值尽可能接近。迭代若干步骤以后，若未收敛，则将初步定位结果信息作为最终的定位结果信息，否则收敛的结果即为最终的定位结果信息。

本发明实施例通过在获取到超过三个兴趣点到移动终端的视线方向时，将每三个兴趣点作为一组定位数据，从而得到多组定位数据，确定多组定位数据的定位点信息，在通过加权平均后得到初步定位结果信息，然后通过梯度下降法对初步定位结果信息进行优化，最终得到定位结果信息，使得在获取超过三个兴趣点到移动终端的视线方向时，进一步提高定位精确度。

图3为本发明一实施例所描述的室内定位装置结构示意图，如图3所示，包括：视线方向获取模块310、夹角获取模块320和定位模块330；其中，视线方向获取模块310用于获取多个兴趣点到移动终端的视线方向，所述多个兴趣点至少为两个；其中，夹角获取模块320用于获取相邻视线方向之间的夹角信息；其中，定位模块330用于获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位。

本发明实施例提供的装置是用于执行上述各方法实施例的，具体流程和详细内容请参照上述实施例，此处不再赘述。

本发明实施例通过抓取真实场景下多个兴趣点到移动终端的视线方向，而在将真实场景映射到室内平面图中，移动终端获取到兴趣点的先后次序一致和相邻视线方向之间夹角一致的情况下，可以通过计算相邻视线方向之间的夹角信息，从而确定夹角信息所对应的圆弧信息，然后根据圆弧信息既可以实现其在室内平面图中的定位，无需考虑室内平面图方向和实际真实场景方向不一致等问题。

图4为本发明一实施例所描述的电子设备结构示意图，如图4所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)401、通信接口(communicationsinterface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403中的逻辑指令，以执行如下方法：获取多个兴趣点到移动终端的视线方向，所述多个兴趣点至少为两个；获取相邻视线方向之间的夹角信息；获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位。

此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，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，本发明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)执行本发明各个实施例所述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(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的基于移动终端的兴趣点视线方向识别方法，例如包括：获取多个兴趣点到移动终端的视线方向，所述多个兴趣点至少为两个；获取相邻视线方向之间的夹角信息；获取所述夹角信息对应的圆弧信息，以根据所述圆弧信息进行室内定位。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。