[发明专利]一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于超声阵列信息的定位技术领域，尤其涉及一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置。

背景技术

定位技术作为当前的研究热点，对军事、经济以及人们的日常生活产生了深远的影响。定位是确定本体在其作业环境中所处位置的过程，更具体地说是利用先验环境地图信息、本体位姿的当前估计以及传感器的观测值等输入信息，经过一定的处理和变换，产生更加准确的对当前本体位姿的估计。

广西科技大学的发明专利“北斗或GPS双模在线定位模式，申请号为201410763072.1”中公开了一种定位方法，此发明的定位方法为获取北斗、GPS、北斗和双模的原始位置信息和时间数据，将用户的空间位置提供应用程序层，使数据保存到相应的数据表中以便移动客户端的访问、获取采用方式从位置信息数据表中拿到移动设备的实时经纬度信息和时间客户端调用百度地图的将获取到的位置信息标注到百度地图上,达到在线实时对移动设备的定位显示。但是GPS和北斗都主要服务于室外定位；而应用于室内时的信息受建筑物的影响而大大衰减，定位精度会大大降低。浙江大学的发明专利“一种基于混合摄像机的室内场景定位方法”用混合摄像机拍摄的当前帧的深度图和彩色图以及训练好的回归森林，计算出当前摄像机对应的世界坐标,完成室内场景定位。但是摄像机在光线条件不好的时候定位效果精度不高。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术的不足之处，提出一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法与装置，在最近邻算法的基础上实现基于超声阵列的室内场景定位，提高室内场定位的鲁棒性和准确率。

本发明提出的一种基于超声阵列信息的室内场景定位方法，包括以下步骤:

1)采集作为训练样本的场景的超声阵列信息：

为了有效地获取环境中的超声信息，超声传感器以环或阵列的形式安装在机器人本体上。室内场景的超声阵列信息进行采集作为超声训练样本，设超声训练样本的个数为N，则得到超声训练样本数据集S_tr的表达式为：

S_tr＝[S_tr1,S_tr2,…,S_trN](1)

其中S_tr1,S_tr2,…,S_trN分别表示超声训练样本数据集S_tr中第一个超声训练样本、第二个超声训练样本、…第N个超声训练样本。第一个超声训练样本S_tr1的数据由超声传感器采集的室内已知的第一组场景的超声阵列信息。

2)对需要进行定位的测试样本场景进行采集超声阵列信息。设超声测试样本的个数为M，则得到超声测试样本数据集S_te的表达式为：

S_te＝[S_te1,S_te2,…,S_teM](2)

其中S_te1,S_te2,…,S_teM分别表示超声测试样本数据集S_te中第一个超声测试样本、第二个超声测试样本、…第M个超声测试样本。第一个超声测试样本S_te1的数据由超声传感器采集的来自需要定位的第一组室内场景的超声阵列信息。M和N分别为超声训练样本的个数和超声测试样本的个数，一般情况下N≤M。