[发明专利]一种基于红外基准点的室内与地下空间定位方法

权利要求书

1.一种基于红外基准点的室内与地下空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在室内或地下空间的顶部区域以非对称方式设置n个安装点，n≥4；每个安装点安装1个点状红外节点设备，观测区域内可观测到不低于4个点状红外节点设备；

(2)记录各安装点的空间坐标[x_i,y_i,z_i]i＝1～n，记为矩阵

(3)将地点k处可观测到的点状红外节点的ID号的集合记为可观测特征组A_k，全部的可观测特征数组记为{A₁～A_k}；

(4)接收机通过内嵌的红外摄像头拍摄顶部区域，当接收机获取的实时热成像图像中存在m个点状红外节点设备且m不低于4时，检测m个节点在实时热成像图像的投影坐标[x_j,y_j]j＝1～m，记为转到步骤(5)；若m小于4，则转到步骤(7)；

(5)设接收机位置为P＝[x₀,y₀,z₀]，接收机基于{A₁～A_k}中包含有m个点状红外节点设备的可观测特征组子集{A_q}，遍历与全部潜在可观测到的点状红外节点设备的相对位置矩阵基于PnP映射关系检测是否存在有效解，当存在有效解时得到的[x₀,y₀,z₀]即为接收机的空间定位解；

(6)获取有效解后根据PnP映射算法得到的姿态信息对本地惯性器件进行校准，返回步骤(4)进行下一时刻定位；

(7)通过惯性推算实现移动过程中定位，或将可观测到的点状红外节点设备作为特征点基于SLAM算法实现移动过程中定位，返回步骤(4)进行下一时刻定位。

2.一种基于红外基准点的室内与地下空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在室内或地下空间的顶部区域以非对称方式设置n个安装点，每个安装点安装1个赋形红外节点设备，每个赋形红外节点设备具有多个发光体，观测区域内可观测到不低于1个赋形红外节点设备；

(2)记录各安装点的空间坐标[x_i,y_i,z_i]i＝1～n，记为矩阵

(3)记录赋形红外节点设备的f个发光体采样点在自身坐标系的空间矩阵以及安装在安装点后其自身坐标系和绝对坐标系的转换矩阵D；

(4)接收机通过内嵌的红外摄像头拍摄顶部区域，当接收机获取的实时热成像图像中存在1个赋形红外节点设备时，检测赋形红外节点设备在实时热成像图像中所成图形的m个采样点的投影坐标[x_j,y_j]j＝1～m，记为转到步骤(5)；若未拍摄到完整的赋形红外节点设备，则转到步骤(7)；

(5)设接收机位置为P＝[x₀,y₀,z₀]，接收机基于各赋形红外节点设备的空间矩阵C和转换矩阵D，遍历与全部潜在可观测到的赋形红外节点设备采样点的相对位置矩阵基于PnP映射关系检测是否存在有效解，当存在有效解时得到的[x₀,y₀,z₀]即为接收机的空间定位解；

(6)获取有效解后根据PnP映射算法得到的姿态信息对本地惯性器件进行校准，返回步骤(4)进行下一时刻定位；

(7)通过惯性推算实现移动过程中定位，或将可观测到的赋形红外节点设备中多个采样点作为特征点基于SLAM算法实现移动过程中定位，返回步骤(4)进行下一时刻定位。