高精度室内地图辅助VLC与PDR融合定位

针对传统室内定位方式存在的忽略地图精度对于整体定位精度的支撑性作用、需要额外的辅助设施和附加模块以协助定位系统实现目标点定位、定位信标的保密性差、定位信号源与辅助基站等具有较强的信号辐射等问题,本研究引入高精度室内地图辅助,提出了一种VLC与PDR融合的室内定位算法。首先,本研究摒弃了传统人工勾绘方式,在室内扫描机器人turtlrbot平台上（装载有二维激光扫描雷达）,利用Gmapping二维栅格地图构建算法,生成高精度室内地图。在此基础上,采用扩展卡尔曼滤波算法结合高精度地图信息实现VLC与PDR融合定位。该融合定位算法较好地结合了VLC定位与PDR定位各自的技术优势,实现了VLC定位结合高精度地图信息对PDR定位自适应动态纠偏,对于进一步实现新型低成本、无信号辐射、保密性强、附加模块少的高精度室内定位提供了较好的理论与技术支撑。实验结果表明：在高精度室内扫描地图构建过程中,其测距分辨率<0.5 mm,VLC与PDR融合定位算法的整体定位精度为1.33 m,平均定位响应时间为0.58 s。     

基于室内定位数据的群体时空行为可视化分析

室内定位数据记录了用户在室内空间活动的时空轨迹,是研究人群室内行为的重要信息源。室内数据时空耦合、分布复杂,可视化分析可以更好地揭示其规律。然而,与室外数据不同,室内数据具有时空粒度细、定位精度高等特点,与POI之间的空间关系更为明确,其轨迹受到室内设施和空间的制约,出现高维和不规则的特征,而这给室内行为研究提供依据的同时,又给可视化分析带来一定的挑战。现有的可视化方法主要应用于室外定位数据,关注轨迹自身的活动轨迹分析,往往忽略了所经过POI语义信息表达。针对这一问题,首先分析室内空间结构与定位数据的特征,阐述室内空间可视化分析的特殊性;在此基础上,面向室内人群的时空分布、移动模式及相关POI之间的对比、关联分析的需求,细化可视化分析的内容,明确可视化分析与展示的对象,并设计数据结构;从数据结构、可视化方法、展示图件及用户交互4个层次构建时空行为可视化分析模型;基于上述方法,采用WebGIS和WebGL技术综合设计和实现了面向商场定位的商场客流分析系统;最后,通过某一大型商场的用户定位数据进行可视化分析,从而验证了研究成果的正确性和有效性。     

图像地理定位研究进展

图像地理定位是将没有地理位置的图像,通过一系列方法获得对应地理位置,使其与现实地理空间建立关联映射的技术。该技术对进一步挖掘图像信息有着重要的作用,在网络空间测绘、情报获取、用户室外定位、增强现实等方面具有较高的应用价值。尽管计算机视觉领域取得了巨大的进展,但是由于图像地理定位涉及到图像特征提取、大规模数据检索、大规模点云处理、深度学习、地理信息特征提取、几何建模与推理、语义场景理解、基于上下文的推理、多数据融合应用等多个领域,所以对图像的高精度自动地理定位仍是需要进一步解决的难题。本文对图像地理定位研究进展进行了梳理,主要包括图像地理定位方法、图像地理定位数据集、图像地理定位评价方法和图像地理定位总结与展望4个方面。首先按照研究内容相关性将图像地理定位方法分为了图像检索、2D-3D匹配和跨模态检索3类方法,并详细介绍了每一类方法的最新研究进展;其次对图像地理定位研究所用的数据集和评价方法进行了归类与总结;最后分析了图像地理定位的研究现状,并从全球地理定位、自然区域地理定位、多方法融合地理定位、基于POI数据的地理定位和预选位置的精细化定位等方面对图像地理定位的未来研究方向进行了展望。     

面向智能导游的室内外定位方法研究

智能导游是基于游客位置的路径引导、游览讲解的综合性服务,与地理信息系统(GIS)、移动定位技术、基于位置的服务(LBS)等之间有着密切的联系。目前,室外定位技术已趋于成熟,但是无法满足室内定位的要求,因而室内外一体化定位在智能导游领域的应用亟待研究。本文将室内外定位引入到景区智能导游服务中,在调研室内外定位技术的基础之上,根据景区智能导游系统中室内外定位的具体需求,研究基于全球定位系统(GPS)和超宽带技术(UWB)的室内外组合定位方法,提出基于游客行为与空间状态的室内外组合定位模式,通过探测游客的运动状态实现定位切换算法,构建基于GPS与UWB的室内外组合定位平台。     

基于室内路网的跨楼层路径规划技术的设计与实现

随着室内定位技术、BIM-GIS技术和室内地图研究的发展,室内位置服务需求日益旺盛。作为室内位置服务的关键技术之一,室内路径规划成为研究与应用热点。但是早先的路径规划技术往往基于单层网络拓扑模型而设计,由于模型缺少楼层之间的连通信息,而不能实现跨楼层导航算法分析;而后随着跨楼层导航算法的出现,跨楼层的路径规划、导航及定位得以实现,但这些跨楼层导航算法基于楼层连接通达规则,往往需要多次遍历楼层信息,运算效率低下。针对这一问题,本文利用电梯、扶梯、楼梯等楼层间连接信息,设计、实现了基于楼层连接表的室内多层路网分析模型,并采用逐层分析的方法和多次网络分析,实现室内跨楼层的带有多个途经点路径分析。整个技术框架包括跨楼层路网生成模块、位置点接收模块、网络分析模块、循环控制模块。算法方面,本研究采用双向遍历的A*最短路径分析算法,通过网络路径分析,最终将满足约束条件的规划路径显示在移动设备上,帮助用户实现跨楼层、多途经点的定位与路径导航。     

导航地图发展现状和趋势分析

随着导航定位技术和信息技术的发展,消费者对导航地图有了新的、更高的要求.市场上导航地图产品众多,同质化严重,如果做不到技术创新,很难继续生存下去.为了探究导航地图未来发展趋势和前景,本文针对导航地图的发展现状进行详细分析,从时间、技术层面将导航地图分为导航地图1.0和导航地图2.0.导航地图1.0主要表现形式有:二维电子地图、2.5维地图、遥感影像,导航地图2.0应包括二维矢量地图、高精度导航数据、三维地图、室内地图,支持语音导航、网络云导航.经过详细对比分析发现,导航地图1.0技术已经非常成熟,导航地图2.0虽然已经出现,但是还有很多技术、数据、硬件问题,停留在1.0到2.0的过渡阶段,称之为1.5.而导航地图产品未来能否成功,关键是能否成功过渡到2.0,在这一过程中,部分盈利模式单一,技术积累薄弱的公司将被淘汰.人们对地图认知的不断提高,希望导航地图能够更直观、更精细、更准确、更便捷、更快,新的导航地图能否成功应用,除了依赖于地图技术本身的发展,也依赖导航定位技术和IT产业发展.     

室内实景三维重建技术综述

构建语义丰富、几何精确且拓扑完备的室内三维模型是实景三维中国建设中一项富有挑战性的任务,在室内导航与位置服务、虚拟现实、智能家居等领域都有重要的应用价值。室内空间结构布局复杂、实体要素类型多样及杂乱遮挡等因素给室内实景三维重建带来诸多挑战。近些年,室内实景三维重建受到广泛关注,然而关于现有方法的系统性总结仍较为欠缺。本文对室内实景三维重建最新技术的研究进展进行整理和归纳。首先,简要总结当前主流的室内空间三维数据采集手段;其次,从室内实景三维模型构建过程中涉及的关键环节出发,从实体要素语义识别和分类、实体要素几何模型生成、空间拓扑特征组织与表达方面对现有方法及其优缺点进行综述;最后,对室内实景三维重建相关研究现存的技术挑战进行分析总结,并对未来研究趋势进行展望。     

GPS-L1/BDS-B1非重叠频率紧组合相对定位

针对短基线下GPS-L1/BDS-B1非重叠频率紧组合相对定位算法研究,详细推导了短基线下GPS-L1/BDS-B1非重叠频率紧组合相对定位的数学模型,并对GPS-L1/BDS-B1非重叠频率差分系统间偏差DISB的稳定性及事先标定DISB的方法进行了详细介绍。结果表明,与传统GPS/BDS松组合相对定位相比,采用事先标定DISB的紧组合相对定位模型能够有效提高模糊度固定的成功率,且可用卫星数量越少提升效果越明显。     

基于北斗数据的非差相对定位理论与方法研究

简要介绍了北斗导航定位系统,论述了非差相对定位的基本概念、原理及建立非差相对定位模型的基本原则,介绍了建立单历元非差相对定位模型的函数模型和随机模型的详细过程,利用LAMBDA方法实现基线单历元模糊度的固定。对单历元非差相对定位的基线解算精度进行了重点分析。     

GIS的体系结构与全面社会化应用发展分析

近年来GIS取得了巨大的发展,其动力主要来自于应用需求的牵引和相关的IT技术的推动。本文主要从应用需求的变化对GIS体系结构的影响,以及包括Interbet、移动通信与定位、软件开发、软件工程等IT技术的进展对GIS的推动两个方面,对近年来GIS发展的内因和外因进行分析和探讨。     

基于钻孔数据的水文地质层的三维地学模拟研究——以常州-武进地区为例

分析了三维地学模拟的研究现状,提出利用体视化技术进行水文地质层的三维地学模拟,并以常州—武进地区为研究实例,对水文地质层的三维建模、体数据生成及体视化进行了详细阐述。最后对体视化技术在地下水研究中的重要价值作了总结与展望。     

定位统计图表的几何定位与基础图表构建

归纳和总结了定位统计图表表达的理论,给出了定位统计图表的数学模型,并根据统计图表的坐标系维度对其进行了分类。通过统计图表的定位方式抽象出定位图元的几何类型,并相应给出了定位参数的计算方法。最后程序化地实现了直方图、柱状图、扇形图、饼状图、玫瑰图等基础图表的几何定位和自动构建,极大地提高了定位统计地图的设计水平和制作效率。     

无线传感网络中多目标识别与定位系统设计

设计了一种基于无线传感网络的多目标识别与定位系统。系统采用DSP控制器作为传感节点的核心,实时采集移动目标的红外信号、磁信号和声音信号,并对所采集的目标信号进行预处理,通过无线传感器网络将所采集的目标信息上传至上位机,通过上位机调用基于Matlab的神经网络目标识别算法和定位算法分别实现对移动目标的识别与定位。分别进行了室内单人定位和小车定位的多目标探测实验,结果表明,设计的基于无线传感网络的多目标识别定位系统对目标的识别正确率均达到92%以上,定位效果的均方误差小于0.22 m,达到了探测系统的技术指标要求。     

基于ADS100数码航空摄影系统航测数据的精密单点定位技术研究

本文介绍了精密单点定位的基本原理,提出了用数码航空摄影系统徕卡ADS100航测数据对单点定位技术进行研究,比较了基站差分、CORS站差分与精密单点定位技术处理POS结果的差异,分析了产生差异的一些原因,同时也比较了用这三种方法处理后的POS进行区域网平差的精度。实验表明,在有控制点的情况下,三种方法获得的平差精度基本一致,能满足1:2000正射影像图制作要求;即使在无控的条件下,用精密单点定位处理ADS100初始POS也能满足1:5000正射影像图制作要求。     

一种运动恢复结构和航位推算结合的室内行人视觉定位方法

商业和工业领域中,室内行人、车辆、机器人的位置信息正逐渐成为人们关注的热点,并随之产生了大量的室内定位技术和方法,如使用无线信号、地磁、超宽带和超声波等方式进行室内定位。然而,目前的这些室内定位方法大多需要额外辅助设备的支撑,增加了定位成本和硬件开销。视觉定位作为一种目前较为流行的定位方式,具有实施成本低、不依赖任何外界辅助设备等优势。其中,构建带有位置标签的图像数据库是视觉定位方法的关键环节,而传统的构建图像数据库方法人力开销大、时耗长。因此,本文提出一种运动恢复结构（SFM）和航位推算结合的视觉定位方法,能够快速构建图像位置数据库、大大降低人力开销。该方法主要包括2个阶段：离线阶段和在线阶段。离线阶段主要实现图像序列位置的自动标注,通过采集行走路线上的手机内置传感器信息和视频信息,提出一种多约束图像匹配方法用于视频图像的连续匹配,将匹配结果用于SFM方法,可以得到相邻图像间的运动角度,使用行人航位推算（PDR）方法标注图像序列的轨迹坐标。在线阶段使用提出的图像匹配方法计算查询图像与数据库影像间的匹配点数量,将匹配点最多的K个数据库影像位置坐标加权平均作为查询图像的定位结果。最后,分别在2种典型的室内环境下进行实验,结果表明本文方法在离线阶段位置标注的平均误差为0.58 m,在线阶段图像匹配定位的误差范围在0.2~1.4 m。     

井下采掘三维定位自动监控系统功能架构设计

设计了井下采掘三维定位自动监控系统的总体结构,详细介绍各个功能模块的设计原理及系统实现的功能。应用三维GIS技术J、ava3D技术建立了矿山三维可视化平台,并在此基础上与矿山井下人员定位系统、矿业产量远程监控系统,集成开发了井下采掘三维定位自动监控系统,实现了井下采掘的实时监控、人员实时定位,降低了矿山开采的安全隐患,提高了对矿山开采的监管力度,能够为矿产资源开发与保护、矿山安全管理等提供信息服务。     

RTK在公路测量中的精度分析

本文通过测量误差理论分析和RTK定位技术原理和特点的分析，从理论上研究建立应用RTK技术进行公路线路测量的技术方案，并对测量精度进行分析。     

航空高光谱遥感金矿床定位模型及找矿应用——以甘肃北山柳园-方山口地区为例

高光谱遥感技术找矿应用是当前遥感地质领域研究的前缘和热点,国内外都在积极进行探索。本文利用核工业北京地质研究院遥感信息与图像分析技术国家级重点实验室的航空高光谱遥感成像系统（CASI/SASI/TASI）,采用甘肃柳园-方山口地区获取的高空间分辨率的高光谱遥感数据,开展了航空高光谱遥感金矿床定位模型及找矿应用研究。提出了航空高光谱遥感金矿床定位模型的构建思路,强调将目标（蚀变矿物及其组合）与背景（控制要素和成矿环境）相结合,而不是以往只重视蚀变信息,而忽视蚀变所处的地质环境;开拓出“矿床尺度的矿物精细填图技术”,并建立了工作流程,解决了建模的技术关键,明显提高了航空高光谱遥感技术在矿床范围内的填图效果。在此基础上,选择柳园-方山口地区5个各具特色的金矿床,构建了不同于其他地质勘查技术建立的5个矿床定位模式,属航空高光谱遥感矿床定位模式,为该区的高光谱遥感模式找矿奠定了基础。经对5个定位模式共性的地质分析,探讨了金矿床的形成过程,对该区的金矿床形成机理,从高光谱研究角度提出了新看法。运用所建立的定位模型,结合确立的金矿评价准则,开展了模式找矿工作,结果在柳园-方山口地区前人不知的盲区发现了3处值得进行深部探索的成矿有利地段,取得了明显的找矿效果。实践表明,航空高光谱遥感金矿床定位模型研究具有重要的理论意义和找矿价值。     

水平螺旋钻进光学成像导向技术及智能化改进方案

新型城镇化建设和城市地下建设步伐的加快促进了我国地下管网建设的发展,水平螺旋钻进作为最常用的非开挖铺管技术在我国的应用越来越广泛。水平螺旋钻进导向技术长期依赖于微型隧道激光导向,成本高昂,操作复杂。在研究国内外非开挖钻机导向技术的基础上,对螺旋钻进导向技术进行详细的研究并设计了一套利用光学成像技术进行导向的设备。通过室内实验与施工验证了该设备的可行性,同时针对实验及施工中出现的问题提出了进一步的解决方法与智能导向技术思路。      

关于地图导航定位产品测评工作的思考与建议

针对国家关于进一步加强地图导航定位产品统一监管,计划开展针对地图导航定位产品地图质量、软件功能和硬件性能方面的测评工作进行了深入思考,阐述了对行业发展过程中相关问题的分析观点,提出了对测评工作具体实施的相关建议。