单目视觉的室内多行人目标连续定位方法

针对目前视觉的行人检测技术大多侧重行人识别与分类,而较少考虑行人的空间精确定位的问题,该文提出一种室内多行人目标连续定位方法。该方法基于单目视觉检测方法,构建像素坐标系到世界坐标系的坐标转换模型,并结合卡尔曼滤波和匈牙利算法实现对多行人目标的连续定位与跟踪。实验结果表明,该方法能对多行人目标实现准确区分,定位精度达到亚米级,平均每帧处理时间为53ms,满足定位应用的实时性要求。     

视觉惯导紧耦合的行人室内自主定位方法

针对行人在大型复杂建筑环境中的高精度和高可靠性室内定位需求,传统的基于视觉点特征方法易受环境纹理缺失、相机快速运动导致图像模糊而定位失效问题,提出了一种基于视觉点线特征与IMU紧耦合的行人室内 自主定位方法.在视觉惯导融合导航系统框架下,前端部分,在点特征基础上引入结构化建筑环境中丰富的线特征,并采取基于梯度密度过滤机制的改进线特征提取策略,剔除局部线特征密集区域;利用点线特征与IMU紧耦合优化机制提高行人位姿估计及定位的准确性和稳定性.通过利用EuRoC数据集和在实际楼道场景下的实验,特别是在弱纹理、光照变化等条件下实验,验证了所提方法进行行人室内定位的准确性和可行性.     

深空探测巡视器视觉导航定位方法研究与地面试验场验证

地外天体表面巡视器就位探测是深空探测研究的重要手段,其自主导航定位能力是任务开展的重要前提。本文主要对视觉导航方法中的视觉同时定位与地图构建(SLAM)方案开展应用研究。介绍了当下经典的视觉SLAM框架,并以具有代表性的ORB-SLAM3算法为例开展研究;分别利用公开数据集、深空探测地面模拟场数据进行试验验证,探索视觉导航定位算法在深空探测场景下的有效性。本文研究为我国后续开展长距离连续巡视任务提供参考。     

绝对空间定位到相对空间感知的行人导航研究趋势

相对空间比绝对空间更易于被人理解。行人导航本质是以相对于人的导航环境视觉与空间等相对语义来动态引导行人的过程,即相对导航。目前,GIS导航理论以绝对定位与空间建模为基础,没有充分理解人对相对语义的认知差异,缺乏基于相对语义的导航理论模型。首先,总结了以绝对空间定位与表达为基础的行人导航研究,提出了相对空间感知的行人导航研究新方向。然后,剖析了相对导航研究的理论研究需求,如:行人相对导航数据采集与建模、行人导航环境相对语义的提取、行人导航行为的自动感知分析、行人导航的多感官交互机制、行人导航路径选择与确认机制等。最后,展望了未来行人导航研究与重要创新的3个阶段。     

融合可视与不可视地标的行人相对定位方法

充分考虑不同数据源在变化场景下的数据差异性和行人在导航定位服务中的空间认知习惯,提出了一种融合可视地标与不可视地标的行人相对定位方法。利用基于传感器复合证据理论的方法构建目标路径的不可视地标(如磁场变化、WiFi更新等),检测GoPro Fusion设备获取的全景影像中的视觉显著的可视地标及其与采样点间的相对空间方位属性;根据行人实时获取的传感器数据和地标方位信息分别推估行人在目标路径中可能停留的路段区域;采用贝叶斯概率融合方法融合可视地标与不可视地标数据进行行人定位结果推估。实验结果表明,融合多源数据可以解决单一场景下行人定位精度不足的问题。在传感器特征较少的单一场景下,与基于不可视地标的行人定位方法相比,该方法的精度提升了12.78%。     

一种单目视觉/INS组合室内定位抗差方法

针对单目视觉/INS的组合定位算法中,单目视觉本身不具备尺度的问题以及在景深变化明显和光照不均匀的环境下会产生粗差的问题,提出了一种单目视觉/INS组合室内定位抗差方法。在尺度恢复方面,借助INS的位置增量信息,基于最小二乘法对单目视觉进行尺度恢复。在抗差方法方面,利用INS在短时间间隔内增量信息高精度的特性,对单目视觉在此时间间隔内的增量信息进行检测,判断是否产生粗差并进行粗差剔除,进而提高组合定位系统的定位精度。实验结果表明,所提算法可以有效的探测并剔除单目视觉/INS组合系统在恶劣环境下产生的粗差,提高组合定位系统的精度及鲁棒性。     

基于粒子滤波的PDR/地磁指纹室内定位

针对行人航位推算(PDR)定位存在误差累积和地磁指纹不唯一导致的误匹配问题,本文改进了基于粒子滤波的PDR/地磁指纹室内定位方法.在PDR定位过程中利用地图信息控制粒子权重更新,得到较为准确的位置信息后,利用动态时间规整(DTW)算法在PDR推算位置基础上进行快速序列匹配,获取最优位置估计.试验结果表明,融合定位方法有...     

室内行人移动行为识别及轨迹追踪

作为室内位置服务的基础,室内定位技术近年来得到了广泛的关注。针对现有室内定位技术存在成本高、精度有限以及效率不足等问题,提出了一种融合人类活动识别、行人航迹推算(pedestrian dead recko-ning,PDR)以及地标匹配修正等技术的室内行人位置推算方法。该方法使用基于智能手机的PDR技术来估算用户的位置信息,而人类活动识别技术则用来感知用户室内移动行为中的特定地标,利用这些地标信息来辅助修正PDR轨迹中产生的累积误差。此外,为了解决用户初始位置未知的问题,引入隐式马尔科夫模型进行推断,并提出了一种顾及室内环境特征的维特比算法来确定用户轨迹。实验结果显示,所提方法在提高室内行人移动行为识别和定位精度的同时,有效实现了用户室内轨迹的追踪。     

融合惯导信息的单目视觉室内定位方法

针对单目视觉定位方法定位精度高但数据源不稳定,而惯性测量组件可稳定获取定位数据却存在累计误差的问题,提出了一种融合惯导信息的单目视觉室内定位方法.该方法利用四参数拟合模型将图像数据转换成定位定姿数据,并在惯导数据解算过程中引入互补滤波修正陀螺仪读数,最后将处理后的数据作为观测值输入到扩展卡尔曼滤波器中,得到最优位置信息.实验结果表明,该方法能够有效地提高室内定位的精度和稳定性.     

光源编码+PDR组合的室内行人定位方法

针对光源编码定位系统存在定位不连续、易受遮挡导致定位性能下降等问题,提出了一种光源编码/行人航迹推算(PDR)组合的室内行人定位方法。该方法采用扩展卡尔曼滤波(EKF)对PDR位置和光源编码位置进行融合处理,并运用新息滤波对光源编码位置进行抗差处理。试验结果表明,光源编码+PDR组合算法能有效改善光源编码定位不连续、非视距环境中存在粗差的问题,实现连续、高精度的室内行人定位。     

手机视觉与惯性融合的松耦合滤波算法

在智能手机和互联网的普及状态下,对高精度定位技术的需求也更加显著,精确定位服务已渗透到各个领域,如物联网、无人驾驶、机器快递员、应急救援等。在室外环境下,这些服务大多由全球卫星导航系统提供;然而,在深山丛林、矿井隧道、地下室等室内环境下,由于信号衰减及多径效应的影响,GPS无法正常工作。本文针对一些特殊的室内场景,研究了基于松耦合滤波的视觉惯性融合导航方法,设计了一个面向智能手机平台的室内行人定位系统。该方法视觉前端采用了快速、稳健的稀疏直接法,后端采用了扩展卡尔曼滤波器来融合惯性信息,能够有效融合视觉和惯性信息,达到恢复单目视觉尺度、提高稳健性的效果,实现了高精度的室内行人定位。     

室内位置服务智慧化应用研究

针对人们室内活动增多对室内位置智能化服务需求迫切的问题,该文简要阐述了主要的室内定位技术,搭建了室内位置服务云平台,并研发了终端大众位置服务软件.在云计算平台和Android平台分别提供了地图浏览与查询、定位导航、信息交互、用户管理等服务.通过蓝牙校正行人航迹推算的混合室内定位,开展了位置联动、位置感知、位置搜索等智能化位置应用研究.提供了位置信息智慧化服务模式,支撑了大众位置服务中所需的找到走失的人、找回车位、寻找和访问店铺等工作,将为推进室内定位技术应用、扩宽智慧化位置服务领域形成有益参考.     

基于小波变换和不变矩匹配的快速人体定位

人体定位是指在图片中确定行人位置的过程.为了提高人体定位的正确率和速度,提出了一种结合小波变换和不变矩匹配的定位方法.首先对图像进行小波变换,提取出图像小波系数;再根据行人模板的系数特征提取出不变矩模板;然后在小波域上通过不变矩匹配实现人体定位.该方法减少了待检区域,降低了计算代价.实验结果表明,该算法识别率达78.6%,测试结果比Oren等人提出的匹配方法提高了26.7%.     

基于机器人的室内指纹地图更新

为满足大室内空间高精度指纹定位的需求,需采集大量的室内指纹地图数据,但传统室内指纹采集方法人工作业反复,费时费力;同时指纹地图还需频繁更新以保证更好的现势性从而得到更高的定位精度,更增加了在大室内空间中实现高精度指纹定位的难度。针对室内定位中的指纹地图采集提出了一种基于机器人的扫描采集更新方法。该方法不仅能大量节省人力成本,而且能高效地得到更丰富、更准确的指纹点信息以组成高质量的指纹地图,从而提高室内指纹定位的精度。     

基于环境光修正的行人航迹推算

针对室内定位存在单一定位精度低,以及组合定位成本高、不易实现的问题,提出了一种利用环境光修正行人航迹推算（PDR）的方法。该方法利用智能手机采集的加速度、陀螺仪和磁力计数据实现PDR位置估计;同时利用手机的光线传感器实时获取所在位置的环境光强度信息,基于采集的室内环境光强度信息修正PDR轨迹中产生的累计误差。经试验数据分析,该方法可以有效地解决PDR轨迹中产生的累计误差,可为大型超市、地下停车场、隧道、矿井等室内光照强度较为稳定的区域提供定位技术帮助。     

基于智能手机传感器的室内行人三维定位算法

针对室内行人定位中累积误差发散及高程值缺失的问题,提出了一种基于智能手机传感器(磁力计、加速度计、陀螺仪和气压计)的室内行人三维定位算法。该算法在使用行人航位推算获得二维定位信息的基础上,融合多传感器输出解算行人方位角,结合电子罗盘提出加权方位角以提高解算精度;通过传感器输出检测行人行为状态,结合虚拟地标点图层及其匹配算法,将行人的位置匹配到相应的特殊位置,重置行人初始位置以消除累积误差;使用基于气压计的差分气压测高法求解行人的高程值,从而获得行人三维定位信息。在智能手机上进行实验,结果表明,该算法不仅能够提供准确、连续的二维定位信息,还能提高行人对楼层的分辨力,可为室内行人导航、跟踪等基于位置服务提供有效的定位信息。     

虚拟AP支持的室内非线性约束区域定位

在具有线性约束的室内区域,如走廊或狭窄通道,使用行为地标和室内地图辅助的方法,可以提供较为精确的位置信息.但在非线性约束的室内区域,如办公室、商铺和机场大厅等空间范围较大的室内空间,人为活动轨迹难以进行线性约束,很难使用行为地标和室内地图辅助的方法进行定位.虚拟无线信号接入点(access point,AP)是利用无线...     

面向实时定位的室内空间结构分析及制图方法

在室内空间提供高精度的实时定位服务非常重要。室内数字地图是室内实时定位的基础和信息载体。研究了面向实时定位的室内空间理论,包括室内空间的定义、室内空间及室内实时定位的特点。分析了地图可视化和基于地图约束的定位精度改进等室内实时定位应用对室内地图的要求,明确了需要表达的室内空间结构为建筑体和室内家具。设计了一种轻量室内地图数据结构,探索了基于该数据结构的室内2D和2.5D地图的制图方法。最后以工程实验楼室内空间为例开展了制图实践。     

利用双频载波相位观测值求差的方法探测与修复周跳

周跳的探测与修复,特别是小周跳的探测是GPS高精度实时定位的热点问题.分析两种载波相位观测值的关系,提出一种利用两种载波相邻相位观测值求差的方法探测与修复周跳.通过实例分析,证明该方法能够有效地探测并修复周跳.     

建筑室内空间定位技术研究

为解决某市行政中心楼因建筑体量巨大、室内结构复杂而导致办事人员不易寻找目的地的问题,本文研究了室内空间定位搜寻方案,探讨了室内无卫星信号的定位方式。借助无线网络信号定位分析了无线网络信号传输中涉及的测距、信号滤波、空间定位等核心技术问题,并进行了试验验证,收到了良好的效果。