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定位精度测试方法、装置、计算机设备和存储介质

文献发布时间:2023-06-19 19:27:02


定位精度测试方法、装置、计算机设备和存储介质

技术领域

本申请涉及卫星导航接收机测试技术领域,特别是涉及一种定位精度测试方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

随着卫星导航接收机测试技术的发展,出现了室内半实物虚拟仿真测试、车载对天动态测试、高精度标定场测试等技术,以对卫星导航定位精度进行有效评价。

现有技术中,半实物虚拟仿真测试中的模拟源与模拟环境过于理想化,无法复现真实空间下的复杂环境。车载对天动态测试是结合差分信号输出的基准参考数据,不适用于复杂遮挡环境。高精度标定场测试中的测试环境固定、单一,也不适用于复杂环境下的测试需求。

因此,现有技术中的定位精度测试方法,无法在复杂环境下,实现对待测的卫星导航接收机或模组定位精度的准确测试。

发明内容

基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种能够在复杂环境下,对目标对象定位精度进行精确测试的定位精度测试方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

第一方面,本申请提供了一种定位精度测试方法。所述方法包括:

确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标;

基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

在其中一个实施例中,获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,包括:

针对每一测站点,确定架设于测站点所处位置的测量型接收机;

当测量型接收机的测量时长达到时长阈值时,获取测量型接收机测量的测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标。

在其中一个实施例中,确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪,包括:

从多个测站点中选取两个测站点,一个作为基准测站点,另一个作为后视测站点;

将基准测站点的绝对位置坐标,传输至架设于基准测站点所处位置的全站仪;

当确定全站仪已照准后视测站点时,将后视测站点的绝对位置坐标传输至全站仪,以确定基于基准测站点与后视测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪。

在其中一个实施例中,确定基于基准测站点与后视测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪之后,包括:

针对每一超宽带基站,当确定超宽带基站的天线相位中心所对应的位置已配置棱镜时,获取棱镜的离地高度和全站仪的物镜中心的离地高度;

当确定全站仪已照准棱镜时,基于棱镜的离地高度与物镜中心的离地高度,获取全站仪测量的超宽带基站在地心坐标系中的绝对位置坐标。

在其中一个实施例中,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果,包括:

针对在相同目标场景、相同工况下的目标对象的定位数据与基准定位数据,将目标对象的定位数据与基准定位数据中的时间戳进行对齐,得到定位数据对齐结果;

基于定位数据对齐结果,获得目标对象的定位数据的均方差,以及目标对象的定位数据与基准定位数据之间的均方根误差;

根据均方差与均方根误差,评估得到目标对象在相应目标场景、相应工况下的定位精度测试结果。

在其中一个实施例中,所述方法还包括:

确定更换后的目标场景,得到目标对象在更换后的目标场景中不同工况下的定位精度测试结果。

第二方面,本申请还提供了一种定位精度测试装置。所述装置包括:

第一处理模块,用于确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

全站仪确定模块,用于获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标;

定位数据获得模块,用于基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

测试结果获得模块,用于获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

第三方面,本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤:

确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标;

基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标;

基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

第五方面,本申请还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤:

确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标;

基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

上述定位精度测试方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品,确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与多个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的定位标签,再获取各测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标,确定基于所得绝对位置坐标定后视的、用于测量各超宽带基站的绝对位置坐标的全站仪,从而基于定位标签的信号发射位置与多个超宽带基站的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据,最后,将目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,与基准定位数据进行对比,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。整个过程中,可以根据测试需求,灵活复现能反映复杂环境的目标场景,并获取目标对象在目标场景内不同工况下的定位数据,还可以通过合理布设多个超宽带基站,在复杂环境下获取实时、准确的基准定位数据,能够基于精确的基准定位数据,实现在复杂环境下,对目标对象定位精度的精确测试。

附图说明

图1为一个实施例中定位精度测试方法的应用环境图;

图2为一个实施例中定位精度测试方法的流程示意图;

图3为一个实施例中基于超宽带及动态测绘标定技术,测试目标对象定位精度的流程示意图;

图4为另一个实施例中基于超宽带及动态测绘标定技术,测试目标对象定位精度的流程示意图;

图5为一个实施例中基于超宽带及动态测绘标定技术的定位精度测试系统;

图6为另一个实施例中定位精度测试方法的流程示意图;

图7为一个实施例中定位精度测试装置的结构框图;

图8为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的定位精度测试方法,可以应用于如图1所示的应用环境中。其中,目标对象102通过网络与服务器104进行通信。数据存储系统可以存储服务器104需要处理的数据。数据存储系统可以集成在服务器104上,也可以放在云上或其他网络服务器上。服务器104可以确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,然后,获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的、用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标的全站仪,从而基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据,最后,获取目标对象102在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象102的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象102在目标场景中的定位精度测试结果。其中,目标对象102具体可以为北斗卫星导航接收机或模组,或者配置有北斗卫星导航系统的设备。服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

在一个实施例中,如图2所示,提供了一种定位精度测试方法,以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明,包括以下步骤:

步骤202,确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签。

其中,目标场景是能体现真实、复杂室外环境的场景,如异常天气、外来因素干扰、多径信号及遮挡等多种综合复杂因素下的巷道、凉亭、林荫道路、楼宇、廊桥等多样化真实共性场景,以模拟卫星信号受到遮挡的环境。目标对象具体可以为北斗卫星导航接收机或模组,或者配置有北斗卫星导航系统的设备。天线相位中心是一个理论的点:天线所辐射的电磁波在离开天线一定距离后,其等相位面会近似为一个球面,该球面的球心即为该天线的等效相位中心。在计算出目标对象的天线相位中心后,可以通过粘贴、扎带、捆绑等方式将定位标签固定于目标对象的几何表面,使得定位标签尽可能靠近目标对象的天线相位中心。设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签可以为多个,也可以为一个。

其中,超宽带是一种短距离的无线脉冲通信技术,具有传输速度快、穿透能力强、功耗低、抗多径和系统复杂度低等优点,超宽带基站具有很高的定位准确度和定位精度。超宽带定位基准系统中包括多个定位标签,每一定位标签都有唯一标识,定位标签均按照固定的频率发射脉冲信号,并由超宽带基站接收相应定位标签发射的信号,使得多个定位基站可以通过信号的发射位置,确定相应定位标签的位置。测站点具体为:用于架设测量仪器的位置,以测量该位置的坐标。

可选地,服务器可以基于多个超宽带基站与多个测站点各自的布设条件,确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点。其中,多个超宽带基站的布设条件具体可以为:超宽带基站的数量具体可以为8个,8个超宽带基站分别对应长方体的8个顶点,以构成与长方体对应的目标空间,且各超宽带基站的天线指向均为竖直向上。多个测站点的布设条件具体可以为:各测站点布设于目标场景中位于超宽带定位基准系统附近的开阔地带,使得各测站点位于各超宽带基站的可视范围内,且各测站点周围环境截至高度角在15°以上的卫星数目为5颗以上,空间位置精度因子值介于4~6之间,附近无大的电磁干扰。各测站点之间能够进行通视,且通讯条件良好,能够快速实现实时网络差分信息传输,且存在至少一个测站点可以与各超宽带基站进行通视。

步骤204,获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标。

其中,地心坐标系是指以地球质心为原点建立的空间直角坐标系,可以用三维坐标(X,Y,Z)描述地球上某一点位置,即该点的绝对位置坐标。全站仪是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器,是集水平角、垂直角、斜距、平距、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。

可选地,服务器可以通过架设于各测站点的测量型接收机,获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪,完成定后视操作的全站仪可以用于测量未知点在地心坐标系中的绝对位置坐标。

步骤206,基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据。

可选地,服务器可以基于各超宽带基站所获取的定位标签发射的信号,确定定位标签与各超宽带基站之间的相对位置,并进一步基于各超宽带基站各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,确定定位标签的信号发射位置,即定位标签在地心坐标系中的绝对位置坐标,由于定位标签是连续、按照固定频率发射信号的,服务器可以得到定位标签在某一段时间内的基准定位数据。

步骤208,获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

其中,不同工况包括但不限定于:目标对象的静态工况与动态工况。静态工况至少包括:携带有目标对象的人员/智能机器人/单车等在某一位置不移动,且目标对象处于启动状态(测量当前所处位置的状态)。动态工况至少包括:携带有目标对象的人员/智能机器人/单车等在目标场景中移动,如穿过巷道/廊桥等,且目标对象处于启动状态。此处仅对可以携带目标对象的部分对象进行举例说明,可以携带目标对象的对象包括但不限定于上述几种。目标对象可以按照固定频率发射信号,以反馈目标对象当前所处位置。

可选地,由于定位标签固定于目标对象的天线相位中心所对应的位置,理论上,在同一时刻,定位标签对应的绝对位置坐标与目标对象的绝对位置坐标保持一致。在获取到目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据后,服务器可以将对目标对象的定位数据与定位标签的基准定位数据进行数据处理与数据分析,以计算得到目标对象在目标场景中不同工况下的定位精度测试结果。

示例性地,当启动目标对像测量当前位置时,服务器可以同步启动超宽带定位基准系统,控制目标对象和定位标签按照同一频率对各自的实时位置进行连续采样,并实时保存目标对象与超宽带定位基准系统测得的定位数据。

其中,在获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据之前,目标对象位于超宽带定位基准系统所对应目标空间的中心区域,且目标对象上固定有定位标签。在获取目标对象在动态工况下的定位数据的过程中,在能复现真实环境的前提下,携带有目标对象的对象是在各超宽带基站所构成的目标空间的中心区域活动,以确保超宽带定位基准系统可以测得高精度、可作为测试标准的基准定位数据。

可选地,当固定于目标对象上的定位标签为多个时,服务器可以得到多个定位标签各自的基准定位数据,从而得到每一定位标签对应的定位精度测试结果。

示例性地,针对同一目标场景,服务器需要逐次获取目标对象在不同工况下的定位精度测试结果。例如,在已获取目标对象在某一工况下的定位精度测试结果后,目标对象与定位标签均会被关停一段时间,等待关停时间足够后,再重新同步启动目标对象与定位标签,并获取目标对象在下一工况下的定位精度测试结果,避免长期不间断的测试引起目标对象或定位标签的故障。

上述定位精度测试方法中,确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与多个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的定位标签,再获取各测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标,确定基于所得绝对位置坐标定后视的、用于测量各超宽带基站的绝对位置坐标的全站仪,从而基于定位标签的信号发射位置与多个超宽带基站的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据,最后,将目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,与基准定位数据进行对比,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。整个过程中,可以根据测试需求,灵活复现能反映复杂环境的目标场景,并获取目标对象在目标场景内不同工况下的定位数据,还可以通过合理布设多个超宽带基站,在复杂环境下获取实时、准确的基准定位数据,能够基于精确的基准定位数据,实现在复杂环境下,对目标对象定位精度的精确测试。

在其中一个实施例中,获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,包括:

针对每一测站点,确定架设于测站点所处位置的测量型接收机;

当测量型接收机的测量时长达到时长阈值时,获取测量型接收机测量的测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标。

其中,测量型接收机又称测地型接收机,能够提供伪距、载波相位等原始观测数据,用于高精度定位,具体可以为测量精度达到厘米级的高精度实时网络动态测量型接收机。可以通过三脚架将测量型接收机架设于任意测站点所处的位置,以测量该测站点的绝对位置坐标。时长阈值可以根据实际需求进行配置,需大于30分钟。

可选地,针对任一测站点,当检测到测量型接收机已经在该测站点所处位置架设时,服务器可以向该测量型接收机发送测量指令,当确定测量型接收机的测量时长达到时长阈值时,获取测量型接收机测量的该测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标。服务器还可以对其他测站点重复上述操作,获得其他测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标。其中,对全站仪进行定后视操作,可以只用到两个测站点的绝对位置坐标,因此,服务器可以只获取测量型接收机测量的两个测站点的绝对位置坐标,以提高定位精度测试效率。

示例性地,服务器可以获取高精度的实时网络动态测量型接收机在正常的实时网络差分定位模式下,在各测站点测量的高精度的坐标数据,并对坐标数据进行解算,得到各测站点在地心坐标系下的高精度的绝对位置坐标

本实施例中,利用高精度的实时网络动态测量型接收机,确定至少两个测站点的高精度的绝对位置坐标,使得基于测站点的高精度绝对位置坐标定后视的全站仪可以精确标定各超宽带基站的绝对位置坐标,确保在高精度的绝对位置坐标的基础上,获得定位标签的高精度的基准定位数据,从而实现对目标对象定位精度的精确测试。

在其中一个实施例中,确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪,包括:

从多个测站点中选取两个测站点,一个作为基准测站点,另一个作为后视测站点;

将基准测站点的绝对位置坐标,传输至架设于基准测站点所处位置的全站仪;

当确定全站仪已照准后视测站点时,将后视测站点的绝对位置坐标传输至全站仪,以确定基于基准测站点与后视测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪。

可选地,服务器可以从多个测站点中选取两个测站点,一个作为基准测站点,另一个作为后视测站点,当确定全站仪已架设于基准测站点所处位置时,将基准测站点的绝对位置坐标传输至全站仪,进一步的,当确定全站仪已照准后视测站点时,将后视测站点的绝对位置坐标传输至全站仪,以完成对全站仪的定后视操作。

本实施例中,利用至少两个测站点在地心坐标系下高精度的绝对位置坐标,对全站仪进行定后视操作,使得全站仪也可以测定其他未知点在地心坐标下的高精度的绝对位置坐标,如各超宽带基站的高精度的绝对位置坐标。

在其中一个实施例中,确定基于基准测站点与后视测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪之后,包括:

针对每一超宽带基站,当确定超宽带基站的天线相位中心所对应的位置已配置棱镜时,获取棱镜的离地高度和全站仪的物镜中心的离地高度;

当确定全站仪已照准棱镜时,基于棱镜的离地高度与物镜中心的离地高度,获取全站仪测量的超宽带基站在地心坐标系中的绝对位置坐标。

其中,棱镜可以用于反射光线,以便全站仪可以通过棱镜反射的光,准确、快速确定棱镜所处的位置。超宽带基站的天线相位中心所对应位置具体为:位于超宽带基站的几何表面、尽可能靠近超宽带基站天线相位中心的位置。

可选地,在确定全站仪已定后视之后,针对每一超宽带基站,当确定超宽带基站的天线相位中心所对应的位置已配置棱镜,且全站仪的镜头已完成调焦时,服务器可以先获取配置于相应超宽带基站的棱镜的离地高度,以及全站仪的物镜中心的离地高度,当确定全站仪已照准配置于相应超宽带基站的棱镜时,获取全站仪测量的相应棱镜的位置数据,并基于相应棱镜的离地高度与全站仪的物镜中心的离地高度,计算出相应棱镜在地心坐标系中的绝对位置坐标,并将相应棱镜的绝对位置坐标,作为相应超宽带基站的绝对位置坐标。服务器可以重复上述操作,得到各超宽带基站各自在地心坐标系中的绝对位置坐标。

本实施例中,在各超宽带基站的天线相位中心所对应的位置配置棱镜,能够快速、准确地确定各超宽带基站所处的位置,还利用基于各测站点的高精度绝对位置坐标定后视的全站仪,快速获取各超宽带基站的高精度绝对位置坐标,无需将测量型接收机逐一架设于各超宽带基站,耗费大量时间测量各超宽带基站的高精度绝对位置坐标,能够进一步提高定位精度测试的效率。

在其中一个实施例中,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果,包括:

针对在相同目标场景、相同工况下的目标对象的定位数据与基准定位数据,将目标对象的定位数据与基准定位数据中的时间戳进行对齐,得到定位数据对齐结果;

基于定位数据对齐结果,获得目标对象的定位数据的均方差,以及目标对象的定位数据与基准定位数据之间的均方根误差;

根据均方差与均方根误差,评估得到目标对象在相应目标场景、相应工况下的定位精度测试结果。

其中,目标对象的定位数据与基准定位数据均携带有时间戳,时间戳可以标定目标对象/定位标签每次采样时,输出定位数据的时间。目标对象的定位数据与定位标签的基准定位数据中均存储有地心坐标系下的三维坐标。目标对象的定位数据即为目标对象测量的、目标对象所处位置的三维坐标。基准定位数据即为超宽带定位基准系统测量的、定位标签所处位置的三维坐标。均方差一般用于描述随机变量与其数学期望的离散程度,在本实施例中可以用于表征定位测试结果的精密度。均方根误差是观测值与真值偏差的平方和观测次数比值的平方根,在本实施例中可以用于表征定位测试结果的正确度。

可选地,针对在相同目标场景、相同工况下的目标对象的定位数据与基准定位数据,服务器可以将目标对象的定位数据与基准定位数据中的时间戳对齐,得到定位数据对齐结果。基于定位数据对齐结果,构建测试结果计算公式,计算得到目标对象的定位数据的均方差,以及目标对象的定位数据与基准定位数据之间的均方根误差,以根据均方差与均方根误差,评估得到目标对象在相应目标场景、相应工况下的定位精度测试结果。

示例性地,假设在相同目标场景的同一工况下,目标对象与定位标签按照相同的频率,同步对各自的当前位置进行了N次采样,经服务器的解算后,分别得到了目标对象的定位数据(目标对象的N组三维坐标)以及基准定位数据(定位标签的N组三维坐标),服务器具体可以通过以下的测试结果计算公式,获得目标对象的定位数据以及基准定位数据之前的均方差为m

其中,X

示例性地,针对在相同目标场景、相同工况下的目标对象的定位数据与基准定位数据,服务器可以基于所得的均方差,评估目标对象的定位精密度,并基于所得的均方根误差,评估目标对象的正确度、偏差程度,从而综合得到目标对象在相应场景相应工况下的定位精度测试结果。基于同样的方式,服务器可以分别获得目标对象在不同目标场景中各类工况下的定位精度测试结果,并通过综合所得的各个结果,实现对目标对象定位精确的精确测试。

本实施例中,是分别获取目标对象在不同目标场景中各类工况下的定位精度测试结果,而不是获取单一目标场景、单一工况下的测试结果,从而能够基于更全面的数据,实现对目标对象定位精度的精确测试。

在其中一个实施例中,所述方法还包括:

确定更换后的目标场景,得到目标对象在更换后的目标场景中不同工况下的定位精度测试结果。

其中,可以根据实际测试需求对目标场景进行更换,以模拟不同情况下的室外真实、多样化的复杂环境。在不同的目标场景下,各超宽带基站和测试点均可以灵活布设,确保在测试过程中,目标对象均位于各超宽带基站所构建的目标空间的中心区域。

可选地,当检测到目标场景已更换后,服务器将记录更换后的目标场景的相关数据,如遮挡程度、天气数据、其他干扰因素等,并基于上述的定位精度测试方法,分别得到目标对象在更换后的目标场景中不同工况下的定位精度测试结果,并记录所得的定位精度测试结果。

本实施例中,通过获取并记录目标对象在不同目标场景下的定位精度测试结果,能够得到更全面的、更准确的测试数据,从而可以提高在复杂环境下,对目标对象定位精度的测试准确度。

在一个实施例中,如图3所示,以基于两个测站点的绝对位置坐标,对全站仪定后视为例进行说明,基于上述的定位精度测试方法,提供了一种基于超宽带及动态测绘标定技术,测试目标对象定位精度的流程示意图,主要包括以下步骤:

步骤302,获取实时网络动态测量型接收机采集的数据;

步骤304,确定两个测站点的高精度绝对位置坐标;

步骤306,基于测绘标定技术,确定基于两个测站点的高精度绝对位置坐标定后视的全站仪;

步骤308,获取基于全站仪测量的、超宽带定位基准系统中各基准站的高精度的绝对位置坐标;

步骤310,输出基准定位数据。

在一个实施例中,如图4所示,基于上述的定位精度测试方法,将对目标对象的定位精度进行测试的过程划分为三部分“确定布设的场景”、“确定基站坐标”、“计算测试结果”为例进行说明,提供了另一种基于超宽带及动态测绘标定技术,测试目标对象定位精度的流程示意图,主要包括以下流程:

在“确定布设的场景”这一过程中,服务器可以先选取典型的测试环境,再确定在所选取的测试环境下布设的超宽带定位基准系统与测站点。

在“确定基站坐标”这一过程中,服务器可以获取高精度实时网络动态测量型接收机测量的各测站点的绝对位置坐标,并获取基于测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪测量的各超宽带基站的绝对位置坐标,然后,获取携带时间戳的、超宽带定位基准系统中定位标签所对应信号发射位置的基准定位数据。

在“计算测试结果”这一过程中,在确定定位标签已固定于目标对象上后,服务器可以获取目标对象测量的、同样携带时间戳的、在多个超宽带基站所构建的目标空间中不同工况下的定位数据,并对目标对象输出的定位数据以及基准定位数据进行数据处理及评估,得到目标对象的定位精度测试结果。

在一个实施例中,如图5所示,基于上述的定位精度测试方法,提供了一种基于超宽带及动态测绘标定技术的定位精度测试系统。定位精度测试系统中主要包括:动态测绘标定系统、超宽带定位基准系统、目标对象、数据处理及评估系统。

可选地,动态测绘标定系统中包括高精度实时网络动态测量型接收机与全站仪,用于获取各测站点的高精度绝对位置坐标,并标定各超宽带基站的高精度绝对位置坐标。

可选地,超宽带定位基准系统中包括8个超宽带基站以及与各超宽带基站互联的定位标签,用于获取基准定位数据。

可选地,数据处理及评估系统与服务器互联,用于解算超宽带定位基准系统输出的定位数据、目标对象的定位数据,基于预构建的公式,评估目标对象在复杂、多样化真实空间下的定位精度。

在一个实施例中,如图6所示,提供了另一种定位精度测试方法的流程示意图,主要包括以下步骤:

步骤602,确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

步骤604,针对每一测站点,确定架设于测站点所处位置的测量型接收机,当测量型接收机的测量时长达到时长阈值时,获取测量型接收机测量的测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标;

步骤606,从多个测站点中选取两个测站点,一个作为基准测站点,另一个作为后视测站点,将基准测站点的绝对位置坐标传输至架设于基准测站点所处位置的全站仪;

步骤608,当确定全站仪已照准后视测站点时,将后视测站点的绝对位置坐标传输至全站仪,以确定基于基准测站点与后视测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪;

步骤610,针对每一超宽带基站,当确定超宽带基站的天线相位中心所对应的位置已配置棱镜时,获取棱镜的离地高度和全站仪的物镜中心的离地高度;

步骤612,当确定全站仪已照准棱镜时,基于棱镜的离地高度与物镜中心的离地高度,获取全站仪测量的超宽带基站在地心坐标系中的绝对位置坐标;

步骤614,基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

步骤616,获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据;

步骤618,针对在相同目标场景、相同工况下的目标对象的定位数据与基准定位数据,将目标对象的定位数据与基准定位数据中的时间戳进行对齐,得到定位数据对齐结果;

步骤620,基于定位数据对齐结果,获得目标对象的定位数据的均方差,以及目标对象的定位数据与基准定位数据之间的均方根误差;

步骤622,根据均方差与均方根误差,评估得到目标对象在相应目标场景、相应工况下的定位精度测试结果;

步骤624,确定更换后的目标场景,得到目标对象在更换后的目标场景中不同工况下的定位精度测试结果。

将本实施例中的定位精度测试方法与半实物虚拟仿真测试方法相比:半实物虚拟仿真测试是在暗室环境下,令导航信号模拟源按照预设路径播发模拟信号,并获取待测的目标对象输出的模拟源的定位数据,最后,将模拟源的位置数据与目标对象输出的定位数据进行比对,测试目标对象的定位精度。而本实施例中可以实现复杂、多样化真实空间下对目标对象定位精度的测试,还可以模拟出目标对象的使用工况,不局限于暗室环境、导航信号模拟源这类的理想环境,能够提高对目标对象进行定位精度测试的可信度。

将本实施例中的定位精度测试方法与高精度标定场测试方法相比:高精度标定场测试是在实际卫星信号下,将待测的目标对象安装在测试墩上,并将已知的测试墩的精确坐标点与目标对象输出的坐标数据进行比对,测试目标对象的定位精度。而本实施例中并非仅测试固定、单一测试环境下的定位精度,本实施例中不仅可以测试目标对象在静态工况下的定位精度,还可以测试目标对象在动态工况下的定位精度。

将本实施例中的定位精度测试方法与传统的车载动态测试方法相比:车载对天动态测试是预先在测试车辆上安装作为基准的高精度组合定位系统以及待测的目标对象,再结合高精度组合定位系统与实时网络差分技术,得到测试车辆的动态基准参考数据,最后,将动态基准参考数据与目标对象输出的数据进行比对,测试目标对象的定位精度。而本实施例中,在测试目标对象动态工况下的定位精度的过程中,可以利用较为灵活的、携带有目标对象的对象进入车辆无法进入的复杂空间进行测试,如人行道、树荫、凉亭等,能够提高定位精度测试的灵活性,且本实施例中还基于精度达厘米级的高精度实时网络动态测量型接收机进行定位精度测试,将测试误差降低在厘米级,而传统的车载动态测试是结合差分信号输出的基准参考数据,在高遮挡情况下,差分定位技术本身误差高达2米,且误差具有累积效应,误差将达到米级,因此,本实施例中的定位精度测试方法可以进一步提高定位精度测试的精度。

应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思,本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的定位精度测试方法的定位精度测试装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似,故下面所提供的一个或多个定位精度测试装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于定位精度测试方法的限定,在此不再赘述。

在一个实施例中,如图7所示,提供了一种定位精度测试装置,包括:第一处理模块702、全站仪确定模块704、定位数据获得模块706和测试结果获得模块708,其中:

第一处理模块,用于确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与至少两个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的天线相位中心所对应位置的定位标签;

全站仪确定模块,用于获取各测站点各自在地心坐标系中的绝对位置坐标,并确定基于绝对位置坐标定后视的全站仪;全站仪,用于测量各超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标;

定位数据获得模块,用于基于定位标签的信号发射位置、以及多个超宽带基站在地心坐标系中各自的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据;

测试结果获得模块,用于获取目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,对比目标对象的定位数据以及基准定位数据,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。

上述定位精度测试装置中,确定在目标场景中布设的超宽带定位基准系统与多个测站点,超宽带定位基准系统包括在目标场景中构成目标空间的多个超宽带基站、以及设置于目标对象的定位标签,再获取各测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标,确定基于所得绝对位置坐标定后视的、用于测量各超宽带基站的绝对位置坐标的全站仪,从而基于定位标签的信号发射位置与多个超宽带基站的绝对位置坐标,得到定位标签的基准定位数据,最后,将目标对象在目标空间内不同工况下的定位数据,与基准定位数据进行对比,得到目标对象在目标场景中的定位精度测试结果。整个过程中,可以根据测试需求,灵活复现能反映复杂环境的目标场景,并获取目标对象在目标场景内不同工况下的定位数据,还可以通过合理布设多个超宽带基站,在复杂环境下获取实时、准确的基准定位数据,能够基于精确的基准定位数据,实现在复杂环境下,对目标对象定位精度的精确测试。

在其中一个实施例中,全站仪确定模块还用于针对每一测站点,确定架设于测站点所处位置的测量型接收机,当测量型接收机的测量时长达到时长阈值时,获取测量型接收机测量的测站点在地心坐标系中的绝对位置坐标。

在其中一个实施例中,全站仪确定模块还用于从多个测站点中选取两个测站点,一个作为基准测站点,另一个作为后视测站点,将基准测站点的绝对位置坐标,传输至架设于基准测站点所处位置的全站仪,当确定全站仪已照准后视测站点时,将后视测站点的绝对位置坐标传输至全站仪,以确定基于基准测站点与后视测站点的绝对位置坐标定后视的全站仪。

在其中一个实施例中,定位精测测试装置中还包括基站坐标获取模块,基站坐标获取模块用于针对每一超宽带基站,当确定超宽带基站的天线相位中心所对应的位置已配置棱镜时,获取棱镜的离地高度和全站仪的物镜中心的离地高度,当确定全站仪已照准棱镜时,基于棱镜的离地高度与物镜中心的离地高度,获取全站仪测量的超宽带基站在地心坐标系中的绝对位置坐标。

在其中一个实施例中,测试结果获得模块还用于针对在相同目标场景、相同工况下的目标对象的定位数据与基准定位数据,将目标对象的定位数据与基准定位数据中的时间戳进行对齐,得到定位数据对齐结果,基于定位数据对齐结果,获得目标对象的定位数据的均方差,以及目标对象的定位数据与基准定位数据之间的均方根误差,根据均方差与均方根误差,评估得到目标对象在相应目标场景、相应工况下的定位精度测试结果。

在其中一个实施例中,定位精测测试装置中还包括场景更换模块,场景更换模块用于对目标场景进行更换,得到目标对象在不同目标场景下的定位精度测试结果。

上述定位精度测试装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,该计算机设备可以是服务器,其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口(Input/Output,简称I/O)和通信接口。其中,处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接,通信接口通过输入/输出接口连接到系统总线。其中,该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储定位精度测试数据。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种定位精度测试方法。

本领域技术人员可以理解,图8中示出的结构,仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图,并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定,具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中,提供了一种计算机设备,包括存储器和处理器,存储器中存储有计算机程序,该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中,提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

需要说明的是,本申请所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据,且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(ReRAM)、磁变存储器(Magnetoresistive Random Access Memory,MRAM)、铁电存储器(Ferroelectric Random Access Memory,FRAM)、相变存储器(Phase Change Memory,PCM)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限,RAM可以是多种形式,比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory,SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic RandomAccess Memory,DRAM)等。本申请所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等,不限于此。本申请所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等,不限于此。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

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06120115918308