北京交通大学高睿鹏获国家专利权
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龙图腾网获悉北京交通大学申请的专利基于智能手机声波测距的室内平面图构建方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116224341B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211095673.0,技术领域涉及:G01S15/08;该发明授权基于智能手机声波测距的室内平面图构建方法及系统是由高睿鹏;孟垂泽;曾菲菲;任笑彤设计研发完成,并于2022-09-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于智能手机声波测距的室内平面图构建方法及系统在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于智能手机声波测距的室内平面图构建方法及系统,属于室内设计技术领域,发射声波信号,采用智能手机的两个麦克风接收回波信号,计算墙壁与智能手机之间的距离;获取智能手机的惯性数据,以跟踪移动轨迹并识别室内连接区域;结合融墙壁与智能手机之间的距离、用户轨迹和室内连接区域,并通过地图细化算法构建室内平面图。本发明基于智能手机便可以完成室内平面图的构建,降低了室内平面图构建成本,提高了效率;无需拍摄室内环境,不受环境光照条件影响,避免了用户的室内隐私泄露;采用单侧测距,在宽阔的室内环境下Batmapper无法正常使用时,可仍然有效完成平面图的构建,生成更完成的平面图,而非离散点形式,更符合真实的室内结构。
本发明授权基于智能手机声波测距的室内平面图构建方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于智能手机声波测距的室内平面图构建方法,其特征在于,包括: 采用智能手机的扬声器发射声波信号; 采用智能手机的两个麦克风接收室内墙壁反射的回波信号;其中,回波信号和发射的声波信号的波形一致,具有时间延迟Δt,时间延迟Δt的计算公式为: 其中,fmin是发射信号的最小频率,fmax是发射信号的最大频率,T是发射信号的持续时间; 基于接收的两个回波信号,计算墙壁与智能手机之间的距离; 获取智能手机的惯性数据,以跟踪智能手机的用户轨迹并识别室内连接区域;用户握住智能手机时在水平行走过程中,智能手机的两个麦克风接收到的信号的传播距离差是智能手机的长度l,墙壁和智能手机之间的距离表示为: 其中,vsound是声音传播速度; 使用航位推算来跟踪步行用户的步幅、步长和方向,使用GPS根据室外轨迹进行自定义;通过检测垂直加速度的峰值和谷值来计算步长;使用智能手机的gamervAPI计算移动方向; 结合墙壁与智能手机之间的距离、用户轨迹和室内连接区域,并通过地图细化算法构建室内平面图;其中,通过用户轨迹以及墙壁与智能手机之间的距离,将墙段定位为地图上的分散点,在移除检测到的门窗后,将其余分散点拟合为线段,即fx=kx+b;其中k是梯度,b是偏移; 为了最小化墙段和散射点之间的误差,目标函数为: 其中,e表示误差之和,n表示墙上的点数,xi,yi是通过距离测量得到的第i个点的坐标; 为了最小化e,分别计算k和b的偏导数: 因此, 其中,是平均值,最终使用墙段、门窗和转角来优化重建平面图。
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