DB13∕T 6037-2024 泛在空间安防巡检机器人定位技术规范

ICS33.020

CCSL67

13

河北省地方标准

DB13/T6037—2024

泛在空间安防巡检机器人定位技术规范

2024-10-28发布2024-11-28实施

河北省市场监督管理局发布

DB13/T6037—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规

定起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中共河北省委军民融合发展委员会办公室提出。

本文件由河北省军民融合标准化技术委员会（HeB/TC21）归口。

本文件起草单位：中国电子科技集团公司第五十四研究所、东南大学、中国测绘科学研究院、

中国雄安集团基础建设有限公司。

本文件主要起草人：蔚保国、李爽、邓志鑫、李一凡、梁晓虎、黄璐、祝瑞辉、杜世通、杨子

寒、陈冲、李得海、张耀东、贾浩男、张衡、李雅宁、程建强、刘世源、屈丹阳、杜登辉。

I

DB13/T6037—2024

泛在空间安防巡检机器人定位技术规范

1范围

本文件规定了泛在空间安防巡检机器人定位系统的通用架构、功能及性能要求和测试方法。

本文件适用于泛在空间安防巡检机器人定位系统的设计、开发、应用与测试。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用

文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）

适用于本文件。

GB/T39267-2020北斗卫星导航术语

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

安防巡检机器人securityinspectionrobotpositioningplatform

具备自主感知定位决策能力并执行安防巡检任务的移动机器人。

注：包括轮式安防巡检机器人、履带式安防巡检机器人、四足式安防巡检机器人等。

泛在空间ubiquitousspace

安防巡检机器人活动的区域范围。

注：包括遮蔽空间、非遮蔽空间和过渡空间。

遮蔽空间shelterspace

无法有效接收卫星导航信号的区域。

注：包括茂密森林、高架桥下、建筑物内、地下管廊等。

非遮蔽空间unshelteredspace

能有效接收到卫星导航信号的区域。

注：包括室外开阔区域等。

过渡空间transitionalregionalspace

遮蔽空间和非遮蔽空间的交界区域。

注：包括建筑物周边临近区域、隧道出入口连接区域等。

定位误差absolutepositioningerror

安防巡检机器人输出的位置与真实位置之间的偏差。

4缩略语

下列缩略语适用于本文件。

GNSS——全球导航卫星系统（globalnavigationsatellitesystem）

PL——伪卫星（pseudo-satellite）

UHF——超高频（ultrahighfrequency）

5UWB——超宽带（ultrawideband）通用架构

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系统组成

泛在空间安防巡检机器人定位系统通用架构包括：信息感知单元、数据处理单元、通信单元和

云端后台单元等，如图1所示。

GGNNSSSSUUWWBB视视觉觉激激光光

伪伪卫卫星星55GG惯惯性性里里程程计计

WWii--FFii超超声声波波蓝蓝牙牙…

信息感知单元

数数据据预预处处理理特特征征提提取取数数据据融融合合

定定位位算算法法误误差差校校正正数数据据存存储储…

数据处理单元

WWii--FFii55GGUUHHFF…

通信单元

数数据据库库管管理理服服务务器器管管理理任任务务调调度度

日日志志管管理理接接口口管管理理监监控控与与告告警警…

云端后台单元

图1泛在空间安防巡检机器人定位系统通用架构

信息感知单元用于定位信号的发射与接收、外界环境信息和自身平台信息的采集等。包括但不

限于GNSS、UWB、伪卫星等信号的收发，视觉、激光雷达、惯导等传感器信息的采集。

数据处理单元用于原始数据噪声去除、异常值检测与处理、特征提取、定位算法运行、传感器

模块之间的时间同步处理等。

通信单元用于安防巡检机器人与云端后台单元之间的数据交互。包括但不限于Wi-Fi、5G和UHF

等通信方式。

云端后台单元用于数据管理、资源分配、任务调度、性能状态监控、系统运行操作日志记录等。

总体要求

5.2.1应能提供实时的定位结果等信息，可存储到本地，支持实时或事后通过无线通信方式上传至

云端后台单元。

5.2.2宜具备多种定位方法，并上传当前所采用的定位方法，同时支持按云端后台单元指定的定位

方法进行定位。

5.2.3应能在通信中断时具备以先进先出方式存储不少于2个小时的定位结果信息，并在恢复通信

2

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后将存储的定位结果信息补报上传，可根据需要采用压缩方式上传。

5.2.4应支持时间、距离间隔或外部事件触发方式上传定位结果信息，当处于休眠状态时也应以一

定时间间隔上传定位结果信息。

6定位功能及性能要求

定位方法

定位方法包括卫星定位、伪卫星定位、超宽带定位、5G定位、超声波定位、Wi-Fi定位、蓝牙定

位、激光雷达定位、视觉定位、惯性定位和里程计定位等方法中的一种或组合。当定位方法多于一

种时，可根据所处空间区域特点自适应选择定位方式。

定位精度

定位精度要求：

a)遮蔽空间最大定位误差不大于0.3m；

b)非遮蔽空间最大定位误差不大于0.1m；

c)过渡空间最大定位误差不大于0.3m。

定位频率

定位频率不低于10Hz。

定位可靠性

6.4.1在全生命周期内应满足应用场景的定位可靠性要求。

6.4.2应减少因信息基础设施故障而造成正常定位功能无法实现的现象。

6.4.3在安防巡检机器人定位系统发生故障时能及时报警。

开放性

应采用开放式架构，提供标准化接口，实现位置传感器快速配置和集成，具备灵活性和扩展性。

安全性

应具备抗干扰、抗入侵和自我修复能力，包括但不限于：

a)在某些传感器失效的情况下，能够及时检测并排查传感器失效情况并摒弃已失效的传感器

数据；

b)在受到病毒入侵而导致系统崩溃的情况下，能够及时重启并隔离病毒；

c)在数据出现明显异常的情况下，能够通过算法对异常数据进行清洗或硬件有备份方案时自

动切换至备份方案。

定位结果数据结构格式

定位结果数据结构的字段域列表及其描述，详见附录A中的表A.1。

7测试方法

测试场景

测试场景包含：遮蔽空间、非遮蔽空间和过渡空间。

技术指标测试

7.2.1定位精度测试

7.2.1.1安防巡检机器人在测试场中沿着预先确定的测试路径匀速行走，并记录在测试点i的机器

人二维xyii,或三维坐标xi,,yizi，依据用户需求选择。然后依次移动到下一个测试点，直至走

完所有测试点。

3

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7.2.1.2按公式（1）、公式（2）依次计算测试点的二维或三维定位误差：

……………（1）

xyxxyyerror,,,,ierror,,iitureiiturei

…（2）

xyzxxyyzzerror,,,,,,ierror,,,,ierroriitureiitureiiturei

其中，、分别为测试点i机器人的二维和三维真实坐标，

xytureiturei,,,xyztureitureiturei,,,,,

、分别为测试点i机器人输出的二维和三维位置与对应

xerror,i,,yerror,izerror,ixerror,i,,yerror,izerror,i

真实位置之间的差值。

7.2.1.3按公式（3）、公式（4）依次计算测试点i二维或三维定位误差rerrori,：

22

rxyerrorierrorierrori,,,……………（3）

222

rerror,ixerror,iyerror,izerror,i………（4）

rr

7.2.1.4以errori,的最大值error,max为系统的最大定位误差。

7.2.2定位频率测试

7.2.2.1安防巡检机器人在测试场中沿着预先确定的测试路径行走，记录起始时间T1，行进一段距

T

离后记录时间2，统计该时间段内共计产生的位置坐标数量n。

7.2.2.2按公式（5）计算定位频率：

n

f=…………………（5）

TT21-

其中，f为机器人的定位频率。

4

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A

A

附录A

（资料性）

定位结果数据结构

定位结果数据结构格式见表A.1。这些字段域可分为必选和可选，每个定位结果封装应支持必选

字段域。

表A.1定位结果数据结构格式

必选或可

字段域描述类型字段格式单位

选

DeviceID必选设备ID字符串xxxxxxxxxxxxxxxx无

卫星定位：0

伪卫星定位：

1超宽带定

位：2

5G定位：3

超声波定位：

4、Wi-Fi定

LoctionMethod必选定位方法整型xx位：5

蓝牙定位：6

激光定位：7

视觉定位：8

惯性定位：9

里程计定位：

10

其它：……

定位结果返回时间戳。当

TimeStamp必选前采样点的世界标准时间字符串xxxxxxxxxxxxxxxx无

(UTC)（毫秒）

BuildingID可选楼宇ID字符串xxxxxxxxxxxxxxxx无

BuildingName可选楼宇名称字符串xxxxxxxxxxxxxxxx无

Floor可选楼层号浮点数xx.xx无

Longitude可选经度浮点数xxx.xxxx度

Latitude可选纬度浮点数xxx.xxxx度

Altitude可选