一种基于视频采集的多目标室内定位系统和定位方法技术方案

本发明专利技术涉及室内定位领域，具体涉及一种基于视频采集的多目标室内定位系统及相应的方法。所述的定位为三维空间定位。所述的多目标为一个或一个以上的具有脉搏的生命体。本发明专利技术系统包括视频采集单元，脉搏波提取单元和位置计算单元这三个组成部分，本发明专利技术方法包括场景布置、视频采集、脉搏波提取和位置计算这四个步骤。相比传统的室内定位系统，本发明专利技术提供的室内定位技术精度高、成本低、实时性好，同时具备优秀的可扩展性和可移植性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及室内定位领域，具体涉及一种基于视频采集的多目标室内定位系统及相应的方法。所述的定位为三维空间定位。所述的多目标为一个或一个以上的具有脉搏的生命体。本专利技术系统包括视频采集单元，脉搏波提取单元和位置计算单元这三个组成部分，本专利技术方法包括场景布置、视频采集、脉搏波提取和位置计算这四个步骤。相比传统的室内定位系统，本专利技术提供的室内定位技术精度高、成本低、实时性好，同时具备优秀的可扩展性和可移植性。【专利说明】
本专利技术涉及室内定位领域，具体涉及一种基于视频采集的多目标室内定位系统及相应的方法。
技术介绍
近年来，随着科学技术的进步，定位技术也备受关注且发展迅速。当今，基于GPS的室外定位技术已经非常成熟并开始被广泛使用，但是作为定位技术的末端，室内定位技术发展一直相对缓慢。现有的室内定位技术或是通过红外线、超声波等手段对室内物体的位置和运动进行感知，或是通过W1-F1、蓝牙或ZigBee等无线通讯手段和待测物体进行数据交互。前者所采用的技术手段能实现较高的精确度，但是也大大增加了室内布局的复杂程度，且成本高，穿透性、抗干扰性差；后者虽然降低了成本，具备一定的穿透能力，但是精确度也随之下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有室内定位技术的不足，提供一种基于视频采集的多目标室内定位系统，并给出基于该系统实现室内定位的方法。本专利技术所述的室内定位系统能够针对多个有脉搏的生命体，实现基于角度的高精度室内三维空间定位，且部署简单、功耗小、成本低，实时性好。此外，本专利技术的室内定位系统和方法可以和现有的智能终端，尤其是移动智能终端相结合，具备了优秀的可移植性。本专利技术采用的技术方案如下:一种基于视频采集的多目标室内定位系统，所述的定位为三维空间定位，所述的多目标为一个或一个以上的具有脉搏的生命体，该系统包括视频采集单元，脉搏波提取单元和位置计算单元，其中:所述的视频采集单元由多个视频采集设备组成，用于获取生命体的视频信息，并将所获得的视频信息传递给脉搏波提取单元；所述的脉搏波提取单元用于对视频采集单元所传递的视频信息进行分析，基于视频内的脉搏信息点提取出视频中所包含的脉搏波数据，再将所提取的每一条脉搏波数据及其所对应的视频采集设备和脉搏信息点在视频图像中的位置传递给位置计算单元，所述的脉搏信息点是指视频中的生命体身体上能够提取出脉搏波信息的部位；所述的位置计算单元用于对脉搏波处理单元所传递的来自于各个视频采集设备的所有脉搏波数据进行比对和归一化处理，再根据这些脉搏波数据所对应的脉搏信息点在视频图像中的位置，综合视频采集设备的拍摄参数和在室内的位置，计算出该生命体的位置，实现该生命体的室内三维空间定位。其中，所述的视频采集单元与脉搏波提取单元之间、脉搏波提取单元与位置计算单元之间可部分或全部通过有线或无线方式进行连接，以保证数据的有效传输。可以根据实际需要，全部采用有线方式连接，全部采用无线方式连接，或部分采用有线方式连接、部分采用无线方式连接。所述的视频采集设备数量至少为两个，以保证后续计算可以进行，若要实现室内的全局定位，则需保证室内每一点至少能在两个或两个以上视频采集设备的采集范围内。同时，也可以通过布置更广范围、更多数量的视频采集设备以提高室内定位的精确度。所述的视频采集设备选自摄像机、照相机、网络摄像头的任意一种或多种。所述的脉搏波提取单元为一台具有视频图像处理和信息分析能力的终端。作为优选，所述的脉搏波提取单元可以是一台移动智能终端。脉搏波提取单元基于视频提取脉搏波数据的方法可参照已授权专利《一种非约束目标的非接触式脉搏波采集系统及采集方法》(201310082729.3)。所述的位置计算单元为一台具有数据处理能力的终端。作为优选，所述的位置计算单元为一台移动智能终端。作为优选，所述的脉搏波提取单元和位置计算单元可以集成在同一台具有视频图像处理、信息分析和数据处理能力的终端上。更优选的，所述的脉搏波提取单元和位置计算单元可以集成在同一台移动智能终端上。特别地，所述的基于视频采集的多目标室内定位系统可以和身份识别相结合。即，当脉搏波提取单元提取出视频信号中脉搏波数据，可以与现有的信息库中存储的具备身份识别特征的生理信息相比对，从而明确脉搏波数据来自的生命体身份，再运用到后续定位中。即，本专利技术通过该方式可以实现特定身份目标的定位。特别地，所述的基于视频采集的多目标室内定位系统可以和健康监测相结合。即，当脉搏波提取单元提取出视频信号中的脉搏波数据，可以通过对该生理数据的分析产生对该目标身体健康状况的初步判断，当发现异常时可预警。即，通过该结合，本专利技术通过该方式可以实现室内目标的健康监护和定位救护。本专利技术还提供一种基于视频采集的多目标室内定位方法，所述的定位为三维空间定位，所述的多目标为一个或一个以上的具有脉搏的生命体，该方法包括以下4个步骤:(I)场景布置:在所需进行多目标室内定位的场所布置视频采集设备作为本系统的视频采集单元，要保证室内的每个位置都在两台或两台以上视频采集设备的采集范围内，将各个视频采集设备的拍摄参数和在室内的精确位置记录在位置计算单元内；(2)视频米集:当目标进入室内后，视频米集单兀获取生命体的视频彳目息，并将所获得的视频信息传递给脉搏波提取单元；(3)脉搏波提取:脉搏波提取单元对步骤(2)中对各个视频采集单元所传递的视频信息进行分析，基于视频内的脉搏信息点提取出视频中所包含的脉搏波数据，再将所提取的每一条脉搏波数据及其所对应的视频采集设备和脉搏信息点在视频图像中的位置传递给位置计算单元，所述的脉搏信息点是指视频中的生命体身体上能够提取出脉搏波信息的部位；(4)位置计算:位置计算单元对(3)中脉搏波处理单元所传递的来自于各个视频采集设备的所有脉搏波数据进行比对和归一化处理，再根据这些脉搏波数据所对应的脉搏信息点在视频图像中的位置，综合视频采集设备的拍摄参数和在室内的位置，计算出该生命体的位置，实现该生命体的室内三维空间定位。所述的步骤(I)中，布置视频采集设备时应根据室内的具体布置情况，尽量使得所布置的视频采集设备的采集范围覆盖室内的各个位置，以保证室内定位的效果。同时，也可以通过布置更广范围、更多数量的视频采集设备以提高室内定位的精确度。所述的将各个视频采集设备的拍摄参数和在室内的位置记录在位置计算单元内的格式可以为“设备编号-设备拍摄参数-设备位置(X，y, Z) ”。由于后续位置计算时仅需各个视频采集设备之间的相对位置，所以在这一步骤中，记录视频采集设备位置时所选取的参照系是任意的。所述的步骤(3)脉搏波提取，基于视频提取脉搏波数据的方法可参照已授权专利《一种非约束目标的非接触式脉搏波采集系统及采集方法》(201310082729.3)。当提取出视频信号中的脉搏波数据之后，该信息可以和身份识别相结合。S卩，当脉搏波提取单元提取出视频信号中脉搏波数据，可以与现有的信息库中存储的具备身份识别特征的生理信息相比对，从而明确脉搏波数据来自的生命体身份，再运用到后续定位中。即，本专利技术通过该方式可以实现特定身份目标的定位。此外，当提取出视频信号中的脉搏波数据之后，该信息还可以和健康监测相结合。即，当脉搏波提取单元提取出视频信号中的脉搏波数据，可以通过对该生理数据的分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于视频采集的多目标室内定位系统，所述的定位为三维空间定位，所述的多目标为一个或一个以上的具有脉搏的生命体，其特征在于，该系统包括视频采集单元，脉搏波提取单元和位置计算单元，其中：所述的视频采集单元由多个视频采集设备组成，用于获取生命体的视频信息，并将所获得的视频信息传递给脉搏波提取单元；所述的脉搏波提取单元用于对视频采集单元所传递的视频信息进行分析，基于视频内的脉搏信息点提取出视频中所包含的脉搏波数据，再将所提取的每一条脉搏波数据及其所对应的视频采集设备和脉搏信息点在视频图像中的位置传递给位置计算单元，所述的脉搏信息点是指视频中的生命体身体上能够提取出脉搏波信息的部位；所述的位置计算单元用于对脉搏波处理单元所传递的来自于各个视频采集设备的所有脉搏波数据进行比对和归一化处理，再根据这些脉搏波数据所对应的脉搏信息点在视频图像中的位置，综合视频采集设备的拍摄参数和在室内的位置，计算出该生命体的位置，实现该生命体的室内三维空间定位。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟濬，黄吉羊，傅幼萍，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33