一种室内定位方法和系统技术方案

一种室内定位方法和系统，所述方法包括：在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像，采用可见光成像定位法获得与所述帧图像对应的可行解；所述帧图像上的特征点的数量不小于预设值时，提取tm时刻的可行解P(tm)；依据所述P(tm)和运动体航向角和速度计算得到整个时间段内各个时刻的位置信息；将所述可行解和整个时间段内各个时刻的位置信息进行曲线拟合，得到拟合后的预设时刻的位置信息P(tm1)；由P(tm1)再次递推得到整个时间段内各个时刻的位置信息。本方法中计算P(tm1)时融合了整段时间的特征点信息，因此P(tm1)的精准度更高。其他时刻的位置信息又是通过P(tm1)递推得到的，因此也具有较高的精度。

【技术实现步骤摘要】
一种室内定位方法和系统
本专利技术涉及定位
，更具体地说，涉及一种室内定位方法和系统。
技术介绍
人们80％以上时间在室内活动，70％以上的通信量来自室内，室内定位导航的需求愈显突出，购物导航、室内救援、灾难逃生导引、医疗救护、机场向导、社交网络、特殊群体关爱救助等新的应用必将引发新的业务模式，极大提高数据流量，提供新的业务增值点，室内定位将成为基于位置的服务(LocationBasedService，LBS)的主要市场。在室内需要定位时，一般选用可见光成像的定位方法进行室内定位，在采用可见光进行定位时，每个时刻定位处的结果只使用了一组特征点坐标信息，导致定位结果精准度低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种室内定位方法和系统，用于解决现有技术中采用可见光成像法定位时精准度低的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了如下技术方案：一种室内定位方法，应用于定位装置中，包括：在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像；提取采集到的所述帧图像上的特征点信息；采用可见光成像定位系统对所述特征点信息进行可见光定位，获得与t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解；判断所述帧图像中的特征点信息的数量；当所述特征点的数量不小于预设值时，提取与t1至t2时间段内的预设时刻tm拍摄到的帧图像所匹配的可行解P(tm)；获取惯性导航系统t1至t2时间段内连续测得的运动体航向角和速度；采用惯性导航系统依据所述可行解P(tm)、所述运动体航向角和所述速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息；采用最小二乘法对由可见光成像定位系统得到的t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解和所述惯性导航系统进行计算，得到的t1至t2内各个时刻的位置信息进行曲线拟合，得到拟合后的预设时刻的位置信息P(tm1)；采用惯性导航系统依据所述预设时刻的位置信息P(tm1)和所述运动体航向角和速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息并输出；其中，所述预设值为不小于4的正整数。优选的，上述室内定位方法中，还可以包括：当所述特征点的数量小于预设值时，获取所述可见光成像定位系统得到的与t1至t2时间段内采集到的各个帧图像所匹配的多个可行解；获取与所述多个可行解相匹配的相机主光轴信息；将所述多个可行解中与所述相机主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出。优选的，上述室内定位方法中，当所述特征点的数量值等于3时，所述将所述多个可行解中与所述主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出，包括：将所述多个可行解中与相机主光轴方向相一致可行解作为定位结果输出。优选的，上述室内定位方法中，当所述特征点的数量值等于2时，所述将所述多个可行解中与所述主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出，包括：将所述多个可行解中与所述相机主光轴相交叉的可行解作为定位结果输出。优选的，上述室内定位方法中，其特征在于，当所述特征点的数量值等于1时，所述将所述多个可行解中与所述主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出，包括：依据所述相机主光轴方向和点光源方向确定相机光心所在的位置，将穿过所述相机光心的所述点光源方向上的可行解作为定位结果输出。一种室内定位系统，包括：图像采集模块，用于在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像，将采集到的帧图像发送至特征点提取模块；特征点提取模块，用于提取采集到的所述帧图像上的特征点信息，将提取到的所述特征点信息发送至可见光定位系统；可见光成像定位系统，用于采用可见光成像定位法对所述特征点信息进行可见光定位，获得与t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解；特征点信息判断模块，用于判断所述帧图像中的特征点的数量，当所述特征点的数量不小于预设值时，输出第一数据信息至惯性导航系统，否则输出与所述特征点的数量相匹配的数据信息至所述惯性导航系统；惯性导航系统，用于当获取到所述第一数据信息时，用于提取与t1至t2时间段内的预设时刻tm拍摄到的帧图像所匹配的可行解P(tm)，获取t1至t2时间段内连续测得的运动体航向角和速度，依据所述可行解P(tm)和所述运动体航向角和速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息，采用最小二乘法对由可见光成像定位系统得到的t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解和计算得到的t1至t2内各个时刻的位置信息进行曲线拟合，得到拟合后的预设时刻的位置信息P(tm1)，采用惯性导航系统依据所述预设时刻的位置信息P(tm1)和所述运动体航向角和速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息并输出；所述预设值为不小于4的正整数。优选的，上述室内定位系统中，当所述惯性导航系统获取到与所述特征点的数量相匹配的数据信息时，还用于：获取所述可见光成像定位系统得到的与t1至t2时间段内采集到的各个帧图像所匹配的多个可行解；获取与所述多个可行解相匹配的相机主光轴信息；将所述多个可行解中与所述相机主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出。优选的，上述室内定位系统中，当所述惯性导航系统获取到所述特征点的数量为3时的数据信息时，所述惯性导航系统具体用于：将所述多个可行解中与相机主光轴方向相一致可行解作为定位结果输出。优选的，上述室内定位系统中，当所述惯性导航系统获取到所述特征点的数量为2时的数据信息时，所述惯性导航系统具体用于：将所述多个可行解中与所述相机主光轴相交叉的可行解作为定位结果输出。优选的，上述室内定位系统中，当所述惯性导航系统获取到所述特征点的数量为1时的数据信息时，所述惯性导航系统具体用于：依据所述相机主光轴方向和点光源方向确定相机光心所在的位置，将穿过所述相机光心的所述点光源方向上的可行解作为定位结果输出。通过以上方案可知，本专利技术实施例提供的室内定位方法，在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像，通过当获取到采用可见光成像定位系统计算得到的可行解后，依据预设时刻所对应的可行解P(tm)和t1至t2时间段内的运动体航向角和速度计算得到t1至t2时间段内定位装置的位置信息，再采用最小二乘法对由可见光成像定位系统得到的t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解和所述惯性导航系统计算得到的t1至t2内各个时刻的位置信息进行曲线拟合，得到拟合后的预设时刻的位置信息P(tm1)，再次P(tm1)和t1至t2时间段内的运动体航向角和速度计算得到t1至t2时间段内定位装置的位置信息，并作为定位结果输出，可见在计算预设时刻tm的位置信息时融合了整段时间(t1-t2)的特征点信息，所以可以获得更高精度的定位，而其他时刻的位置信息又是可以通过较高精度的惯性导航信息递推得到的，因而采用本申请上述实施例公开的技术方案可以有效提高定位精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例公开的一种室内定位方法的流程图；图2为本申请公开的定位方法与可见光成像定位法定位结果的对比示意图；图3为当帧图像上的特诊点数量少于预设值时，本申请公开的室内定位方法的流程图；图4为本申请实施例公开的当帧图像上的特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内定位方法，其特征在于，应用于定位装置中，包括：在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像；提取采集到的所述帧图像上的特征点信息；采用可见光成像定位系统对所述特征点信息进行可见光定位，获得与t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解；判断所述帧图像中的特征点信息的数量；当所述特征点的数量不小于预设值时，提取与t1至t2时间段内的预设时刻tm拍摄到的帧图像所匹配的可行解P(tm)；获取惯性导航系统t1至t2时间段内连续测得的运动体航向角和速度；采用惯性导航系统依据所述可行解P(tm)、所述运动体航向角和所述速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息；采用最小二乘法对由可见光成像定位系统得到的t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解和所述惯性导航系统进行计算，得到的t1至t2内各个时刻的位置信息进行曲线拟合，得到拟合后的预设时刻的位置信息P(tm1)；采用惯性导航系统依据所述预设时刻的位置信息P(tm1)和所述运动体航向角和速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息并输出；其中，所述预设值为不小于4的正整数。

【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，应用于定位装置中，包括：在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像；提取采集到的所述帧图像上的特征点信息；采用可见光成像定位系统对所述特征点信息进行可见光定位，获得与t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解；判断所述帧图像中的特征点信息的数量；当所述特征点的数量不小于预设值时，提取与t1至t2时间段内的预设时刻tm拍摄到的帧图像所匹配的可行解P(tm)；获取惯性导航系统t1至t2时间段内连续测得的运动体航向角和速度；采用惯性导航系统依据所述可行解P(tm)、所述运动体航向角和所述速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息；采用最小二乘法对由可见光成像定位系统得到的t1至t2时间采集到的每个帧图像所匹配的可行解和所述惯性导航系统进行计算，得到的t1至t2内各个时刻的位置信息进行曲线拟合，得到拟合后的预设时刻的位置信息P(tm1)；采用惯性导航系统依据所述预设时刻的位置信息P(tm1)和所述运动体航向角和速度计算得到t1至t2内各个时刻定位装置的位置信息并输出；其中，所述预设值为不小于4的正整数。2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，还包括：当所述特征点的数量小于预设值时，获取所述可见光成像定位系统得到的与t1至t2时间段内采集到的各个帧图像所匹配的多个可行解；获取与所述多个可行解相匹配的相机主光轴信息；将所述多个可行解中与所述相机主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出。3.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，当所述特征点的数量值等于3时，所述将所述多个可行解中与所述主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出，包括：将所述多个可行解中与相机主光轴方向相一致可行解作为定位结果输出。4.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，当所述特征点的数量值等于2时，所述将所述多个可行解中与所述主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出，包括：将所述多个可行解中与所述相机主光轴相交叉的可行解作为定位结果输出。5.根据权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，当所述特征点的数量值等于1时，所述将所述多个可行解中与所述主光轴信息所匹配的可行解作为定位结果输出，包括：依据所述相机主光轴方向和点光源方向确定相机光心所在的位置，将穿过所述相机光心的所述点光源方向上的可行解作为定位结果输出。6.一种室内定位系统，其特征在于，包括：图像采集模块，用于在t1至t2时间段内采集定位区域的帧图像，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建辉，张剑，于宏毅，张效义，王大鸣，刘洛琨，朱义君，张霞，逯志宇，侯文佐，
申请(专利权)人：中国人民解放军信息工程大学，
类型：发明
国别省市：河南,41