一种基于光流法的室内定位方法技术

一种基于光流法的室内定位方法，本发明专利技术涉及在室内转弯处的基于光流法的光流横向偏移修正方法。本发明专利技术为了解决光流法的计算会受到相机的转向引入的额外光流导致计算误差较大的问题。本发明专利技术先由稠密型光流法计算出任意相邻图片的每一个像素的光流，计算平均水平速度与平均垂直速度。剔除区域中大于平均速度10倍与小于平均速度10倍的数据，重新计算水平和垂直的平均速度，根据弯道转向模型，计算出所要剔除的额外速度，并在水平平均速度上，减去计算出来的额外线速度。计算出平均速度后根据相机的三维映射，将二维空间的速度，转化为三维空间的速度。最后速度乘以时间可以得到位移信息。本发明专利技术用于室内场景定位技术领域。

An indoor positioning method based on optical flow

The invention relates to an indoor positioning method based on optical flow method, which relates to an optical flow lateral displacement correction method based on optical flow in an indoor turning point. The invention makes the calculation of the optical flow method more difficult by calculating the additional optical flow introduced by the steering of the camera. In the invention, the optical flow of each pixel of any adjacent picture is calculated by the dense optical flow method, and the average speed and the average vertical speed are calculated. Excluding the area is larger than the average speed of data 10 times and 10 times less than the average speed, re calculation of horizontal and vertical mean velocity, according to the curve steering model, calculate the additional speed should be removed, and at the level of average speed, calculated minus the extra line speed. After calculating the average speed, according to the three-dimensional mapping of the camera, the speed of the two-dimensional space is converted to the speed of three-dimensional space. Finally, the speed is multiplied by time to obtain displacement information. The invention is used in the field of indoor scene positioning technology.

【技术实现步骤摘要】
一种基于光流法的室内定位方法
本专利技术涉及在室内转弯处的基于光流法的光流横向偏移修正方法。
技术介绍
近年来，由于相应设备和技术广泛的进步以及实际应用场景中对基于位置服务的无缝解决方案的必要性，室内定位系统获得了广泛的关注和研究，这些系统开辟了一种全自动目标定位检测的新
在室外环境下，传统全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)的定位结果是对用户位置进行精确估计的最可靠来源之一。然而在室内或封闭的环境中，由于卫星信号会受到严重的衰减导致定位精度的严重损失，GNSS是不可行的。目前，室内定位系统技术的研究热点主要包括WiFi定位技术和蓝牙定位技术。其中，WiFi定位技术具有无线接入点已部署范围广和可扩散繁殖的特点，利用用户智能手机检测到的各无线接入点的信号强度完成对用户位置的估计。然而，该技术严重依赖无线接入点的个数，并且在商场等实际环境的进口和出口等周边区域的定位精度急剧下降。蓝牙定位技术通过利用用户接收的蓝牙信号的强度完成对用户位置的估计，并且可实现1米的定位精度，然而该技术在探寻蓝牙信号阶段存在的高延迟现象限制了它实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光流法的室内定位方法，其特征在于，所述基于光流法的光流横向偏移修正方法包括以下步骤：步骤一：人在室内转弯处行走或车在弯道处行进过程中，使用相机传感器进行固定方向和视角的视频采集，并标识出录像的起点；步骤二：对步骤一得到的视频每隔时间T进行一帧图像的截取，得到图像序列；步骤三：对两幅相邻图像利用稠密型光流法进行计算，得到这两幅图像运动过程的水平和垂直速度(u,v)；步骤四：对图像进行灰度变换，得到灰度图像后计算图像的灰度平均值，选取灰度值大于平均灰度值的像素点，记录每个选取的像素的位置用(l

【技术特征摘要】
1.一种基于光流法的室内定位方法，其特征在于，所述基于光流法的光流横向偏移修正方法包括以下步骤：步骤一：人在室内转弯处行走或车在弯道处行进过程中，使用相机传感器进行固定方向和视角的视频采集，并标识出录像的起点；步骤二：对步骤一得到的视频每隔时间T进行一帧图像的截取，得到图像序列；步骤三：对两幅相邻图像利用稠密型光流法进行计算，得到这两幅图像运动过程的水平和垂直速度(u,v)；步骤四：对图像进行灰度变换，得到灰度图像后计算图像的灰度平均值，选取灰度值大于平均灰度值的像素点，记录每个选取的像素的位置用(ll(m),lv(m))表示，其中m为第m个像素，ll为像素的横坐标集合，lv为像素的纵坐标集合；步骤五：根据(ll(m),lv(m))确定的位置，进行光流的选取得到水平速度un((ll(m),lv(m)))和垂直速度vn((ll(m),lv(m)))，根据得到的所有点的水平速度与垂直速度，计算平均水平速度和平均垂直速度并进行噪点的去除，得到去噪后的平均水平速度和平均垂直速度步骤六：建立弯道转向模型；步骤七：根据步骤六建立的弯道转向模型，计算人或车的弯道转向角速度ωturning和转向线速度vturning；平均水平速度减去线速度vturning，得到修正后的水平平均速度vc；步骤八：根据相机标定原理将平均垂直速度和修正后的水平平均速度vc转换到三维空间的平均速度值，根据步骤二中的时间间隔T(如之前假定的0.5s)，计算实际水平位移和垂直位移；步骤九：重复步骤三至步骤八，直至步骤二图像序列中全部相邻两幅图像位移计算完毕，并根据起点，可以得到人或车的行进路线以及每个时间点的具体位置。2.根据权利要求1所述的一种基于光流法的室内定位方法，其特征在于，所述步骤三中对每两幅相邻图像利用稠密型光流法进行计算的具体过程为：步骤三一：对两幅图像进行灰度变换，得到两幅灰度图像；步骤三二：计算两幅图像的时间梯度矩阵ft、第一幅图像的水平方向梯度fu以及第一幅图片的垂直方向梯度fv；其中所述xi为一幅图像中水平方向上第i个像素的横坐标，yj为一幅图像中垂直方向上第j个像素的纵坐标，tk为第k幅图像的时间；步骤三三：计算光流平均分量与其中为由第k幅图像的横坐标为i，纵坐标为j的像素及周围像素计算得到的水平方向平均速度；为由第k幅图像的横坐标为i，纵坐标为j的像素及周围像素计算得到的垂直方向平均速度；步骤三四：根据图像的拉普拉斯算子，将和带入公式(6)；其中为根据图像的拉普拉斯算子定义计算u的拉普拉斯变换，为根据图像的拉普拉斯算子定义计算v的拉普拉斯变换，uxx图像的水平方向的二阶梯度矩阵，uyy为图像的垂直方向的二阶梯度矩阵；根据拉普拉斯的估计计算步骤三五：设置光流初始值以及迭代次数，将u0和v0记为光流估计的初始值；u0...

【专利技术属性】
技术研发人员：马琳，赵航，秦丹阳，谭学治，谭竞扬，杨浩，李伦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23