一种基于单目摄像头的平面导航系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于单目摄像头的平面导航系统及方法，系统包括路径布局地图和搜索定位装置模块。其中，路径布局地图由一系列图片按特定规律排列组合而成，用于目标定位，搜索定位装置模块实时跟踪目标物体对应在路径布局地图中的位置信息，实现平面导航。方法包括：节点图像采集单元实时采集目标物体对应在路径布局地图上的图片信息，该图片信息被图像识别单元识别得到目标物体的位置节点信息，目标节点输入单元输入目的地节点信息，中央计算单元根据目标物体的位置节点信息、目的地节点信息和节点数据库中存储的路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度计算最优路径。本发明专利技术布局简单灵活，实现方便，工程量小，导航性能简便高效。

A plane navigation system and method based on monocular camera

The invention provides a plane navigation system and method based on the monocular camera. The system includes the path layout map and the search and location device module. Among them, the path layout map is composed of a series of images arranged according to specific rules. It is used for target location, and the location module of search and location is real-time tracking the location information corresponding to the corresponding objects in the path layout map, so as to achieve planar navigation. The method includes: picture information node image acquisition unit real-time object corresponding to the path layout on the map, the image information is image recognition unit identification information of the object node, the target node input unit inputs the destination node information, the calculating unit calculates the optimal path according to the relationship between the position of the node path layout map storage target the position of the object node information, destination node information and node in the database and the path length. The invention has the advantages of simple and flexible layout, convenient realization, small amount of engineering and simple and efficient navigation performance.

【技术实现步骤摘要】
一种基于单目摄像头的平面导航系统及方法
本专利技术涉及一种图像导航领域，特别涉及一种基于单目摄像头的平面导航系统及方法。
技术介绍
目前室内导航技术最常用的方式包括WIFI、通讯基站、蓝牙、NFC、RFID等信号定位，以及二维码、手机内置传感器跟踪运动等定位方式等，所有这些定位技术和方法都面临着共同的问题，即需要在现场安装定位设备或者搭建专用服务器，前期投入很大，布局麻烦，工程量大，运营成本很高，因此极大的限制了这些室内定位技术的应用与推广。而图像导航目前多用于比较复杂的室外地图导航，而如何将图像识别技术简单方便的应用于室内导航还有待完善。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单目摄像头平面导航系统及方法，只需要在室内布置一些图片，不需要固定轨道，不需要在现场安装任何设备、不需要对现场环境作任何改变即可实现。所述技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种单目摄像头平面导航系统，其包括：路径布局地图，由一系列图片按特定规律排列组合而成，用于目标定位；搜索定位装置模块，与路径布局地图相连，实时跟踪定位目标物体对应在路径布局地图中的图片得到当前位置节点信息并进行导航处理，从而实现基于单目摄像头的平面导航；所述搜索定位装置模块包括：节点图像采集单元，用于实时采集目标物体对应在路径布局地图上所处位置的图片信息；图像识别单元，与节点图像采集单元和中央计算单元相连，用于识别节点图像采集单元采集的图像信息，并得到当前位置节点信息；目标节点输入单元，与中央计算单元相连，用于获取目的地节点信息；节点数据库，与中央计算单元相连，存储路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度等信息；中央计算单元，根据图像识别单元识别到的当前位置节点信息、目标节点输入单元获取的目的地节点信息和节点数据库中存储的路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度，计算目标物体达到目的地的最优路径。在本专利技术较佳的实施例中，所述节点图像采集单元为安装在目标物体特定位置上的单目摄像头。在本专利技术较佳的实施例中，所述当前位置节点信息包括当前所处节点位置及行进方向信息。在本专利技术较佳的实施例中，所述目标节点输入单元可采用按键输入或语音输入。在本专利技术较佳的实施例中，所述节点数据库预先存储了路径布局地图中各个图片的位置关系及相关图片之间的距离大小。在本专利技术较佳的实施例中，所述最优路径包括经过的节点及当前位置节点到下一节点的方向偏移。本专利技术实施例还还提供了一种基于单目摄像头的平面导航系统的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：1）路径布局地图提供一系列按特定规律排列组合而成的图片，用于目标定位；2）搜索定位装置模块中的节点图像采集单元实时采集目标物体对应在路径布局地图上所处位置的图片信息；3）节点图像采集单元采集到的图片信息被图像识别单元识别并得到目标物体的当前位置节点信息；4）目标节点输入单元获取目的地节点信息并传输至中央计算单元；5）中央计算单元根据目标物体的当前位置节点信息、目的地节点信息和节点数据库中存储的路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度计算目标物体达到目的地的最优路径；6）在目标物体位置发生变化后对比该位置是否是中央计算单元计算出的最优路径中的节点位置，如果是，则根据最优路径行进至下一节点位置，直至目的地节点；如果否，则根据当前位置信息重新计算最优路径。本专利技术实施例提供的技术方案具有以下有益效果：路径布局地图上的图片排列组合用于目标定位，搜索定位装置模块中的节点图像采集单元实时采集目标物体对应在路径布局地图上所处位置的图片信息，该图片信息被图像识别单元识别得到目标物体的位置节点信息，目标节点输入单元输入目的地节点信息，中央计算单元根据目标物体的位置节点信息、目的地节点信息和节点数据库中存储的路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度计算目标物体达到目的地的最优路径及方向偏移等数据。本专利技术布局简单灵活，只需要在室内布置一些图片，不需要固定轨道，不需要在现场安装任何设备、不需要对现场环境作任何改变即可实现，实现方便，工程量小，导航性能更加简便高效。附图说明图1显示为本专利技术的平面导航系统结构示意图。图2为本专利技术中路径布局地图的抽象示意图。图1中元件标号说明1路径布局地图2搜索定位装置模块21节点图像采集单元22图像识别单元23目标节点输入单元24节点数据库25中央计算单元具体实施方式为更进一步阐释本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的基于单目摄像头的平面导航系统及方法的具体实施方式、结构、特征及功效，详细说明如后。有关本专利技术的前述及其它
技术实现思路
、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过具体实施方式的说明，将可对本专利技术为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本专利技术加以限制。如图1所示，本专利技术平面导航系统主要由两个环节组成：路径布局地图1、搜索定位装置模块2。路径布局地图1用于目标物体所在位置定位，搜索定位装置模块2实时跟踪定位目标物体对应在路径布局地图1中的图片得到当前位置节点信息并进行导航处理，从而实现基于单目摄像头的平面导航。其中，路径布局地图1由一系列图片按特定规律排列组合而成，用于目标定位；其中，搜索定位装置模块2包括；节点图像采集单元21、图像识别单元22、目标节点输入单元23、节点数据库24和中央计算单元25。其中，节点图像采集单元21，用于实时采集目标物体对应在路径布局地图上1所处位置的图片信息；图像识别单元22，用于识别节点图像采集单元21采集的图片信息，并得到当前位置节点信息；目标节点输入单元23，用于获取目的地节点信息；节点数据库24，存储路径布局地图1中各节点之间的位置关系和路径长度等信息；中央计算单元25，根据图像识别单元22识别到的当前位置节点信息和、目标节点输入单元23获取的目的地节点信息和节点数据库24中存储的路径布局地图1中各节点之间的位置关系和路径长度，计算目标物体达到目的地的最优路径。路径布局地图1为位于天花板、墙壁或地面的一组图片，每一张图片对应着搜索定位装置模块2中节点数据库24里的一个节点，每一张图片的位置信息、图片之间的关系及距离等信息均存储于节点数据库24中，节点图像采集单元21为一个安装在目标物体特定部位的单目摄像头，摄像头实时扫描目标物体所在位置对应的路径布局地图1中的特定图片，该图片被传输至图像识别单元22，识别成功后获得所处当前位置信息，当前位置信息包括当前所处节点位置及行进方向信息，该位置信息和目标节点输入单元23通过按键输入或语音输入的目的地节点信息进入中央计算单元25，中央计算单元25根据节点数据库24中的存储的路径布局地图1中各个图片的位置关系及相关图片之间的距离大小计算出到达目的地的最优路径，最优路径包括经过的节点及当前位置节点到下一节点的方向偏移，在目标物位置发生变化后对比该位置是否是中央计算单元25计算出的最优路径中的节点位置，如果是，则根据最优路径行进至下一节点位置，直至目的地节点；如果否，则根据当前位置信息重新计算最优路径，重复以上步骤直至到达目的地节点，从而实现基于单目摄像头的平面导航。基于单目摄像头平面导航系统的方法，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于，包括：路径布局地图，由一系列图片按特定规律排列组合而成，用于目标定位；搜索定位装置模块，与路径布局地图相连，实时跟踪定位目标物体对应在路径布局地图中的图片得到当前位置节点信息并进行导航处理，从而实现基于单目摄像头的平面导航；所述搜索定位装置模块包括：节点图像采集单元，用于实时采集目标物体对应在路径布局地图上所处位置的图片信息；图像识别单元，与节点图像采集单元和中央计算单元相连，用于识别节点图像采集单元采集的图片信息，并得到当前位置节点信息；目标节点输入单元，与中央计算单元相连，用于获取目的地节点信息；节点数据库，与中央计算单元相连，存储路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度等信息；中央计算单元，根据图像识别单元识别到的当前位置节点信息、目标节点输入单元获取的目的地节点信息和节点数据库中存储的路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度，计算目标物体达到目的地的最优路径。

【技术特征摘要】
1.一种基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于，包括：路径布局地图，由一系列图片按特定规律排列组合而成，用于目标定位；搜索定位装置模块，与路径布局地图相连，实时跟踪定位目标物体对应在路径布局地图中的图片得到当前位置节点信息并进行导航处理，从而实现基于单目摄像头的平面导航；所述搜索定位装置模块包括：节点图像采集单元，用于实时采集目标物体对应在路径布局地图上所处位置的图片信息；图像识别单元，与节点图像采集单元和中央计算单元相连，用于识别节点图像采集单元采集的图片信息，并得到当前位置节点信息；目标节点输入单元，与中央计算单元相连，用于获取目的地节点信息；节点数据库，与中央计算单元相连，存储路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度等信息；中央计算单元，根据图像识别单元识别到的当前位置节点信息、目标节点输入单元获取的目的地节点信息和节点数据库中存储的路径布局地图中各节点之间的位置关系和路径长度，计算目标物体达到目的地的最优路径。2.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于：所述节点图像采集单元为安装在目标物体特定位置上的单目摄像头。3.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于：所述当前位置节点信息包括当前所处节点位置及行进方向信息。4.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于：所述目标节点输入单元可采用按键输入或语音输入。5.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于：所述节点数据库预先存储了路径布局地图中各个图片的位置关系及相关图片之间的距离大小。6.根据权利要求1所述的基于单目摄像头的平面导航系统，其特征在于：所述最优路径包括经过的节点及当前...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵风光，
申请(专利权)人：上海闻通信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31