一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法、装置及其系统，用于至少根据深度摄像头对目标终端进行定位导航，包括如下步骤：a.获取所述目标终端第一定位信息、点云信息以及运动轨迹信息；b.通过所述远程服务器基于所述第一定位信息、所述点云信息、所述运动轨迹信息以及所述目标终端当前位置所在场景平面图获取第二定位信息。本发明专利技术通过在深度摄像头的基础上，结合Wi‑Fi，iBeacon,陀螺仪和加速度计等传感设备共同对目标终端进行精确的空间定位并导航。本发明专利技术可以满足在大小型室内定位导航的需求。

A Multi-sensor Indoor Cooperative Location Method, Device and System Based on Depth Camera

【技术实现步骤摘要】
一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法、装置及系统
本专利技术属于室内定位
，尤其涉及一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法、装置及其系统。
技术介绍
目前的定位技术主要有GPS，RFID，红外激光、超声、，WLAN(Wi-Fi)等。其中，GPS全球定位系统，广泛应用于室外定位，而且精度可以达到厘米等级。由于GPS需要用到卫星通讯和测量，容易受到建筑物墙壁和其他障碍物的影响，GPS信号会变得非常弱并且不稳定。故不能在室内应用。单一的WLAN(Wi-Fi)定位技术可分为两种，基于指纹数据库和基于场景实时计算的。前者需要繁琐的指纹提取过程以及容易受环境变化影响，后者需要多个接收器协同工作，也需要修改固件或者使用专门芯片。成本和安装难度都很大，不适合大场景的定位需求。RFID(射频)定位技术采用类似刷卡的方式，由发送端和接收端设备根据一定频率的电磁波来确定相对位置，利用接收端受到的多个位置发出的信号强度，确定时间差，以此来定位。这种方式无法做到实时定位，而且定位精度低。红外激光和超声波定位的精度有保证，也能做到实时定位。但是对于大型室内场景来说，安装的难度和设备维护的成本也相对高很多。上述现有的定位、导航技术通常使用单一的传感器，无法提供较为全面和准确的数据，即便采用多种传感器，通常也是将各传感器采集的数据不合理地结合，导致定位导航效果不佳。
技术实现思路
针对现有技术存在的技术缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法，用于至少根据深度摄像头对目标终端进行定位，其特征在于，包括如下步骤：a.获取所述目标终端第一定位信息、点云信息以及运动轨迹信息；b.通过所述远程服务器基于所述第一定位信息、所述点云信息、所述运动轨迹信息以及所述目标终端当前位置所在场景平面图获取第二定位信息。优选地，所述第一定位信息通过iBeacon蓝牙通讯模组获取。优选地，所述点云信息通过如下方式获取：通过深度摄像头模组获取所述目标终端当前位置以及当前朝向的图像以获取深度信息；通过坐标转换算法将所述深度信息转换为所述点云信息。优选地，所述图像包括彩色图像以及深度图像。优选地，所述运动轨迹信息通过如下方式获取：分别读取陀螺仪以及加速度计获取的第一测量数据以及第二测量数据；通过高斯模型算法分别对所述第一测量数据以及所述第二测量数据进行去噪处理，以获取所述目标终端当前朝向以及所述目标终端的移动距离。优选地，在所述步骤b中还包括如下步骤：b1.通过Wi-Fi模组将所述第一定位信息、所述点云信息以及所述运动轨迹信息打包并发送至所述远程服务器。优选地，所述步骤b还包括如下步骤：b2.基于所述第一定位信息对应的所述点云信息与所述第一定位信息在所述场景平面图对应的图像信息对所述第一定位信息进行校正；b3.基于所述运动轨迹对应的所述运动轨迹信息与所述运动轨迹在所述场景平面图对应的图像信息对所述运动轨迹进行校正；b4.基于所述步骤b2中校正后的第一定位信息和所述步骤b3中校正后的运动轨迹获得所述第二定位信息。优选地，还包括如下步骤：c.基于所述场景平面图设定目的地信息；d.基于所述第二定位信息以及所述目的地信息生成导航路径信息。优选地，所述导航路径信息由所述远程服务器存储并发送至所述目标终端。本专利技术还提供一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位装置，通过本专利技术的多传感器室内协同定位方法对目标终端进行定位，其包括传感器模组、图像处理模块以及Wi-Fi模组，其中，所述传感器模组包括：iBeacon蓝牙通讯模组、陀螺仪、加速度计以及深度摄像头模组；所述图像处理模块用于将所述深度摄像头模组获取的图像的深度信息转换为点云信息；所述Wi-Fi模组用于实现所述目标终端与所述远程服务器的连接与通讯。优选地，所述深度摄像头模组包括：红外激光发射模组、红外镜头以及彩色RGB镜头，所述红外激光发射模组、红外镜头以及彩色RGB镜头配合获取深度图像以及彩色图像。优选地，所述iBeacon蓝牙通讯模组包括，分布在所述场景中的至少一个iBeacon发射器，以及置于所述目标终端的接收器。本专利技术还涉及一种基于深度摄像头的多传感器协同室内定位系统，包括目标终端以及远程服务器，所述远程服务器通过本专利技术所述的多传感器协同室内定位装置对所述目标终端进行定位导航控制。本专利技术通过在深度摄像头的基础上，结合Wi-Fi，iBeacon,陀螺仪和加速度计等传感设备共同对目标终端进行精确的空间定位并导航。本专利技术可以满足在大小型室内定位导航的需求。本专利技术功能强大，实用性强、操作简单，具有极高的商业价值。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1示出了本专利技术的具体实施方式的，一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法的具体流程示意图；图2示出了本专利技术的具体实施方式的，另一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法的具体流程示意图；图3示出了本专利技术的具体实施方式的，对第一定位信息校正后获取第二定位信息的具体流程示意图；图4示出了本专利技术的具体实施方式的，一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位导航方法的具体流程示意图；图5示出了本专利技术的具体实施方式的，一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位装置的模块结构示意图；图6示出本专利技术的具体实施方式的，深度摄像头模组的模块结构示意图；以及图7示出了本专利技术的具体实施方式的，一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位系统的结构示意图。具体实施方式为了更好的使本专利技术的技术方案清晰地表示出来，下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本领域技术人员理解，本专利技术的目的在于提供一种可用于室内的获取终端当前位置以及导航的方法，在RGB-D深度摄像头的基础上加以iBeacon，Wi-Fi，陀螺仪和加速度计的多传感器室内协同定位方法，通过多传感器的高效融合，实现对需要定位目标终端在室内环境的三维空间精确定位，并进一步用于对目标终端的室内导航。图1示出了本专利技术的具体实施方式的，一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法的具体流程示意图。所述基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法用于至少根据深度摄像头对目标终端进行定位。需要说明的是，所述深度摄像头可以获取目标终端所在环境的三维深度图像，三维深度图像是将摄像头与拍摄目标的各个像素点的距离读取并储存而获得的图像数据，采用不同的灰度来体现图像中像素点的距离信息，以适应在室内空间定位的需求。具体地，如图1所示，本专利技术所述的基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法包括如下步骤：步骤S101，获取所述目标终端第一定位信息、点云信息以及运动轨迹信息。具体地，在该步骤中，所述目标终端及需要在室内环境中进行定位的终端。其具体可以是扫地机器人、微型机器人等可自由移动的智能终端设备。所述第一定位信息、所述点云信息以及所述运动轨迹信息可以通过安装在所述目标终端上货在所述室内环境或通过其他远程传感器获取。进一步地，所述定位信息是指获取的所述目标终端的相对粗略的定位信息，即所述第一定位信息可以通过任意现有定位手段获取，其定位精度相对于本专利技术的定位精度相对较低，需要进一步通过本专利技术的方法进行校正以获取更为精确的定位信息。所述第一定位信息的获取包括但不限于GPS全球定位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法，用于至少根据深度摄像头对目标终端进行定位，其特征在于，包括如下步骤：a.获取所述目标终端第一定位信息、点云信息以及运动轨迹信息；b.通过所述远程服务器基于所述第一定位信息、所述点云信息、所述运动轨迹信息以及所述目标终端当前位置所在场景平面图获取第二定位信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于深度摄像头的多传感器室内协同定位方法，用于至少根据深度摄像头对目标终端进行定位，其特征在于，包括如下步骤：a.获取所述目标终端第一定位信息、点云信息以及运动轨迹信息；b.通过所述远程服务器基于所述第一定位信息、所述点云信息、所述运动轨迹信息以及所述目标终端当前位置所在场景平面图获取第二定位信息。2.根据权利要求1所述的多传感器室内协同定位方法，其特征在于，所述第一定位信息通过iBeacon蓝牙通讯模组获取。3.根据权利要求1所述的多传感器室内协同定位方法，其特征在于，所述点云信息通过如下方式获取：通过深度摄像头模组获取所述目标终端当前位置以及当前朝向的图像以获取深度信息；通过坐标转换算法将所述深度信息转换为所述点云信息。4.根据权利要求3所述的多传感器室内协同定位方法，其特征在于，所述图像包括彩色图像以及深度图像。5.根据权利要求1所述的多传感器室内协同定位方法，其特征在于，所述运动轨迹信息通过如下方式获取：分别读取陀螺仪以及加速度计获取的第一测量数据以及第二测量数据；通过高斯模型算法分别对所述第一测量数据以及所述第二测量数据进行去噪处理，以获取所述目标终端当前朝向以及所述目标终端的移动距离。6.根据权利要求1至5中任一项所述的多传感器室内协同定位方法，其特征在于，在所述步骤b中还包括如下步骤：b1.通过Wi-Fi模组将所述第一定位信息、所述点云信息以及所述运动轨迹信息打包并发送至所述远程服务器。7.根据权利要求1至6中任一项所述的多传感器室内协同定位方法，其特征在于，所述步骤b还包括如下步骤：b2.基于所述第一定位信息对应的所述点云信息与所述第一定位信息在所述场景平面图对应的图像信息对所述第一定位信息进行校正；b3.基于所述运动轨迹对应的所述运动轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：周秦娜，
申请(专利权)人：周秦娜，
类型：发明
国别省市：广东,44