一种利用交叉视觉的室内定位方法技术

本发明专利技术涉及室内物体定位的技术领域，特别是涉及一种利用交叉视觉的室内定位方法；该方法以两个相机成像的交叉重叠区域作为定位范围，并利用深度学习算法进行目标检测和关键点定位，然后利用机器学习方法对两个相机中的目标进行匹配，最后根据目标匹配结果和两个相机间的距离完成视觉区域内的多目标定位；S1、系统部署；S2、坐标测量；S3、Yolo‑v3目标检测，若为多个目标，则首先进行目标匹配，再进行Landmark定位，若非多个目标，则直接进行Landmark定位；S4、计算目标物到各相机距离；S5、计算完成目标物定位。

【技术实现步骤摘要】
一种利用交叉视觉的室内定位方法
本专利技术涉及室内物体定位的
，特别是涉及一种利用交叉视觉的室内定位方法。
技术介绍
众所周知，随着数据业务和多媒体业务数据的增长，人们对定位和导航的需求日益增大，尤其是在复杂的室内环境，如经常大厅、展厅、超市、图书馆、地下停车场等环境，常常因行人的往来、墙壁或石柱等大型物体的阻挡导致信号骤减或信号被干扰，使得定位系统无法精确地定位目标的位置。目前常用的室内无线定位技术有室内GPS定位技术、红外线室内定位技术、超声波定位技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术等，其存在的缺点如下：1.室内GPS定位技术利用GPS接收机定位目标位置，但信号受建筑物的影响而大大衰减，定位精度很低，且定位器终端的成本较高。2.红外线室内定位技术利用红外线IR标识发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位。但红外线无法穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，且直线视距和传输距离较短，易受荧光灯或者房间内的灯光干扰，无法适用于机场大厅复杂人流的情况。3.超声波定位技术主要采用反射式测距法，根据发射超声波并接收由被测物产生的回波，利用回波与发射波的时间差计算出待测距离。但该方法无法适用于机场大厅复杂人流的情况，且该定位技术需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。4.蓝牙技术通过测量信号强度进行定位，一种短距离低功耗的无线传输技术。但该技术的主要应用于小范围定位，且机场大厅会存在许多蓝牙信号的干扰，并不适用于机场大厅复杂环境。5.Wi-Fi技术通过无线接入点组成的无线局域网络(WLAN)，可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。但是该技术很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，且定位器的能耗也较高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用交叉视觉的室内定位方法，该方法以两个相机成像的交叉重叠区域作为定位范围，并利用深度学习算法进行目标检测和关键点定位，然后利用机器学习方法对两个相机中的目标进行匹配，最后根据目标匹配结果和两个相机间的距离完成视觉区域内的多目标定位。本专利技术的一种利用交叉视觉的室内定位方法，包括以下步骤：S1、系统部署；S2、坐标测量；S3、Yolo-v3目标检测，若为多个目标，则首先进行目标匹配，再进行Landmark定位，若非多个目标，则直接进行Landmark定位；S4、计算目标物到各相机距离；S5、计算完成目标物定位。本专利技术的一种利用交叉视觉的室内定位方法，基于一种定位系统，该定位系统包括高清摄像机两台；两台摄像机间隔距离、安装高度及相机与地面视角角度已知；电脑主机一台，用于目标检测、匹配和定位。与现有技术相比本专利技术的有益效果为：1)利用视觉的方法进行室内定位，其设备简单，成本低廉；2)本专利技术的室内定位方法的相机安置于高处，且只需两台相机，在安装部署时并不需要对室内环境做改动，且无需在需定位的目标上加装任何设备，具有部署灵活方便、适应环境多样的特点；3)采用深度学习的方法检测视觉区域内的目标，能有效去除室内行人、座椅、机器设备等干扰，鲁棒性强，可适应复杂环境；4)通过目标检测和匹配的方法，可同时定位多个目标，实现多目标定位功能，具有实用强的特点；5)本专利技术的室内定位方法，利用两个摄像头视觉交叉区域进行多目标室内定位，并利用深度学习对目标进行检测、定位和匹配，可同时定位多数量、多种类目标，且定位误差小、精度高。附图说明图1是本专利技术的室内定位部署方案；图2是两台高清摄像机成像示意图；图3是本专利技术的室内定位流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。以机场大厅作为案例场景，大厅内的行李手推车作为室内定位目标进行举例说明，行李手推车作为机场内的资源，如果能够精确地提供行李手推车的位置信息，不仅能节省乘客的登/离机时间，而且也能使机场部门合理有效地管理、利用行李手推车资源；同时，机场大厅作为室内环境，具有人流量大、环境复杂、无线信号干扰大等特点。综上所述，以机场大厅内的行李手推车作为本专利技术的室内定位方法的研究对象，既满足复杂的室内环境要求，又能解决行业内的痛点，方便旅客出行，提高资源利用率。S1、本专利技术的室内定位的部署方案如附图1所示，已知两个摄像头的位置(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2),行李手推车的坐标为(X,Y,Z),则有如下方程：机场大厅作为一个水平平面，且高度坐标系Z以地面作为参考坐标系，则行李手推车的高度值均为0，所以可以将三维坐标关系式简化为二维关系式，方程如下：两个方程两个未知数即可求出行李手推车的坐标(X,Y)；S2、图像作为一个二维平面，当两个相机参数相同，坐标位置已知，如附图2所示，行李手推车在两张图片中的坐标分别为(x′,y′)和(x″,y″)，则可求解出行李手推车的像素距离r1和r2，已知两个摄像的坐标位置则可分别求解出两个相机的每个像素点对应的实际距离为S1和S2，则方程式(2)可表示为：则可求解出行李手推车的坐标(±X,±Y)，最后根据图像坐标(x′,y′)和(x″,y″)确定行李手推车的坐标(X,Y)；S3、基于上述的行李手推车的定位原理，利用Yolo-v3目标检测模型检测图像中的行李手推车的位置，然后再使用Landmark关键点定位模型确定行李手推车后两个轮子坐标(x′1,y′1)和(x′2,y′2)，两个轮子的中点即为行李手推车于相机1的坐标(x′,y′)，同理定位出行李手推车于相机2的坐标(x″,y″)；S4、已知相机1的图像参考坐标为(x1，y1)，每像素点对应实际距离为S1；相机2图像参考坐标为(x2,y2)，每像素点对应实际距离为S2；则根据方程：S5、求解出R1和R2，代入(2)式即可求出小推车的坐标世界坐标(X,Y)，即完成单辆行李手推车的室内定位；当检测区域有多辆行李手推车出现时，需要对两个摄像头中的行李手推车进行两两匹配，匹配方法如下：分别将两个相机中的目标resize为100*100，并对resize后的图像的R、G、B通道分别进行surf变换，利用尺寸为5*5、步长为5的kernel，分别对surf变换的R、G、B通道图像做特征提取，最终每个目标从图像中提取出1200个特征，再加上目标位于图像中像素坐标和距离，共1203个特征描述每个目标；特征提取完成后，将相机1中目标①与相机2中的所有目标进行两两组合，将各组合利用随机森林算法(RF)进行相似度比对，取相似度最高的一组为同一目标，以此类推，完成两个相机中的同一目标匹配；最后，将匹配完成后的行李手推车分别进行步骤S3、S4计算，即可完成多辆行李手推车的室内定位。以上所述仅是本专利技术的优选实施方式，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用交叉视觉的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、系统部署；/nS2、坐标测量；/nS3、Yolo-v3目标检测，若为多个目标，则首先进行目标匹配，再进行Landmark定位，若非多个目标，则直接进行Landmark定位；/nS4、计算目标物到各相机距离；/nS5、计算完成目标物定位。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用交叉视觉的室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、系统部署；
S2、坐标测量；
S3、Yolo-v3目标检测，若为多个目标，则首先进行目标匹配，再进行Landmark定位，若非多个目标，则直接进行Landmark定位；
S4、计算目标物到各相机距离...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨嘉盛，廖镜森，王亮，
申请(专利权)人：深圳市守行智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44