[发明专利]基于光源亮度的室内定位方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明专利涉及通信领域，具体而言，涉及一种使用智能设备摄像头及LED灯进行室内定位的方法、装置及系统。

背景技术

随着交通的高速发展，GPS全球定位系统也成为了人们居家旅行外出游玩的必备工具。但是，由于信号受到建筑物的遮挡，在室内GPS信号非常微弱，无法达到定位的要求。

室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。

室内定位技术主要分基站定位和惯导定位两种。基站定位是指在特定的位置安装信息的发射装置，定位装置根据信号计算出具体的方位；惯导定位是指使用设备中的加速度传感器、陀螺仪等惯性设备，从某个基点出发来计算具体方位。

目前的基站定位方式需要专门网络布线和专用的基站来发送基站信息，实施和维护成本过高。惯导定位需要昂贵的设备才能满足室内导航的高精度要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于光源亮度的室内定位方法、装置及系统，其不需要专门安装布线，同时可以满足室内的高精度需求。

为了实现上述目的，本发明提供的一种基于光源亮度的室内定位方法包括：

连续拍摄LED灯，得到所述LED灯的n帧原始图像；

从所述n帧原始图像中提取n帧光源图像；

分别计算所述n帧光源图像的亮度值；

用阈值对n帧光源图像的亮度值判决，将判决结果依次排列得到一个二进制序列；

从所述二进制序列中提取所述LED灯的编码信息；以及

查找地图中与所述LED灯的编码信息对应的位置，得到当前位置。

在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，从所述原始图像中提取光源图像包括：对LED灯的n帧原始图像运算，得到背景图像；将n帧原始图像分别与背景图像相减，得到n帧中间图像；以及提取中间图像的最亮点，以该最亮点为基础进行图像生长，得到光源图像。

在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，还包括：根据一帧光源图像的形变得到与所述LED灯的相对位置；以及用所述相对位置修正当前位置。

在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，根据一帧光源图像的形变得到与所述LED灯的相对位置包括：检测出光源图像完整的水平和垂直方向边缘；使用Hough变换计算光源图像的水平方向倾角；根据光源图像形变比例及LED灯与定位装置的垂直距离计算LED灯与定位装置的水平距离；用所述水平方向倾角和所述水平距离得到与所述LED灯的相对位置。

在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，还包括：在利用LED灯进行定位之前定位当前区域；对应地，在地图上定位到的当前区域内查找与所述LED灯的编码信息对应的位置，得到当前位置。

本发明提供的一种基于光源亮度的室内定位装置包括：

摄像头，用于连续拍摄LED灯，得到所述LED灯的n帧原始图像；

数据处理装置，包括：用于从拍摄到的n帧原始图像中提取n帧光源图像的第一模块；用于计算所述n帧光源图像的亮度值的第二模块；用于对n帧光源图像的亮度值判决，将判决结果依次排列得到一个二进制序列的第三模块；用于从得到的二进制序列中提取所述LED灯的编码信息的第四模块；用于查找地图中与所述LED灯的编码信息对应的位置，得到当前位置的第五模块；以及

显示装置，用于显示室内地图和当前位置。

在上述的基于光源亮度的室内定位装置中，优选地，所述数据处理装置还包括：用于根据一帧光源图像的形变得到与所述LED灯的相对位置的第六模块；以及用所述相对位置修正当前位置的第七模块。

优选地，所述第六模块包括：用于检测光源图像完整的水平和垂直方向边缘的子模块；用于使用Hough变换计算光源图像的水平方向倾角的子模块；用于根据光源图像形变比例及LED灯与定位装置的垂直距离计算LED灯与定位装置的水平距离的子模块；用所述水平方向倾角和所述水平距离得到与所述LED灯的相对位置的子模块。

在上述的基于光源亮度的室内定位装置中，优选地，该室内定位装置进一步还包括预定位模块，用于在利用LED灯进行定位之前定位当前区域；对应地，在所述第五模块中，在预定位模块定位到的当前区域内查找与所述LED灯的编码信息对应的位置，得到当前位置。

本发明提供的一种基于光源亮度的室内定位系统包括：

上述任意一项所述的室内定位装置；以及