[发明专利]用于距离或者位置确定的设备和方法

说明书

技术领域

本公开涉及基于由照相机所采集的光源的图像来确定照相机相对于该光源的距离或者位置。在实施例中，这可以与关于光源的地理位置的信息组合以便确定照相机的位置。

背景技术

存在用于使诸如移动电话或者平板电脑之类的设备确定其位置的若干方式。常规技术包括使用诸如GPS（全球定位系统）之类的基于卫星的定位系统或者基于在设备与蜂窝网络的多个基站之间传递的信号的三边测量。

在WO 2013/016439中描述了另一技术。根据该技术，给定位置中的多个光源各自以调制到从该光源发射的光中的编码光信号的形式广播相应的标识符。然后，诸如移动电话之类的设备可以使用其内置照相机读取编码到来自这样的源的光中的标识符，并且该标识符可以被用于查找光源的坐标。因此，设备可以确定其粗略地处于该光源的坐标的附近。当多个源在其所有标识符已知的情况下出现在照相机的视场中时，那么可以执行三角测量的形式以确定照相机并且从而设备的更细粒度的位置。

发明内容

照相机常常可能仅能够看到单个光源，例如当在室内并且面向上使用时，和/或因为内置到像电话或平板电脑这样的设备中的典型照相机可能仅具有有限的视场。在这样的情况中，这意味着不能执行光源之间的三角测量。将期望的是，提供不一定依赖于处于视图内的多个不同光源的可替换技术。

如本文所公开的，这可以通过使用由光源所发射的编码光信号检索关于光源的物理大小和/或形状的信息而实现。然后，可以执行视角(perspective)计算以基于光源相对于如基于编码光所检索的其（多个）实际尺寸而如何出现在由照相机所采集的图像中来确定照相机相对于光源的距离和潜在取向。

因此，根据本文所公开的一个方面，提供了一种具有用于接收由照相机所采集的图像数据的输入的设备，图像数据包括光源的图像。设备包括用于检测调制到从光源所接收的光中的编码光信号的编码光检测模块。编码光检测模块被配置为基于来自该光源的编码光信号来检索光源的一个或多个物理尺寸。而且，设备包括图像分析模块，其被配置为通过执行几何视角计算以将一个或多个所检索的物理尺寸与光源的图像的一个或多个外观尺寸相比较来确定照相机距光源的距离。

虽然可以可选地使用多个光源，但是技术不依赖于处于视场内的多个光源并且可以基于来源于一个向上的任何数目光来确定距离信息。

在实施例中，光源的一个或多个物理尺寸可以明确地编码到由该光源所发射的光中，在该情况中，检索包括直接从编码光信号读取一个或多个物理尺寸。可替换地，编码光信号可以包括光源的标识符。在该情况下，检索包括读取标识符并且然后使用此从诸如经由设备具有访问权的网络可访问的数据库之类的数据仓库来查找对应光源的一个或多个物理尺寸。

在另外的实施例中，设备可以被配置为确定照相机的取向。取向是指其中照相机相对于适合的参考系所面对的方向的任何度量，优选地照相机从其面向光源的方向。例如，可以根据适合的方向参考系中的一个角度、两个角度或者单位向量来表达方向。适合的方向参考系的一个示例是其中正Z轴面向上并且正X轴面向地平线上的北方的3D坐标系。适合的方向参考系的另一示例是将灯或灯壳的几何中心当作（0，0，0）原点坐标并且将灯或灯壳外部的两个预确定的物理标记当作例如（1，0，0）单位向量和（0，1，0）单位向量点通过的点的3D坐标系。距离是坐标系中的照相机与光源之间的空间幅度的度量。组合地，取向和距离给出照相机的位置的度量，例如，其可以根据相对于（方向）参考系中的固定点的向量或者坐标来表达，要么是相对于光源要么是平移到某个其他参考点或参考系。因此，图像分析模块可以被配置为一起使用所确定的距离和取向来确定照相机相对于所讨论的光源的位置。例如，相对于光源的位置可以被确定为3D（x，y，z）坐标系中的坐标，其中灯处于位置（0，0，0）处，以米为单位，负Z轴指向下，并且正X轴指向地平线上的北方。

在另外的实施例中，如果设备还具有地图或地球上的光源的绝对位置的知识，则其还可以通过将关于光源的绝对位置的信息与照相机相对于光源的位置组合来确定照相机的绝对位置。该确定还可能要求例如以灯的几何形状为根据的方向参考系关于地图或者地球的北/南/东/西/上/下参考系如何取向的知识。