[发明专利]一种室内地图构建方法及基于室内地图的室内定位方法

权利要求书

1.一种室内地图构建方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1.提取当前拍摄图像中的路标，包括已知路标和未知路标；

S2.根据所述已知路标或未知路标中的路标点在图像上的距离及路标点间的实际距离，计算相机到天花板的垂直距离H；

S3.根据所述相机到天花板的垂直距离H、内参矩阵Mat_cam、及已知路标的路标点的像素坐标的齐次坐标及在地图坐标系中的世界坐标的齐次坐标，计算仿射变换矩阵一；

S4.根据所述仿射变换矩阵一及未知路标的路标点的像素坐标、计算未知路标的路标点在地图坐标系中的坐标；

已知路标和未知路标均设于室内的天花板上，已知路标为已纳入地图坐标系的路标，未知路标是指未纳入地图坐标系的路标，地图坐标系是指将室内所有的路标纳入统一的坐标系中，该坐标系即为地图坐标系；

所述步骤S2具体包括：

S21.在所述路标中任选两个路标点M₁、M₂；

S22.将内参矩阵Mat_cam的逆矩阵乘以所述路标点M₁、M₂对应像点m₁、m₂的齐次坐标即获取坐标u_i1、u_i2；

S23.根据所述坐标u_i1、u_i2之间的距离S_i、及所述路标点M₁、M₂间的实际距离S_W，计算相机到天花板的距离H，计算公式如下：

所述内参矩阵Mat_cam是指从相机坐标系到像平面坐标系的变换参数。

2.如权利要求1所述的室内地图构建方法，其特征在于，所述提取当前拍摄图像中的路标的步骤具体包括：

S11.根据标定得到的相机畸变参数对拍摄的图像进行畸变矫正；

S12.计算畸变矫正后图像的平均灰度值以作为二值化的阈值，对图像进行二值化，其中k＞1；

S13.利用像素点的形状和像素点之间的距离约束提取路标点。

3.如权利要求2所述的室内地图构建方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括：

S131.对二值化后图像中的白色像素块进行椭圆拟合；

S132.获取椭圆面积小于面积阈值，且拟合椭圆的长短轴之比位于设定区间内的椭圆中心；

S133.计算相互距离小于距离阈值的所述椭圆中心的个数n，当个数满足3＜n＜m²时，将相互距离小于距离阈值的椭圆中心作为单个路标中的路标点，其中m≥3。

4.如权利要求3所述的室内地图构建方法，其特征在于，所述地图坐标系指定为第一个路标对应的路标坐标系，所述路标坐标系的建立步骤具体包括：

获取所述路标中距离最远的两个路标点A、B，及距离直线AB最远的路标点O；

判断直线OA、OB之间的夹角是否位于夹角指定区间；

若判断结果为是，则以A、B作为坐标轴上的点，O作为坐标原点建立路标坐标系；若判断结果为否，则丢弃所述路标对应的图像。