[发明专利]一种基于局部标识的双目视觉室内定位数据库建立方法及定位方法

权利要求书

1.一种基于局部标识的双目视觉室内定位数据库建立方法，其特征在于，包括：

步骤一：建立定位系统的坐标系模型；

所述定位系统的坐标系模型包括参考坐标系、摄像机坐标系、图像坐标系和像素坐标系；

步骤二：在所述坐标系模型中，标定双目视觉系统，得到双目视觉系统的内部参数和外部参数；所述双目视觉系统包括左摄像机以及右摄像机；

所述内部参数包括左摄像机的焦距、右摄像机的焦距以及左摄像机和右摄像机的二维图像的主点坐标；所述二维图像的主点坐标为左摄像机或右摄像机的光轴与对应图像平面的交点坐标；外部参数包括旋转矩阵以及左摄像机坐标系原点和右摄像机坐标系原点之间的平移向量；

步骤三：根据待定位的室内场景，建立平面世界坐标系；

步骤四：选取待定位室内场景中的一个标识；

步骤五：在能够拍摄到标识的范围内，使用双目视觉系统中的左摄像机或右摄像机按照预定的距离间隔采集N张带有标识的数据库图像；N为正整数；

所述步骤五中，当使用左摄像机采集数据库图像时，左摄像机距离标识平面左边沿的最小水平距离需要满足如下公式：

其中，θ为左摄像机的最大视角；L为标识在平行于地面方向的长度；u₀为左摄像机距标识平面的垂直距离；

步骤六：提取每个数据库图像的SURF特征点；

步骤七：标注出每张数据库图像中标识的四个角点的像素坐标作为角点信息存入数据库中，并提取出每张数据库图像的标识区域的SURF特征点矩阵作为特征信息存入数据库中；

设采集到的N张带有标识的数据库图像为Img_i，1≤i≤N；所述步骤七具体为：

步骤七一：利用手动标注的方式标注出第一张数据库图像Img₁中标识区域的四个角点的像素坐标，并将所述四个角点的像素坐标作为角点信息存储在数据库中；

步骤七二：提取第一张数据库图像Img₁中标识区域的SURF特征点，构成SURF特征点矩阵，并将所述SURF特征点矩阵作为第一张数据库图像Img₁的特征信息存储在数据库中；

步骤七三：将第一张数据库图像Img₁的标识区域的SURF特征点以及第二张数据库图像Img₂的SURF特征点输入至RANSAC算法中，得到第二张数据库图像Img₂的单应矩阵；

步骤七四：通过单应矩阵求解出第二张数据库图像Img₂中标识的四个角点的像素坐标，作为第二张图像Img₂的角点信息存储在数据库中；

步骤七五：提取第二张数据库图像Img₂中标识区域的SURF特征点，构成SURF特征点矩阵，作为第二张数据库图像Img₂的特征信息存储在数据库中；

步骤七六：重复步骤七三至步骤七五，直至N张数据库图像的角点信息和特征信息均存储在数据库中；

步骤八：对于待定位室内场景中的每一个标识，重复执行步骤四至步骤七，直至数据库构建完成。

2.一种基于局部标识的双目视觉室内定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A：利用双目视觉系统中的左摄像机和右摄像机同时拍摄包含标识的在线输入左图像I_l和右图像I_r；

步骤B：利用如权利要求1所述的方法得到的数据库，分别求解出在线输入左图像I_l和右图像I_r中标识的四个角点的像素坐标；

步骤C：根据在线输入左图像I_l和右图像I_r中标识的四个角点的像素坐标求解出用户所在的位置坐标。