[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

说明书

本发明涉及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，具体涉及视觉室内定位技术领域，本发明为了解决现有的基于位置指纹的定位方法，需要在场景信息的图像采集和地理位置工作方面消耗大量的人力，且传统的单目视觉定位系统精度较低的缺点，而提出一种基于局部标识的双目视觉室内定位数据库建立方法，包括：建立定位系统的坐标系模型。标定双目视觉系统；选取待定位室内场景中的一个标识。使用左摄像机或右摄像机按照一定间隔采集带有标识的图像；提取每个图像的SURF特征点；标注出每张图像中标识的四个角点的像素坐标存入数据库中；提取出每张图像标识区域的SURF特征点矩阵存入数据库中。本发明适用于可穿戴式室内定位识别设备。

技术领域

本发明涉及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，具体涉及视觉室内定位技术领域。

背景技术

互联网和可穿戴设备的飞速发展和基于位置感知的应用的不断需求，使得位置感知逐渐成为人们必不可少的信息，基于位置的服务越来越受到广泛关注。由于人们平均70％以上的时间处于室内环境，对自身在室内场景所处的位置环境的感知需求也与日俱增。因此，可靠的位置信息在许多不同的环境下为用户带来更好更重要的用户体验和感受。目前，室外定位技术已经非常成熟，并且很多移动设备也都参考使用了室外定位技术。GPS系统、GLONASS导航系统、伽利略导航系统和北斗导航系统是目前使用较为广泛的全球卫星定位系统。室内环境的特殊性导致卫星定位信号无法直接满足室内位置服务的需求，因此需要一种性能良好的系统来完成室内定位技术。并且，移动智能终端的可移动性和普适性在位置感知和信息交互方面有很大的推动作用。基于此，高精度的室内定位系统成为一个热点研究领域。

室内定位系统使用的技术非常广泛，主要包括WiFi，UWB，RFID，蓝牙，视觉，惯性测量单元等。其中，基于WiFi的室内定位技术最为成熟。该定位技术借助无线接入点已部署的特点，利用用户移动终端检测区域范围内各个接入点的信号强度值达到用户定位的目的。然而，该技术的应用场景因严重依赖无线接入点的个数而受到很大限制，在人流量密集的室内环境需要部署大量接入点，过度消耗人力物力，并且在诸如进出口等边缘位置定位，会因墙壁遮挡等因素导致定位精度受到较大影响。随着智能终端的普及，其完备的内置传感器系统正逐渐替代那些特殊设计的室内定位系统。视觉定位方法正是利用图像获取传感器，对用户所处的室内环境进行感知，直接有效地在复杂室内环境中提取出有效的位置信息，为基于视觉的室内定位方法提供基础设备。另外，从计算机视觉和机器人等领域，人类正是通过视觉系统和计算机融合来实现对周围环境的感知，并在此基础上实现机器人的定位导航。因此，基于视觉的室内定位方法是室内定位领域的重要发展方向之一。

目前已提出的视觉定位系统主要分为两个阶段：离线阶段和在线阶段。传统的离线数据库建立方法主要采用位置指纹算法，通过将用户位置与终端拍摄的场景图片融合来建立Visual Map数据库，Visual Map由图像空间和物理空间所构成，图像空间是指室内环境下的图像信息，物理空间是指地理位置坐标信息。然后，采用快速检索算法得出VisualMap中最匹配的场景及相对应的位置，完成定位服务。然而，位置指纹方法存在很明显的缺陷，即随着定位范围的增大，为保证定位精度，基于位置指纹的数据库的容量会不断增大，场景信息的图像采集和地理位置工作会消耗大量的人力。其次，在线定位阶段，传统的单目视觉定位系统无法相对直接地获取目标点的三维位置信息，很大程度上增加了定位过程中的时延，而且定位精度较低。

因此，需要一种新的室内定位技术，来解决现有技术的上述缺陷。

发明内容

本发明为了解决现有的基于位置指纹的定位方法，为了保证定位精度，需要大量扩充数据库容量，进而在场景信息的图像采集和地理位置工作方面消耗大量的人力；并且传统的单目视觉定位系统无法相对直接地获取目标点的三维位置信息，很大程度上增加了定位过程中的时延，并使得定位精度较低的缺点，而提出一种基于局部标识的双目视觉室内定位数据库建立方法，包括：

步骤一，建立定位系统的坐标系模型。