[发明专利]一种低成本室内定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，更具体地说，涉及一种低成本室内定位方法。

背景技术

随着计算机网络技术、无线传感器技术的发展，以及社会各行业对智能化的需求，室内定位技术在商场导购、餐厅服务等诸多领域中具有广泛的应用前景，室内定位的研究也成为国内外研究的热点。

目前，对定位的研究主要使用的是GPS、RFID、超声波、蓝牙和WLAN等技术。然而，采用GPS定位多用于室外，对于室内环境，受障碍物及建筑物的影响，其定位精度下降严重。虽然用于室内定位的RFID、超声波、WLAN等技术可以提供从几米到几十厘米的定位精度，但是射频系统对电磁感应敏感，在很多场合不能使用，有很大的局限性；另外依靠无线信号的定位系统，受电磁干扰影响，不能给予精确定位。并且以上定位方式定位算法复杂，应用成本较高，难以得到推广。

发明内容

鉴于以上情形，为了解决上述现有室内定位技术存在的环境影响因素多、算法复杂、应用成本高昂问题，本发明提出一种低成本室内定位方法。

一种低成本室内定位方法，其步骤在于：在室内屋顶设置一个或一个以上的红外信标；以一个红外信标在地面的投影点设为坐标原点，建立室内坐标系，若设有多个红外信标，同时依据所述室内坐标系标定其它红外信标的坐标信息；被定位终端定位时，首先初始化被定位终端上设置的定位传感器；然后，被定位终端通过其设置的摄像头追踪并对准屋顶上的红外信标，识别、获取、记录红外信标的序列号信息；同时，被定位终端的定位传感器读取定位角度值；最后，通过获取的红外信标的序列号信息，定位传感器读取到的定位角度值以及被定位终端与红外信标之间的空间关系，计算出被定位终端的位置坐标。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，所述红外信标包括若干红外LED，其中部分红外LED作为被定位终端追踪和对准红外信标的标识点，保持常亮状态；另外的红外LED作为红外信标的特征点，通过其亮/灭状态用于编码不同的ID值，不同ID值对应不同的坐标信息。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，每一个红外信标包含9个按正方形排列的红外LED，其中左上角和右下角的红外LED作为被定位终端追踪、对准红外信标的标识点，保持常亮状态；其余的红外LED作为红外信标的特征点，用于编码不同的ID值，不同ID值将对应不同坐标用于定位标定。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，所述红外信标安装在屋顶与墙壁的交汇处。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，所述以一个红外信标在地面的投影点设为坐标原点，建立室内坐标系，包括选择某个已安装的红外信标，以其垂直地面的投影点作为坐标原点，以该点所在的平行于墙棱的边线作为X轴，以地面上过该投影点且垂直X轴的直线作为Y轴，以红外信标和其投影点的连线作为Z轴，建立室内坐标系。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，所述依据所述室内坐标系标定其他红外信标的坐标信息，包括在建立好的室内坐标系中，标记已安装好的其它红外信标，所述其它红外信标的Z轴坐标为室内墙体的高度h；X轴、Y轴坐标为相对坐标原点的距离。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，所述定位传感器包括摄像头和角度传感器；所述初始化被定位终端上设置的定位传感器，包括初始化摄像头和初始化角度传感器；初始化摄像头包括摄像头成像矫正，以及摄像头成像数据传输准备；初始化角度传感器包括将测量水平和垂直角度的传感器的值初始化为零。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，所述被定位终端通过其设置的摄像头追踪并对准屋顶上的红外信标，识别、获取、记录红外信标的序列号信息，若摄像头只感知到一个红外信标，摄像头即对准该红外信标中心，并识别该红外信标的ID值，获取该红外信标的位置坐标；若摄像头感知到多个红外信标，将先识别多个红外信标的ID值，选择ID值最小的红外信标为此次定位信标，而后对准ID值最小的红外信标中心，记录该红外信标的位置坐标。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，被定位终端在追踪、对准红外信标的过程中，被定位终端通过角度传感器读取自身相对于红外信标的空间角度坐标作为定位角度值。

在根据本发明的低成本室内定位方法中，优选地，被定位终端每一次拐弯或掉头，都进行空间角度坐标校准以修正定位角度值。