[发明专利]一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统及方法

权利要求书

1.一种基于可见光定位的地下车库路径导航系统的方法，其特征在于,

地下车库路径导航系统包括发射端，移动设备接收端及服务器；

所述发射端包括LED灯及与LED灯连接的控制信号发生模块，LED灯安装在车库天花板，所述控制信号发生模块包括微控制器及调制器，所述微控制器用于存储LED灯对应的ID编号，并将ID编号转化成数字信号发送至调制器，调制器提供电流驱动LED灯发射光信号；

所述移动设备接收端，包括前置摄像头，用于获取明暗条纹并对其进行解码得到LED灯对应的ID码，发送ID码与服务器通信获得LED灯的位置信息；用户提出导航请求；

所述服务器，用于存储车库地图信息及LED灯具的ID编号-坐标库；接受移动设备接收端发送的ID码并查询LED灯的ID编号-坐标库将灯具三维坐标返回移动设备接收端；根据收到的导航请求，规划路径；实时更新车位空闲情况；

所述方法包括如下步骤：

S1对LED灯对应的ID编号进行信号调制，输出连续的调制波形，驱动LED灯发射光信号；

S2获取光信号形成的明暗条纹图像，解码得到LED灯对应的唯一ID码；

S3用户输入导航请求，服务器根据LED灯的坐标获取车库内具体位置，结合导航请求，规划最优路径；

所述S3中，服务器根据LED灯的坐标获取车库内具体位置，具体为采用单目相机视图几何算法；

S3.1：特征提取，相机图像内特征点为具有不同明暗条纹宽度的LED灯,且在已经得到的LED灯的图像平面二维坐标以及三维世界坐标作为3D-2D特征点对；

S3.2：特征跟踪，将当前帧图像I_t中检测到的特征F_t跟踪到图像I_t+1中，得到下一帧对应的特征F_t+1；

S3.3：恢复相机位姿T，已知LED灯特征点的图像坐标(u,v)和三维坐标(X,Y,Z)，且相机内参K作为出厂时已知参数，由公式λx_i＝K[R|t]X_i得到相机位姿T＝[R|t]，具体求解公式为：

S3.4：确定终端轨迹，求得当前相机的旋转矩阵R_curr、t_curr,对每次计算的相对量进行累加，得到相机的运动轨迹为：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，车位的相应位置安装光电接收器，用于接收LED灯发射的光信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前置摄像头具体采用逐行曝光的CMOS图像传感器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2中，服务器通过图像解码得到对应的LED灯的坐标，具体为：

S2.1将明暗条纹图像转化为灰度图像，灰度值大于限定阈值的区域确定LED灯的位置，分割图像中LED灯条纹区域，通过质心法得到LED灯在图像平面的二维坐标；

S2.2通过行列的扫描,获取图像中条纹的亮暗以及宽度,图像LED区域最短条纹作为单位条纹宽度，一个周期内亮暗条纹宽度分布与单位条纹宽度的比例作为LED灯ID编码信息，形如0/1信号，其中0代表暗条纹，1代表亮条纹；S2.3根据编码信息，访问控制端存储的灯具ID-三维坐标数据库，获取对应光源信号的三维坐标信息。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动设备接收端下载并存储车库的地图。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导航请求包括停车请求及寻车请求。