[发明专利]一种基于圆形投影的可见光成像定位方法

摘要

本发明提供了一种基于圆形投影的可见光成像定位方法。该方法通过对圆形LED灯或配有圆形灯罩的LED灯的成像透视投影的建模和分析，根据圆形投影性质获取LED灯中心在摄像头坐标系统(Camera Coordinate System，CCS)的位置坐标并结合LED灯中心在世界坐标系统(World Coordinate System，WCS)和CCS坐标变换的关系来实现精准定位。该方法只需要拍摄一幅包含两个圆形LED灯的图像，并利用倾斜传感器测出精准的滚转角和俯仰角，即可实现高精度定位。该方法克服了现有技术实施时LED灯具中心与LED成像中心无法对应而引起定位不准，或需要同时检测到数量较多的LED灯具才能进行定位，又或者受限于不精确的方位角测量结果等缺点，具有较好的实际应用价值。

主权项

1.一种基于圆形投影的可见光成像定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：移动终端通过其摄像头对LED灯进行拍照，获得至少有两个LED灯具的RGB图像，再将该RGB图像转为灰度图；步骤S2：移动终端从灰度图解调出各LED灯的ID信息，将该信息与其本地存储的LED‑ID数据库的信息进行比对，找到与该ID信息相对应的第i盏LED灯中心的世界坐标系统WCS坐标圆形灯罩实体的半径L_i,i＝1,2,...,M，以及LED灯的姿态特征参数集<Δα_i,Δβ_i,0>,i＝1,2,K,M，其中Δα_i表示第i个圆形LED平面绕WCS的x_w轴的旋转角度，Δβ_i表示第i个圆形LED平面绕WCS的y_w轴的旋转角度；步骤S3：对步骤S1获取的灰度图像采用边缘提取技术，获取每个LED灯像的边缘像素点集合，记为S_i,i＝1,2,K,M；步骤S4：利用每个LED灯像的边缘像素点集合进行椭圆拟合，获取每个LED灯像的椭圆参数集合；步骤S5：根据椭圆参数集合以及圆形投影性质，获取每个LED灯中心在摄像头坐标系统CCS的位置坐标；步骤S6：移动终端通过其内置的倾斜传感器测量出移动终端的滚转角α和俯仰角β；步骤S7：通过步骤S2求得的LED灯中心的WCS坐标，圆形灯罩实体的半径，LED灯的姿态特征参数集；以及步骤S6求得的滚转角α和俯仰角β，利用LED灯中心在WCS和CCS的坐标变换关系来获取移动终端的位置。