一种室内定位系统与方法与流程

本发明属于室内定位技术领域，尤其涉及一种室内定位系统与方法。

背景技术：

随着科学技术的发展和人们生产生活的需要，定位技术的需求日益提到，并得到日新月异的发展，特别是室外定位GPS(Global Positioning System，全球卫星定位系统)技术极受人们的喜爱和推崇，目前可以精确到厘米级。由于GPS技术是一种结合卫星及通讯发展的技术，利用导航卫星进行测时和测距，因此，GPS技术很难应用到室内定位。

为了解决室内定位的问题，现有技术主要采用基站定位和惯导定位两种方法实现。针对基站定位而言，其对所需要进行定位的室内环境要求较高，并不适应于应急救援场所因此，通用性低。针对惯导定位而言，其主要应用于应急救援场所的室内定位，通用性不高。

为了解决基站定位和惯导定位通用性低的问题，现有技术主要采用两种室内定位方法，一种室内定位方法主要是通过室内定位设备根据自身到天花板之间的垂直距离，以及自身到天花板与各墙壁之间的墙角线的最短距离所对应的竖直偏转角度，确定该室内定位设备到各墙壁的水平距离，实现室内定位，并降低了对室内环境的要求进而提高室内定位技术的通用性，然而，虽然该室内定位方法可以解决基站定位和惯导定位的通用性低的缺陷，但是由于其精准度视室内环境和装置外观而定，比如装置周围太多障碍物(椅子)时，由于遮挡无法准确测出装置与墙壁之间的最短距离，从而影响测量精度，并且操作过程复杂；另一种是激光雷达定位，然而，对于激光雷达定位而言，虽然定位精准度相对较高且通用性强，但是由于是精密仪器，所以增加了成本。

综上所述，现有的室内定位方法存在操作复杂、成本高且精度低的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种室内定位系统与方法，旨在解决现有的室内定位方法存在操作复杂、成本高且精度低的问题。

本发明是这样实现的，一种室内定位系统，包括服务器和室内定位设备；

所述室内定位设备，用于获取当前所在位置的地板的多张图片，并获取所述多张图片的图像数据，且将所述图像数据发送至所述服务器；

所述服务器，用于根据所述图像数据获取所述室内定位设备当前所在位置的位置信息，并将所述当前所在位置的位置信息发送至所述室内定位设备；

所述室内定位设备，还用于根据所述当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据所述驱动信息移动至所述目标位置。

本发明的另一目的还在于提供一种基于上述室内定位系统的室内定位方法，所述室内定位方法包括以下步骤：

所述室内定位设备获取当前所在位置的地板的多张图片，并获取所述多张图片的图像数据，且将所述图像数据发送至所述服务器；

所述服务器根据所述图像数据获取所述室内定位设备当前所在位置的位置信息，并将所述当前所在位置的位置信息发送至所述室内定位设备；

所述室内定位设备根据所述当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据所述驱动信息移动至所述目标位置。

在本发明中，通过采用服务器和室内定位设备的室内定位系统，使得室内定位设备获取当前所在位置的地板的多张图片，并获取多张图片的图像数据，且将图像数据发送至服务器，服务器根据图像数据获取室内定位设备当前所在位置的位置信息，并将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备，室内定位设备根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据驱动信息移动至目标位置，进而在基于图案视觉识别的基础上实现了室内定位，操作简单、成本低且精度高，解决了现有的室内定位方法存在操作复杂、成本高且精度低的问题。

附图说明

图1是本发明一实施例所提供的室内定位系统的模块结构示意图；

图2是图1所示的室内定位系统中室内定位设备的模块结构示意图；

图3是图1所示的室内定位系统中服务器的模块结构示意图；

图4是本发明一实施例所提供的室内定位方法的流程示意图；

图5是图4所示的室内定位方法中室内定位设备的流程示意图；

图6是图4所示的室内定位方法中室内定位设备的另一流程示意图；

图7是图4所示的室内定位方法中服务器的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本发明的实现进行详细的描述：

图1示出了本发明一实施例所提供的室内定位系统1的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

如图1所示，本发明实施例所提供的室内定位系统1包括室内定位设备10和服务器20。

其中，室内定位设备10用于获取当前所在位置的地板的多张图片，并获取多张图片的图像数据，且将图像数据发送至服务器20。

服务器20用于根据图像数据获取室内定位设备10当前所在位置的位置信息，并将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备10。

室内定位设备10还用于根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据驱动信息移动至目标位置。

具体的，如图2所示，室内定位设备10包括图片获取模块101、处理模块102、第一收发模块103、指示模块104以及驱动模块105。

图片获取模块101，用于获取室内定位设备10当前所在位置的地板的多张图片。

处理模块102，用于获取多张图片的图像数据。

第一收发模块103，用于将图像数据发送至服务器20，并接收服务器20发送的当前所在位置的位置信息。

指示模块104，用于根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成指示信息。

处理模块102，还用于根据指示信息生成驱动信息。

驱动模块105，用于根据驱动信息驱动室内定位设备10移动至目标位置。

进一步地，处理模块102在接收到图片获取模块101获取的多张图片之后，采用图像识别技术对该多张图片进行预处理，以获取多张图片的图像数据，该图像数据包括室内定位设备10当前所在位置的地板的图片的特征信息。

进一步地，作为本发明一优选实施方式，驱动模块105由电机和车轮实现，电机和处理模块102连接，车轮和电机连接。其中，电机用于接收处理模块102发送的驱动信息，并根据该驱动信息驱动车轮，而车轮主要负责室内定位设备10的移动。

进一步地，作为本发明一优选实施方式，指示模块104具体用于根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息获取室内定位设备10距离目标位置的距离信息，并根据距离信息生成指示信息。

具体的，在本发明实施例中，指示模块104包括距离获取单元和指示单元。

其中，距离获取单元根据室内定位设备10当前所在位置的位置信息和目标位置的位置信息获取室内设备10距离目标位置的距离，而指示单元获取室内定位设备10当前的正北方向信息，并将该正北方向信息发送至距离获取单元，进而由距离获取单元根据距离与正北方向信息生成指示信息，以指示室内定位设备10到达目标位置；需要说明的是，距离获取单元可设置在处理器中，而指示信息为路径指示信息，其可采用音频、文字、图片或者视频的形式实现。

需要说明的是，在发明实施例中，室内定位设备10为室内定位机器人。图像获取模块101可采用模块摄像头、数字摄像头、高清相机等摄像设备实现；处理模块102包括但不限于单片机、ARM处理器、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)处理器、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等具有逻辑编程能力的处理器件；而第一收发模块103可采取WiFi无线模块、蓝牙无线模块等无线通信模块实现；指示单元可采用电子罗盘实现。

进一步地，在本发明实施例中，室内定位设备10还包括供电模块106，该供电模块106用于为室内定位设备10提供供电电源。

具体实施时，室内定位设备10在行走的时候会通过摄像头101时刻正对地板拍出一系列的图片，处理器102对图片进行初步预处理后将图片数据通过无线Wifi通信模块103发给后台服务器20，2后台服务器20根据该图片数据获取此时室内定位设备10在房间里的当前具体位置坐标即具体位置信息，实现了室内定位功能。

无线Wifi通信模块103接收到室内定位设备10的当前位置坐标后，将该当前位置坐标发送至处理器102，处理器102将其与目标位置的坐标进行校对，进而获取室内定位设备10距离目标位置的距离，并结合电子罗盘模块，获取室内定位设备10的正北方向后，根据该正北方向获取路径指示信息，并根据该路径指示信息到达目标位置，从而实现室内导航的功能。

在本发明实施例中，室内定位设备10基于图案视觉识别的基础实现室内定位，相较于现有的室内定位方法，提高了室内定位精度并且操作简单、成本低。

进一步地，如图3所示，服务器20包括第二收发模块201和位置信息获取模块202。

其中，第二收发模块201，用于接收室内定位设备10发送的图像数据。

位置信息获取模块202，用于根据图像数据获取室内定位设备10当前所在位置的位置信息。

第二收发模块201，还用于将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备10。

进一步地，位置信息获取模块202具体用于根据预先存储的图片对图像数据进行识别，并在识别率高于预设阈值时获取与图像数据对应的匹配图片，且根据匹配图片在预先存储的图片中的位置获取室内定位设备当前所在位置的位置信息。

具体的，预先存储的图片指的是室内定位设备10所在房间的整个地板的全景图片，匹配图片则是位置信息获取模块202根据接收到的图像数据在整个地板的全景图片中获取的与图像数据匹配的图片。由于位置信息获取模块202接收的图像数据包含了室内定位设备10当前所在位置的地板的图片的特征信息，因此，位置信息获取模块202便可在预先存储的整个地板的全景图片中对具有该特征信息的图片进行识别，并在识别率不低于预设阈值时，则识别为匹配成功；值得注意的是，在本发明实施例中，预设阈值根据用户需要进行设置，且不低于百分之九十，如此可提高图片匹配过程中的准确度。

需要说明的是，在本发明实施例中，第二收发模块201可采取WiFi无线模块、蓝牙无线模块等无线通信模块实现；位置信息获取模块202包括但不限于单片机、ARM处理器、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)处理器、微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)等具有逻辑编程能力的处理器件。

具体实施时，服务器20中保存室内定位设备10所在房间的整个地板的全景图片，因此服务器20在接收到室内定位设备10发送的图像数据后，可以将接收到的图像数据通过神经网络技术进行校对识别，当识别率高于90％时，则可以认为匹配成功，根据匹配得到的图片在整张地板全景图的具体位置获取此时室内定位设备10在房间里的当前具体位置坐标，并将其反馈给室内定位设备10。

在本发明实施例中，服务器20通过神经网络将接收的图像数据与室内定位设备10所在房间的整个地板的全景图片进行匹配，并根据匹配得到的图片在整张地板全景图的具体位置获取此时室内定位设备10在房间里的当前具体位置坐标，实现了基于图案视觉识别室内定位，进而提高了室内定位精度，且成本低。

图4示出了本发明一实施例所提供的室内定位系统的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

S51：室内定位设备获取当前所在位置的地板的多张图片，并获取多张图片的图像数据，且将图像数据发送至服务器。

S52：服务器根据图像数据获取室内定位设备当前所在位置的位置信息，并将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备。

S53：室内定位设备根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据驱动信息移动至目标位置。

需要说明的是，本发明实施例所提供的室内定位方法是基于图1所示的室内定位系统1实现的，因此，关于本发明实施例所提供的室内定位方法的具体工作原理，可参考图1中对室内定位系统1的相关描述，此处不再赘述。

进一步地，如图5所示，室内定位设备获取其当前所在位置的地板的多张图片，并根据多张图片获取图像数据，且将图像数据发送至服务器具体为：

S510：获取室内定位设备当前所在位置的地板的多张图片。

S511：获取多张图片的图像数据。

S512：将图像数据发送至服务器。

进一步地，如图6所示，室内定位设备根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据驱动信息移动至目标位置具体为：

S530：接收服务器发送的当前所在位置的位置信息。

S531：根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成指示信息。

S532：根据指示信息生成驱动信息。

S533：根据驱动信息驱动室内定位设备移动至目标位置。

进一步地，作为本发明一优选实施方式，根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成指示信息具体为：

根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息获取室内定位设备距离目标位置的距离信息，并根据距离信息生成指示信息。

需要说明的是，本发明实施例所提供的室内定位设备的操作流程是基于图2所示的室内定位设备10实现的，因此，关于本发明实施例所提供的室内定位设备的实现方法的具体工作原理，可参考图2中对室内定位10的相关描述，此处不再赘述。

进一步地，如图7所示，服务器根据图像数据获取室内定位设备当前所在位置的位置信息，并将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备具体为：

S520：接收室内定位设备发送的图像数据。

S521：根据图像数据获取室内定位设备当前所在位置的位置信息；

S522：将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备。

进一步地，根据图像数据获取室内定位设备当前所在位置的位置信息具体为：

根据预先存储的图片对图像数据进行识别，并在识别率高于预设阈值时获取与图像数据对应的匹配图片，且根据匹配图片在预先存储的图片中的位置获取室内定位设备当前所在位置的位置信息。

需要说明的是，本发明实施例所提供的服务器的操作流程是基于图3所示的服务器20实现的，因此，关于本发明实施例所提供的服务器的实现方法的具体工作原理，可参考图3中对服务器20的相关描述，此处不再赘述。

在本发明中，通过采用服务器和室内定位设备的室内定位系统，使得室内定位设备获取当前所在位置的地板的多张图片，并获取多张图片的图像数据，且将图像数据发送至服务器，服务器根据图像数据获取室内定位设备当前所在位置的位置信息，并将当前所在位置的位置信息发送至室内定位设备，室内定位设备根据当前所在位置的位置信息与目标位置的位置信息生成驱动信息，并根据驱动信息移动至目标位置，进而在基于图案视觉识别的基础上实现了室内定位，操作简单、成本低且精度高，解决了现有的室内定位方法存在操作复杂、成本高且精度低的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。