基于光源亮度的室内定位方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明专利涉及通信领域，具体而言，涉及一种使用智能设备摄像头及L邸灯进 行室内定位的方法、装置及系统。
【背景技术】
[0002] 随着交通的高速发展，GI^全球定位系统也成为了人们居家旅行外出游玩的必备 工具。但是，由于信号受到建筑物的遮挡，在室内GI^信号非常微弱，无法达到定位的要求。
[0003] 室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定 位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等在室内空间中的位 置监控。
[0004] 室内定位技术主要分基站定位和惯导定位两种。基站定位是指在特定的位置安装 信息的发射装置，定位装置根据信号计算出具体的方位；惯导定位是指使用设备中的加速 度传感器、巧螺仪等惯性设备，从某个基点出发来计算具体方位。
[0005] 目前的基站定位方式需要专口网络布线和专用的基站来发送基站信息，实施和维 护成本过高。惯导定位需要昂贵的设备才能满足室内导航的高精度要求。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种基于光源亮度的室内定位方法、装置及系统，其不需 要专口安装布线，同时可W满足室内的高精度需求。
[0007] 为了实现上述目的，本发明提供的一种基于光源亮度的室内定位方法包括：
[0008] 连续拍摄L邸灯，得到所述L邸灯的η顿原始图像；
[0009] 从所述η顿原始图像中提取η顿光源图像；
[0010] 分别计算所述η顿光源图像的亮度值；
[0011] 用阔值对η顿光源图像的亮度值判决，将判决结果依次排列得到一个二进制序 列；
[0012] 从所述二进制序列中提取所述LED灯的编码信息；W及
[0013] 查找地图中与所述L邸灯的编码信息对应的位置，得到当前位置。
[0014] 在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，从所述原始图像中提取光源 图像包括对LED灯的η顿原始图像运算，得到背景图像；将η顿原始图像分别与背景图像 相减，得到η顿中间图像；W及提取中间图像的最亮点，W该最亮点为基础进行图像生长， 得到光源图像。
[0015] 在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，还包括；根据一顿光源图像的 形变得到与所述L邸灯的相对位置；W及用所述相对位置修正当前位置。
[0016] 在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，根据一顿光源图像的形变得 到与所述L邸灯的相对位置包括：检测出光源图像完整的水平和垂直方向边缘；使用化U曲 变换计算光源图像的水平方向倾角；根据光源图像形变比例及L邸灯与定位装置的垂直 距离计算L邸灯与定位装置的水平距离；用所述水平方向倾角和所述水平距离得到与所述L邸灯的相对位置。
[0017] 在上述的基于光源亮度的室内定位方法中，优选地，还包括；在利用L邸灯进行定 位之前定位当前区域；对应地，在地图上定位到的当前区域内查找与所述L邸灯的编码信 息对应的位置，得到当前位置。
[0018] 本发明提供的一种基于光源亮度的室内定位装置包括：
[0019] 摄像头，用于连续拍摄L邸灯，得到所述L邸灯的η顿原始图像；
[0020] 数据处理装置，包括：用于从拍摄到的η顿原始图像中提取η顿光源图像的第一模 块；用于计算所述η顿光源图像的亮度值的第二模块；用于对η顿光源图像的亮度值判决， 将判决结果依次排列得到一个二进制序列的第Η模块；用于从得到的二进制序列中提取所 述L邸灯的编码信息的第四模块；用于查找地图中与所述L邸灯的编码信息对应的位置，得 到当前位置的第五模块；W及
[0021] 显示装置，用于显示室内地图和当前位置。
[0022] 在上述的基于光源亮度的室内定位装置中，优选地，所述数据处理装置还包括：用 于根据一顿光源图像的形变得到与所述L邸灯的相对位置的第六模块；W及用所述相对位 置修正当前位置的第走模块。
[0023] 优选地，所述第六模块包括：用于检测光源图像完整的水平和垂直方向边缘的子 模块；用于使用化U曲变换计算光源图像的水平方向倾角的子模块；用于根据光源图像形 变比例及L邸灯与定位装置的垂直距离计算L邸灯与定位装置的水平距离的子模块；用所 述水平方向倾角和所述水平距离得到与所述L邸灯的相对位置的子模块。
[0024] 在上述的基于光源亮度的室内定位装置中，优选地，该室内定位装置进一步还包 括预定位模块，用于在利用L邸灯进行定位之前定位当前区域；对应地，在所述第五模块 中，在预定位模块定位到的当前区域内查找与所述L邸灯的编码信息对应的位置，得到当 前位置。
[00巧]本发明提供的一种基于光源亮度的室内定位系统包括：
[0026] 上述任意一项所述的室内定位装置；W及
[0027] 复数个L邸灯，它们均具有：唯一的编码信息；驱动器；W及用于将所述编码信息 加载到所述驱动器的调制器。
[0028] 在上述的基于光源亮度的室内定位系统中，优选地，所述调制器用编码信息中的1 控制灯亮、0控制灯灭，或者相反，LED灯的亮灭频率与摄像头的顿率保持一致。
[0029] 在上述的基于光源亮度的室内定位系统中，优选地，所述L邸灯设有感应器，该感 应器用于控制所述调制器仅在有人接近L邸灯时工作。
[0030] 通过本发明，实现了W可见光为基础确定目标位置，L邸光在室内传输具有良好的 稳定性、抗干扰性和天然的精度，能够保证目标位置的高精度，解决现有技术中成本高和定 位精度低的问题。
【附图说明】
[0031] 构成本申请的一部分的附图用来对本专利做进一步的解释，并不构成对本专利的 不当限定。在附图中：
[0032] 图1为一些实施例基于光源亮度的室内定位方法的示意图；
[0033] 图2为一些实施例中拍摄到的LED灯的一顿原始图像；
[0034] 图3为计算形变倾角的示意图；
[0035] 图4为一些实施例中调用地图的示意图；
[0036] 图5为一些实施例中的室内定位装置的结构示意图；
[0037] 图6为一些实施例基于光源亮度的室内定位系统的结构示意图；
[0038] 图7为一些实施例中LED灯的电路图。
【具体实施方式】
[0039] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图W及实施例， 对本发明进行进一步的详细说明。理当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明， 并不用于限制本发明。
[0040] 参见图1，一些实施例基于光源亮度的室内定位方法包括W下步骤：
[0041] 打开定位软件；开启设备（定位装置）摄像头；
[0042] S100、连续拍摄L邸灯，得到所述L邸灯的η顿原始图像。图2中示出了拍摄到的 一顿原始图像。
[0043] S200、从所述η顿原始图像中提取η顿光源图像。提取方法可采用现有的图像分 割技术来实现。一种优选提取方案为：首先，对LED灯的η顿原始图像运算，得到背景图像； 然后，将η顿原始图像分别与背景图像相减，得到η顿中间图像；最后从中间图像提取光源 图像，更具体地说，对于每顿中间图像，首先提取最亮点，然后W该最亮点为基础进行图像 生长得到光源图像。
[0044] S300、分别计算所述η顿光源图像的亮度值。本发明中每顿光源图像的亮度值指 该顿光源图像的平均亮度值。
[0045] 进而用预设的阔值对η顿光源图像的亮度值判决，亮度值大于预设的阔值时判决 为1，亮度值小于预设的阔值时判决为0,也可相反，将判决结果依次（即按顿的顺序）排列 得到一个二进制序列。
[0046] S400、从所述二进制序列中提取所述L邸灯的编码信息。具体地，可W通过规定 编码信息的开始标志或结束标志，通过开始标志或结束标志准确地从二进制序列中提取出 LED灯的编码信息。
[0047] 得到所述L邸灯的编码信息后，查找地图中与所述L邸灯的编码信息对应的位置， 即可得到当前位置。
[0048] 上述实施例中，W所拍摄的L邸灯的位置作为当前位置。为了进一步提高定位精 度，进一步还包括W下步骤：根据一顿光源图像（由于η顿光源图像是在同一位置对同一个 L邸灯连续拍摄的，η顿光源图像的形变是相同的，所W送里可W选择任何一顿）的形变得 到与所述L邸灯的相对位置；进而用所述相对位置修正当前位置，从而使得定位精度更高。
[0049] -种较佳实施例中，根据光源图像的形变得到与所述L邸灯的相对位置的方法如 下：
[0050] (a)使用Sobel算子分别计算出光源图像的边缘ΑΒ，AC，BD，CD，如图3所示；
[0051] 化）使用化U曲算法计算光源图像的水平倾角；令C点为坐标原点建立xy坐标系， 令CD与X轴的夹角为θ，令θι初值为0。= 〇,然后W步长k，将图像中的每个点（x，y)取 遍（0, 90)中的所有值，代入公式：
[0052]Pi二XCOS目i+ysin目i
[0053] 进行计算，Mi为对应于（Pi，θι)的系数，θι每取一次值，Mi加1，其中i= 0, 1，2, 3···.，inU90/k)，int为取整符号；
[0054] 求出Mi(I= 0, 1，2, 3···.，inU90/k))的最大值，该最大值对应一个角度Θ，如果 图像右上角向上倾斜，则该角就是倾斜角，将图像顺时针旋转Θ角；如果图像左上角向上 倾斜，则倾角为巧0-Θ)，将图像反时针方向旋转巧0-Θ)角；
[00巧](C)根据光源图像形变比例及L邸灯与定位装置的垂直距离计算L邸灯与定位装 置的水平距离；令图像旋转后AB中点与CD的垂直距离为L1，CD线长度为L2,预存的定位 装置与L邸灯的垂直距离为T1，
[0056]