一种二维码激光测距车辆定位方法及其设备的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种扫描二维码获取信息并通过激光测距来为车辆精确定位的方法及其设备。包括有位于平整反光表面上的二维码图形、可安装于车辆上的旋转调节底座、激光测距设备、二维码扫描识别定位设备，其特征是：二维码扫描识别定位设备首先识别并锁定位于路边各种便于观察到的平整反光表面上的二维码；然后激光测距设备的三个激光发射器的先后各发射一段激光束打在二维码所在平面上，激光测距设备的激光接收器结合其他设备测量出三个激光落点与三个激光发射器各自测量基准点之间的距离；在激光发射器发射激光束的同时二维码扫描识别定位设备识别并定位出三个激光落点的坐标，最终采用类似GPS卫星定位的方法计算出各测量基准点的坐标。
【专利说明】
一种二维码激光测距车辆定位方法及其设备
技术领域
[0001]本发明涉及移动车辆的导航定位方法，特别是涉及一种扫描二维码获取信息并通过激光测距来为车辆精确定位的方法及其设备。
【背景技术】
[0002]现今常见的汽车定位技术大多是卫星导航定位，虽然普通的卫星导航定位成本很低只需一枚小小的定位芯片，但定位精度较差误差一般在10米左右，如遇天气状况不佳或者周围有过多的高层建筑遮挡误差能扩大到30米。使用伪距差分定位技术会将定位精度提高到车道级甚至米级水平，但这样就需要在道路旁每隔一定距离设置一个定位基准站，并要时刻保持基准站和用户车辆之间的无线通讯，成本较高且定位精度依然只有米级。如果使用载波相位差分定位技术精度能够达到厘米级，可这又需比较昂贵的用户端车载定位设备，而且载波相位观测值初始化时间通常会在几十秒到十几分钟之间一般是五六分钟，车辆一旦在行驶的过程中卫星定位信号受高层建筑、树木、隧道、桥梁的影响而中断，重新初始化过程时间过长。还有一些拥有专业天线的无基准站车道级精度的卫星定位设备，但价格同样过高。综上，卫星定位技术虽然非常普及，但是成本低时精度不高，精度高时成本又过高，建有基准站的还要时刻保持与移动车辆的无线通讯，而且在立交桥下或隧道中会丢失卫星信号，恶劣的天气和电磁环境也会对卫星信号造成干扰。
[0003]车载导航技术除了卫星导航外还有的就是惯性导航，但是惯性导航只能在短时间内保证定位精度，时间一长其定位精度将大大降低误差可达几百米，这种误差已不能为车辆提供有效导航定位。
[0004]另外还有一种广泛应用于室内自动机器人导航的技术，这种技术主要是在地面布置标识物如条形码或二维码，然后通过条形码或二维码扫描设备来确定自动机器人的位置。这种方法在室内小范围使用尚可，但如果用于室外特别是在车辆经常行驶碾压的道路上使用，二维码标识图块可能很快因磨损、缺失、被遮挡而无法使用，而且如遇到大雨或大雪天气二维码标识块被雨水或积雪覆盖，所有被覆盖二维码标识图块都将无法提供定位。所以位于地面的二维码定位技术虽然定位精度很高可以达到毫米级，但只能应用于室内地面，并不能将之简单拿来应用在室外道路路面上。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有车辆定位技术的不足，提供一种定位精度高、成本较低、几乎全天候全地段、二维码图形寿命足够长的室外二维码激光测距车辆定位技术。
[0006]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的。
[0007]—种二维码激光测距车辆定位方法及其设备，包括有位于平整反光表面上的二维码图形、可安装于车辆上的旋转调节底座、激光测距设备以及二维码扫描识别定位设备，其特征如下。
[0008]二维码主要位于路灯杆广告牌上的平整反光表面、路牌背面的平整反光表面、路口信号灯杆上的平整反光表面、平整反光墙面等便于观察到的平整反光表面上。
[0009]激光测距设备应至少由微处理器、计时器、三个激光发射器、一个激光接收器、激光夹角调节器等部分组成，激光夹角调节器可调节三个激光发射器朝向间的夹角，在夹角调节过程中，三个激光发射器基准点相互之间的距离应始终相等，三个激光发射器的激光束发射方向的反向延长线应始终交于一点，此交点与三个激光发射器基准点也应始终保持等距，其中以三个激光发射器基准点为顶点的等边三角形的重心与反向延长线交点之间的连线可称为激光发射器中轴线。
[0010]二维码扫描识别定位设备应至少由三个二维码扫描定位摄像头、一个二维码搜索摄像头、存储二维码编号信息数据库的硬盘，与激光测距设备共用的微处理器等部分组成，其中每一个二维码扫描定位摄像头都应单独与一个激光发射器固定连接并可在调节激光发射器朝向夹角时随固连的激光发射器一起转动，固定相连的二维码扫描定位摄像头和激光发射器两者的朝向应相互平行，二维码搜索摄像头的朝向应与激光发射器中轴线平行。[0011 ]旋转调节底座应至少包括基座、旋转底座、俯仰块，其中基座固定安装于车辆上，旋转底座铰接于基座上可水平360度旋转，俯仰块铰接于旋转底座上可俯仰旋转，激光测距设备和二维码扫描识别定位设备都固定连接在俯仰块上。
[0012]二维码上应有三个位置探测图形，二维码所含信息应至少包含此二维码的编号，编号对应的是二维码上三个位置探测图形中心点的精确坐标，二维码编号对应的坐标信息应可在二维码编号信息数据库内查到或者是上网查到。
[0013]通过扫描二维码获取车辆精确位置信息的步骤如下:
首先可通过车载GPS系统或以前的二维码定位数据加惯导系统获取车辆大概位置，然后再检索二维码编号信息数据库内是否有位于附近的二维码，如有则使二维码搜索摄像头指向二维码所处位置大概方向，并持续从摄像头读取图像信息，在对获取的图像信息处理过后检测图像中是否有二维码，如没有则应不断微调摄像头的朝向和焦距直到找到二维码为止，找到后二维码搜索摄像头应持续跟踪锁定此二维码。
[0014]二维码搜索摄像头锁定二维码后，激光夹角调节器应先将三个激光发射器朝向间的夹角调至最小，以保证三激光发射器发射的激光束都能射到二维码所在平面上，再由一个激光发射器结合激光接收器持续用粗尺粗测基准点与二维码所在平面的距离，然后逐步扩大三个激光发射器朝向间的夹角尽量使三个激光束在平面上落点相互远离。
[0015]根据三个激光发射器朝向间的夹角以及基准点与二维码所在平面的距离可得出三激光束落点在二维码搜索摄像头所摄图像内的大致位置，通过分析图像可判断出三激光束是否都能射到二维码所在平面上，当判断三激光束都能射到二维码所在平面上且落点间距足够远时，择机令三个激光发射器先后各发射一段激光束打在二维码所在平面上，三次发射的过程应控制在0.1毫秒以内，激光接收器接收三束反射激光，经处理后最终得到三个激光落点与三个激光发射器各自测量基准点之间的距离，此三连测应使用精尺测距。
[0016]在某一激光发射器发射激光束进行精测的同时，与之固定连接的二维码扫描定位摄像头应拍摄一张高分辨率照片，此照片应将二维码图像完整摄入并使之尽量多地占据照片画面，照片分辨率不应低于二百万像素，二维码扫描定位摄像头拍摄时的快门速度不应慢于I/2000秒。
[0017]采用类似GPS卫星定位的方法，其具体的定位算法是:设二维码上三个位置探测图形的中心点分别为A、B、C，其中直线AB垂直于直线AC，以A点为原点，AB为u轴，AC为V轴可建立平面坐标系(u，v)。
[0018]设定某一激光发射器发射的激光束在二维码所在平面上的落点为D，因激光发射器的朝向与其旁边固连的二维码扫描摄像头的朝向平行，且摄像头镜头中心点与激光束中心线的间距是确定的，当测得测量基准点与激光落点D的距离Ld后可按比例计算求得落点D在二维码扫描摄像头拍摄的高清照片上的像素位置。
[0019]微处理器使用二维码图像识别软件分析处理高清二维码照片可获得三个二维码位置探测图形的中心点A、B、C在照片上的像素位置，因A、B、C三点在平面坐标系(u，v)中的坐标已知，线段AB、线段AC的长度已知，在照片上经过几何图形作图计算可求得落点D在平面坐标系(u，V)中的坐标，又由于A、B、C三点在世界坐标系(X，y，z)中的坐标可在二维码编号信息数据库中查询获得，通过坐标系变换即可得到D点在世界坐标系(x，y，z)中的坐标D(xd，yd，zd)0
[0020]设定另两个激光发射器发射激光束在二维码所在平面上的落点为E和F，可测得另两个激光发射器的测量基准点与落点E和F的距离分别为Le和Lf，同理可求得落点E和F在世界坐标系中的坐标￡(1(3，5^，2(3)和？(1￡，5^，2:￡0。
[0021 ]设三个激光发射器激光束发射方向的反向延长线交点为0(x。,yo,zo),设三个激光发射器的测量基准点与点O的距离都为r，可根据三激光发射器朝向间夹角依预设对应表查得r的长度，那么点O在世界坐标系中的坐标可通过以下方程组求解获得:
(xd - X0) 2+(ya - y0) 2+(zd - z。)2=(Ld+ r) 2 (Xe - Xo)2+(ye - y0)2+(ze - Zo)2=(Le+ r)2 (xf - Xo)2+(yf - y0)2+(zf - z。)2=(Lf+ r)20
[0022]有了点0的坐标，在D、E、F点坐标以及Ld、Le、Lf和r的长度都已知的情况下，可计算求得三激光发射器测量基准点的坐标。
[0023]所述的二维码位置探测图形的中心点处可设置小型穿雾灯，小型穿雾灯可在大雾天气人为控制开启。
[0024]所述的二维码搜索摄像头旁边应设有与其朝向平行的闪光灯或照明射灯。
[0025]所述的二维码扫描定位摄像头拍摄高分辨率二维码照片的分辨率不应低于三百万像素，拍摄时的快门速度不应慢于I /10000秒。
[0026]所述的二维码最好选用QR Code二维码，二维码图形的各边边长应不小于50cm。
[0027]所述的三个激光发射器先后各发射一段激光束的过程应控制在0.01毫秒以内。
[0028]所述的二维码编号对应的信息还可包括此二维码的最佳探测位置区域，在此区域内的车辆应首选探测扫描此区域对应的二维码。
[0029]所述的设备中还可增加一显示屏用以显示二维码搜索摄像头拍摄的内容，用户可根据显示屏显示图像采用手动方式控制二维码搜索摄像头对准二维码。
[0030]所述的激光测距设备可包含四个或四个以上的激光发射器，相应的所述的二维码扫描识别定位设备可包含四个或四个以上的二维码扫描定位摄像头。
[0031]所述的二维码还可位于安装于汽车尾部的反光板上，车尾安装有二维码反光板的车辆在获取本车精确坐标后，经计算可得到车尾二维码反光板上各位置探测图形中心点的精确坐标，并可通过短距无线通讯向后方车辆发送这些精确坐标信息。反光板上二维码的编号对应信息还可包含车辆车型以及二维码反光板在车辆上精确安装位置等信息，使得后方扫描二维码的车辆不光可以获得自己的位置信息，还能获得前车的相对位置信息。车尾反光板主要应用于大型车辆，因为大型车辆体型较大有时候会遮挡住后方车辆的视线，使之无法扫描到附近的二维码。
[0032]本发明与现有技术相比，具有如下几方面的优点和有益效果:
1、搭配车载惯性导航系统，可以为车辆提供不间断的高精度导航定位。惯性导航的特点是在短时间内误差小长时间误差极大，我们可以利用这一特点配合二维码定位一起使用。在一个二维码图形脱离摄像头视野范围后一般还要等待几秒钟的时间摄像头才能识别并锁定下一个二维码图形，那么在这几秒钟的时间里就可使用惯性导航来辅助定位，由于此间隔时间只有几秒所以惯性导航可保持很高精度，从而能够为车辆提供持续的高精度导航定位。
[0033]2、成本相对低廉，车载设备主要由普通的摄像头和相位激光测距仪组成，路边设备则是位于各种平整反光表面上的二维码图形，只要每隔一百米能有一个二维码图形为车辆提供定位，配合惯性导航系统车辆即可全程获得高精度导航定位。而且路边广告牌上的二维码在提供定位服务的同时也能提供广告相关链接，任何人或车辆扫描此二维码都能获得与广告内容相关的信息、优惠或服务，占用广告幅面的二维码不但不会降低广告价值，反而能为广告带来附加价值，架设二维码路灯杆广告牌的费用可通过收取广告费逐步收回。
[0034]3、定位精度很高，可以达到厘米级，主要的误差来源是激光测距的距离误差和激光落点坐标的误差，常见的相位激光测距仪的误差是±1.5mm，三百万像素分辨率的照片中如果二维码图形能基本占据主要画面内容，那在二维码图形的一个边的长度里大概能有一千个像素，如果这个边的真实长度是I米的话那么一个像素就是1mm，如照片画面不模糊且无畸变，二维码三个位置探测图形中心点坐标误差应在Imm左右，经二维码图像识别软件分析计算得到的激光落点坐标的精度即可达到毫米级。但由于激光束夹角过小，即激光落点间距相对激光测得距离过小后者往往是前者的数十倍，在求解激光发射器朝向反向延长线交点坐标时，在垂直于激光发射器中轴线方向误差会被放大数十倍至厘米级甚至分米级，解决这一问题的办法是使用两台车载设备同时测量两个二维码，两个车载设备的激光发射器中轴线经平移使其相交后相互间夹角越接近垂直越好，如此可使定位精度在激光发射器中轴线经平移相交后所决定的面上达到毫米级。
[0035]4、可提供几乎全天候定位，位于二维码位置探测图形中心点处的小型穿雾灯可在大雾天气开启，雾灯光与周围雾气背景区别大容易识别，这样二维码图像识别软件无需识别二维码只需识别出照片中的小型穿雾灯亮光中心即可。二维码的编号及其位置可在二维码编号信息数据库中通过查询车辆附近二维码获得，如果车辆附近一定范围内有多个二维码，可分别根据这些二维码的坐标来计算车辆当前位置，与由惯性导航获得的车辆当前位置数据比较，偏差过大者排除即可。
[0036]5、二维码图形寿命足够长，位于路牌、路灯杆、墙壁上的二维码图形不会像位于路面上的二维码图形那样容易磨损、缺失或被遮盖，正常情况下能有超过十年的使用寿命。
【附图说明】
[0037]图1是车辆在行驶中使用二维码激光测距定位设备扫描路边二维码的演示图。
[0038]图2是二维码位置探测图形中心点与激光落点在二维码平面上的位置关系图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图对本发明做进一步阐释，但本发明要求保护的范围并不局限于实施方式中表述的范围。
[0040]—种二维码激光测距车辆定位方法及其设备，包括有位于平整反光表面上的二维码图形、可安装于车辆上的旋转调节底座、激光测距设备以及二维码扫描识别定位设备，其特征如下。
[0041]二维码主要位于路灯杆广告牌上的平整反光表面、路牌背面的平整反光表面、路口信号灯杆上的平整反光表面、平整反光墙面等便于观察到的平整反光表面上。
[0042]激光测距设备应至少由微处理器、计时器、三个激光发射器、一个激光接收器、激光夹角调节器等部分组成，激光夹角调节器可调节三个激光发射器朝向间的夹角，在夹角调节过程中，三个激光发射器基准点相互之间的距离应始终相等，三个激光发射器的激光束发射方向的反向延长线应始终交于一点，此交点与三个激光发射器基准点也应始终保持等距，其中以三个激光发射器基准点为顶点的等边三角形的重心与反向延长线交点之间的连线可称为激光发射器中轴线。
[0043]二维码扫描识别定位设备应至少由三个二维码扫描定位摄像头、一个二维码搜索摄像头、存储二维码编号信息数据库的硬盘，与激光测距设备共用的微处理器等部分组成，其中每一个二维码扫描定位摄像头都应单独与一个激光发射器固定连接并可在调节激光发射器朝向夹角时随固连的激光发射器一起转动，固定相连的二维码扫描定位摄像头和激光发射器两者的朝向应相互平行，二维码搜索摄像头的朝向应与激光发射器中轴线平行。
[0044]旋转调节底座应至少包括基座、旋转底座、俯仰块，其中基座固定安装于车辆上，旋转底座铰接于基座上可水平360度旋转，俯仰块铰接于旋转底座上可俯仰旋转，激光测距设备和二维码扫描识别定位设备都固定连接在俯仰块上。
[0045]二维码上应有三个位置探测图形，二维码所含信息应至少包含此二维码的编号，编号对应的是二维码上三个位置探测图形中心点的精确坐标，二维码编号对应的坐标信息应可在二维码编号信息数据库内查到或者是上网查到。
[0046]通过扫描二维码获取车辆精确位置信息的步骤如下:
首先可通过车载GPS系统或以前的二维码定位数据加惯导系统获取车辆大概位置，然后再检索二维码编号信息数据库内是否有位于附近的二维码，如有则使二维码搜索摄像头指向二维码所处位置大概方向，并持续从摄像头读取图像信息，在对获取的图像信息处理过后检测图像中是否有二维码，如没有则应不断微调摄像头的朝向和焦距直到找到二维码为止，找到后二维码搜索摄像头应持续跟踪锁定此二维码。
[0047]二维码搜索摄像头锁定二维码后，激光夹角调节器应先将三个激光发射器朝向间的夹角调至最小，以保证三激光发射器发射的激光束都能射到二维码所在平面上，再由一个激光发射器结合激光接收器持续用粗尺粗测基准点与二维码所在平面的距离，然后逐步扩大三个激光发射器朝向间的夹角尽量使三个激光束在平面上落点相互远离。
[0048]根据三个激光发射器朝向间的夹角以及基准点与二维码所在平面的距离可得出三激光束落点在二维码搜索摄像头所摄图像内的大致位置，通过分析图像可判断出三激光束是否都能射到二维码所在平面上，当判断三激光束都能射到二维码所在平面上且落点间距足够远时，择机令三个激光发射器先后各发射一段激光束打在二维码所在平面上，三次发射的过程应控制在0.1毫秒以内，激光接收器接收三束反射激光，经处理后最终得到三个激光落点与三个激光发射器各自测量基准点之间的距离，此三连测应使用精尺测距。
[0049]在某一激光发射器发射激光束进行精测的同时，与之固定连接的二维码扫描定位摄像头应拍摄一张高分辨率照片，此照片应将二维码图像完整摄入并使之尽量多地占据照片画面，照片分辨率不应低于二百万像素，二维码扫描定位摄像头拍摄时的快门速度不应慢于I/2000秒。
[0050]采用类似GPS卫星定位的方法，其具体的定位算法是:设二维码上三个位置探测图形的中心点分别为A、B、C，其中直线AB垂直于直线AC，以A点为原点，AB为u轴，AC为V轴可建立平面坐标系(u，v)。
[0051]设定某一激光发射器发射的激光束在二维码所在平面上的落点为D，因激光发射器的朝向与其旁边固连的二维码扫描摄像头的朝向平行，且摄像头镜头中心点与激光束中心线的间距是确定的，当测得测量基准点与激光落点D的距离Ld后可按比例计算求得落点D在二维码扫描摄像头拍摄的高清照片上的像素位置。
[0052]如图2所示，图2中的二维码是微处理器使用二维码图像识别软件对高清二维码照片处理后的结果，处理的操作包括图形畸变校正、噪声去除、二值化和图形旋转等，最终可识别获得三个二维码位置探测图形的中心点A、B、C在照片上的像素位置，因A、B、C三点在平面坐标系(u，v)中的坐标已知，线段AB、线段AC的长度已知，在照片上经过几何图形作图计算可求得激光落点D在平面坐标系(u，v)中的坐标，又由于A、B、C三点在世界坐标系(x，y，z)中的坐标可在二维码编号信息数据库中查询获得，通过坐标系变换即可得到D点在世界坐标系(x，y，z)中的坐标 D(xd，yd，zd)。
[0053]设定另两个激光发射器发射激光束在二维码所在平面上的落点为E和F，可测得另两个激光发射器的测量基准点与落点E和F的距离分别为Le和Lf，同理可求得落点E和F在世界坐标系中的坐标￡(1(3，5^，2(3)和？(1￡，5^，2:￡0。
[0054]设三个激光发射器激光束发射方向的反向延长线交点为0(x。,yo,zo),设三个激光发射器的测量基准点与点O的距离都为r，可根据三激光发射器朝向间夹角依预设对应表查得r的长度，那么点O在世界坐标系中的坐标可通过以下方程组求解获得:
(xd - X0) 2+(ya - y0) 2+(zd - z。)2=(Ld+ r) 2 (Xe - Xo)2+(ye - y0)2+(ze - Zo)2=(Le+ r)2 (xf - Xo)2+(yf - y0)2+(zf - z。)2=(Lf+ r)20
[0055]有了点0的坐标，在D、E、F点坐标以及Ld、Le、Lf和r的长度都已知的情况下，可计算求得三激光发射器测量基准点的坐标。
【主权项】
1.一种二维码激光测距车辆定位方法及其设备，包括有位于平整反光表面上的二维码图形、可安装于车辆上的旋转调节底座、激光测距设备以及二维码扫描识别定位设备，其特征在于: 二维码主要位于路灯杆广告牌上的平整反光表面、路牌背面的平整反光表面、路口信号灯杆上的平整反光表面、平整反光墙面等便于观察到的平整反光表面上； 激光测距设备应至少由微处理器、计时器、三个激光发射器、一个激光接收器、激光夹角调节器等部分组成，激光夹角调节器可调节三个激光发射器朝向间的夹角，在夹角调节过程中，三个激光发射器基准点相互之间的距离应始终相等，三个激光发射器的激光束发射方向的反向延长线应始终交于一点，此交点与三个激光发射器基准点也应始终保持等距，其中以三个激光发射器基准点为顶点的等边三角形的重心与反向延长线交点之间的连线可称为激光发射器中轴线； 二维码扫描识别定位设备应至少由三个二维码扫描定位摄像头、一个二维码搜索摄像头、存储二维码编号信息数据库的硬盘，与激光测距设备共用的微处理器等部分组成，其中每一个二维码扫描定位摄像头都应单独与一个激光发射器固定连接并可在调节激光发射器朝向夹角时随固连的激光发射器一起转动，固定相连的二维码扫描定位摄像头和激光发射器两者的朝向应相互平行，二维码搜索摄像头的朝向应与激光发射器中轴线平行； 旋转调节底座应至少包括基座、旋转底座、俯仰块，其中基座固定安装于车辆上，旋转底座铰接于基座上可水平360度旋转，俯仰块铰接于旋转底座上可俯仰旋转，激光测距设备和二维码扫描识别定位设备都固定连接在俯仰块上； 二维码上应有三个位置探测图形，二维码所含信息应至少包含此二维码的编号，编号对应的是二维码上三个位置探测图形中心点的精确坐标，二维码编号对应的坐标信息应可在二维码编号信息数据库内查到或者是上网查到； 通过扫描二维码获取车辆精确位置信息的步骤如下: ①首先可通过车载GPS系统或以前的二维码定位数据加惯导系统获取车辆大概位置，然后再检索二维码编号信息数据库内是否有位于附近的二维码，如有则使二维码搜索摄像头指向二维码所处位置大概方向，并持续从摄像头读取图像信息，在对获取的图像信息处理过后检测图像中是否有二维码，如没有则应不断微调摄像头的朝向和焦距直到找到二维码为止，找到后二维码搜索摄像头应持续跟踪锁定此二维码； ②二维码搜索摄像头锁定二维码后，激光夹角调节器应先将三个激光发射器朝向间的夹角调至最小，以保证三激光发射器发射的激光束都能射到二维码所在平面上，再由一个激光发射器结合激光接收器持续用粗尺粗测基准点与二维码所在平面的距离，然后逐步扩大三个激光发射器朝向间的夹角尽量使三个激光束在平面上落点相互远离； ③根据三个激光发射器朝向间的夹角以及基准点与二维码所在平面的距离可得出三激光束落点在二维码搜索摄像头所摄图像内的大致位置，通过分析图像可判断出三激光束是否都能射到二维码所在平面上，当判断三激光束都能射到二维码所在平面上且落点间距足够远时，择机令三个激光发射器先后各发射一段激光束打在二维码所在平面上，三次发射的过程应控制在0.1毫秒以内，激光接收器接收三束反射激光，经处理后最终得到三个激光落点与三个激光发射器各自测量基准点之间的距离，此三连测应使用精尺测距； ④在某一激光发射器发射激光束进行精测的同时，与之固定连接的二维码扫描定位摄像头应拍摄一张高分辨率照片，此照片应将二维码图像完整摄入并使之尽量多地占据照片画面，照片分辨率不应低于二百万像素，二维码扫描定位摄像头拍摄时的快门速度不应慢于 I/2000秒； ⑤采用类似GPS卫星定位的方法，其具体的定位算法是:设二维码上三个位置探测图形的中心点分别为A、B、C，其中直线AB垂直于直线AC，以A点为原点，AB为u轴，AC为V轴可建立平面坐标系(u，v); 设定某一激光发射器发射的激光束在二维码所在平面上的落点为D，因激光发射器的朝向与其旁边固连的二维码扫描摄像头的朝向平行，且摄像头镜头中心点与激光束中心线的间距是确定的，当测得测量基准点与激光落点D的距离Ld后可按比例计算求得落点D在二维码扫描摄像头拍摄的高清照片上的像素位置； 微处理器使用二维码图像识别软件分析处理高清二维码照片可获得三个二维码位置探测图形的中心点A、B、C在照片上的像素位置，因A、B、C三点在平面坐标系(u，v)中的坐标已知，线段AB、线段AC的长度已知，在照片上经过几何图形作图计算可求得落点D在平面坐标系(u，V)中的坐标，又由于A、B、C三点在世界坐标系(X，y，z)中的坐标可在二维码编号信息数据库中查询获得，通过坐标系变换即可得到D点在世界坐标系(x，y，z)中的坐标D(xd，ya,zd)； 设定另两个激光发射器发射激光束在二维码所在平面上的落点为E和F，可测得另两个激光发射器的测量基准点与落点E和F的距离分别为Le和Lf，同理可求得落点E和F在世界坐标系中的坐标E(xe，ye，ze)和F(Xf，yf，Zf)； 设三个激光发射器激光束发射方向的反向延长线交点为0(Χα，5^，Ζ。)，设三个激光发射器的测量基准点与点O的距离都为r，可根据三激光发射器朝向间夹角依预设对应表查得r的长度，那么点O在世界坐标系中的坐标可通过以下方程组求解获得:(xd - Xo) 2+(ya - y0) 2+(zd - Zo) 2=(Ld+ r) 2 (Xe - Xo)2+(ye - y0)2+(ze - Zo)2=(Le+ r)2 (xf - Xo)2+(yf - y0)2+(zf - z。)2=(Lf+ r)2； 有了点0的坐标，在D、E、F点坐标以及Ld、Le、Lf和r的长度都已知的情况下，可计算求得三激光发射器测量基准点的坐标。2.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的二维码位置探测图形的中心点处可设置小型穿雾灯，小型穿雾灯可在大雾天气人为控制开启。3.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的二维码搜索摄像头旁边应设有与其朝向平行的闪光灯或照明射灯。4.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的二维码扫描定位摄像头拍摄高分辨率二维码照片的分辨率不应低于三百万像素，拍摄时的快门速度不应慢于I/10000秒。5.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的二维码最好选用QRCode 二维码，二维码图形的各边边长应不小于50cm。6.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的三个激光发射器先后各发射一段激光束的过程应控制在0.01毫秒以内。7.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的二维码编号对应的信息还可包括此二维码的最佳探测位置区域，在此区域内的车辆应首选探测扫描此区域对应的二维码。8.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的设备中还可增加一显示屏用以显示二维码搜索摄像头拍摄的内容，用户可根据显示屏显示图像采用手动方式控制二维码搜索摄像头对准二维码。9.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的激光测距设备可包含四个或四个以上的激光发射器，相应的所述的二维码扫描识别定位设备可包含四个或四个以上的二维码扫描定位摄像头。10.根据权利要求1所述的定位方法及其设备，其特征在于，所述的二维码还可位于安装于汽车尾部的反光板上，车尾安装有二维码反光板的车辆在获取本车精确坐标后，经计算可得到车尾二维码反光板上各位置探测图形中心点的精确坐标，并可通过短距无线通讯向后方车辆发送这些精确坐标信息。
【文档编号】G01C21/16GK106093954SQ201610385003
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月2日 公开号201610385003.0, CN 106093954 A, CN 106093954A, CN 201610385003, CN-A-106093954, CN106093954 A, CN106093954A, CN201610385003, CN201610385003.0
【发明人】邓湘
【申请人】邓湘