一种基于光标签的室外辅助定位方法、系统及设备与流程

本发明涉及一种室外辅助定位方法、系统及设备，具体涉及一种基于光标签的室外辅助定位方法、系统及设备。

背景技术：

在室外卫星定位信号弱或受干扰的情况下，进行定位存在困难。或是在定位精度要求高的场合，采用现有的卫星信号定位无法满足要求，为了解决这种情况下无法进行定位的问题，需要提供一种室外辅助定位方法，该定位方法的抗干扰能力强，并且定位精度较高。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种基于光标签的室外辅助定位方法、系统及设备，该方法、系统及设备能够实现室外的定位，并且抗干扰能力强，定位精度高。

为达到上述目的，本发明所述的基于光标签的室外辅助定位方法包括：

在待定位范围内布置至少两个光标签锚点，各光标签锚点显示自身的id信息，待定位设备上的摄像头采集各光标签锚点显示的id信息；

利用id信息得到各光标签锚点的地理位置信息；

通过光标签测得待定位设备与各光标签锚点之间的间距；

根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备与各光标签锚点之间的间距计算待定位设备的地理位置信息。

定位服务器对各光标签锚点进行编号，并记录各光标签锚点的地理信息p及其编号的对应关系；待定位设备基于光标签的id信息从定位服务器上获得各光标签锚点的地理位置信息；所述地理位置信息为光标签锚点的经纬度坐标。

光标签锚点的数量为两个，通过光标签基于相机成像原理计算待定位设备与第一个光标签锚点之间的间距s1及待定位设备与第二个光标签锚点之间的间距s2。

本发明所述的基于光标签的室外辅助定位系统包括：

用于显示光标签id信息的光标签锚点，光标签锚点的数量大于等于2；

用于存储光标签id信息以及对应地理位置信息的定位服务器；

用于计算自身地理位置信息的定位设备，定位设备设置有定位模块。

定位服务器(3)对各光标签锚点进行编号，并记录各光标签锚点的地理信息p及其编号的对应关系。

光标签锚点的数量为两个，定位模块通过光标签基于相机成像原理计算定位设备与第一个光标签锚点之间的间距s1及待定位设备与第二个光标签锚点之间的间距s2。

定位设备根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备与各光标签锚点之间的间距计算定位设备的地理位置信息。

本发明所述的基于光标签的室外辅助定位设备包括：

用于采集各光标签锚点id信息的采集模块，其中，各光标签锚点预先布置于待定位范围内；

用于基于光标签锚点的id信息从定位服务器上获得各光标签锚点的地理位置信息的通信模块；

用于获取待定位设备与各光标签锚点之间间距的定位模块；

用于进行定位计算的计算模块，计算模块根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备与各光标签锚点之间的间距计算待定位设备的地理位置信息。

定位模块通过光标签基于相机成像原理计算待定位设备与各光标签锚点之间的间距。

计算模块根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备与各光标签锚点之间的间距计算待定位设备的地理位置信息。

本发明具有以下有益效果：

本发明所述的基于光标签的室外辅助定位方法、系统及设备在具体操作时，通过在待定位范围内布置n个光标签锚点，并获取各光标签锚点的地理经纬度信息，再通过定位设备上的摄像头采集任意两个光标签锚点上光标签的图像信息，得定位设备与所述两个光标签锚点的距离，然后定位设备与所述两个光标签锚点的距离及两个光标签锚点的地理经纬度信息计算得到定位设备的经纬度坐标，从而实现待定位设备的定位，操作简单，方便。需要说明的是，本发明通过光标签识别的方式进行待定位设备的定位，定位过程中，避免室外卫星定位信号弱或受干扰的影响，并且精度较高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中计算定位设备1与第一个光标签锚点4之间距离时的原理图；

图3为本发明中计算定位设备1位置时的原理图；

图4为本发明的原理图。

其中，1为定位设备、2为第二个光标签锚点、3为定位服务器、4为第一个光标签锚点、5为网络设备。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

本发明所述的基于光标签的室外辅助定位方法包括：

在待定位范围内布置至少两个光标签锚点，各光标签锚点显示自身的id信息，待定位设备1上的摄像头采集各光标签锚点显示的id信息；

利用id信息得到各光标签锚点的地理位置信息；

通过光标签测得待定位设备1与各光标签锚点之间的间距；

根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备1与各光标签锚点之间的间距计算待定位设备1的地理位置信息。

定位服务器3对各光标签锚点进行编号，并记录各光标签锚点的地理信息p及其编号的对应关系；待定位设备1基于光标签的id信息从定位服务器3上获得各光标签锚点的地理位置信息；所述地理位置信息为光标签锚点的经纬度坐标。

光标签锚点的数量为两个，通过光标签基于相机成像原理计算待定位设备1与第一个光标签锚点4之间的间距s1及待定位设备1与第二个光标签锚点2之间的间距s2。

本发明所述基于光标签的室外辅助定位系统包括：

用于显示光标签id信息的光标签锚点，光标签锚点的数量大于等于2；

用于存储光标签id信息以及对应地理位置信息的定位服务器3；

用于计算自身地理位置信息的定位设备1，定位设备1设置有定位模块。

定位服务器3对各光标签锚点进行编号，并记录各光标签锚点的地理信息p及其编号的对应关系。

光标签锚点的数量为两个，定位模块通过光标签基于相机成像原理计算定位设备1与第一个光标签锚点4之间的间距s1及待定位设备1与第二个光标签锚点2之间的间距s2。

定位设备1根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备1与各光标签锚点之间的间距计算定位设备1的地理位置信息。

本发明所述的基于光标签的室外辅助定位设备包括：

用于采集各光标签锚点id信息的采集模块，其中，各光标签锚点预先布置于待定位范围内；

用于基于光标签锚点的id信息从定位服务器3上获得各光标签锚点的地理位置信息的通信模块；

用于获取待定位设备1与各光标签锚点4之间间距的定位模块；

用于进行定位计算的计算模块，计算模块根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备1与各光标签锚点之间的间距计算待定位设备1的地理位置信息。

定位模块通过光标签基于相机成像原理计算待定位设备1与各光标签锚点4之间的间距。

计算模块根据各光标签锚点的地理位置信息、待定位设备1与各光标签锚点之间的间距计算待定位设备1的地理位置信息。

实施例一

本发明所述室外辅助定位方法的具体过程为：

参考图1、图2、图3及图4，本发明所述的基于光标签的室外辅助定位方法包括以下步骤：

1)在待定位范围内布置n个光标签锚点，再在光标签锚点上设置光标签，然后获取各光标签锚点的地理经纬度信息p，其中，p＝{(x1，y1)，….，(xi，yi)，…，(xn，yn)}，其中，(xi，yi)为第i个光标签锚点的经纬度坐标；

2)待定位设备1上的摄像头采集任意两个光标签锚点上光标签的图像信息，得待定位设备1与第一个光标签锚点4之间的间距s1及待定位设备1与第二个光标签锚点2之间的间距s2；

3)根据第一个光标签锚点4的经纬度坐标(x0，y0)、第二个光标签锚点2的经纬度坐标(xk，yk)、待定位设备1与第一个光标签锚点4之间的间距s及待定位设备1与第二个光标签锚点2之间的间距s1计算待定位设备1的经纬度坐标(xx，yx)。

待定位设备1的经纬度坐标(xx，yx)为：

基于相机成像原理计算待定位设备1与第一个光标签锚点4之间的间距s及待定位设备1与第二个光标签锚点2之间的间距s1，待定位设备1与第一个光标签锚点4之间的间距s为：

其中，l为第一个光标签锚点4上光标签的基准边长度，f为待定位设备1上摄像头的焦距，l′为光标签基准边所成像的长度。

还包括：对各光标签锚点依次进行编号，再将各光标签锚点的地理经纬度信息p及其对应的编号发送至定位服务器3中，定位服务器3存储各光标签锚点的地理经纬度信息p及其对应的编号；

定位设备1识别第一个光标签锚点4上的光标签，得第一个光标签锚点4上光标签的编号，然后根据第一个光标签锚点4上光标签的编号得第一个光标签锚点4的经纬度坐标(x0，y0)；定位设备1识别第二个光标签锚点2上的光标签，得第二个光标签锚点2上光标签的编号，然后根据第二个光标签锚点2上光标签的编号得第二个光标签锚点2的经纬度坐标(xk，yk)。

其中，将各光标签锚点的地理经纬度信息p及其对应的编号通过网络设备5发送至定位服务器3中；采用在线或者离线的方式根据第一个光标签锚点4上光标签的编号从定位服务器3中获取第一个光标签锚点4的经纬度坐标(x0，y0)；采用在线或者离线的方式根据第二个光标签锚点2上光标签的编号从定位服务器3中获取第二个光标签锚点2的经纬度坐标(xk，yk)，完毕。

实施例二

本发明所述辅助定位方法在具体场景下的操作过程为：

某区域受到电磁信号干扰较强，无法获得卫星定位信号，用户u需在该区域实施定位，假设光标签基准边长为1米，用户手持移动终端的摄像头焦距为30mm：为了实现在该区域的定位，则定位过程为：先在该区域布设光标签锚点设施2个，分别命名为a、b，序号为00及01，测定两锚点的坐标为：a：(10,10)、b:(110,210)，将该数据上传到定位服务器3中进行存储；对锚点a进行图像采集，形成锚点a的像长为0.3mm，读取锚点a的光标签数据为a的序号“00”，得用户u距离锚点a的长度为100米；原地转动，再对锚点b进行图像采集，形成锚点b的像长为0.15mm，读取锚点b的光标签数据为锚点b的序号“01”，得用户u距离b的长度为200米；用户u已将锚点a及锚点b的坐标数据从定位服务器处提前下载下来，通过id号：00与01，获得锚点a及锚点b的坐标，则将(10,10)、(110,110)、100、200带入式(1)，得到用户u所在位置的绝对坐标为(110，10)，完毕。

实施例三

本发明所述室外辅助定位系统在具体场景下的操作过程为：

某区域受到电磁信号干扰较强，无法获得卫星定位信号，用户u需在该区域实施定位，为了实现在该区域的定位，则定位过程为：先在该区域布设光标签锚点；将该数据上传到定位服务器中进行存储；定位设备对锚点a、b分别进行图像采集，得用户u与a、b的距离；用户u已将锚点a及锚点b的坐标数据从定位服务器处提前下载下来，连同u与a、b的距离带入式(1)，得到用户u所在位置的绝对坐标，完毕。

实施例四

本发明所述的室外辅助定位设备在具体场景下的操作过程为：

某区域受到电磁信号干扰较强，无法获得卫星定位信号，用户u需在该区域实施定位，为了实现在该区域的定位，则定位过程为：u先用采集模块对锚点a、b分别进行图像采集；再利用定位模块得用户u与a、b的距离；u通过通信模块将锚点a及锚点b的坐标数据从定位服务器处提前下载下来，计算模块连同u与a、b的距离带入式(1)，得到用户u所在位置的绝对坐标，完毕。