一種利用攝像頭成像對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種對室內(nèi)外移動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行精確定位的系統(tǒng)，利用圖像分析技術(shù)實(shí)現(xiàn) 精確定位。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，人們?yōu)榱颂岣叱鲂行驶虬踩裕瑢皶r(shí)獲取自身定位信息的需求日益增 加。這種獲取定位信息的需求包括室內(nèi)定位和室外定位兩方面的需求。
[0003] 室外定位，目前主要依賴衛(wèi)星導(dǎo)航定位。而衛(wèi)星導(dǎo)航定位的精度有限，很多情況下 不能滿足人們的切實(shí)需求。例如，衛(wèi)星導(dǎo)航定位的精度達(dá)到10米，而這一精度范圍經(jīng)常會 超出道路本身的范圍，因此會給人們帶來困擾，甚至隱患。
[0004] 室內(nèi)定位，由于衛(wèi)星信號受到遮擋，衛(wèi)星導(dǎo)航定位不可靠，使用效果不理想。
[0005] 綜上所述，人們急切需要能夠提供精確可靠定位的技術(shù)。這種技術(shù)能夠?yàn)樾凶叩?人或車輛提供精確的定位信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了滿足人們獲取移動(dòng)目標(biāo)精確定位信息的需求，本發(fā)明提供了一種利用攝像頭 成像對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0008] -種利用攝像頭成像對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)，包括移動(dòng)終端、包含2個(gè)攝像 頭的攝像頭單元、位置分析服務(wù)器；
[0009] 所述移動(dòng)終端向所述位置分析服務(wù)器發(fā)送移動(dòng)目標(biāo)特征圖像；所述移動(dòng)目標(biāo)特征 圖像包含持有所述移動(dòng)終端的移動(dòng)目標(biāo)的外部特征部位；
[0010] 所述攝像頭單元中的所述2個(gè)攝像頭獲取一個(gè)區(qū)域的場景圖像；所述場景圖像為 所述2個(gè)攝像頭同一時(shí)刻獲取的，并包含所述移動(dòng)目標(biāo)的所述外部特征部位的2幅圖像；所 述攝像頭單元將所述場景圖像傳輸給所述位置分析服務(wù)器；
[0011] 所述位置分析服務(wù)器對所述場景圖像進(jìn)行分析，獲取所述移動(dòng)目標(biāo)的精確位置信 息。
[0012] 對所述場景圖像進(jìn)行分析，獲取所述移動(dòng)目標(biāo)的位置信息的方法包括：
[0013] 假設(shè)在同一坐標(biāo)系下，第一個(gè)攝像頭的位置為（Xsl，ysl)，通過該攝像頭獲取的圖 像經(jīng)過分析獲得的所述移動(dòng)目標(biāo)的位置為（Xl，yi);第二個(gè)攝像頭的位置為（xs2, ys2)，通過 該攝像頭獲取的圖像經(jīng)過分析獲得的所述移動(dòng)目標(biāo)的位置為（χ2, y2)，則所述移動(dòng)目標(biāo)的上 述精確位置信息為

[0016] 所述移動(dòng)終端上設(shè)置有成像模塊，用于獲取所述移動(dòng)目標(biāo)特征圖像。
[0017] 如果所述移動(dòng)目標(biāo)為人；所述外部特征部位為所述人的面部。
[0018] 如果所述移動(dòng)目標(biāo)為車輛；所述外部特征部位為所述車輛的車牌。
[0019] 所述位置分析服務(wù)器將所述精確位置信息回傳給所述移動(dòng)終端。
[0020] 所述移動(dòng)終端包括智能手機(jī)或車載智能終端。
[0021] 所述位置分析服務(wù)器包括數(shù)據(jù)庫，用于存儲所述移動(dòng)目標(biāo)特征圖像與所述場景圖 像。
[0022] 本發(fā)明的技術(shù)效果：
[0023] 本發(fā)明的對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)，根據(jù)移動(dòng)目標(biāo)的移動(dòng)目標(biāo)特征圖像，利用 圖像分析方法，從一個(gè)區(qū)域的場景圖像中識別出移動(dòng)目標(biāo)，并利用場景圖像進(jìn)行幾何計(jì)算， 從而獲得移動(dòng)目標(biāo)的精確位置信息。采用圖像分析方法進(jìn)行位置計(jì)算，結(jié)果精確，實(shí)現(xiàn)了本 發(fā)明的目的。
【附圖說明】
[0024] 圖1為本發(fā)明對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)的原理圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)第一個(gè)實(shí)例的工作流程圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)第二個(gè)實(shí)例的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 在對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明之前，對采用的一些措辭進(jìn)行統(tǒng)一說明。
[0028] 移動(dòng)終端，是指有移動(dòng)目標(biāo)持有的，能夠進(jìn)行無線通訊的計(jì)算設(shè)備，如智能手機(jī)或 車載智能終端。
[0029] 攝像頭單元，是指具有至少2個(gè)攝像頭的功能單元，成像后，可以傳輸給位置分析 服務(wù)器。
[0030] 位置分析服務(wù)器，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，利用軟件程序進(jìn)行圖像匹配、圖像分析，計(jì)算移動(dòng) 目標(biāo)的精確位置信息。
[0031] 以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032] 圖1顯示了本發(fā)明利用攝像頭成像對移動(dòng)目標(biāo)精準(zhǔn)定位的系統(tǒng)的主要構(gòu)成，包括 移動(dòng)終端、攝像頭單元和位置分析服務(wù)器。移動(dòng)終端與位置分析服務(wù)器通過無線方式進(jìn)行 通訊（圖1中以虛線表示這一通訊方式）。攝像頭單元與位置分析服務(wù)器可以通過有，也可 以通過無線方式進(jìn)行通訊（圖1中以實(shí)線表示這一通訊方式）。
[0033] 移動(dòng)終端由移動(dòng)目標(biāo)持有。一般來說，移動(dòng)目標(biāo)主要分為兩類，一類是行走的人， 另一類是移動(dòng)的交通工具，如車輛。人可以持有類似智能手機(jī)這樣的移動(dòng)終端，車輛等交通 工具可以設(shè)置車載智能終端。
[0034] 攝像頭單元預(yù)先設(shè)置在需要進(jìn)行定位導(dǎo)航的區(qū)域（以下簡稱場景），其中2個(gè)攝像 頭設(shè)置在不同位置（根據(jù)需要，2個(gè)攝像頭之間的距離可以在較大范圍內(nèi)調(diào)整）。2個(gè)攝像 頭的位置固定，并且這2個(gè)位置信息可以測量并存放于位置分析服務(wù)器中。進(jìn)一步的，在位 置分析服務(wù)器中，設(shè)置好的攝像頭單元，其攝像頭標(biāo)識與該攝像頭的位置信息一一對應(yīng)。攝 像頭單元可以根據(jù)需要在場景中設(shè)置，數(shù)量也可以根據(jù)需要進(jìn)行變換。
[0035] 位置分析服務(wù)器的具體位置理論上并不受限制，可以根據(jù)服務(wù)的區(qū)域、通訊條件 等因素綜合考慮設(shè)置位置。
[0036] 移動(dòng)終端具有的功能是向位置分析服務(wù)器發(fā)送移動(dòng)目標(biāo)特征圖像。移動(dòng)目標(biāo)特征 圖像包含持有所述移動(dòng)終端的移動(dòng)目標(biāo)的外部特征部位。場景內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)（人或車輛） 外部特征部位，使得移動(dòng)目標(biāo)個(gè)體與其他移動(dòng)目標(biāo)區(qū)別開?？梢岳斫鉃橥獠刻卣鞑课痪褪?移動(dòng)目標(biāo)的唯一標(biāo)識。例如，人的面部，車輛的車牌。移動(dòng)目標(biāo)特征圖像可以是預(yù)先存放于 移動(dòng)終端中的圖像，也可以是利用設(shè)置了成像模塊的移動(dòng)終端，即時(shí)生成移動(dòng)目標(biāo)特征圖 像，例如利用智能手機(jī)進(jìn)行自拍生成包含人的面部的圖像。
[0037] 攝像頭單元具有的功能是獲取一個(gè)區(qū)域的場景圖像。為了準(zhǔn)確獲取移動(dòng)目標(biāo)的位 置，攝像頭單元的2個(gè)攝像頭同時(shí)對同一區(qū)域成像，生成場景圖像（指所述2個(gè)攝像頭獲取 的兩幅圖像，以下同）。場景圖像中應(yīng)該包含移動(dòng)目標(biāo)，否則，場景圖像對于后續(xù)的圖像分 析是沒有意義的。而場景圖像中包含移動(dòng)目標(biāo)更具體的是應(yīng)該包含移動(dòng)目標(biāo)的外部特征部 位，以便在后續(xù)的圖像分析中，能夠識別移動(dòng)目標(biāo)。
[0038] 位置分析服務(wù)器的功能包括如下幾個(gè)方面。
[0039] (1)接收并存儲圖像
[0040] 包括接收來自移動(dòng)終端的所述移動(dòng)目標(biāo)特征圖像，及來自攝像頭單元的所述場景 圖像。由于在實(shí)際使用中，圖像數(shù)量多，為便于管理，位置分析服務(wù)器還應(yīng)該包括數(shù)據(jù)庫，以 利于對接收到的各種圖像進(jìn)行存儲與管理。
[0041] (2)圖像匹配
[0042] 將移動(dòng)目標(biāo)特征圖像與場景圖像進(jìn)行匹配，利用圖像分析技術(shù)，確定包含移動(dòng)目 標(biāo)的場景圖像。利用圖像識別技術(shù)將移動(dòng)目標(biāo)特征圖像中移動(dòng)目標(biāo)的外部特征部位識別， 并與場景圖像進(jìn)行匹配，選擇出包含所述移動(dòng)目標(biāo)的外部特征部位的場景圖像。選擇出的 場景圖像作為后續(xù)分析的基礎(chǔ)。圖像識別、分析技術(shù)可以利用現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行，在此不再贅 述。
[0043] (3)圖像分析
[0044] 即對圖像匹配中選擇出的場景圖像進(jìn)行分析，獲取移動(dòng)目標(biāo)的位置信息。在本部 分對這一分析方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0045] 首先需要統(tǒng)一坐標(biāo)系，以下描述中的坐標(biāo)系，均指這一統(tǒng)一的坐標(biāo)系。圖像中的坐 標(biāo)系與實(shí)際坐標(biāo)系可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這屬于常規(guī)技術(shù)，不再贅述。
[0046] 假設(shè)攝像頭單元第一攝像頭在坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)為（xsl，ysl)，第一攝像頭的朝向與 水平方向的夾角為a i，在第一攝像頭所拍攝的圖像范圍內(nèi)，移動(dòng)目標(biāo)相對于第一攝像頭的 坐標(biāo)為（xdl，ydl)，則目標(biāo)物在坐標(biāo)系內(nèi)的坐標(biāo)為（X1, Y1)，其中
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