基于led燈的室內(nèi)定位方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明專利涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種使用智能設(shè)備攝像頭及L邸燈進(jìn) 行室內(nèi)定位的方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著交通的高速發(fā)展，GI^全球定位系統(tǒng)也成為了人們居家旅行外出游玩的必備 工具。但是，由于信號(hào)受到建筑物的遮擋，在室內(nèi)GI^信號(hào)非常微弱，無(wú)法達(dá)到定位的要求。
[0003] 室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)位置定位，主要采用無(wú)線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定 位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實(shí)現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位 置監(jiān)控。
[0004] 室內(nèi)定位技術(shù)主要分基站定位和慣導(dǎo)定位兩種。基站定位是指在特定的位置安裝 信息的發(fā)射裝置，定位裝置根據(jù)信號(hào)計(jì)算出具體的方位；慣導(dǎo)定位是指使用設(shè)備中的加速 度傳感器、巧螺儀等慣性設(shè)備，從某個(gè)基點(diǎn)出發(fā)來(lái)計(jì)算具體方位。
[0005] 目前的基站定位方式需要?？诰W(wǎng)絡(luò)布線和專用的基站來(lái)發(fā)送基站信息，實(shí)施和維 護(hù)成本過(guò)高。慣導(dǎo)定位需要昂貴的設(shè)備才能滿足室內(nèi)導(dǎo)航的高精度要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于L邸燈的室內(nèi)定位方法、裝置及系統(tǒng)，其不需要 ?？诎惭b布線，同時(shí)可W滿足室內(nèi)的高精度需求。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種基于L邸燈的室內(nèi)定位方法包括：
[000引拍攝LED燈，得到原始圖像；
[0009] 從所述原始圖像中提取光源圖像；
[0010] 提取所述光源圖像各列的Y分量值，進(jìn)而W列號(hào)為順序構(gòu)建所述光源圖像的Y分 量變化曲線；
[0011] 對(duì)所述Y分量變化曲線進(jìn)行頻率解調(diào)，得到所述LED燈的編碼信息；W及
[0012] 查找地圖中與所述L邸燈的編碼信息對(duì)應(yīng)的位置，得到當(dāng)前位置。
[0013] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位方法中，優(yōu)選地，所述光源圖像各列的Y分量值為 對(duì)應(yīng)列中所有像素的最大Y分量。
[0014] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位方法中，優(yōu)選地，從所述原始圖像中提取光源圖 像包括：
[0015] 提取原始圖像中的最亮點(diǎn)；W及
[0016]W所述最亮點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行圖像生長(zhǎng)，得到光源圖像。
[0017] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位方法中，優(yōu)選地，該定位方法進(jìn)一步還包括：
[001引根據(jù)光源圖像的形變得到與所述L邸燈的相對(duì)位置；W及
[0019] 用所述相對(duì)位置修正當(dāng)前位置。
[0020] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位方法中，優(yōu)選地，根據(jù)光源圖像的形變得到與所 述L邸燈的相對(duì)位置包括：
[0021] 檢測(cè)出光源圖像完整的水平和垂直方向邊緣；
[0022] 使用化U曲變換計(jì)算光源圖像的水平方向傾角；
[0023] 根據(jù)光源圖像形變比例及L邸燈與定位裝置的垂直距離計(jì)算L邸燈與定位裝置的 水平距離；W及
[0024] 用所述水平方向傾角和所述水平距離得到與所述L邸燈的相對(duì)位置。
[00巧]本發(fā)明提供的一種基于L邸燈的室內(nèi)定位裝置包括：
[0026] 攝像頭，用于拍攝L邸燈，得到原始圖像；
[0027] 數(shù)據(jù)處理裝置，包括：用于從拍攝的原始圖像中提取光源圖像的第一模塊；用于 提取所述光源圖像各列的Y分量值，進(jìn)而W列號(hào)為順序構(gòu)建所述光源圖像的Y分量變化曲 線的第二模塊；用于對(duì)所述Y分量變化曲線進(jìn)行頻率解調(diào)，得到所述LED燈的編碼信息的第 Η模塊；W及用于查找地圖中與所述L邸燈的編碼信息對(duì)應(yīng)的位置，得到當(dāng)前位置的第四 模塊擬及
[002引顯示裝置，用于顯示室內(nèi)地圖和當(dāng)前位置。
[0029] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位裝置中，優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)處理裝置還包括：
[0030] 用于根據(jù)光源圖像的形變計(jì)算傾角，得到與所述L邸燈的相對(duì)位置的第五模塊； W及
[0031] 用所述相對(duì)位置修正當(dāng)前位置的第六模塊。
[0032] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位裝置中，優(yōu)選地，該室內(nèi)定位裝置進(jìn)一步還包括 預(yù)定位模塊，用于在利用L邸燈進(jìn)行定位之前定位當(dāng)前區(qū)域；對(duì)應(yīng)地，在所述第四模塊中， 在預(yù)定位模塊定位到的當(dāng)前區(qū)域內(nèi)查找與所述L邸燈的編碼信息對(duì)應(yīng)的位置，得到當(dāng)前位 置。
[0033] 本發(fā)明提供的一種基于L邸燈的室內(nèi)定位系統(tǒng)包括：
[0034] 上述任意一項(xiàng)所述的室內(nèi)定位裝置；W及
[0035] 復(fù)數(shù)個(gè)LED燈，該復(fù)數(shù)個(gè)LED燈均具有：
[0036] 唯一的編碼信息；
[0037] 驅(qū)動(dòng)器；W及
[003引調(diào)制器，用于將所述編碼信息加載到所述驅(qū)動(dòng)器。
[0039] 在上述的基于L邸燈的室內(nèi)定位系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述調(diào)制器用2KHZ頻率表示邏 輯l，4KHz頻率標(biāo)志邏輯0,每一個(gè)bit占一個(gè)波形周期。
[0040] 通過(guò)本發(fā)明，實(shí)現(xiàn)了W可見(jiàn)光為基礎(chǔ)確定目標(biāo)位置，L邸光在室內(nèi)傳輸具有良好的 穩(wěn)定性、抗干擾性和天然的精度，能夠保證目標(biāo)位置的高精度，解決現(xiàn)有技術(shù)中成本高和定 位精度低的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0041] 構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)對(duì)本專利做進(jìn)一步的解釋，并不構(gòu)成對(duì)本專利的 不當(dāng)限定。在附圖中：
[0042] 圖1為一些實(shí)施例一些實(shí)施例基于L邸燈的室內(nèi)定位方法的示意圖；
[0043] 圖2為一些實(shí)施例中拍攝到的LED燈的原始圖像；
[0044] 圖3為從原始圖像中提取光源圖像的示意圖；
[0045] 圖4為從光源圖像中提取Y分量變化曲線的示意圖；
[0046]圖5為對(duì)Y分量變化曲線濾波后獲得的調(diào)制信號(hào)波形示意圖；
[0047] 圖6為計(jì)算形變傾角的示意圖；
[0048] 圖7為一些實(shí)施例中調(diào)用地圖的示意圖；
[0049] 圖8為一些實(shí)施例中的室內(nèi)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050] 圖9為一些實(shí)施例基于L邸燈的室內(nèi)定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051] 圖10為一些實(shí)施例中LED燈的電路圖；
[0052] 圖11為一些實(shí)施例中編碼信息編譯后的信號(hào)波形圖；
[0053] 圖12為用圖11中的信號(hào)調(diào)制后的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖W及實(shí)施例， 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。理當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明， 并不用于限制本發(fā)明。
[00巧]參見(jiàn)圖1，一些實(shí)施例基于L邸燈的室內(nèi)定位方法包括W下步驟：
[0056] 打開(kāi)定位軟件；開(kāi)啟設(shè)備攝像頭；
[0057] 步驟S100、拍攝L邸燈，得到原始圖像。圖2中示出了拍攝到的一幅原始圖像。
[0058] 步驟S200、從所述原始圖像中提取光源圖像。圖3中示出了提取前后的對(duì)照?qǐng)D。 提取方法可采用現(xiàn)有的圖像分割技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一種優(yōu)選提取方案為；首先，提取原始圖像中 的最亮點(diǎn)；然后，W所述最亮點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行圖像生長(zhǎng)，得到光源圖像。
[0059] 步驟S300、提取所述光源圖像各列的Y分量值，進(jìn)而W列號(hào)為順序構(gòu)建所述光源 圖像的Y分量變化曲線。圖4中示意性地表示了該過(guò)程。
[0060] 在較佳實(shí)施例中，光源圖像各列的Y分量值為對(duì)應(yīng)列中所有像素的最大Y分量，也 可W獲取最小Y分量或者對(duì)應(yīng)列的Y分量平均值。
[0061] 步驟S400、對(duì)所述Y分量變化曲線進(jìn)行頻率解調(diào)，得到所述LED燈的編碼信息。圖 5示意性地表示了對(duì)Y分量變化曲線濾波后獲得的調(diào)制信號(hào)波形，對(duì)該調(diào)制信號(hào)波形進(jìn)行 頻率解調(diào)，得到的數(shù)據(jù)即為所述LED燈的編碼信息。
[0062] 得到所述L邸燈的編碼信息后，查找地圖中與所述L邸燈的編碼信息對(duì)應(yīng)的位置， 即可得到當(dāng)前位置。
[0063] 上述實(shí)施例中，W所拍攝的L邸燈的位置作為當(dāng)前位置。為了進(jìn)一步提高定位精 度，進(jìn)一步還包括W下步驟：根據(jù)光源圖像的形變得到與所述L邸燈的相對(duì)位置；進(jìn)而用所 述相對(duì)位置修正當(dāng)前位置，從而使得定位精度更高。
[0064] -種較佳實(shí)施例中，根據(jù)光源圖像的形變得到與所述L邸燈的相對(duì)位置的方法如 下：
[006引 （a)使用Sobel算子分別計(jì)算出光源圖像的邊緣AB，AC，BD，CD，如圖6所示；
[0066] 化）使用化U曲算法計(jì)算光源圖像的水平傾角；令C點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立xy坐標(biāo)系， 令CD與X軸的夾角為Θ，令θι初值為0。= 〇,然后W步長(zhǎng)k，將圖像中的每個(gè)點(diǎn)（x，y)取 遍（0, 90)中的所有值，代入公式：
[0067]Pi二xcos目i+ysin目i
[006引進(jìn)行計(jì)算，Mi為對(duì)應(yīng)于（Pi，θι)的系數(shù)，θι每取一次值，Mi加1，其中i= 0, 1，2, 3···.，inU90/k)，int為取整符號(hào)；
[0069] 求出Mi(I= 0, 1，2, 3···.，inU90/k))的最大值，該最大值對(duì)應(yīng)一個(gè)角度Θ，如果 圖像右上角向上傾斜，則該角就是傾斜角，將圖像順時(shí)針旋轉(zhuǎn)Θ角