[發明專利]室內定位系統

在審

• 申請號: 201410819427.4
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN105783906A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 王天利;莊嶸騰;許筑淵;蘇一峯
• 申請（專利權）人: 財團法人車輛研究測試中心
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司 11355
• 代理人: 張雅軍

技術領域

本發明涉及一種定位系統，特別是涉及一種室內定位系統。

背景技術

全球衛星定位系統(GlobalPositioningSystem，簡稱GPS)為目前 主流的定位技術，GPS是結合衛星及無線技術的導航系統，能提供用 戶精確的定位。用戶只要在能接收到衛星信號的地區，便可以方便地 利用GPS取得定位及導航信息。

然而，位于室內環境中的GPS接收器很可能由于建筑物的遮蔽， 導致GPS信號的接收不良，因而無法進行定位。因此有需要發展出用 于室內環境定位的定位技術。目前主要的室內定位技術包含地理標記 定位法與距離估測定位法。

地理標記定位法所獲得的定位信息為所處環境中一特定參考點 的位置信息，并非待定位點實際的位置信息，所以其定位精準度較低。 距離估測定位法是通過同時接收來自多個基地臺的電磁波信號，通過 電磁波信號的強度來推估待定位點與各個基地臺的距離，并進行相關 運算以獲得定位信息，但此種通過電磁波信號強度所獲得的定位信息 容易受環境的影響，像是溫度、反射造成的多通道效應等，導致定位 精準度也不高，所以實有必要尋求一定位精準度較高的室內定位方 法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有較高定位精準度的室內定位系 統。

本發明的室內定位系統，用于定位一可在一室內空間的一地面移 動的待定位裝置，該室內定位系統包含至少三個參考物件及一定位裝 置。

所述參考物件適于設置于該室內空間且分別位于不同的位置，所 述參考物件各自能提供一對應的唯一特征信息，每一參考物件的特征 信息相關于該參考物件所在位置相對于該室內空間的地面的一二維 坐標。

該定位裝置適于安裝于該待定位裝置，并包括一影像拍攝單元及 一處理單元。該影像拍攝單元用于在每一預定時間期間內拍攝所述參 考物件的至少一影像，該影像包含所述參考物件所提供的特征信息。 該處理單元電連接該影像拍攝單元以便接收來自該影像拍攝單元的 該影像，并根據該影像，獲得至少三個分別對應于該影像中的所述參 考物件的像素位置，且根據所述像素位置及該影像拍攝單元于拍攝該 影像時的焦距，估算出所述參考物件中的任意兩者相對于該影像拍攝 單元所形成的一第一夾角以及不同于該第一夾角的一第二夾角，并根 據所述參考物件的特征信息、該第一夾角及該第二夾角，估算出該待 定位裝置在該地面上一對應于該預定時間期間的位置的定位坐標。

本發明的室內定位系統，每一參考物件包含一作為其特征信息的 唯一二維條形碼，且該處理單元可操作來譯碼該二維條形碼而獲得該 參考物件所在位置相對于該地面的該二維坐標。

本發明的室內定位系統，每一參考物件的二維條形碼為一快速響 應碼。

本發明的室內定位系統，每一參考物件包含一作為該特征信息的 唯一特征圖案。該定位裝置還包括一電連接該處理單元的儲存單元， 該儲存單元儲存一特征圖案對二維坐標的查找表，該查找表包含所述 參考物件的所述特征圖案、及分別對應于所述特征圖案且分別對應于 所述參考物件所在位置相對于該地面的所述二維坐標。該處理單元可 操作來辨識出該影像中的所述特征圖案，并根據該儲存單元所儲存的 該查找表，獲得所述參考物件的所述二維坐標。

本發明的室內定位系統，每一參考物件包含一可操作在一發光狀 態及一熄滅狀態其中之一的發光體，且對于每一參考物件，于該預定 時間期間，該發光體被控制在該發光狀態與該熄滅狀態間切換，以便 產生一作為該特征信息且表示該參考物件所在位置相對于該地面的 該二維坐標的唯一N-位編碼數據，N≧2。該影像拍攝單元于該預定 時間期間內連續拍攝所述參考物件的N個影像，并將所述N個影像 依序輸出至該處理單元。該處理單元依序接收來自于該影像拍攝單元 的所述N個影像，自所述N個影像的每一者中擷取至少三個分別對 應所述參考物件的所述發光體的影像部分，并根據所述N個影像中對 應每一參考物件的該發光體的所述影像部分，獲得對應于該參考物件 的特征信息的該N-位編碼數據。

本發明的室內定位系統，每一發光體為一發光二極管單元。

本發明的室內定位系統，所述特征信息分別包含所述二維坐標， 該處理單元還根據下列公式估算出該待定位裝置在該地面上的位置 的定位坐標(p,q)：