[發(fā)明專利]一種基于移動(dòng)終端的WIFI和視覺信息的室內(nèi)定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611046894.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN106767810B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡釗政;黃剛;胡月志;楊哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹;劉琰

本發(fā)明公開了一種基于移動(dòng)終端的WIFI和視覺信息的室內(nèi)定位方法及系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：S1、在室內(nèi)的每個(gè)消防安全出口標(biāo)志附近的位置，采集WIFI信號(hào)，同時(shí)拍攝消防安全出口標(biāo)志的圖像，并測(cè)量出口標(biāo)志在平面地圖中的坐標(biāo)；S2、解析WIFI信息和圖像信息，獲取出口標(biāo)志附近的WIFI信號(hào)地址及其信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算對(duì)應(yīng)圖像的SURF特征描述符，三維坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的單應(yīng)矩陣；將每個(gè)位置的信號(hào)強(qiáng)度列表、SURF特征描述符和單應(yīng)矩陣保存到地圖數(shù)據(jù)庫中；S3、根據(jù)當(dāng)前位置的信號(hào)強(qiáng)度列表和SURF特征描述符，找到地圖數(shù)據(jù)庫中匹配度最高的位置，結(jié)合對(duì)應(yīng)位置地圖圖片的單應(yīng)矩陣和定位誤差經(jīng)驗(yàn)值確定用戶所在的具體位置。本發(fā)明無需增加信號(hào)基站，且室內(nèi)定位精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及定位導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種基于移動(dòng)終端的WIFI和視覺信息的室內(nèi)定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的快速增加，人們對(duì)定位與導(dǎo)航的需求日益增大，尤其在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、倉庫、超市、圖書館、地下停車場(chǎng)等環(huán)境中，常常需要確定移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)施與物品在室內(nèi)的位置信息。

目前，有許多室內(nèi)定位技術(shù)解決方案，如A-GPS定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、紅外線技術(shù)、射頻識(shí)別技術(shù)、超寬帶技術(shù)、無線局域網(wǎng)絡(luò)、光跟蹤定位技術(shù)，以及圖像分析、信標(biāo)定位、計(jì)算機(jī)視覺定位技術(shù)等等。但是受定位時(shí)間、定位精度、設(shè)備成本以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，上述定位技術(shù)尚不能完善解決室內(nèi)定位問題。

因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的一個(gè)技術(shù)問題是：如何能夠提出一種成本低、速度快、精度高室內(nèi)定位系統(tǒng)與方法，以滿足日益增長的室內(nèi)定位需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)定位精度低，設(shè)備成本高的缺陷，提供一種基于移動(dòng)終端的WIFI和視覺信息的室內(nèi)定位方法及系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種基于移動(dòng)終端的WIFI和視覺信息的室內(nèi)定位方法，包括以下步驟：

S1、在室內(nèi)的每個(gè)消防安全出口標(biāo)志附近的位置，采集WIFI信號(hào)，同時(shí)拍攝消防安全出口標(biāo)志的圖像，并測(cè)量出口標(biāo)志在室內(nèi)平面地圖中的坐標(biāo)；

S2、解析WIFI信號(hào)和圖像信息，獲取每個(gè)出口標(biāo)志附近的WIFI信號(hào)地址及其信號(hào)強(qiáng)度，生成信號(hào)強(qiáng)度列表；計(jì)算每個(gè)出口標(biāo)志對(duì)應(yīng)圖像的SURF特征描述符，以及三維坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的單應(yīng)矩陣；將每個(gè)位置的信號(hào)強(qiáng)度列表、SURF特征描述符和單應(yīng)矩陣保存到地圖數(shù)據(jù)庫中；

S3、獲取當(dāng)前位置的信號(hào)強(qiáng)度列表，拍攝當(dāng)前位置的消防安全出口標(biāo)志的圖像，并計(jì)算其SURF特征描述符和單應(yīng)矩陣；根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度列表和SURF特征描述符，找到地圖數(shù)據(jù)庫中匹配度最高的位置；結(jié)合匹配度最高位置的地圖圖片單應(yīng)矩陣和定位誤差經(jīng)驗(yàn)值，得到當(dāng)前位置的世界坐標(biāo)系坐標(biāo)，完成定位。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的步驟S2中的信號(hào)強(qiáng)度列表包括每個(gè)位置接收到的WIFI個(gè)數(shù)和強(qiáng)度，并濾除低強(qiáng)度的WIFI信號(hào)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的濾除低強(qiáng)度的WIFI信號(hào)的方法為：

采集每個(gè)位置周圍的WIFI信號(hào)的地址和RSSI值，濾除RSSI值小于-90dBm的WIFI信號(hào)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的步驟S2中計(jì)算消防安全出口標(biāo)志的圖像的SURF特征描述符的方法為：

選取消防安全出口標(biāo)志的圖像的中心點(diǎn)作為圖像的SURF特征點(diǎn)，在特征點(diǎn)周圍取一個(gè)正方形框，框的邊長為20s，s是所檢測(cè)到該特征點(diǎn)所在的尺度把該框分為16個(gè)子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域統(tǒng)計(jì)25個(gè)像素的水平方向和垂直方向的haar小波特征，該haar小波特征為水平方向值之和，水平方向絕對(duì)值之和，垂直方向之和，垂直方向絕對(duì)值之和，即每個(gè)子區(qū)域有4個(gè)值，計(jì)算完畢生成16*4＝64維的向量即為圖像的SURF特征描述符。