[發(fā)明專利]基于相機(jī)通信與圖像定位技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611143114.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-07
• 公開（公告）號(hào): CN106767822B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張民;趙煒鋮;張渤;羅鵬飛;韓大海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/00
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 湯財(cái)寶

1.基于相機(jī)通信與圖像定位技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射端和接收端，

所述發(fā)射端，用于將發(fā)射端所在位置信息以編碼調(diào)制后的光信號(hào)向所在空間發(fā)射；

所述接收端，用于接收所述光信號(hào)，對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行解碼解調(diào)后，進(jìn)行圖像定位計(jì)算獲取位置信息；

所述接收端包括：

圖像傳感器，用于接收光信號(hào)并生成圖像信息；

解調(diào)器，用于對(duì)所述圖像信息進(jìn)行與調(diào)制過程相反的解調(diào)，以獲取發(fā)射端光信號(hào)強(qiáng)度；

解碼器，用于對(duì)解調(diào)后的圖像信息進(jìn)行與編碼過程相反的解碼，以獲取發(fā)射端光源的位置信息；

圖像處理模塊，用于根據(jù)光信號(hào)強(qiáng)度及發(fā)射端光源的位置信息，獲取接收端距離發(fā)射端光源的垂直距離和水平距離，以定位接收端的位置坐標(biāo)；

所述圖像處理模塊包括：

高度測(cè)量模塊，用于根據(jù)圖像信息中兩個(gè)光源的距離及圖像傳感器的物理焦距，獲取接收端距離光源的垂直距離；

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，用于根據(jù)接收端距離光源的垂直距離與光信號(hào)強(qiáng)度輸出接收端偏離不同光源的水平距離；

定位模塊，用于根據(jù)圖像信息中兩個(gè)光源的位置信息和接收端偏離光源的水平距離進(jìn)行坐標(biāo)定位及坐標(biāo)篩選，以定位接收端的位置坐標(biāo)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射端包括光源、編碼器和調(diào)制器，

所述編碼器，用于對(duì)光源位置信息進(jìn)行光信號(hào)編碼；

所述調(diào)制器，用于對(duì)編碼后的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；

所述光源，用于發(fā)射調(diào)制后的光信號(hào)。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述垂直距離為：

其中，z為接收端距離光源的垂直距離，AB為室內(nèi)定位區(qū)域頂上兩個(gè)光源之間的距離，f為移動(dòng)終端攝像頭的物理焦距，CD為兩個(gè)光源被移動(dòng)終端攝像頭拍攝后在圖片上的距離。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為一個(gè)五維向量，由接收端信號(hào)強(qiáng)度和接收端高度坐標(biāo)構(gòu)成；輸出為接收端與對(duì)應(yīng)光源的水平距離；

將接收端距離光源的垂直距離、接收端偏離光源的水平距離以及對(duì)應(yīng)接收端收到的光信號(hào)強(qiáng)度信息作為一個(gè)數(shù)據(jù)集，并用這些數(shù)據(jù)集訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；

訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)接收端距離光源的垂直距離和接收端的收到的光信號(hào)強(qiáng)度，得到接收端偏離光源的水平距離。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述坐標(biāo)定位算法滿足下式：

(x-x_A)²+(y-y_A)²＝d_A²

(x-x_B)²+(y-y_B)²＝d_B2

其中，(x_A，y_A)為A光源坐標(biāo)，d_A為接收端距離A光源的水平距離，(x_B，y_B)為B光源坐標(biāo)，d_B為接收端距離B光源的水平距離，(x，y)為接收端坐標(biāo)，所述接收端坐標(biāo)有兩個(gè)值，分別為P1(x₁，y₁)和P2(x₂，y₂)。