[發(fā)明專利]一種基于機器視覺與WSN的室內定位系統(tǒng)及定位方法

有效

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• 申請日: 2017-06-07
• 公開（公告）號: CN107421542B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 趙曉芳;林盛鑫;劉華珠;陳雪芳
• 申請（專利權）人: 東莞理工學院
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20
• 代理公司: 北京匯彩知識產權代理有限公司 11563
• 代理人: 王鍵

本發(fā)明公開了一種基于機器視覺與WSN的室內定位系統(tǒng)和定位方法，所述定位系統(tǒng)包括可在室內移動的移動模塊，設置于該移動模塊上的主控模塊、圖像采集模塊、角運動檢測裝置以及Zigbee定位模塊，設置于室內天花板上的二維碼矩陣模塊，所述的圖像采集模塊、角運動檢測裝置、Zigbee定位模塊以及移動模塊均與所述主控模塊連接。本發(fā)明提供的基于機器視覺與WSN的室內定位系統(tǒng)及定位方法，其通過機器視覺的二維碼識別與空間定位分析，并采用加權質心算法與粒子群優(yōu)化算法來實現(xiàn)室內定位，從而可有效提高定位精度。

技術領域

本發(fā)明涉及室內定位技術領域，尤其涉及一種基于機器視覺與WSN的室內定位系統(tǒng)及定位方法。

背景技術

隨著新型移動設備廣泛應用于物聯(lián)網+應用的快速增長，基于位置感知的應用越來越重要。在室內和室外的環(huán)境下，連續(xù)地可靠地提供位置信息可以為用戶帶來更好的用戶體驗。室外定位和基于位置的服務已經成熟，基于GPS和地圖的位置服務被廣泛應用，并成為各種移動設備被使用最多的應用之一。近年來，位置服務的相關技術和產業(yè)正向室內發(fā)展以提供無所不在的基于位置的服務，其主要推動力是室內位置服務所能帶來的巨大的應用和商業(yè)潛能。目前，室內定位技術已經有所發(fā)展，由于室內環(huán)境非常復雜，定位精度低和定位時間長等原因，目前還沒有可以很好利用且比較完善的室內定位技術。

發(fā)明內容

為克服現(xiàn)有技術的不足及存在的問題，本發(fā)明提供一種基于機器視覺與WSN的室內定位系統(tǒng)及定位方法，以解決現(xiàn)有技術方案中的定位系統(tǒng)或定位方法存在的定位精度低的問題。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種基于機器視覺與WSN的室內定位系統(tǒng)，其包括可在室內移動的移動模塊，設置于該移動模塊上的主控模塊、圖像采集模塊、角運動檢測裝置以及Zigbee定位模塊，設置于室內天花板上的二維碼矩陣模塊，所述的圖像采集模塊、角運動檢測裝置、Zigbee定位模塊以及移動模塊均與所述主控模塊連接；

所述的二維碼矩陣模塊包括有多個包含位置坐標信息的二維碼，

所述角運動檢測裝置用于檢測所述圖像采集模塊中的攝像頭是否與天花板保持垂直狀態(tài)；

所述圖像采集模塊用于采集與識別所述二維碼中的位置坐標信息，并將識別出的位置坐標信息傳輸至所述主控模塊進行處理，

所述Zigbee定位模塊用于作為WSN中的移動節(jié)點，該Zigbee定位模塊與室內設置的WSN參考節(jié)點配合，通過加權質心算法與粒子群優(yōu)化算法實現(xiàn)室內定位。

優(yōu)選地，所述二維碼矩陣模塊中的二維碼為QR二維碼；所述角運動檢測裝置為陀螺儀模塊。

優(yōu)選地，所述移動模塊包括車體，車體底部設置有一萬向輪和兩驅動輪。

較佳地，所述主控模塊為小型工控機；所述攝像頭為高清CMOS攝像頭。

本發(fā)明還提供了一種基于機器視覺與WSN的室內定位方法的，其包括：

S0、在室內的天花板布置二維碼矩陣，并進行編碼，記錄每個二維碼的實際坐標信息，并在室內空間布置相應的WSN參考節(jié)點；

S1、利用所述Zigbee定位模塊作為WSN中的移動節(jié)點，將收到室內WSN參考節(jié)點之間的RSSI值進行測矩，設N為收到的參考節(jié)點數(shù)量，N≧4,然后對N點RSSI值進行降序排列，取其中信號最強的4個RSSI值，采用的排列方式進行加權質心算法計算，最后得出各種排列的平均值，最后得出所述移動節(jié)點P的位置坐標P(x,y)；

所述加權質心算法公式為：