[發(fā)明專利]一種基于SOCP的室內(nèi)自動視覺指紋采集方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910384564.2
• 申請日: 2019-05-09
• 公開（公告）號: CN110321902B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚學(xué)治;殷錫亮;馬琳
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 劉冰

一種基于SOCP的室內(nèi)自動視覺指紋采集方法，本發(fā)明涉及室內(nèi)自動視覺指紋采集方法。本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)手工采集視覺指紋方法算法耗時、耗力，基于粒子濾波的自動指紋采集方法生成的離線數(shù)據(jù)庫精度不高的問題。一：估計步頻；二：根據(jù)高斯模型估計行進(jìn)步長集合；三：計算每幀圖像的位置信息；四：提取圖像的SURF特征；五：計算相鄰兩幀采樣圖像的匹配SURF特征；六：計算兩幀采樣圖像的相對旋轉(zhuǎn)和位置信息；七：將三得到的每幀的位置信息與六得到的兩幀采樣圖像的相對旋轉(zhuǎn)和位置信息融合，建立SOCP模型，使用內(nèi)點法，求解全局最優(yōu)值，即得到視覺指紋的位置信息。本發(fā)明屬于室內(nèi)定位和數(shù)據(jù)融合技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及室內(nèi)定位和數(shù)據(jù)融合技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及室內(nèi)自動視覺指紋采集方法。

背景技術(shù)

在視覺定位領(lǐng)域，視覺定位需要利用豐富的圖像指紋信息來完成定位工作，任一類視覺室內(nèi)定位方法在離線階段都需要采集一定數(shù)量的圖像指紋信息，傳統(tǒng)的離線采集方法主要依靠人工采集，在需要定位的室內(nèi)場景中，在預(yù)先設(shè)定好的位置采集圖像信息，再通過精確的測量采集位置獲取圖像指紋的位置信息，因此在一定規(guī)模的室內(nèi)場景中，需要消耗大量的人力、物力、以及時間來完成視覺指紋信息的采集工作。近年來隨著視覺定位技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)衍生出自動指紋采集方法來替代傳統(tǒng)的人工采集方法。所謂自動指紋采集過程主要是依賴在待定位室內(nèi)區(qū)域中錄制視頻來完成指紋采集，自動指紋采集方法主要分為兩類，一類是依賴特定的指紋采集設(shè)備，如激光測距儀等標(biāo)定指紋的位置信息，另外一類是使用普通指紋采集設(shè)備，通過在待采集區(qū)域內(nèi)預(yù)設(shè)視頻錄制路徑，結(jié)合運動學(xué)方程，通過算法來修正指紋的位置信息。

典型的一種使用普通指紋采集設(shè)備自動采集視覺指紋的算法為粒子濾波算法，即把零均值高斯隨機(jī)過程建立為運動方程，視覺里程計建立為系統(tǒng)方程，將室內(nèi)環(huán)境劃分為若干采集路線，使用立體相機(jī)沿指定路線邊行走邊錄制視覺指紋采集視頻，通過粒子濾波算法修正運動方程和系統(tǒng)方程的解。理論分析得出該類算法中，運動學(xué)方程無法準(zhǔn)確描述行進(jìn)中的視覺指紋信息，當(dāng)行進(jìn)路徑接近直線時系統(tǒng)方程無解，因此該種類算法生成的視覺數(shù)據(jù)庫精度不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)手工采集視覺指紋方法耗時、耗力，基于粒子濾波的自動指紋采集方法生成的離線數(shù)據(jù)庫精度不高的問題，而提出一種基于SOCP(二階錐規(guī)劃)的室內(nèi)自動視覺指紋采集方法。

一種基于SOCP的室內(nèi)自動視覺指紋采集方法具體過程為：

步驟一：使用人行走運動模型估計最小做功代價條件下的步頻；

步驟二：基于步驟一得到的步頻，根據(jù)高斯模型估計行進(jìn)步長集合；

步驟三：根據(jù)采集視頻中兩相鄰采樣圖像間隔時間，步長，步頻計算每幀圖像的位置信息；

步驟四：提取圖像的SURF特征，保存SURF特征的位置和SURF特征的描述符；

步驟五：基于步驟四圖像的SURF特征的描述符，計算相鄰兩幀采樣圖像的匹配SURF特征；

步驟六：根據(jù)采集相機(jī)的內(nèi)參矩陣信息，匹配SURF特征，使用五點法計算兩幀采樣圖像的相對旋轉(zhuǎn)和位置信息；

步驟七：將步驟三得到的每幀的位置信息與步驟六得到的兩幀采樣圖像的相對旋轉(zhuǎn)和位置信息融合，建立SOCP模型，使用內(nèi)點法，求解全局最優(yōu)值，即得到視覺指紋的位置信息。

本發(fā)明的有益效果為：

為了改進(jìn)傳統(tǒng)手工采集方法和自動指紋采集算法的弊端，本發(fā)明采用一種新的算法，提高了視覺指紋數(shù)據(jù)庫的精度。