[發(fā)明專利]一種紅外定位系統(tǒng)、定位方法及其應(yīng)用

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• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111596259A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈宇桐
• 申請（專利權(quán)）人: 沈宇桐
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16;H04W64/00;H04W4/33;H04W84/12
• 代理公司: 杭州億創(chuàng)果專利代理有限公司 33339
• 代理人: 朱琴琴

1.一種紅外定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：至少三個外源紅外發(fā)射單元、WiFi路由器和至少一個紅外接收單元；所述外源紅外發(fā)射單元用于發(fā)射特定頻率和強(qiáng)度的紅外光線，并將發(fā)射的紅外光線信息通過所述WiFi路由器傳送至所述紅外接收單元；所述WiFi路由器用于傳輸紅外光線信息；所述紅外接收單元用于接收外源紅外發(fā)射單元發(fā)射的紅外光線和通過WiFi路由器傳送的紅外光線信息；所述紅外光線信息包括所述外源紅外發(fā)射單元的位置信息、紅外光線閃爍的頻率與時點。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外定位系統(tǒng)，其特征在于：所述外源紅外發(fā)射單元包括至少一個紅外光源發(fā)射器、控制芯片、電源模塊和WiFi模塊；所述紅外光源發(fā)射器用于發(fā)射特定頻率和強(qiáng)度的紅外光線，所述控制芯片用于調(diào)節(jié)控制紅外光線的頻率和強(qiáng)度，所述電源模塊用于為外源紅外發(fā)射單元中的各組成部件提供能量支持，所述WiFi模塊用于傳送所述紅外光源發(fā)射器發(fā)射的紅外光線信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種紅外定位系統(tǒng)，其特征在于：所述外源紅外發(fā)射單元中還包括傳感器，所述傳感器為TOF鏡頭、心率感受器、血壓感受器、濕度感受器、溫度感受器、聲紋識別感受器、指紋識別感受器中的任意一種或多種組合。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種紅外定位系統(tǒng)，其特征在于：所述紅外接收單元包括WiFi信號接收器、TOF鏡頭、控制系統(tǒng)；所述WiFi信號接收器用于接收所述WiFi路由器傳送的紅外光線信息，所述TOF鏡頭用于接收所述外源紅外發(fā)射單元發(fā)射的紅外光線信息，所述控制系統(tǒng)用于分析處理接收到的紅外光線信息。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種紅外定位系統(tǒng)，其特征在于：所述紅外接收單元內(nèi)還包括攝像頭，所述攝像頭為自然光攝像頭，用于將環(huán)境中捕捉到的自然光線成像；所述控制系統(tǒng)用于分析處理接收到的紅外光線信息和自然光線成像信息。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項所述的紅外定位系統(tǒng)的紅外定位方法，其特征在于，所述紅外定位方法包括圖像描點定位法、多點紅外光源定位法或圖像描點定位法與多點紅外光源定位法兩者的結(jié)合；在外部光源干擾較強(qiáng)或定位距離較遠(yuǎn)的環(huán)境中，優(yōu)先采納“圖像描點定位法”的定位結(jié)果；在外部光源干擾較弱或定位距離較近的環(huán)境中，優(yōu)先采納“多點紅外光源定位法”的定位結(jié)果。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅外定位方法，其特征在于，所述多點紅外光源定位法具體為：在三個或三個以上不同的空間位置處分別設(shè)置所述外源紅外發(fā)射單元，在待定位位置上設(shè)置紅外接收單元；待定位位置的TOF鏡頭捕捉到各個已知坐標(biāo)系位置的外源紅外發(fā)射單元，并通過TOF飛秒算法測定該待定位位置到捕捉到的任意三個外源紅外發(fā)射單元的距離，即可確定該待定位位置的坐標(biāo)系位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種紅外定位方法，其特征在于，所述圖像描點定位法具體為：在三個或三個以上不同的空間位置處分別設(shè)置所述外源紅外發(fā)射單元，在待定位位置上設(shè)置紅外接收單元；當(dāng)待定位位置的TOF鏡頭捕捉到三個或三個以上已知坐標(biāo)系位置的外源紅外發(fā)射單元時，先選擇其中任意兩個外源紅外發(fā)射單元，記為A、B，利用光學(xué)測距的方式確定待定位位置到A、B兩個外源紅外發(fā)射單元的距離；再選擇其他任意兩點，此處任意兩點不可同時為A、B，利用光學(xué)測距的方式確定待定位位置到這兩點外源紅外發(fā)射單元的距離；最后基于前述計算結(jié)果，即待定位位置與至少任意三個外源紅外發(fā)射單元的距離，以及已知前述各個外源紅外發(fā)射單元的坐標(biāo)系位置，便可計算得到待定位位置的坐標(biāo)系位置。

9.一種紅外定位系統(tǒng)在可視化導(dǎo)航中的應(yīng)用，其特征在于，所述應(yīng)用主要包括如下內(nèi)容：在空間內(nèi)安裝若干個外源紅外發(fā)射單元，將所述外源紅外發(fā)射單元的位置信息與空間內(nèi)周邊環(huán)境的位置信息輸入電子數(shù)據(jù)庫，所述外源紅外發(fā)射單元的位置信息與空間內(nèi)周邊環(huán)境的位置信息合成導(dǎo)航圖；紅外接收單元設(shè)于用戶的移動設(shè)備上，用戶在起點位置確定終點位置后，便可通過紅外定位系統(tǒng)定位，生成導(dǎo)航路線，實現(xiàn)可視化導(dǎo)航；所述外源紅外發(fā)射單元的位置信息與空間內(nèi)周邊環(huán)境的位置信息可通過WiFi模塊進(jìn)行調(diào)整。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種紅外定位系統(tǒng)在可視化導(dǎo)航中的應(yīng)用，其特征在于：所述導(dǎo)航圖包括俯視平面實時導(dǎo)航圖和/或平視3D實時導(dǎo)航圖。