[发明专利]利用手持设备的平面区域定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及手持设备上的无线定位以及图像匹配技术，特别涉及一种利用手持设备的平面区域定位方法。

背景技术

信息时代，人们对于个性化、智能化精确定位的需求不断提高。同时手持设备硬件得到了长足的发展，据美国移动通信市场分析公司Flurry统计数据显示，中国已成为全球第二大手机应用程序市场，中国手机用户达到了9.52亿，其中智能手机市场占比已达25.0%。

随着手持设备硬件的发展与无线网络环境的普及，手持设备上的定位技术得到了长足的进步和发展，如何自然高效地在手持设备上进行个性化、智能化精确定位成为当前研究和应用的热点。

目前，在手持设备上的定位方式主要有以下几种：

（1）GPS定位

手持设备上的GPS定位技术是目前在定位导航中运用最广泛的技术。其通过四颗卫星得到的四对数据进行单点定位或差分定位，并计算位置。GPS定位较为准确，但是受限于需要GPS信号，所以不适合用于室内。且GPS首次捕获信号时间可能要2到3分钟。

（2）AGPS辅助全球卫星定位系统

该方式通过基站辅助GPS定位，可以弥补GPS定位在室内不能使用的缺点，且在室外等空旷区域，其精度可达10米左右，精度很高。同时其首次捕获GPS信号时间一般仅需几秒钟。

AGPS的缺点在于其定位实现需要通过多次网络传输，受网络状态影响较大，且耗电量较大，不适宜在手持设备上长期使用。

（3）基站定位

基站定位通过手持设备使用基站的物理位置进行定位，运算简单，易于使用，但是受限于基站的数量和密度，其精度存在较大误差。

（4）RFID定位

射频识别技术（Radio Frequency Identification）起源于上世纪80年代，它利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到识别目的。RFID可以通过电子标签、读卡器以及传递射频信号的微型天线进行室内定位。

射频识别技术的优点是成本低廉，部署简单，但是RFID不能准确定位，只能确定标签是否在可读区内。标签的可扩展性不高。

（5）二维码定位

二维码，是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符合信息，其可通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码定位可以将相应的位置信息嵌入到二维码中，将二维码黏贴在显著位置。用户可以利用自己的手持设备对二维码进行识读从而获取定位信息。

二维码定位的优点是原理简单，成本低廉易于普及，缺点是识别距离较短，同时不是所有的地方均适合黏贴二维码，适用范围有限。

综上所述，GPS方法由于只适合用于室外且定位精度较低，AGPS与基站方法受限于基站的密度和数量且主要也是用于室外，RFID定位不够准确且可扩展性不高，二维码定位由于黏贴二维码会破坏二维平面本身且交互方式不够直接自然，因此上述定位方法均不能很好的实现针对平面区域的手持设备上的定位。

发明内容

本发明提供了一种利用手持设备的平面区域定位方法，能够便捷、实时、高效的实现平面区域的精细化定位。

一种利用手持设备的平面区域定位方法，包括如下步骤：

（1）针对实际场景获取对应的平面全景图；

（2）在所述平面全景图中建立平面坐标系；

（3）在所述平面全景图中获取全景图特征点及其在所述平面坐标系下对应的坐标，针对所有全景图特征点建立索引；

（4）利用手持设备采集目标区域图像并上传至服务器；

（5）服务器在所述目标区域图像中获取目标区域图像特征点，并在步骤（3）的索引中查找与目标区域图像特征点相匹配的全景图特征点，根据目标区域图像特征点与全景图特征点的匹配关系建立用于坐标转换的仿射变换矩阵H；

（6）服务器根据所述仿射变换矩阵H将目标区域图像的坐标映射到平面全景图中，实现目标区域图像在实际场景中的定位，并将对应定位信息回传至手持设备。

本发明提出的方法以广为普及的智能手机和平板电脑等手持设备为基点，以基于局部特征的图像匹配技术为基础，实现一个利用手持设备对平面目标区域进行拍照并上传，利用服务器端进行图像匹配并将定位结果返回手持设备，来对平面中的目标区域进行定位。

定位前，需先获得实际场景对应的平面全景图，通常，针对实际场景的不同区域分别获取对应的图像，将这些图像进行拼接获取所述平面全景图。