[发明专利]一种基于图标成像的室内定位系统及方法

说明书

本发明涉及室内定位技术领域，具体为一种基于图标成像的室内定位系统，包括图标和成像定位处理系统，至少设有三个非共线所述图标，图标分别布置于室内顶部平面上，成像定位处理系统包括透镜组、图像传感器、成像信号处理及定位计算模块；透镜组用于对所述图标的成像，图像传感器用于对图标成像并完成光电转换的功能，透镜组与所述图像传感器构成成像系统，成像信号处理及定位计算模块通过对信号放大、滤波、图标成像点位置确定、图标识别、图标在图像传感器成像平面的成像点到成像平面中心的距离si值计算后计算出定位点坐标。本发明能简化定位系统的结构，可大幅度提高定位的精度。

【技术领域】

本发明涉及室内定位技术领域，具体为一种基于图标成像的室内定位系统及方法。

【背景技术】

室内定位技术是卫星定位技术的必要补充,具有非常广泛的应用前景,目前采用的室内定位方法主要有基于可见光信号强度的室内定位方法、基于指纹标记的室内定位方法、基于频分多址的室内定位方法、可见光多接收点几何中心定位方法、基于光源成像的室内定位法，除此之外，还有不同室内可见光定位方法结合在一起的定位方法。

这些定位方法的共同之处是必须在定位基站与定位接收端之间建立单向或双向通信连接关系,这样的定位系统结构相对复杂,且容易受到室内环境因素的影响和其它信号的干扰。另外，基于光源成像的室内定位法通常需要图像传感器测量信号接收端在三维空间中的方位角、俯仰角和光源到成像点的距离，由于测量精度制约，系统的定位精度不高，特别是光源成像存在严重的光晕现象，成像模糊造成测量精度误差大。

【发明内容】

针对以上，本发明针对现有的室内定位方法存在的这些问题，提出一种基于图标成像的定位方法，由单个图像传感器对分布于室内的图标成像，通过对图标所成图像的识别和成像位置的标定,在此基础上根据相应算法进行精确定位，此方法不需要在基站与定位接收端之间建立通信连接关系，也不需要测量光线角度和测距，同时能避免光源成像模糊的问题，大大简化了定位系统的结构，可大幅度提高定位的精度。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于图标成像的室内定位系统，包括图标和成像定位处理系统，至少设有三个非共线所述图标，所述图标分别布置于室内顶部平面上，所述成像定位处理系统包括透镜组、图像传感器、成像信号处理及定位计算模块；所述透镜组用于对所述图标的成像，所述图像传感器用于对图标成像并完成光电转换的功能，所述透镜组与所述图像传感器构成成像系统，所述成像信号处理及定位计算模块通过对信号放大、滤波、图标成像点位置确定、图标识别、图标在图像传感器成像平面的成像点到成像平面中心的距离si值计算后计算出定位点坐标。

进一步的，所述成像信号处理及定位计算模块还具有图标成像质量优选的功能，可以选择3个最佳成像的图标作为定位图标，优选成像图标的依据主要有：图标的成像质量、成像非共线和成像面积最小化。

进一步的，所述成像定位处理系统还包括光滤波薄膜，所述光滤波薄膜用于改善成像质量，提高系统可靠性。

进一步的，所述成像定位处理系统还包括调节组件，所述调节组件用于调节所述透镜组和所述图像传感器使所述图标分布平面、所述透镜平面和所述图像传感器成像平面相互平行。

进一步的，所述调节组件还用于自动调整成像平面与焦平面距离，使得在成像最清晰的位置完成图标的识别。

一种基于图标成像的室内定位方法，基于上述基于图标成像的室内定位系统，包括以下步骤：

S1：成像定位处理系统对图标坐标赋值；

S2：通过透镜组、图像传感器对布置于室内顶部平面上的图标成像；

S3：成像定位处理系统对成像的图标进行识别，并优选出三个成像效果最佳的图标；