[发明专利]基于平行一维道路场景下的人员定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种基于平行一维道路场景下的人员定位系统，其特征在于，包括若干个单目相机、若干个UWB基站、若干个定位标签、服务器和定位应用平台；所述单目相机和所述UWB基站均与所述服务器形成数据连接，所述定位标签与所述UWB基站形成数据连接；所述服务器与所述定位应用平台形成数据连接；所述单目相机布设在道路的边缘，用于检测该道路上的图像信息并将获得的图像信息传输给所述服务器；所述UWB基站布设在道路的两侧边缘，用于接收定位标签的信号并向所述服务器传输定位标签的信号；所述服务器用于分析并处理图像信息和定位标签的信号，从而获得定位信息。

2.根据权利要求1所述的基于平行一维道路场景下的人员定位系统，其特征在于，所述服务器包括视觉定位解算系统、UWB定位解算系统和定位解算引擎，所述视觉定位解算系统用于分析和处理图像信息，所述UWB定位解算系统用于分析和处理定位标签的信号；所述定位解算引擎用于匹配并融合视觉定位解算系统和UWB定位解算系统的解算结果，获得人员的运动轨迹。

3.根据权利要求1所述的基于平行一维道路场景下的人员定位系统，其特征在于，所述定位应用平台包括PC端、移动端。

4.根据权利要求1所述的基于平行一维道路场景下的人员定位系统，其特征在于，所述UWB基站和所述单目相机均通过通讯模块与所述服务器形成通信连接，向所述服务器传输数据或信号。

5.一种基于平行一维道路场景下的人员定位的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：在每一条道路上，采用一个单目相机实时检测道路上人员的图像信息，并将图像信息传输到服务器进行图像信息解算，获得人员的位置解算结果；

S2：在每一条道路上，采用两个UWB定位基站将接收到定位标签信号信息传输到服务器进行标签位置解算，获得携带定位标签的人员在道路上的一维位置解算结果；

S3：定位解算引擎对人员的位置解算结果和一维位置解算结果进行匹配，解算出人员的运动轨迹。

6.根据权利要求5所述基于平行一维道路场景下的人员定位的方法，其特征在于，还包括步骤S4：服务器将定位引擎解算出的人员运动轨迹，传输到定位应用平台，从而在所述定位应用平台实时对道路上人员进行监控追踪。

7.根据权利要求5所述基于平行一维道路场景下的人员定位的方法，其特征在于，所述步骤S1中服务器通过视觉定位解算系统进行图像信息解算，具体包括以下步骤：

S11：接收单目相机传输的每帧图像；

S12：先使用YOLOV5单目相机物体检测模型，通过训练使其成为人员专用检测器；

S13：添加边界框，然后选取参考点利用自修正俯仰角和偏航角的相似三角形测距算法，实现对人员位置解算，获得人员位置解算结果。

8.根据权利要求7所述基于平行一维道路场景下的人员定位的方法，其特征在于，所述步骤S13具体包括以下步骤：

S131：设定单目相机高度H，垂直落脚点坐标(Xc,Yc)，单目相机中心坐标(Uc,Vc)，单目相机的焦距坐标f，单目相机的外参{pitch,yaw}；单目相机的光心为O点，其垂直投影到光轴上的点为点O；人员实际位置为C点，垂直投影在光轴A点上，解算输出道路上人员到单目相机中心的垂直距离d，人员到单目相机中心的水平横向距离k；

S132：计算落脚点的像素高度h＝|Xc-Uc|，像素宽度w＝|Yc-Vc|，A点到光轴投影点O的距离为OA，人员位置到光轴的投影距离为AC；已知O″A＝d′，AC＝k′，yaw＝δ，d-d′*cosδ，k＝d′*sinδ；且假设已测量得到距离值d',k'以及角度值δ，从而得到最终定位公式：

最终解算的相对单目相机的人员坐标(d，k)；

其中，h计算检测到像素框的高度，也是行人在图像中的高度，w为像素框的宽度；单目相机的光心O，其垂直投影在地面上的点O；行人实际位置C点，并垂直投影在光轴上A点，d'为A点到光轴投影点O的距离；AC为行人实际位置到光轴的投影距离k'。