CN105157681B - 室内定位方法、装置和摄像机以及服务器 - Google Patents

室内定位方法、装置和摄像机以及服务器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种室内定位方法、装置和摄像机以及服务器。其中，该方法包括：通过图像采集设备获取目标图像；从该目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；获取该至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及该POI图像在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；根据该第一位置和该第二位置得到该图像采集设备的位置信息。本发明解决了室内定位精度低的技术问题。

Description

室内定位方法、装置和摄像机以及服务器
技术领域
本发明涉及定位领域，具体而言，涉及一种室内定位方法、装置和摄像机以及服务器。
背景技术
由于混凝土建筑的电磁屏蔽效应，常用的GPS设备往往在无法在室内工作，同时，民用的GPS定位精度也不适宜用于室内或短距离室外的高精度定位。目前室内定位常用的方法有基于电磁信号的定位、基于超声波的定位、基于光学的定位等。
但是，这些定位方法往往都需要购置、安装、调试额外的硬件设备，同时定位精度不高(目前商用的WIFI定位系统，仅能够达到米级定位精度)，无法满足很多需要高精度、快速布置、低成本的应用场景。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置和摄像机以及服务器，以至少解决室内定位精度低的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种室内定位方法，包括：通过图像采集设备获取目标图像；从所述目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；获取所述至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及所述POI图像在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；根据所述第一位置和所述第二位置得到所述图像采集设备的位置信息。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种室内定位装置，包括：图像获取单元，用于通过图像采集设备获取目标图像；兴趣点获取单元，用于从所述目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；位置获取单元，用于获取所述至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及所述POI图像在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；处理单元，用于根据所述第一位置和所述第二位置得到所述图像采集设备的位置信息。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种摄像机，包括上述室内定位装置。
根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种服务器，包括上述室内定位装置。
在本发明实施例中，通过图像采集设备获取目标图像；从该目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；获取该至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及该POI图像在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；根据该第一位置和该第二位置得到该图像采集设备的位置信息。这样，通过获取目标图像，并从目标中获取至少三个兴趣点图像，并根据该兴趣点图像对图像采集设备进行定位，从而解决了室内定位精度低的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的室内定位方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的定位原理的示意图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的室内定位装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例，提供了一种室内定位的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的室内定位方法，如图1所示，该方法可以应用于一种室内定位装置，包括如下步骤：
步骤S102，通过图像采集设备获取目标图像。
其中，该图像采集设备可以是摄像机，也可以是带有摄像功能的手机或者平板电脑等智能终端，本发明对此不作限定。
步骤S104，从该目标图像中获取至少三个POI(Point of Interest，兴趣点)图像。
在本发明实施例中，可以通过SIFT(Scale-Invar iant Feature Transform，尺度不变特征变换)获取该图像的POI图像，示例地，通过SIFT进行图像匹配，在匹配成功后将匹配成功的图像分割出来，然后利用图像边缘、角点提取技术提取相应的兴趣点，例如商店牌子的四个角，门框的四个角等。
步骤S106，获取该至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及该POI图像在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置。
可选地，从每个POI图像中确定两个目标点；确定该两个目标点在三维坐标系中的第一坐标以及该至少两个目标点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二坐标。
该目标点可以从该POI图像的边界点或者拐点中选取，例如商铺标志上下左右四个角，或者商店门口门框四个点等。
步骤S108，根据该第一位置和该第二位置得到该图像采集设备的位置信息。
可选地，根据所述至少三个POI图像通过以下公式：
(1)
(2)
(3)
得到该图像采集设备的位置信息，其中，O为该图像采集设备在该三维坐标系中的点，O’为O点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A为该两个目标点在三维空间坐标系中的一点，B为该两个目标点在三维空间坐标系中的另一点，A’为该A点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的点，B’为该B点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A点的坐标为xA，yA，zA；B点的坐标为xB，yB，zB；A’点的坐标为UA，vA，zf；B’点的坐标为ub，vB，zf；O点的坐标为x，y，z；O’点的坐标为O，O，O；d(A’，O’)为该A’点与O’点之间的距离；d(B’，O’)为该B’点与O’点之间的距离；d(A’，B’)为该A’点与B’点之间的距离；d(A，O)为该A点与O点之间的距离；d(B，O)为该B点与O点之间的距离；d(A，B)为该A点与B点之间的距离。
需要说明的是，该O点在三维坐标系中的坐标即为该图像采集设备的位置信息。
下面结合图2对本发明实施例进行说明，如图2所示，图中的A点和B点为在三维坐标系中从兴趣点图像中确定的两点，A’点为A点在图像采集设备对应的图像坐标系上的点，B’点为B点在图像采集设备对应的图像坐标系上的点；O点为该图像采集设备在三维坐标系中的点，O’为O点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点；由图中可以看出，O点和O’重合，A点坐标为(xA，yA，zA)，B点坐标为(xB，yB，zB)，A’点坐标为(uA，vA，zf)，B’点坐标为(uB，vB，zf)，O点的坐标为(x，y，z)，O’点的坐标为(O，O，O，)由成像原理可知：∠AOB＝∠A’O’B’；
由于A点、B点、A’点和B’点的坐标已知，因此，通过上述公式(1)(2)(3)即可建立方程，在本发明实施例中，通过至少三个POI图像即可建立三个方程，从而得到O点的坐标。需要说明的是，上述只是举例说明，不作限定。
采用上述方法，通过图像采集设备获取目标图像；从该目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；获取该至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及该POI图像在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；根据该第一位置和该第二位置得到该图像采集设备的位置信息。这样，通过获取目标图像，并从目标中获取至少三个兴趣点图像，并根据该兴趣点图像对图像采集设备进行定位，从而解决了室内定位精度低的技术问题。
图3是根据本发明实施例的室内定位装置，如图3所示，该装置包括：
图像获取单元301，用于通过图像采集设备获取目标图像；
兴趣点获取单元302，用于分别从该目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；
位置获取单元303，用于获取该至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及该POI图像在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；
处理单元304，用于根据该第一位置和该第二位置得到该图像采集设备的位置信息。
可选地，该位置获取单元303，用于从每个POI图像中确定两个目标点，并确定该两个目标点在三维坐标系中的第一坐标以及该至少两个目标点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二坐标。
可选地，该处理单元304，用于根据该至少三个POI图像通过以下公式：
得到该图像采集设备的位置信息，其中，O为该图像采集设备在该三维坐标系中的点，O’为O点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A为该两个目标点在三维空间坐标系中的一点，B为该两个目标点在三维空间坐标系中的另一点，A’为该A点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的点，B’为该B点在该图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A点的坐标为xA，yA，zA；B点的坐标为xB，yB，zB；A’点的坐标为uA，VA，zf；B’点的坐标为uB，vB，zf；O点的坐标为x，y，z；O’点的坐标为O，O，O；d(A’，O’)为该A’点与O’点之间的距离；d(B’，O’)为该B’点与O’点之间的距离；d(A’，B’)为该A’点与B’点之间的距离；d(A，O)为该A点与O点之间的距离；d(B，O)为该B点与O点之间的距离；d(A，B)为该A点与B点之间的距离。
需要说明的是，该O点在三维坐标系中的坐标即为该图像采集设备的位置信息。
采用上述室内定位装置，通过图像采集设备获取目标图像；从该目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；获取该至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及该POI图像在该图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；根据该第一位置和该第二位置得到该图像采集设备的位置信息。这样，通过获取目标图像，并从目标中获取至少三个兴趣点图像，并根据该兴趣点图像对图像采集设备进行定位，从而解决了室内定位精度低的技术问题。
本发明实施例提供一种摄像机，该摄像机包括上述图3描述的室内定位装置。
本发明实施例还提供一种服务器，该服务器包括上述图3描述的室内定位装置。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种室内定位的方法，其特征在于，包括：
通过图像采集设备获取目标图像；
从所述目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；
获取所述至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及所述POI图像在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；所述获取所述至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及所述POI图像在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置包括：从每个所述POI图像中确定两个目标点；确定所述两个目标点在三维坐标系中的第一坐标以及所述两个目标点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二坐标；
根据所述第一位置和所述第二位置得到所述图像采集设备的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置和所述第二位置得到所述图像采集设备的位置信息包括：
根据所述至少三个POI图像通过以下公式：
得到所述图像采集设备的位置信息，其中，O为所述图像采集设备在所述三维坐标系中的点，O’为O点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A为所述两个目标点在三维空间坐标系中的一点，B为所述两个目标点在三维空间坐标系中的另一点，A’为所述A点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点，B’为所述B点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A点的坐标为xA，yA，zA；B点的坐标为xB，yB，zB；A’点的坐标为uA，vA，zf；B’点的坐标为uB，vB，zf；O点的坐标为x，y，z；O’点的坐标为0，0，0；d(A’，O’)为所述A’点与O’点之间的距离；d(B’，O’)为所述B’点与O’点之间的距离；d(A’，B’)为所述A’点与B’点之间的距离；d(A，O)为所述A点与O点之间的距离；d(B，O)为所述B点与O点之间的距离；d(A，B)为所述A点与B点之间的距离。
3.一种室内定位装置，其特征在于，包括：
图像获取单元，用于通过图像采集设备获取目标图像；
兴趣点获取单元，用于从所述目标图像中获取至少三个兴趣点POI图像；
位置获取单元，用于获取所述至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及所述POI图像在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置；所述获取所述至少三个POI图像在三维坐标系中的第一位置以及所述POI图像在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二位置包括：从每个所述POI图像中确定两个目标点；确定所述两个目标点在三维坐标系中的第一坐标以及所述两个目标点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的第二坐标；
处理单元，用于根据所述第一位置和所述第二位置得到所述图像采集设备的位置信息。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，
所述处理单元，用于根据所述至少三个POI图像通过以下公式：
得到所述图像采集设备的位置信息，其中，O为所述图像采集设备在所述三维坐标系中的点，O’为O点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A为所述两个目标点在三维空间坐标系中的一点，B为所述两个目标点在三维空间坐标系中的另一点，A’为所述A点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点，B’为所述B点在所述图像采集设备对应的图像坐标系中的点，A点的坐标为xA，yA，zA；B点的坐标为xB，yB，zB；A’点的坐标为uA，vA，zf；B’点的坐标为uB，vB，zf；O点的坐标为x，y，z；O’点的坐标为0，0，0；d(A’，O’)为所述A’点与O’点之间的距离；d(B’，O’)为所述B’点与O’点之间的距离；d(A’，B’)为所述A’点与B’点之间的距离；d(A，O)为所述A点与O点之间的距离；d(B，O)为所述B点与O点之间的距离；d(A，B)为所述A点与B点之间的距离。
5.一种摄像机，其特征在于，包括上述权利要求3或4所述的室内定位装置。
6.一种服务器，其特征在于，包括上述权利要求3或4所述的室内定位装置。
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