CN105509732A - 基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统。该多视觉信息匹配定位系统中，系统侧部件中若干盏光源发送可见光通信信息，其包含该盏光源的三维坐标位置信息。智能终端设备，包括：图像传感器，用于获得多盏光源的图像信息，其包括光源的像平面二维坐标；PD阵列传感器，用于接收多盏光源的可见光通信信息，同时获取多盏光源在PD阵列上的光斑位置信息；位置匹配模块，用于进行多盏光源的图像信息和光斑位置信息的匹配，获得一最佳匹配光源；位置解算模块，用于利用该最佳匹配光源的三维坐标位置信息及其像平面二维坐标，解算图像传感器中成像组件所处位置。本发明具有算法简单，定位准确等优点，具有较好的推广应用价值。

Description

基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统

技术领域

本发明涉及室内导航定位领域，尤其涉及一种基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统。

背景技术

随着可见光通信技术的不断发展，其高速率、高带宽、无电磁辐射的特性不仅能够为飞机、医院、矿井等电磁受限的环境提供新型安全的通信服务，而且在提供室内高精度导航定位服务方面具有广阔的发展前景。目前，基于可见光通信的室内定位技术可分为非成像定位和成像定位。非成像定位技术包括基于LED身份识别定位(LED-ID)、基于到达时间差定位(TDOA)、基于到达角定位(AOA)、基于信号强度定位(RSS)等。但以上定位系统难以采用较低成本实现高精度定位。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本发明提供了一种基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统。

(二)技术方案

本发明基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统包括：系统侧部件和智能终端设备。系统侧部件，包括：若干盏光源，其中，每盏光源发送可见光通信信息，该可见光通信信息中包含该盏光源的三维坐标位置信息。智能终端设备，包括：图像传感器、PD阵列传感器、位置匹配模块和位置解算模块，其中：图像传感器，用于获得多盏光源的图像信息，该图像信息包括光源的像平面二维坐标；PD阵列传感器，用于接收多盏光源的可见光通信信息，同时获取多盏光源在PD阵列上的光斑位置信息；位置匹配模块，用于进行多盏光源的图像信息和光斑位置信息的匹配，获得一最佳匹配光源；位置解算模块，用于利用该最佳匹配光源的三维坐标位置信息及其像平面二维坐标，解算图像传感器中成像组件所处位置。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统具有以下有益效果：

(1)算法简单，定位准确

改进摄影测量中的共线方程模型，使其适用于基于可见光通信的室内定位方案，算法简单，定位准确。

(2)定位解算响应速度快

作为改进的共线方程模型，由于室内环境LED与终端距离并不远，因此迭代的次数在4次左右就可收敛，根据仿真结果，运算时间大约为0.1s，用户体验优异。

(3)系统建设简单

对定位系统的建设要求不高，只需LED发送可见光通信信息，播发每盏LED的位置信息即可，不需要使用时间同步原理，节约了大量的原子钟的成本，可快速的进行产业化推广并实现商用。

(4)终端设计难度小

智能手机只需配置一个可见光光电二极管(Photodiode，简称PD)阵列接收装置，手机本身不需要进行硬件上的改进，解算时只需启用智能手机上的应用程序即可。从未来发展的角度看，PD阵列可集成到智能手机上，既可接收LED的位置信息，也是可见光导航通信融合的接口，相对于其它具有两相同传感器定位方案，具有良好的发展前景。

(5)用户信息保密

由于定位解算位置在终端，LED是不间断的播发其位置信息，因此，在用户需要获取定位信息时，只需调用手机上的应用程序，获取实时影像即可，不需要向LED返回用户信息。因此，对手机用户来说，其终端上的其它信息得以保密，不会出现隐私信息被窃取的情况。

附图说明

图1为根据本发明实施例多视觉信息匹配定位系统的结构示意图；

图2A和图2B分别为图1所示多视觉信息匹配定位终端中智能终端设备中各部件在分离状态和装配状态的示意图；

图3为根据本发明另一实施例中内置PD阵列传感器和图像传感器的智能手机的示意图；

图4为根据本发明实施例中由PD阵列传感器和图像传感器获取的多视觉信息的示意图；

图5为共线条件数学模型的示意图；

图6为本发明采用的改进的共线条件数学模型的示意图。

具体实施方式

本发明基于共线方程理论并加以完善和改进，提供了一种基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统。

以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，将不再详细说明。

在本发明的一个实施例中，提供了一种基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统。图1为根据本发明实施例多视觉信息匹配定位系统的结构示意图。如图1所示，本实施例多视觉信息匹配定位系统包括：系统侧部件和智能终端设备。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

请参照图1，系统侧部件包括：控制中心及安装于室内的屋顶上的若干盏LED。控制中心与每盏LED通过电力线载波进行通信。控制中心对每盏LED的三维坐标位置信息进行分配，并控制其三维坐标位置信息的发送间隔。每盏LED按照上述发送间隔，向外界发送可见光通信信息，该可见光通信信息中承载了该盏LED的三维坐标位置信息。

基于LED光通信的多视觉信息匹配定位系统，具有高频率、高带宽的特性，可传输更多信息，为高精度定位提供技术支持。LED具有很强的边界效应，也使得在设计算法时可将多种算法方案融合，实现高精度定位。

需要说明的是，为实用性起见，在本实施例中，定位的场景选择为室内，采用的是LED和智能手机。但本领域技术人员应当清楚，采用其它类型的可以进行信息传输的可见光光源可以替代该LED，而采用其它具有PD阵列及摄像头的终端可以替代上述的智能手机。

本领域技术人员应当可以看出，在系统侧，只需LED发送可见光通信信息，播发每盏LED的三维坐标位置信息即可，不需要使用时间同步原理，节约了大量的原子钟的成本，可快速的进行产业化推广并实现商用。

智能终端设备包括：PD阵列传感器、图像传感器、位置匹配模块和位置解算模块。其中，智能终端设备可以是智能手机、平板电脑或笔记本电脑，在本实施例中以智能手机为例进行说明。

图2A和图2B分别为图1所示多视觉信息匹配定位终端中智能终端设备中各部件在分离状态和装配状态的示意图。请参照图2A和图2B，在本实施例中，智能终端设备即为智能手机，其前摄像头作为图像传感器，坐标变换模块、匹配模块和解算模块以可执行程序模块的形式内置于智能手机中。

对于目前已经大范围普及的智能手机而言，只需再配置一个可见光PD阵列传感器。智能手机的主视图如图2A中A所示。PD阵列传感器的上部预留可见光通信导航接口，如图2A中C图所示。PD阵列传感器作为外接设备通过USB转I/O接口插入智能手机中，并可以进行信息的交互，如图2A中A图和B图所示。外置式的接收装置对于目前的手机硬件来说，能更快地进行应用推广。

在未来产业化的过程中，PD阵列传感器可以集成到智能手机中，即手机中存在光电传感器及图像传感器两种接收不同信息、不同类型的传感器，如图3所示。两类传感器获取的可见光通信信息和视觉信息进行融合，从而达到高精度定位的目的。

由于PD阵列的分辨率较低，故每盏LED获取的成像信息表现为一个光斑，可见光通信传递的内容为LED的三维坐标位置信息。图像传感器的分辨率较高，视觉信息表示为实际的LED影像，如图4所示。

需要特别注意的是，在PD阵列传感器与智能手机连接后，PD阵列传感器与智能手机自带前置摄像头，即图像传感器的相互位置关系即确定。

如上所述，本实施例中，位置匹配模块和位置解算模块以可执行程序模块的形式内置于智能手机中。智能手机通过PD阵列传感器和前置摄像头获得的信息通过共线方程模型，解算出智能手机的位置，并将结果反馈给用户。

首先，对图像传感器和PD阵列传感器所获得的信息进行整理说明。PD阵列传感器接收到多路可见光通信信息及多盏LED在PD阵列的光斑信息；图像传感器接收到多盏LED的成像信息。请参照图4，设PD阵列传感器接收到第i盏LED照射在PD阵列的光斑平面位置(x_di，y_di)及该LED的三维坐标位置信息(X_i，Y_i，Z_i)，其中，i＝1，2…，m；图像传感器接收到第j盏LED的像平面二维坐标(x_ej，y_ej)，其中，j＝1，2…，n。其中，在PD阵列传感器中透镜1的中心点为B(X₁，Y₁，Z₁)，图像传感器中透镜2的中心点为C(X₂，Y₂，Z₂)。

在上述信息的基础上，需要统一PD阵列传感器和图像传感器所属平面坐标系，提高匹配精度。PD阵列传感器和图像传感器的分辨率不同，且有一定的旋转角度，需建立LED在PD光斑平面坐标与像平面坐标之间的关系。

本实施例中，位置匹配模块包括：坐标变换子模块，用于将多盏光源在PD阵列传感器的光斑平面位置扩展为与图像传感器相同分辨率的二维PD光斑坐标；匹配计算子模块，以所述图像传感器获取的多盏光源的图像信息的像平面二维坐标为模板，以坐标变换后的所述坐标变换模块获取的多盏光源对应的光斑平面位置为搜索区域，寻找最佳匹配光源。

其中，坐标变换子模块以高分辨率的图像传感器形成的图像为基准，将低分辨率的光斑平面位置变换为与图像传感器相同分辨率的二维PD光斑坐标：

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{k}_{x}cos\mathrm{\θ}& k_{\mathrm{\γ}}sin\mathrm{\θ}\\ -k_x\sin \mathrm{\θ}& k_{\mathrm{\γ}}cos\mathrm{\θ}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{x}_{di}\\ y_{di}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，(k_x，k_y)为PD阵列传感器和图像传感器进行转换时，x方向和y方向的尺度系数，各个不同的图像传感器与PD阵列传感器间的(k_x，k_y)值不相同。θ为两传感器之间的旋转角度，由于θ较小，在代入公式时可取cosθ＝1，sinθ＝θ以简化计算。(Δx，Δy)为两传感器之间额二维偏移量，(x_di，y_di)为经数学处理后的PD光斑坐标，后续将利用(x_di，y_di)及(x_ej，y_ej)之间的关系进行匹配。

在使用智能手机定位时，匹配计算子模块将PD阵列获取的LED信息与拍摄像片上的LED相匹配。由于PD阵列与智能手机的几何关系相对固定，考虑到PD阵列与图像传感器的相对关系固定且距离较近，外置的PD阵列传感器与智能手机前置摄像头的平移位置不超过2cm，且两传感器距LED的距离较近，在室内情况下约为3m，视场角偏移度较小，LED按一定规则均匀地排布在天花板上，因此匹配计算子模块的匹配方法如下：以提取出的第j盏LED的图像信息像平面位置E_j(x_ej，y_ej)为模板，以坐标变换后的第i盏LED的光斑平面位置D_i(x_di，y_di)为搜索区域，利用Kuhn-Munkres算法，计算所有路径E_j～D_i，以路径值作为权值，寻找最佳匹配的LED。关于该部分内容，可以参照现有技术的相关文献，此处不再详细说明。

匹配完成后，将PD阵列传感器所获取的关于该最佳匹配LED的三维坐标位置信息赋予图像传感器获得的关于该最佳匹配LED的像平面二维坐标，得到终端坐标解算模型所需的参数为(x′，y′，X′，Y′，Z′)。后续的位置解算模块将利用该最佳匹配光源的信息(x′，y′，X′，Y′，Z′)，解算图像传感器中成像组件所处位置，并将其作为所述智能终端设备所处的位置。

对于可见光室内定位系统来说，虽然其理论来自于摄影测量中的共线方程，但由于其摄影方式的不同，其模型也将进行一定的完善，以适应室内定位场景。

如图4所示，LED、像点、摄影中心三点构成一条直线。具体到本实施例，LED的坐标为(X′，Y′，Z′)；像点对应于LED在图像传感器像平面的成像点，其坐标为(x′，y′)；摄影中心对应于图像传感器中透镜2的中心点，即图4所示的C点，其坐标即为待求的(X_s，Y_s，Z_s)。

摄影测量的后方交会，其拍摄相机是在空中对地面进行拍摄，而室内定位系统是相机由下向上拍摄，且为了更好的用户体验，采用前置摄像头进行拍摄。因此，像片坐标系、终端坐标系和LED坐标系之间的相对对应关系和普通的摄影测量坐标系之间关系有所区别。

对于模型来说，其严密成像关系推导如下：

引入λ为比例因子，设：

$\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]=\frac{1}{\mathrm{\λ}}\left[\begin{array}{c}{X}_A-X_S\\ -Y_A+Y_S\\ -Z_A+Z_s\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中，(X′，Y′，Z′)为最佳匹配LED的三维坐标，(X_s，Y_s，Z_s)为图像传感器中透镜的中心点在同一坐标系下的三维坐标，(X_A，Y_A，Z_A)为最佳匹配LED在图像传感器像平面的像点在同一坐标系下的三维坐标。由像点的像空间坐标到像空间辅助坐标的关系为：

$\left[\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\\ -f\end{array}\right]=R^T\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}{a}_1& b_1& c_1\\ a_2& b_2& c_2\\ a_3& b_3& c_3\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}^{\′}\\ Y^{\′}\\ Z^{\′}\end{array}\right]---\left(3\right)$

上述两式带入得：

$\left[\begin{array}{c}{x}^{\′}\\ y^{\′}\\ -f\end{array}\right]=\frac{1}{\mathrm{\λ}}\left[\begin{array}{ccc}{a}_1& b_1& c_1\\ a_2& b_2& c_2\\ a_3& b_3& c_3\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{X}_A-X_S\\ -Y_A+Y_S\\ -Z_A+Z_S\end{array}\right]---\left(4\right)$

其中，为图像传感器透镜在拍摄时刻三个方向的姿态角，是由智能手机本身感知，(a₁，a₂，a₃，b₁，b₂，b₃，c₁，c₂，c₃)为三个姿态角所组成的旋转矩阵，f为图像传感器透镜的焦距：

展开后，即得到共线方程修正模型：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{\′}=-f\frac{a_1(X_A-X_S)+b_1(-Y_A+Y_S)+c_1(-Z_A+Z_S)}{a_3(X_A-X_S)+b_3(-Y_A+Y_S)+c_3(-Z_A+Z_S)}\\ y^{\′}=-f\frac{a_1(X_A-X_S)+b_1(-Y_A+Y_S)+c_2(-Z_A+Z_S)}{a_3(X_A-X_S)+b_3(-Y_A+Y_S)+c_3(-Z_A+Z_S)}\end{array}\right.---\left(6\right)$

对于如图1所设计场景来说，第一步，光线由空到地的成像方式，地面坐标中的Y轴与Z轴取相反值：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{\′}=-f\frac{a_1(X^{\′}-X_S)+b_2(-Y^{\′}+Y_S)+c_2(-Z^{\′}+Z_S)}{a_3(X^{\′}-X_S)+b_3(-Y^{\′}+Y_S)+c_3(-Z^{\′}+Z_S)}\\ y^{\′}=-f\frac{a_2(X^{\′}-X_S)+b_2(-Y^{\′}+Y_S)+c_2(-Z^{\′}+Z_S)}{a_3(X^{\′}-X_S)+b_3(-Y^{\′}+Y_S)+c_3(-Z^{\′}+Z_S)}\end{array}\right.---\left(7\right)$

前置摄像头由于其成像原理，即数字成像时对影像进行轴对称处理，由于模型的对称关系为真实的光学成像模型，因此对模型进行第二步的修正，还原物点、像点、摄影中心的成像关系。

第二步，前置摄像头成像的轴对称方式，像点坐标中的x轴取相反值：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{\′}=f\frac{a_1(X^{\′}-X_S)+b_1(-Y^{\′}+Y_S)+c_1(-Z^{\′}+Z_S)}{a_3(X^{\′}-X_S)+b_3(-Y^{\′}+Y_S)+c_3(-Z^{\′}+Z_S)}\\ y^{\′}=-f\frac{a_2(X^{\′}-X_S)+b_2(-Y^{\′}+Y_S)+c_2(-Z^{\′}+Z_S)}{a_3(X^{\′}-X_S)+b_3(-Y^{\′}+Y_S)+c_3(-Z^{\′}+Z_S)}\end{array}\right.---\left(8\right)$

经两步变换后，得到适合于室内定位的共线方程模型，即式(8)。需要说明的是，该解算过程迭代收敛速度快，非常适合于在手机应用上使用。

本实施例中，在智能手机中，位置解算模块利用式(8)来解算图像传感器中成像透镜所处位置(X_s，Y_s，Z_s)，并将其作为所述智能终端设备或者用户所处的位置。

至此，已经结合附图对本实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统有了清楚的认识。

需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换，例如：

(1)还可以采用其他智能设备，如平板电脑、笔记本电脑实现上述智能手机的功能；

(2)PD阵列传感器在智能设备上的位置，可以根据需要进行调整，而不局限于图中的智能设备下部；

(3)实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本发明的保护范围。

综上所述，本发明提出可见光通信信息与视觉信息融合的室内导航定位方案，用户利用智能手机即可完成基于可见光通信的室内定位，既有科研创新，同时也兼顾考虑了产业化的需求，具有较好的应用前景。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于可见光通信的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，包括：

系统侧部件，包括：若干盏光源，其中，每盏光源发送可见光通信信息，该可见光通信信息中包含该盏光源的三维坐标位置信息；

智能终端设备，包括：图像传感器、PD阵列传感器、位置匹配模块和位置解算模块，其中：

所述图像传感器，用于获得多盏光源的图像信息，该图像信息包括光源的像平面二维坐标；

所述PD阵列传感器，用于接收多盏光源的可见光通信信息，同时获取多盏光源在PD阵列上的光斑位置信息；

所述位置匹配模块，用于进行多盏光源的图像信息和光斑位置信息的匹配，获得一最佳匹配光源；

所述位置解算模块，用于利用该最佳匹配光源的三维坐标位置信息及其像平面二维坐标，解算图像传感器中成像组件所处位置。

2.根据权利要求1所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，所述位置匹配模块包括：

坐标变换子模块，用于将多盏光源在PD阵列传感器的光斑平面位置变换为与图像传感器相同分辨率的二维PD光斑坐标；

匹配计算子模块，以所述图像传感器获取的多盏光源的图像信息的像平面二维坐标为模板，以坐标变换后的多盏光源对应的光斑平面位置为搜索区域，寻找最佳匹配光源。

3.根据权利要求2所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，所述坐标变换子模块依照下式将光源在PD阵列传感器的光斑平面位置变换为与图像传感器相同分辨率的二维PD光斑坐标：

$\left[\begin{array}{c}{x}_i\\ y_i\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}{k}_x\cos \mathrm{\θ}& k_y\sin \mathrm{\θ}\\ -k_x\sin \mathrm{\θ}& k_y\cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]\·\left[\begin{array}{c}{x}_{di}\\ y_{di}\end{array}\right]+\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}x\\ \mathrm{\Δ}y\end{array}\right]$

其中，(k_x，k_y)为PD阵列传感器和图像传感器进行转换时，x方向和y方向的尺度系数，θ为两传感器之间的旋转角度，(Δx，Δy)为两传感器之间的二维偏移量，(x_i，y_i)为坐标变换后的二维PD光斑坐标。

4.根据权利要求3所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，cosθ＝1，sinθ＝θ。

5.根据权利要求3所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，设PD阵列传感器接收到第i盏光源照射在PD阵列上的光斑平面位置(x_di，y_di)，其中，i＝1，2…，m；图像传感器接收到第j盏LED的像平面二维坐标(x_ej，y_ej)，j＝1，2…，n；

所述匹配计算子模块，以第j盏LED的图像信息像平面位置E_j(x_ej，y_ej)为模板，以坐标变换后的第i盏LED的光斑平面位置D_i(x_di，y_di)为搜索区域，利用Kuhn-Munkres算法，计算所有路径E_j～D_i，以路径值作为权值，寻找最佳匹配LED。

6.根据权利要求5所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，所述位置解算模块利用下式解算图像传感器中成像组件所处位置：

$\left\{\begin{array}{c}{x}^{\′}=f\frac{a_1(X^{\′}-X_S)+b_1(-Y^{\′}+Y_S)+c_1(-Z^{\′}+Z_S)}{a_3(X^{\′}-X_S)+b_3(-Y^{\′}+Y_S)+c_3(-Z^{\′}+Z_S)}\\ y^{\′}=-f\frac{a_2(X^{\′}-X_S)+b_2(-Y^{\′}+Y_S)+c_2(-Z^{\′}+Z_S)}{a_3(X^{\′}+X_S)+b_3(-Y^{\′}+Y_S)+c_3(-Z^{\′}+Z_S)}\end{array}\right.$

其中，(X′，Y′，Z′)为最佳匹配光源的三维坐标位置，(x′，y′)为最佳匹配光源的像平面二维坐标，f为图像传感器透镜的焦距，为图像传感器透镜在拍摄时刻三个方向的姿态角，由智能终端设备本身感知，(X_s，Y_s，Z_s)为图像传感器中成像组件所处的位置。

7.根据权利要求1所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，智能终端设备将图像传感器中成像组件所处位置作为所述智能终端设备或者用户所处的位置提供给用户。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，所述光源为LED；

所述系统侧部件还包括：控制中心，该控制中心与每盏LED通过电力线载波进行通信，控制中心对每盏LED的三维坐标位置信息进行分配，并控制其三维坐标位置信息的发送间隔。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于，所述智能终端设备为智能手机、平板电脑或笔记本电脑。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的多视觉信息匹配定位系统，其特征在于：

所述图像传感器为智能终端设备的前置摄像头；

所述坐标变换模块，匹配模块和解算模块以可执行程序模块的形式内置于智能终端设备中；

所述PD阵列传感器内置于智能终端设备内，或作为外接设备连接至智能终端设备。