CN107808117A - 一种基于云计算的共享车辆定位系统及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于云计算的共享车辆定位系统及其定位方法，该定位系统包括依次连接的采集终端、云计算管理控制平台和显示终端，所述采集终端设在共享车辆上，包括GPS定位模块和相互连接的图像采集模块及图像传输模块，所述云计算管理控制平台根据采集到的数据与预置在平台中的区域地理信息基准图进行图像匹配定位，将定位信息传输到显示终端。与现有技术相比，本发明根据车辆上的摄像头采集周围图像，通过图像匹配精确定位，方便用户通过手机等移动终端及时获取电动车的准确位置信息，减少GPS定位的误差，让用户快速找到车辆。

Description

一种基于云计算的共享车辆定位系统及其定位方法

技术领域

本发明涉及定位技术领域，尤其是涉及一种基于云计算的共享车辆定位系统及其定位方法。

背景技术

如今，共享是主流趋势，城市中出现了共享单车、共享电动车以及共享汽车等。用户交一定的押金后，通过各品牌的APP客户端进行扫码来租用车辆。虽然使用简单，但是却存在用户会花费大量的时间在寻找共享电动车上，车辆定位信息的粗略更是增加了寻找的困难程度，寻找共享电动车的不方便会阻碍共享车的发展。

目前共享型车辆使用的是GPS或者GPRS定位技术，定位方法一是用户使用手机还车时上传了还车点的GPS信息；二是通过在车上直接配有GPS定位模块。但是存在的问题是，GPS的定位精度问题，受环境因素影响较大。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于云计算的共享车辆定位系统及其定位方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于云计算的共享车辆定位系统，包括依次连接的采集终端、云计算管理控制平台和显示终端，所述采集终端设在共享车辆上，包括GPS定位模块和相互连接的图像采集模块及图像传输模块，所述云计算管理控制平台根据采集到的车辆周边图像与预置在平台中的区域地理信息基准图进行图像匹配定位，将定位信息传输到显示终端。

优选的，云计算管理控制平台包括云计算控制中心和连接所述云计算控制中心的图像处理模块、GPS处理模块和存储模块，所述图像处理模块连接图像传输模块，所述GPS处理模块连接GPS定位模块。

优选的，所述图像采集模块包括摄像头，用于拍摄所在车辆周围的全景图。

优选的，所述图像传输模块通过无线方式与图像处理模块连接。

优选的，所述GPS处理模块包括GPS信号接收模块和GPS信息处理模块。

优选的，所述云计算中心包括共享车辆行驶区域的全景数据库和定位控制中心。

一种以上所述的基于云计算的共享车辆定位系统的定位方法，包括以下步骤：

S1、GPS处理模块根据来自共享车辆的GPS定位数据，从全景数据库中选取定位点周围设定范围内的图像作为图像处理模块匹配图像的基准图；

S2、图像处理模块构建尺度空间，检测极值点，搜索所有尺度上的图像位置，通过高斯微分函数识别潜在的对于尺度和旋转不变的兴趣点；

S3、通过拟合三维二次函数精确确定关键点的位置和尺度，去除已经检测到的特征点中低对比度的关键点和不稳定的边缘响应点；

S4、在特征点处提取特征描述符，为特征点分配方向值，使算子具备旋转不变性；

S5、生成SIFT特征向量，采用关键点特征向量的欧式距离作为两幅图像中关键点的相似性判定度量，当距离比率小于设定阈值时判定为匹配正确。

优选的，所述步骤S1具体包括：

S11、GPS处理模块从GPS信号接收模块读取GPS定位数据，将定位点在全景数据库中的地图上标记出来；

S12、以步骤S11的定位点为圆心，以设定的长度参数为半径，选取圆形的面积区域；

S13、将选取的面积区域中的全景图存储在图像匹配的模板中作为基准图。

与现有技术相比，本发明根据车辆上的摄像头采集周围图像，通过图像匹配精确定位，方便用户通过手机等移动终端及时获取电动车的准确位置信息，减少GPS定位的误差，让用户快速找到车辆。

附图说明

图1为本发明定位系统的结构示意图。

图中标注：1、图像采集模块，2、图像传输模块、3、GPS定位模块，4、图像处理模块，5、GPS处理模块，6、云计算控制中心，7、存储模块，8、移动终端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

如图1所示，本申请提出了一种基于云计算的共享车辆定位系统，通过GPS和图像匹配相结合的方法，用户可以轻松快速的找到共享电动车，适用于校园共享车辆的精确定位。该定位系统包括依次连接的采集终端、云计算管理控制平台和显示终端，采集终端设在共享车辆上，包括GPS定位模块3和相互连接的图像采集模块1及图像传输模块2，云计算管理控制平台根据采集到的数据与预置在平台中的区域地理信息基准图进行图像匹配定位，将定位信息传输到显示终端。

图像传输模块2通过无线方式与图像处理模块4连接。采用数据流量等无线方式与云计算管理控制平台进行数据传输，根据系统使用的区域不同选择不同的方式。在校园中使用时，优先选择校园网这一局域网传输图像。

图像采集模块1包括摄像头，用于拍摄所在车辆周围的全景图，通过图像传输模块2传递给云计算管理控制平台进行对比计算识别，将识别结果发送给显示终端。

云计算管理控制平台包括云计算控制中心6和连接云计算控制中心6的图像处理模块4、GPS处理模块5和存储模块7，图像处理模块4连接图像传输模块2，GPS处理模块5连接GPS定位模块3。

GPS处理模块5包括GPS信号接收模块和GPS信息处理模块。

云计算中心包括共享车辆行驶区域的全景数据库和定位控制中心。图像处理模块4通过对采集到的图像与全景数据库进行图像匹配，精确当前电动车的位置信息，并将信息传给云计算定位控制中心。

一种以上所述共享车辆定位系统的定位方法，包括以下步骤：

步骤(1)、GPS处理模块5根据来自共享车辆的GPS定位数据，从全景数据库中选取定位点周围设定范围内的图像作为图像处理模块4匹配图像的基准图，具体包括：

步骤(11)、GPS处理模块5从GPS信号接收模块读取GPS定位数据，将定位点在全景数据库中的地图上标记出来；

步骤(12)、以步骤(11)的定位点为圆心，以设定的长度参数为半径，选取圆形的面积区域；

步骤(13)、将选取的面积区域中的全景图存储在图像匹配的模板中作为基准图。

步骤(2)、图像处理模块4构建尺度空间，检测极值点，搜索所有尺度上的图像位置，通过高斯微分函数识别潜在的对于尺度和旋转不变的兴趣点，高斯微分函数为：

其中，(x,y)是空间坐标，σ是尺度坐标，

步骤(3)、通过拟合三维二次函数精确确定关键点的位置和尺度，去除已经检测到的特征点中低对比度的关键点和不稳定的边缘响应点，以增强匹配稳定性；

空间尺度函数泰勒展开式如下：

对上式求导等于0，得到精确的位置

在已经检测到的特征点中，去掉低对比度的特征点和不稳定的边缘响应点，在DoGSpace的极值点处D(x)取值，只取前两项可得公式如下：

当该特征点就保留下来，否则丢弃。

步骤(4)、在特征点处提取特征描述符，为特征点分配方向值，利用关键点领域像素的梯度方向分布特性为每个关键点指定方向参数，使算子具备旋转不变性，点(x,y)梯度的模值和方向公式如下：

θ(x,y)＝αtan2((L(x,y+1)-L(x,y-1))/(L(x+1,y)-L(x-1,y)))

其中，L表示变化尺度高斯函数与原图像的卷积，L所用的尺度为每个关键点各自所在的尺度。此时图像的关键点已经检测完毕，由此可以确定一个SIFT特征区域。

步骤(5)、生成SIFT特征向量，当SIFT特征向量生成后，采用关键点特征向量的欧式距离作为两幅图像中关键点的相似性判定度量，当距离比率小于设定阈值时判定为匹配正确。

云计算管理控制平台将共享车辆周围的图片信息数据分析后得到的定位信息进行多终端发布服务。显示终端支持PC、Pad、智能手机(iOS/Android)等各类终端设备，一般使用移动终端8的情况较多。

将图像处理模块4的结果直接存入云计算管理控制平台的存储模块7中。当用户需要使用共享电动车时，用手机或其他移动终端8直接通过云计算管理控制平台中读取数据信息即可。

Claims (8)

1.一种基于云计算的共享车辆定位系统，其特征在于，包括依次连接的采集终端、云计算管理控制平台和显示终端，所述采集终端设在共享车辆上，包括GPS定位模块和相互连接的图像采集模块及图像传输模块，所述云计算管理控制平台根据采集到的车辆周边图像与预置在平台中的区域地理信息基准图进行图像匹配定位，将定位信息传输到显示终端。

2.根据权利要求1所述的一种基于云计算的共享车辆定位系统，其特征在于，所述云计算管理控制平台包括云计算控制中心和连接所述云计算控制中心的图像处理模块、GPS处理模块和存储模块，所述图像处理模块连接图像传输模块，所述GPS处理模块连接GPS定位模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于云计算的共享车辆定位系统，其特征在于，所述图像采集模块包括摄像头，用于拍摄所在车辆周围的全景图。

4.根据权利要求2所述的一种基于云计算的共享车辆定位系统，其特征在于，所述图像传输模块通过无线方式与图像处理模块连接。

5.根据权利要求2所述的一种基于云计算的共享车辆定位系统，其特征在于，所述GPS处理模块包括GPS信号接收模块和GPS信息处理模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于云计算的共享车辆定位系统，其特征在于，所述云计算中心包括共享车辆行驶区域的全景数据库和定位控制中心。

7.一种权利要求1～6所述的基于云计算的共享车辆定位系统的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、GPS处理模块根据来自共享车辆的GPS定位数据，从全景数据库中选取定位点周围设定范围内的图像作为图像处理模块匹配图像的基准图；

S2、图像处理模块构建尺度空间，检测极值点，搜索所有尺度上的图像位置，通过高斯微分函数识别潜在的对于尺度和旋转不变的兴趣点；

S3、通过拟合三维二次函数精确确定关键点的位置和尺度，去除已经检测到的特征点中低对比度的关键点和不稳定的边缘响应点；

S4、在特征点处提取特征描述符，为特征点分配方向值，使算子具备旋转不变性；

S5、生成SIFT特征向量，采用关键点特征向量的欧式距离作为两幅图像中关键点的相似性判定度量，当距离比率小于设定阈值时判定为匹配正确。

8.根据权利要求7所述的一种基于云计算的共享车辆定位系统的定位方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

S11、GPS处理模块从GPS信号接收模块读取GPS定位数据，将定位点在全景数据库中的地图上标记出来；

S12、以步骤S11的定位点为圆心，以设定的长度参数为半径，选取圆形的面积区域；

S13、将选取的面积区域中的全景图存储在图像匹配的模板中作为基准图。