CN109558874A - 一种基于图像识别的定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种基于图像识别的定位方法，包括如下步骤：S01：在地图上相应位置标注地标和门牌信息，并将地标和门牌信息及其对应的坐标存储在存储模块中；S02：拍摄待定位点的地标或门牌，得到拍摄图像；S03：采用图像识别模块识别拍摄图像中是否含有门牌或地标，当拍摄图像中含有门牌时，通过文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并根据存储模块中的门牌信息进行坐标定位；当拍摄图像中含有地标时，通过图像搜索模块在所述存储模块中搜索相似地标，根据存储模块中该地标对应的坐标进行坐标定位。本发明提供的一种基于图像识别的定位方法及装置，能够在卫星定位、基站定位和WIFI定位失效的情况下，基于图像识别的技术，进一步进行精确定位。

Description

一种基于图像识别的定位方法及装置

技术领域

本发明涉及数字识别领域，具体涉及一种基于图像识别的定位方法及装置。

背景技术

目前的定位技术主要包括GPS定位，移动基站定位，WIFI定位。GPS定位系统仅适合于开阔区域，在高楼或树木较为密集的条件下，GPS定位系统会失效；移动基站定位通过到达时间(TOA)、增强测量时间差(E-OTD)和GPS辅助(A-GPS)实现，但是基站定位误差为100米到上千米，具体误差受到移动基站数量，多径传播等影响；WIFI定位的原理与移动基站定位原理类似，因此，WIFI定位的误差也在100米到上千米，具体误差受到WIFI站点数量，相互之间距离以及多径传播等影响。

因此，需要一种能够精准定位的装置及方法来克服上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于图像识别的定位方法及装置，能够在基站定位、卫星定位和WIFI定位失效的情况下，基于图像识别的技术，进一步进行精确定位。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于图像识别的定位方法，包括如下步骤：

S01：在地图上相应位置标注地标和门牌信息，并将地标和门牌信息及其对应的坐标存储在存储模块中；

S02：拍摄待定位点的地标或门牌，得到拍摄图像；

S03：采用图像识别模块识别拍摄图像中是否含有门牌或地标，当拍摄图像中含有一个门牌时，通过文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并根据存储模块中的门牌信息进行坐标定位；

当拍摄图像中含有一个地标时，通过图像搜索模块在所述存储模块中搜索相似地标，并计算搜索出来的相似地标与拍摄图像中地标的相似度，在存储模块中选取与拍摄图像中地标具有最大相似度的地标，根据存储模块中该地标对应的坐标进行坐标定位；

当拍摄图像中含有M个地标和/或门牌时，分别对M个地标和/或门牌进行坐标定位，并将多个坐标整合为一个坐标，利用该坐标进行坐标定位，其中，M为大于1的整数。

进一步地，所述步骤S01和步骤S02之间还包括初步定位，所述初步定位包括采用卫星或基站或WIFI进行初步定位，或者采用前次定位的坐标作为初步定位坐标。

进一步地，所述步骤S03中当拍摄图像中含有地标时，以初步定位坐标为参考点，在所述存储模块中搜索相似地标。

进一步地，所述步骤S03中，当最大相似度大于等于阈值时，输出存储模块中该地标对应的坐标以及相似度；当最大相似度小于阈值时，输出相似度最大的A个地标及其分别对应的坐标以及相似度，其中，A为大于0的整数。

进一步地，所述门牌信息以文字形式存储，所述地标以图像形式存储。

进一步地，所述门牌信息采用哈希查找表进行存储。

进一步地，所述步骤S03中将多个定位结果进行整合的方法为：

S031：对M个坐标利用格拉布斯准则剔除异常值；

S032：对上述结果利用最小二乘法进行拟合，形成统一坐标。

进一步地，所述门牌号码采用分段存储，两个门牌号码之间的门牌号码通过等分计算获得。

进一步地，所述存储模块的载体为云端。

本发明提供的一种基于图像识别的定位装置，包括存储模块、摄像头、图像识别模块、文字识别模块、文字坐标映射模块、图像搜索模块、图像坐标映射模块和坐标标记模块；所述摄像头连接所述图像识别模块，所述图像识别模块同时连接所述文字识别模块和图像搜索模块，且所述文字识别模块和图像搜索模块还同时连接所述存储模块；所述文字识别模块的另一端连接所述文字坐标映射模块，所述图像搜索模块的另一端连接所述图像坐标映射模块，所述文字坐标映射模块和图像坐标映射模块的另一端同时连接所述坐标标记模块；

所述摄像头获得拍摄图像传输至所述图像识别模块进行识别，当识别出所述拍摄图像中包括一个门牌信息时，所述图像识别模块将识别结果以及拍摄图像传输至所述文字识别模块，所述文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并传输至所述文字坐标映射模块中，所述文字坐标映射模块根据存储模块中的门牌信息映射对应坐标，并将对应坐标传输至所述坐标标记模块，所述坐标标记模块在地图中进行坐标定位；

当识别出所述拍摄图像中包括一个地标时，所述图像识别模块将识别结果以及拍摄图像传输至所述图像搜索模块，所述图像搜索模块在所述存储模块中搜索相似地标，并计算搜索出来的相似地标与拍摄图像中地标的相似度，在存储模块中选取与拍摄图像中地标具有最大相似度的地标，并将存储模块中该地标以及对应的相似度传输至所述图像坐标映射模块中，所述图像坐标映射模块根据存储模块中对应的地标映射对应坐标，，并将对应坐标传输至所述坐标标记模块，所述坐标标记模在地图中进行坐标标记；

当拍摄图像中含有M个地标和/或门牌时，分别对M个地标和/或门牌进行坐标定位，并将多个坐标整合为一个坐标，利用该坐标进行坐标定位，其中，M为大于1的整数。

本发明的有益效果为：本发明中预先在存储模块中存储了地图上不同坐标对应的地标图像以及门牌信息，在定位过程中，通过拍摄图像与存储模块中地标或者门牌信息的匹配进行定位，本发明中的定位方法不受移动卫星、基站以及WIFI站点的影响，也不受周围环境的影响，只需要图像识别即可实现精准定位。

附图说明

附图1为本发明一种基于图像识别的定位方法的流程图。

附图2为本发明一种基于图像识别的定位装置的结构示意图。

具体

本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实

实施方式

为使施方式做进一步的详细说明。

如附图1所示，一种基于图像识别的定位方法，包括如下步骤：

S01：在地图上相应位置标注地标和门牌信息，并将地标和门牌信息及其对应的坐标存储在存储模块中。

其中，门牌信息以文字形式存储，地标以图像形式存储；进一步地，门牌信息采用哈希查找表进行存储，门牌信息包括路名以及门牌号码。当门牌信息比较密集的时候，门牌号码可以采用分段存储，两个门牌号码之间的门牌号码通过等分计算获得。本发明中门牌信息以及地标图像可以存储在云端。地标是指具有独特地理特色的建筑物或者自然物，或其他具有区域唯一性的形象标志。

S02：拍摄待定位点的地标或门牌，得到拍摄图像。

本发明中采用拍摄图像进行定位属于精细定位，在此之前可以先进行初步定位，初步定位采用传统定位方法中的卫星、基站或者WIFI进行，或者直接采用前次定位的坐标作为初步定位坐标。需要说明的是，初步定位都会存在一定的定位误差，比如，采用1个基站进行定位，其定位误差的最大范围是该基站与定位位置距离的两倍，等等。本发明中无论初步定位的定位误差的大小，均可以继续进行步骤S03，该初步定位的目的只是为了下一步进行门牌信息或者地标的匹配的时候，有一个参照物，即搜索的时候以初次定位的定位点为参考点进行搜索匹配，这样加快搜索匹配的时间。初步定位也可能存在定位失败的情况，当初步定位失败时，可以将上次初步定位的坐标作为本次初步定位的坐标，并以此为参考点，进行步骤S03，或者在定位失败的时候不输出初步定位结果，直接进入步骤S03中进行定位。

S03：采用图像识别模块识别拍摄图像中是否含有门牌或地标，当拍摄图像中含有一个门牌时，通过文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并根据存储模块中的门牌信息进行坐标定位；当拍摄图像中含有一个地标时，通过图像搜索模块在存储模块中搜索相似地标，并计算搜索出来的相似地标与拍摄图像中地标的相似度，在存储模块中选取与拍摄图像中地标具有最大相似度的地标，根据存储模块中该地标对应的坐标进行坐标定位。

其中，文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息之后，直接跟存储模块中哈希查找表索引地址进行定位。

图像搜索模块在搜索存储模块中地标图像的过程中，可能会搜索到多个与拍摄图像中地标相似的图像，因此，还需要进一步计算搜索出来的图像与拍摄图像的相似度，其中，相似度最大的搜索图像被认为与拍摄图像中的地标想匹配。本发明中还可以根据该最大相似度做出不同的定位输出：当最大相似度大于等于阈值时，输出存储模块中该地标对应的坐标以及相似度；当最大相似度小于阈值时，输出相似度最大的A个地标及其分别对应的坐标以及相似度，其中，A为大于0的整数。这里的相似度阈值可以自主定义，可以为根据该方法定位结果总结出来的一个数值。本发明中，按相似度从大到小依此显示A个匹配地标及其分别对应的坐标以及相似度，当选择结束匹配时，则结束匹配，当选择进一步拍照识别时，保留本次的匹配结果并重复步骤S01-S03。

当拍摄图像中含有M个地标和/或门牌时，分别对M个地标和/或门牌进行坐标定位，并将多个坐标整合为一个坐标，利用该坐标进行坐标定位，其中，M为大于1的整数。具体整合的方法为：

S031：对M个坐标利用格拉布斯准则剔除异常值；

S032：对上述结果利用最小二乘法进行拟合，形成统一坐标。

值得说明的是，本发明中拍摄的图像可以为一张或多张，当拍摄的图像为多张时，可以分别对多张拍摄图像中的门牌信息或者坐标信息进行识别，并按照步骤S03中的整合方法进行定位。

如附图2所示，本发明提供的一种基于图像识别的定位装置，包括存储模块(图中未显示)、摄像头、图像识别模块、文字识别模块、文字坐标映射模块、图像搜索模块、图像坐标映射模块和坐标标记模块；摄像头连接图像识别模块，图像识别模块同时连接文字识别模块和图像搜索模块，且文字识别模块和图像搜索模块还同时连接存储模块；文字识别模块的另一端连接文字坐标映射模块，图像搜索模块的另一端连接图像坐标映射模块，文字坐标映射模块和图像坐标映射模块的另一端同时连接坐标标记模块。

摄像头获得拍摄图像传输至图像识别模块进行识别，当识别出拍摄图像中包括一个门牌信息时，图像识别模块将识别结果以及拍摄图像传输至文字识别模块，文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并传输至文字坐标映射模块中，文字坐标映射模块根据存储模块中的门牌信息映射对应坐标，并将对应坐标传输至坐标标记模块，坐标标记模块根据定位结果在地图中进行坐标定位。

当识别出拍摄图像中包括一个地标时，图像识别模块将识别结果以及拍摄图像传输至图像搜索模块，图像搜索模块在存储模块中搜索相似地标，并计算搜索出来的相似地标与拍摄图像中地标的相似度，在存储模块中选取与拍摄图像中地标具有最大相似度的地标，并将存储模块中该地标以及对应的相似度传输至图像坐标映射模块中，图像坐标映射模块根据存储模块中对应的地标映射对应坐标，并将对应坐标传输至坐标标记模块，所述坐标标记模在地图中进行坐标标记。

当拍摄图像中含有M个地标和/或门牌时，分别对M个地标和/或门牌进行坐标定位，并将多个坐标整合为一个坐标，利用该坐标进行坐标定位，，其中，M为大于1的整数。

本发明中基于图像识别的定位装置还包括初步定位模块，具体采用卫星或基站或WIFI进行初步定位，该初步定位模块位于摄像头和图像识别模块之间。

本发明中预先在存储模块中存储了地图上不同坐标对应的地标图像以及门牌信息，在定位过程中，通过拍摄图像与存储模块中地标或者门牌信息的匹配进行定位，本发明中的定位方法不受移动卫星、基站以及WIFI站点的影响，也不受周围环境的影响，只需要图像识别即可实现精准定位。

以上所述仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用于限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

S01：在地图上相应位置标注地标和门牌信息，并将地标和门牌信息及其对应的坐标存储在存储模块中；

S02：拍摄待定位点的地标或门牌，得到拍摄图像；

S03：采用图像识别模块识别拍摄图像中是否含有门牌或地标，当拍摄图像中含有一个门牌时，通过文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并根据存储模块中的门牌信息进行坐标定位；

当拍摄图像中含有一个地标时，通过图像搜索模块在所述存储模块中搜索相似地标，并计算搜索出来的相似地标与拍摄图像中地标的相似度，在存储模块中选取与拍摄图像中地标具有最大相似度的地标，根据存储模块中该地标对应的坐标进行坐标定位；

当拍摄图像中含有M个地标和/或门牌时，分别对M个地标和/或门牌进行坐标定位，并将多个坐标整合为一个坐标，利用该坐标进行坐标定位，其中，M为大于1的整数。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述步骤S01和步骤S02之间还包括初步定位，所述初步定位包括采用卫星或基站或WIFI进行初步定位，或者采用前次定位的坐标作为初步定位坐标。

3.根据权利要求2所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述步骤S03中当拍摄图像中含有地标时，以初步定位坐标为参考点，在所述存储模块中搜索相似地标。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述步骤S03中，当最大相似度大于等于阈值时，输出存储模块中该地标对应的坐标以及相似度；当最大相似度小于阈值时，输出相似度最大的A个地标及其分别对应的坐标以及相似度，其中，A为大于0的整数。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述门牌信息以文字形式存储，所述地标以图像形式存储。

6.根据权利要求5所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述门牌信息采用哈希查找表进行存储。

7.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述步骤S03中将多个定位结果进行整合的方法为：

S031：对M个坐标利用格拉布斯准则剔除异常值；

S032：对上述结果利用最小二乘法进行拟合，形成统一坐标。

8.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述门牌号码采用分段存储，两个门牌号码之间的门牌号码通过等分计算获得。

9.根据权利要求1所述的一种基于图像识别的定位方法，其特征在于，所述存储模块的载体为云端。

10.一种基于图像识别的定位装置，其特征在于，包括存储模块、摄像头、图像识别模块、文字识别模块、文字坐标映射模块、图像搜索模块、图像坐标映射模块和坐标标记模块；所述摄像头连接所述图像识别模块，所述图像识别模块同时连接所述文字识别模块和图像搜索模块，且所述文字识别模块和图像搜索模块还同时连接所述存储模块；所述文字识别模块的另一端连接所述文字坐标映射模块，所述图像搜索模块的另一端连接所述图像坐标映射模块，所述文字坐标映射模块和图像坐标映射模块的另一端同时连接所述坐标标记模块；

所述摄像头获得拍摄图像传输至所述图像识别模块进行识别，当识别出所述拍摄图像中包括一个门牌信息时，所述图像识别模块将识别结果以及拍摄图像传输至所述文字识别模块，所述文字识别模块识别拍摄图像中的门牌信息，并传输至所述文字坐标映射模块中，所述文字坐标映射模块根据存储模块中的门牌信息映射对应坐标，并将对应坐标传输至所述坐标标记模块，所述坐标标记模块在地图中进行坐标定位；

当识别出所述拍摄图像中包括一个地标时，所述图像识别模块将识别结果以及拍摄图像传输至所述图像搜索模块，所述图像搜索模块在所述存储模块中搜索相似地标，并计算搜索出来的相似地标与拍摄图像中地标的相似度，在存储模块中选取与拍摄图像中地标具有最大相似度的地标，并将存储模块中该地标以及对应的相似度传输至所述图像坐标映射模块中，所述图像坐标映射模块根据存储模块中对应的地标映射对应坐标，，并将对应坐标传输至所述坐标标记模块，所述坐标标记模在地图中进行坐标标记；

当拍摄图像中含有M个地标和/或门牌时，分别对M个地标和/或门牌进行坐标定位，并将多个坐标整合为一个坐标，利用该坐标进行坐标定位，其中，M为大于1的整数。