CN110472452B - 基于光标签网络的辅助识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于光标签网络的辅助识别方法，包括：步骤一：选择所述光标签网络中至少一个可识别的固定式光标签作为参考光标签；步骤二：使用成像设备扫描所述参考光标签以采集所述参考光标签的标识信息；步骤三：至少基于所述参考光标签的标识信息识别所述光标签网络中满足预定范围和/或预定条件的一个或多个目标光标签。该方法实现了光标签的有效识别和应用。

Description

基于光标签网络的辅助识别方法

技术领域

本发明属于光信息技术领域，尤其涉及一种基于光标签网络的辅助识别方法。“光标签”也称“光通信装置”，其能够通过发出不同的光来传输不同的信息，两者在整个本申请中可以互换使用。

背景技术

条形码和二维码已经被广泛采用来对信息进行编码。当用特定设备或软件扫描这些条形码和二维码时，相应的信息就会被识别出来。然而，条形码和二维码的识别距离很受限制。例如，对于二维码而言，当用手机摄像头对其进行扫描时，该手机通常必须置于一个比较近的距离内，该距离通常只是二维码宽度的15倍左右。因此，对于远距离识别(例如相当于二维码宽度的200倍的距离)，条形码和二维码通常不能实现，或者必须定制非常大的条形码和二维码，但这会带来成本的提升，并且在许多情形下由于其他各种限制是不可能实现的。

光标签通过发出不同的光来传递信息，其具有远距、可见光条件要求宽松、指向性强、可定位的优势，并且光标签所传递的信息可以随时间迅速变化，从而可以提供大的信息容量(例如在中国专利公开CN104168060A、CN105740936A等中所描述的光通信装置)。相比于传统的二维码，光标签具有更强的信息交互能力，从而可以为用户和商家提供巨大的便利性。

光标签的应用需要对光标签进行有效的识别，但是在某些情况下(例如距离太远、光照太强、障碍物遮挡等)，无法实现对光标签的有效识别，导致应用的失败。为了实现光标签的有效识别和应用，开发一些光标签辅助识别方法是亟待解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种基于光标签网络的辅助识别方法，包括：

步骤一：选择所述光标签网络中至少一个可识别的固定式光标签作为参考光标签；

步骤二：使用成像设备扫描所述参考光标签以采集所述参考光标签的标识信息；

步骤三：至少基于所述参考光标签的标识信息识别所述光标签网络中满足预定范围和/或预定条件的一个或多个目标光标签。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，识别所述光标签网络中满足预定范围和/或预定条件的一个或多个目标光标签包括获取所述一个或多个目标光标签的相关信息。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述相关信息包括位置信息。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述步骤一包括如下子步骤：

1-1：使用成像设备获取包含一个或多个光标签的图像；

1-2：比较图像中的各个光标签图像，选择最清晰或者尺寸最大的光标签图像所对应的至少一个光标签；

1-3：识别所述至少一个光标签的标识信息，通过所述至少一个光标签的标识信息查询所述至少一个光标签的属性，判断该至少一个光标签是否是固定式光标签；

1-4：如果所述至少一个光标签是固定式光标签，就将其作为参考光标签；

1-5：如果所述至少一个光标签不是固定式光标签，重复步骤1-1至1-4，直到获得至少一个固定式光标签作为参考光标签。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，在所述子步骤1-2中，最清晰的光标签图像对应最小密度的光标签图像的纹理特征。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述步骤一包括如下子步骤：

1-1：使用成像设备扫描一光标签；

1-2：识别该光标签的标识信息，并通过所述标识信息查询所述光标签的属性，以判断所述光标签是否是固定式光标签；

1-3：如果所述光标签是固定式光标签，就将其作为参考光标签；

1-4：如果所述光标签不是固定式光标签，就针对下一个光标签重复子步骤1-1至1-3，直到获得固定式光标签作为参考光标签。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，还包括如下步骤：

使用成像设备获取包含参考光标签在内的一个或多个光标签的图像；

利用所述参考光标签的位置信息反向定位获得成像设备的位置信息和姿态信息；

基于所述若干光标签的图像中所述一个或多个光标签之间的位置关系和所述成像设备的位置信息和姿态信息，计算所述一个或多个光标签中参考光标签之外的其他光标签的位置信息；

将所计算的其他光标签的位置信息和服务器中存储的其他光标签的位置信息进行比较；

如果所计算的其他光标签的位置信息和服务器中存储的其他光标签的位置信息不匹配，就认为该不匹配的光标签为移动式光标签。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述一个或多个目标光标签具有相应的使用权限。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述光标签网络包括多个光标签和至少一个服务器，

所述光标签包括至少一个光源和控制器，所述控制器控制所述光源发出不同的光以传递不同信息，所述信息包含该光标签的标识符；

所述服务器被配置为基于光标签的标识符管理其相应的位置信息，所述位置信息包括光标签的地理位置和/或一个或多个相对位置，所述光标签的相对位置为该光标签相对于另一光标签的位置。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，还包括在用户的移动设备上呈现所述一个或多个目标光标签的相关信息。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述预定范围包括与所述参考光标签距离100米以内。

根据本发明的基于光标签网络的辅助识别方法，优选地，所述预定条件包括预定用途或预定场合。

本发明的基于光标签网络的辅助识别方法实现了光标签的有效识别和应用。

附图说明

以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：

图1为根据本发明一个实施例的光标签网络结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的用于构建光标签网络的方法的流程示意图；以及

图3为根据本发明的光标签辅助识别方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的实施例中，光标签可以是能够通过发出不同的光来传输不同的信息的任一光通信装置。在一个实施例中，光标签可包括至少一个光源和控制器，控制器用于控制所述光源发出的不同的光来传递不同的信息。例如，控制器可以通过改变光源发出的光的属性来使得光源发出不同的光。光的属性可以是光学成像器件(例如CMOS成像器件)能够感知的任何属性；例如其可以是光的强度、颜色、波长等人眼可感知的属性，也可以是人眼不可感知的其他属性，例如在人眼可见范围外的电磁波长的强度、颜色或波长改变，或者是上述属性的任一组合。因此，光的属性变化可以是单个属性发生变化，也可以是两个或更多个属性的组合发生变化。当选择光的强度作为属性时，可以简单地通过选择开启或关闭光源来实现。在下文中为了简单起见，以开启或关闭光源来改变光的属性，但本领域技术人员可以理解，用于改变光的属性的其他方式也是可行的。

在该光标签中可以使用各种形式的光源，只要其某一可被光学成像器件感知的属性能够以不同频率进行变化即可。光源中可以包括各种常见的光学器件，例如导光板、柔光板、漫射器等。例如，光源可以是一个LED灯、由多个LED灯构成的阵列、显示屏幕或者其中的一部分，甚至光的照射区域(例如光在墙壁上的照射区域)也可以作为光源。该光源的形状可以是各种形状，例如圆形、正方形、矩形、条状、L状等。

在一个实施例中，该光标签的控制器可以控制每个光源发出的光的属性，以便传递信息。例如，可以通过控制每个光源的开启和关闭来表示二进制数字信息的“0”或“1”，从而该光标签中多个光源可以用于表示一个二进制数字信息序列。如本领域技术人员可以理解的，每个光源不仅可以用于表示一个二进制数，还可以用于表示三进制或更大进制的数据。例如，可以通过将光源所发出的光的强度设置为从三种或更多种水平中进行选择，或者通过将光源所发出的光的颜色设置为从三种或更多种颜色中进行选择，甚至通过采用强度与颜色的组合，来使得每个光源能表示三进制或更大进制的数据。因此，相比于传统二维码，本发明的光标签可以显著提高数据编码密度。

在又一实施例中，该光标签的控制器可以控制光源以一定频率改变其所发出的光的属性，因此，本发明的光标签可以在不同的时间表示不同的数据信息，例如，不同的二进制数字信息序列。如此，当使用光学成像设备对本发明的光标签进行连续拍摄时(例如，以30帧/秒的速率)，其每一帧图像都可以用于表示一组信息序列，从而相比于传统的静态二维码，可以进一步显著地提高其数据编码密度。

在本申请的实施例中，可以使用本领域常见的光学成像设备或图像采集设备对光标签进行成像，从每帧图像确定所传递的信息，例如二进制数据1或数据0信息序列，从而实现光标签向光学成像器件的信息传递。光学成像设备或图像采集设备可以包括图像采集元件、处理器和存储器等。光学成像设备或图像采集设备例如可以是具有拍摄功能的移动终端，包括手机、平板电脑、智能眼镜等，其可以包括图像采集装置和图像处理模块。用户在距离光标签视距范围内通过肉眼发现光标签，通过使移动终端成像传感器朝向光标签，扫描该光标签并进行信息捕获与判读处理。当光标签的控制器控制光源以一定频率改变其所发出的光的属性时，移动终端的图像采集频率可以被设置为大于或等于光源的属性变换频率的2倍。通过对所采集的图像帧进行解码操作，可以完成识别解码的过程。在一个实施例中，为了避免图像帧的重复、遗漏等，可以在光标签所传递的信息中包括序列号、校验位、时间戳等。根据需要，可以在多个图像帧中给出起始帧或结束帧，或者二者兼有，用于指示多个图像帧的一个完整周期的开始或结束位置，该起始帧或结束帧可以被设定为显示某个特殊的数据组合，例如：全0或全1，或者任何不会与实际可能显示的信息相同的特殊组合。

以CMOS成像器件为例，当通过CMOS成像器件拍摄光源的连续的多帧图像时，可以通过控制器进行控制，使得光源的工作模式之间的切换时间间隔等于CMOS成像器件一个完整帧成像的时间长度，从而实现光源与成像器件的帧同步。假定每个光源每帧传输1比特的信息，那么对于30帧/每秒的拍摄速度，每个光源每秒钟可以传递30比特的信息，编码空间达到2³⁰，该信息可以包括例如，起始帧标记(帧头)、光标签的ID、口令、验证码、网址信息、地址信息、时间戳或其不同的组合等等。可以按照结构化方法，设定上述各种信息的顺序关系，形成数据包结构。每接收到一个完整的该数据包结构，视为获得一组完整数据(一个数据包)，进而可以对其进行数据读取和校验分析。表1给出根据本发明的一个实施例的示例数据包结构：

表1

帧头

属性字段(可选)

数据字段

校验位

帧尾

相比于传统的二维码，上述光标签通过发出不同的光来传递信息，其具有远距、可见光条件要求宽松、指向性强、可定位的优势，并且光标签所传递的信息可以随时间迅速变化，从而可以提供大的信息容量。因此，光标签具有更强的信息交互能力，从而可以为用户和商家提供巨大的便利性。为了基于光标签向用户和商家提供对应的服务，每个光标签都分配有唯一标识符(ID)，该标识符用以由光标签的制造者、管理者及使用者等唯一地识别或标识光标签。通常，可由光标签发布其标识符，而使用者可以使用例如手机上内置的图像采集设备或成像装置对光标签进行图像采集来获得该光标签传递的信息(例如标识符)，从而可以访问基于该光标签提供的服务。

现参考图1，示出了根据本发明一个实施例的光标签网络结构示意图。该光标签网络主要包括多个光标签和至少一个服务器。该网络中每个光标签可以是固定式光标签或移动式光标签。固定式光标签通常指位置基本保持不变的光标签，例如，安装在商店门头，建筑物上的光标签。移动式光标签通常指位置随时可变的光标签，例如，安装在例如汽车等可移动装置上的光标签，佩戴在人身上的光标签。如图1所示，与每个光标签相关的信息可保存在服务器上。例如，可以在服务器上保存每个光标签的标识符(ID)、位置信息以及其他信息，例如该光标签是固定式还是移动式、与该光标签相关的服务信息、与该光标签相关的其他描述信息或属性，如光标签的物理尺寸、朝向等。

光标签的位置信息可包括绝对位置和/或相对位置。绝对位置是指该光标签在物理世界中的实际位置，例如可以通过GPS信息来指示。光标签的相对位置是指该光标签相对于另一光标签的位置。在一个示例中，光标签的相对位置可以通过该光标签相对于另一光标签的空间位移来表示，也就是通过该光标签在以与其对应的另一光标签(下文也可称为参考光标签)为原点的坐标系中位置来进行表示，例如，相对位置可表示为(x,y,z:refID)，其中refID为作为坐标系原点的光标签的标识符，即该光标签所相对的参考光标签的标识符，x,y,z分别表示相对于该坐标系原点的三个方向的位移。优选地，每个光标签可以具有一个或多个相对位置。每个光标签的绝对位置可以通过递归地遍历光标签的相对位置来获取。例如，对于某个光标签，如果所对应的其中一个参考光标签的绝对位置已经被确定，则可以根据该光标签的相对位置和该参考光标签的绝对位置获得该光标签的绝对位置。如果该光标签对应的所有参考光标签的绝对位置都未确定，则以每个参考光标签为起点，遍历该参考光标签的所有相对位置，如果其中一个相对位置对应的参考光标签的绝对位置已知，则可根据该相对位置及该已知的绝对位置获得作为起点的参考光标签的绝对位置，从而进一步获得该光标签的绝对位置。上述过程可以不断重复直到获得某个已被确定的绝对位置为止。

在一些实施例中，可以将光标签网络中某些光标签设置为基准光标签，这些基准光标签的绝对位置包含精确的物理位置信息。例如，可以预先布设一定量的位置固定的基准光标签，或者可以通过精确的定位设备获取某些光标签的物理位置信息，并将这些光标签设置为基准光标签。这样，光标网络中的其余光标签可以利用这些基准光标签作为直接的或间接的参考光标签，进而利用上述递归过程获取其绝对位置。

在又一些实施例中，光标签的绝对位置可以通过用户携带的终端设备扫描光标签的方式来获得。这里的终端设备可以是具有成像、计算和通信功能的任意计算设备，例如上文提到的诸如手机、平板电脑、智能眼镜之类的光学成像设备或图像采集设备，或者也可以是便携笔记本电脑或专用于扫描光标签的移动通信设备等等。例如，用户可使用随身携带的手机上内置的成像装置对光标签进行图像采集，基于所采集的光标签图像可以获得该手机与所采集的光标签之间相对位置，然后就可以基于手机与光标签的相对位置和手机本身的地理位置信息计算出该光标签的地理位置信息。其中可以使用多种可行的方法来确定成像设备与光标签之间的相对位置关系。例如，可以通过确定成像设备与光标签的相对距离并通过分析光标签在成像设备上成像的透视畸变来确定成像设备与光标签之间的相对位置关系。又例如，可基于所采集的图像获得成像装置与光标签的相对距离，然后基于该成像装置与光标签的相对距离和该成像装置的朝向获得该手机与所采集的光标签之间相对位置，从而可基于这样的相对位置关系和该成像装置本身的位置信息(例如，GPS信息)计算出该光标签的绝对位置。

上述过程可在终端设备上执行，并由该终端设备将计算得到的绝对位置发送给服务器。目前市场销售的很多成像装置上通常配备有双目摄像头或深度摄像头，利用配备有双目摄像头或深度摄像头的成像装置对光标签进行图像采集，基于所采集的图像就能获得该成像装置与光标签之间的相对距离。又例如，当用户使用手机上内置的普通摄像头对光标签进行图像采集时，可以自动调整焦距，以获得光标签的清晰图像。通过对所采集的图像进行解码可以识别该光标签传递的信息(例如ID)，从而通过使用ID信息查询服务器获得光标签所对应的物理尺寸。这样，利用透镜物象公式和物像关系，基于光标签的清晰图像的尺寸、拍摄到该光标签的清晰图像时的焦距参数、光标签的物理尺寸也可以获得该摄像头与光标签的相对距离。接着如上文介绍的，可在终端设备上基于该成像装置与光标签的相对距离、该成像装置的朝向以及该成像装置本身的位置信息来计算该光标签的绝对位置，并由该终端设备将计算得到的绝对位置发送给服务器。在其他一些实施例中，也可以由终端设备将光标签的清晰图像的尺寸、拍摄到该光标签的清晰图像时的焦距参数、成像装置的位置信息等发送给服务器，由服务器来根据这些信息计算光标签的绝对位置。其中成像装置的定位信息可以利用终端设备上内置的位置传感器来获取。但是，终端设备上的位置传感器(例如手机的GRS传感器)存在一定的误差，例如误差通常为十几米。因此这样的获得光标签的绝对位置也存在一定误差。

在一些实施例中，还可以通过便携设备扫描光标签的方式获得光标签的相对位置。当用户使用手机上内置的成像装置对光标签进行图像采集时，同一图像中可能包含了多个光标签，对采集到的图像进行解码后会识别到多个光标签。如上文提到的，对于每个光标签都能获取该光标签与成像装置之间的相对位置。在获得了成像装置与至少两个光标签中的每一个的相对位置后，可以利用三角定位法确定这两个光标签之间的相对位置。与利用终端设备扫描光标签获得的绝对位置相比，采用上述方式确定的同一图像中两两光标签之间的相对位置更稳定和准确。

在又一些实施例中，可以不断更新在服务器上保存的光标签的位置信息。例如对于移动式光标签，随着其所附着的对象的不断移动，该光标签的位置信息会不断发生变化。另外，成像装置对光标签进行图像采集时距离远近不同，则所计算的成像装置与光标签的相对距离的精度也不同。通常，所采集的光标签图像尺寸越大，则估计的相对距离越准确，由此获得的光标签的绝对位置和相对位置的精度也越高。因此，可使用通过近距离拍摄获取的位置信息来不断代替使用较远距离拍摄而获得的位置信息。在一些优选的实施例中，服务器可以记录获得每个光标签位置信息时所采集的光标签图像尺寸或面积；当获得光标签的新的位置信息时，将获取该位置信息时采集的光标签图像尺寸或面积与先前保存的该光标签已有位置信息对应的光标签图像尺寸或面积进行比较，不断以较大的光标签图像对应的位置信息来代替较小的光标签图像对应的位置信息。在又一些实施例中，服务器可以记录获得每个光标签位置信息时成像装置与光标签的相对距离；当获得光标签的新的位置信息时，将获取该位置信息时的相对距离与该光标签已有位置信息对应的相对距离进行比较，不断以较近的相对距离对应的位置信息来代替较远的相对距离对应的位置信息。

继续参考图1，用户可以随时利用其携带的终端设备(例如手机)上的图像采集设备或成像装置对见到的某个光标签进行图像采集来获得该光标签传递的信息，例如该光标签的标识符(ID)。接着，终端设备可以与预定的或预先设置的光标签服务器建立网络连接，从而将所采集的光标签的清晰图像的尺寸、拍摄到该光标签的清晰图像时的焦距参数、光标签的ID和/或个人设备的位置信息等提供给服务器。光标签网络服务器可以响应于收到的信息来不断计算和更新相应光标签的相对位置和绝对位置。随着多个用户的终端设备对于光标签的不断扫描，服务器保存的光标签的相关信息逐渐完善，光标签网络的规模也随之不断扩展。用户只要扫描光标签网络中任一光标签，就可以通过服务器获得和访问该光标签网络中所有相关的光标签的各种相关信息。例如，可以利用光标签网络进行精准定位。用户可以通过扫描其附近的光标签来访问光标签网络服务器，向服务器提供目的地；接着服务器可以查询到目的地附近的光标签，并规划出从用户当前位置到目的地的路线和沿途相关的固定式光标签，并且可以根据光标签之间的相对位置精确地指示用户从当前扫描的光标签开始如何行进至下一个光标签，直到到达目的地为止。光标签网络服务器可以是在计算装置上运行的软件程序、一台计算装置或者由多台计算装置构成的集群。

现参考图2，示出了根据本发明一个实施例的用于动态构建光标签网络的方法的流程示意图。该方法通过终端设备对于光标签的不断扫描来逐步构建和完善光标签网络，其主要包括下列步骤：响应于由用户携带的终端设备对光标签的图像采集，识别所采集的图像中一个或多个光标签的标识符(步骤S1)；基于所采集的图像计算该终端设备与所识别的每个光标签之间相对位置(步骤S2)；根据该终端设备与每个光标签之间的相对位置和该终端设备的地理位置信息计算出该光标签的地理位置信息(步骤S3)；建立每个光标签的标识符与其对应的地理位置信息之间的对应关系(步骤S4)。

更具体地，在步骤S1，当用户希望使用或访问其周围环境中的光标签时，可以利用其随身携带的终端设备对光标签进行图像采集，以获取该光标签的标识符。例如，可使用手机上集成的成像装置对光标签进行拍照，通过自动调节焦距获得光标签的清晰图像，通过对所采集的图像进行相应解码操作，可识别该光标签传递的信息，例如该光标签发布的标识符。由于光标签可以进行远距离识别，所以对某个光标签进行图像采集时，在成像装置视场内可能会包括该光标签附近的多个光标签，因此所采集的图像中可能会包括多个光标签。为了更快地构建和完善光标签网络，可以响应于终端设备对光标签的每次图像采集，识别出所有出现在所采集的图像中的光标签的标识符。

在步骤S2，对于所识别的每个光标签，基于所采集的图像获取该光标签与进行图像采集的终端设备之间相对位置关系。如上文介绍的，例如基于通过配备有双目摄像头或深度摄像头的成像装置对光标签采集的清晰图像可以获得该成像装置与光标签之间的相对距离，再结合该成像装置的朝向或姿态等可以获得该成像装置与光标签之间的相对位置关系。

在步骤S3，可利用终端设备上内置或集成的位置传感器(例如GPS接收机等)获取该终端设备的地理位置信息，然后根据该终端设备的地理位置信息以及该终端设备与每个光标签之间的相对位置计算出该光标签的地理位置信息，从而获得该光标签的绝对位置，例如以GPS信息表示的该光标签在物理世界中的实际位置。在一些优选实施例中，该方法还包括获取光标签的相对位置的步骤。如上文提到的，在对某个光标签进行采集时，所采集的图像中可能会包括多个光标签，因此在获取每个光标签的绝对位置的同时还可以收集所识别的光标签两两之间的相对位置信息。对于出现在采集的图像中的任意两个光标签，根据每个光标签与终端设备之间的相对位置，可以利用例如三角定位方法获得这两个光标签之间的相对位置信息。

在一些实施例中上述步骤S1)-S3)可全部在用户个人携带的终端设备上执行，并由该终端设备将计算得到的光标签的绝对位置和相对位置及其标识符发送给光标签网络服务器进行保存和管理。在又一个实施例中，可以由终端设备将光标签的清晰图像尺寸、拍摄到该光标签的清晰图像时的焦距参数、该终端设备本身的位置信息、光标签标识符等发送给服务器，由服务器来根据这些信息计算终端设备与光标签之间的相对位置以及光标签的绝对位置和相对位置。

在一些实施例中，该方法还包括利用设定的基准光标签来获取光标签绝对位置的步骤。如上文提到的，可以将光标签网络中某些光标签设置为基准光标签，这些基准光标签的绝对位置包含精确的物理位置信息。例如，可以预先布设一定量的位置固定的基准光标签，或者可以通过精确的定位设备获取某些光标签的准确的物理位置信息，然后由光标签服务器将这些光标签设定为基准光标签，并保存其相应的地理位置信息。这样，光标网络中的其余光标签可以利用这些基准光标签作为参照来获取其绝对位置。例如根据终端设备从采集的图像中识别的每个光标签的标识符，服务器可以判断当前所采集的图像中是否包括基准光标签。如果确定当前采集的图像中包括基准光标签，则可以根据该基准光标签的地理位置信息以及光标签两两之间的相对位置信息获取所采集的图像中其余光标签的绝对位置。这样获得的绝对位置的优先级高于基于终端设备的地理位置信息获取的绝对位置。

继续参考图2，在步骤S4，光标签网络服务器基于光标签的标识符来管理其对应的绝对位置和/或相对位置。光标签网络服务器可以收到来自多个终端设备的关于光标签的相关信息，其利用光标签标识符来记录、保存、维护、更新和/或检索光标签的相应位置信息。随着多个用户对于各个光标签的不断扫描，该服务器保存的光标签的相关位置信息会逐渐完善，光标签网络的规模也随之不断扩展。

在一些优选的实施例中，该方法还包括由服务器响应于对光标签的识别来更新光标签的位置信息的步骤。如上文提到的，成像装置对光标签进行图像采集时距离远近不同，则所计算的成像装置与光标签的相对距离的精度也不同。通常，所采集的光标签图像尺寸越大，则估计的相对距离越准确，由此获得的光标签的绝对位置和相对位置的精度也越高。因此，可使用通过近距离拍摄获取的位置信息来不断代替使用较远距离拍摄而获得的位置信息。在一些实施例中，服务器可以记录获得每个光标签位置信息时所采集的光标签图像尺寸或面积；当获得光标签的新的位置信息时，将获取该位置信息时采集的光标签图像尺寸或面积与先前保存的该光标签已有位置信息对应的光标签图像尺寸或面积进行比较，不断以较大的光标签图像对应的位置信息来代替较小的光标签图像对应的位置信息。在又一些实施例中，服务器在记录或保存某个光标签的绝对位置或相对位置时，可以同时保存获得该绝对位置或相对位置所依据的终端设备与该光标签之间的相对距离。这样，当服务器接收到响应于终端设备对光标签的图像采集而产生的新信息时，可以判断当前进行图像采集的终端设备与该光标签之间的相对距离是否小于上次对该光标签进行图像采集的终端设备与该光标签之间的相对距离；如果小于，则以根据当前进行图像采集的终端设备与该光标签之间的相对距离计算得到的光标签的地理位置信息和/或相对位置信息来更新该光标签之前的地理位置信息和/或相对位置信息。反之，则不对光标签的绝对位置和相对位置进行更新。上述更新过程更适用于固定式光标签。而对于移动式光标签，为了及时地反映其位置状态变化，服务器可以在每次收到关于该移动式光标签的位置信息时都对相应位置信息进行更新；或者可以在前后两次位置之间距离超过一定阈值时以新的位置信息代替原来的位置信息。

在又一些实施例中，该方法还可包括利用光标签的相对位置来获取光标签的绝对位置。如上文介绍的，每个光标签可以具有一个或多个相对位置。每个光标签的绝对位置可以通过递归地遍历光标签的相对位置来获取。例如，对于某个光标签，如果所对应的其中一个参考光标签的绝对位置已经被确定，则可以根据该光标签的相对位置和该参考光标签的绝对位置获得该光标签的绝对位置。如果该光标签对应的所有参考光标签的绝对位置都未确定，则以每个参考光标签为起点，遍历该参考光标签的所有相对位置，如果其中一个相对位置对应的参考光标签的绝对位置已知，则可根据该相对位置及该已知的绝对位置获得作为起点的参考光标签的绝对位置，从而进一步获得该光标签的绝对位置。上述过程可以不断重复直到获得某个已被确定的绝对位置为止。在一个实施例中，可以将光标签网络中某些光标签设置为基准光标签，这些基准光标签的绝对位置包含精确的物理位置信息。例如，可以在布设一定量的位置固定的基准光标签，或者可以通过精确的定位设备获取某些光标签的物理位置信息，并将这些光标签设置为基准光标签。在光标网络中的其余光标签可以利用这些基准光标签可以作为直接的或间接的参考光标签，从而利用上述递归过程获取其绝对位置。

光标签的应用需要对光标签进行有效的识别，但是在某些情况下(例如距离太远、光照太强、障碍物遮挡等)，无法实现对光标签的有效识别，导致应用的失败。可以基于前述所建立的光标签网络，进行光标签的辅助识别，即通过扫描光标签网络中的某个可识别光标签来辅助识别其它光标签。参见图3所示的根据本发明的光标签辅助识别方法的流程图，光标签辅助识别方法包括如下步骤：

步骤一：选择光标签网络中的至少一个可识别的固定式光标签作为参考光标签。

在一个实施例中，可以获取包含一个或多个光标签的当前图像，从当前图像中选择至少一个固定式光标签作为参考光标签。优选地，可以选择图像最清晰或者图像尺寸最大的固定式光标签作为参考光标签，具体地，如果不能确知图像最清晰或者图像尺寸最大的光标签是否为固定式的，就采用如下方法进行判断：识别所选择的图像最清晰或者图像尺寸最大的至少一个光标签的标识信息，然后基于该标识信息查询其属性，判断该光标签是否是固定式光标签，如果是，就将其作为参考光标签，如果不是，重复前面的步骤直到获得一个固定式光标签为止。在一个实施例中，如前所述，可以利用图像的纹理信息判断图像是否清晰。通常情况下，图像尺寸大说明所对应的光标签距离图像采集设备较近。

在另一个实施例中，可以直接就近扫描一个光标签，并识别该光标签的标识信息，然后，通过所述标识信息查询所述光标签的属性，以判断所述光标签是否是固定式光标签；如果是固定式光标签，就将其作为参考光标签；如果不是固定式光标签，就继续扫描下一个光标签并重复判断其是否为固定式光标签，直到获得可扫描的固定式光标签作为参考光标签。

步骤二：使用成像设备扫描参考光标签以采集其标识信息。

步骤三：至少基于参考光标签的标识信息，获得光标签网络中满足预定范围和/或预定条件的一个或多个目标光标签。

具体地，预定范围例如为与参考光标签的距离为100米以内，预定条件例如为预定用途或预定场合，例如餐馆、游乐场、培训机构、食品店、服装店等；另外，预定条件例如为用户兴趣相关的条件，或者用户权限相关的条件，例如，付费用户和免费用户看到的光标签不一样，付费用户可以看到更多的相关的光标签，可以看到更少的广告相关的光标签。

在一个实施例中，可以将参考光标签的标识信息提供给服务器，由服务器基于该标识信息查询参考光标签的位置信息，并进而获得位于参考光标签附近的光标签作为目标光标签。

在一个实施例中，可以进一步结合用户的位置信息和朝向信息来确定所述目标光标签，使得所确定的目标光标签是在用户视野方向上存在的目标光标签(即使这些目标光标签实际上被遮挡或距离太远而肉眼不可见)。具体地，从服务器上获取参考光标签的位置信息，并反向定位用户的位置信息和朝向信息，然后根据参考光标签和目标光标签之间的位置关系以及用户的位置信息和朝向信息来确定目标光标签是否在用户的视野方向上并获得用户和目标光标签的相对位置关系，例如用户和目标光标签的相对距离。反向定位的方法请参见本申请人于2017年12月19日提交的申请号为201711372138.4的中国专利申请，其全部内容通过引用包含在本发明中。

在一个实施例中，可以进一步根据一些规则(例如，用户的权限、光标签的开放设置、用户的个性化设置(例如距离限制等))对目标光标签进行进一步过滤或筛选。

步骤四：将所述目标光标签的相关信息呈现给用户。

在一个实施例中，可以在用户的移动设备上呈现所述目标光标签的相关信息，例如，目标光标签所归属的店面的标识、与目标光标签相关联的网址、目标光标签距离用户的距离等等。用户可以通过移动设备与相应的目标光标签进行交互，以获得由目标光标签提供的各项服务。

举例来说，某商场中有若干店铺，该若干店铺的光标签都包含在光标签网络中。一般情况下，用户进入商场后，无法一下子识别到目标店铺的光标签。此时，用户在所在位置处用手机拍摄视野范围内的一个或多个光标签的图像；然后在该图像中选择图像最清晰或者图像尺寸最大的一个固定式光标签作为参考光标签(例如店铺1的光标签)，从服务器获取参考光标签的ID信息、位置信息等；然后基于服务器上存储的光标签网络的信息，就可以获取光标签网络中例如与参考光标签的距离为50米以内并且在参考光标签正后方的所有光标签的相关信息，相关信息包括所归属的店面、所关联的网址等，将这些相关信息呈现在用户的移动设备上，就能够帮助用户锁定目标光标签。进一步地，基于参考光标签的位置反向定位成像设备的位置信息和姿态信息，再基于图像中目标光标签与参考光标签之间的相对位置关系计算获得参考光标签和目标光标签的相对位置信息，就能获得目标光标签的实际位置信息和用户与目标光标签的距离并将其呈现给用户以便于用户选择。

根据又一些其他实施例，当用户对目标店铺实现进行识别之后，可以将目标店铺的实际位置与服务器中预存储的目标店铺的位置进行比较，如果这两个位置不匹配，说明目标店铺的光标签可能为移动式光标签，此时，利用光标签网络的辅助识别不准确，需要对这些光标签进行正常的识别处理。

另外，本领域技术人员能够理解，在光标签网络中，只提供用户权限范围内可见的光标签，光标签网络中的私有光标签对普通用户是不可见的，无法借助于光标签网络进行辅助识别，从而提高了安全性。

在本发明的实施例中，可以使用任何能够用于传递信息的光标签(或光源)。例如，本发明的方法可以适用于基于CMOS的滚动快门效应而通过不同的条纹来传递信息的光源(例如在中国专利公开CN104168060A中所描述的光通信装置)，也可以适用于如专利CN105740936A中所描述的光标签，也可以适用于各种能通过CCD感光器件来识别所传递的信息的光标签，或者也可以适用于光标签(或光源)的阵列。

本说明书中针对“各个实施例”、“一些实施例”、“一个实施例”、或“实施例”等的参考指代的是结合所述实施例所描述的特定特征、结构、或性质包括在至少一个实施例中。因此，短语“在各个实施例中”、“在一些实施例中”、“在一个实施例中”、或“在实施例中”等在整个说明书中各地方的出现并非必须指代相同的实施例。此外，特定特征、结构、或性质可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。因此，结合一个实施例中所示出或描述的特定特征、结构或性质可以整体地或部分地与一个或多个其他实施例的特征、结构、或性质无限制地组合，只要该组合不是非逻辑性的或不能工作。在方法流程中按照一定顺序进行描述的各个步骤并非必须按照该顺序执行，相反，其中的一些步骤的执行顺序可以改变，并且一些步骤可以并发执行，只要不影响方案的实现即可。另外，本申请附图中的各个元素仅仅为了示意说明，并非按比例绘制。

虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (11)

1.一种基于光标签网络的辅助识别方法，其中所述光标签网络包括多个光标签和至少一个服务器，所述服务器被配置为基于光标签的标识符管理其相应的位置信息，所述位置信息包括光标签的地理位置和/或一个或多个相对位置，所述光标签的相对位置为该光标签相对于另一光标签的位置，所述方法包括：

步骤一：选择所述光标签网络中至少一个可识别的固定式光标签作为参考光标签；

步骤二：使用成像设备扫描所述参考光标签以采集所述参考光标签的标识信息；

步骤三：至少基于所述参考光标签的标识信息识别所述光标签网络中与该参考光标签距离在预定范围内的一个或多个目标光标签。

2.根据权利要求1所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，识别所述光标签网络中与该参考光标签距离在预定范围内的一个或多个目标光标签包括获取所述一个或多个目标光标签的相关信息。

3.根据权利要求2所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，所述相关信息包括位置信息。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，所述步骤一包括如下子步骤：

1-1：使用成像设备获取包含一个或多个光标签的图像；

1-2：比较图像中的各个光标签图像，选择最清晰或者尺寸最大的光标签图像所对应的至少一个光标签；

1-3：识别所述至少一个光标签的标识信息，通过所述至少一个光标签的标识信息查询所述至少一个光标签的属性，判断该至少一个光标签是否是固定式光标签；

1-4：如果所述至少一个光标签是固定式光标签，就将其作为参考光标签；

1-5：如果所述至少一个光标签不是固定式光标签，重复步骤1-1至1-4，直到获得至少一个固定式光标签作为参考光标签。

5.根据权利要求4所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，在所述子步骤1-2中，最清晰的光标签图像对应最小密度的光标签图像的纹理特征。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，所述步骤一包括如下子步骤：

1-1：使用成像设备扫描一光标签；

1-2：识别该光标签的标识信息，并通过所述标识信息查询所述光标签的属性，以判断所述光标签是否是固定式光标签；

1-3：如果所述光标签是固定式光标签，就将其作为参考光标签；

1-4：如果所述光标签不是固定式光标签，就针对下一个光标签重复子步骤1-1至1-3，直到获得固定式光标签作为参考光标签。

7.根据权利要求3所述的基于光标签网络的辅助识别方法，还包括如下步骤：

使用成像设备获取包含参考光标签在内的一个或多个光标签的图像；

利用所述参考光标签的位置信息反向定位获得成像设备的位置信息和姿态信息；

基于所获取的图像中所述一个或多个光标签之间的位置关系和所述成像设备的位置信息和姿态信息，计算所述一个或多个光标签中参考光标签之外的其他光标签的位置信息；

将所计算的其他光标签的位置信息和服务器中存储的其他光标签的位置信息进行比较；

如果所计算的其他光标签的位置信息和服务器中存储的其他光标签的位置信息不匹配，就认为该不匹配的光标签为移动式光标签。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，所述一个或多个目标光标签具有相应的使用权限。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，

所述光标签包括至少一个光源和控制器，所述控制器控制所述光源发出不同的光以传递不同信息，所述信息包含该光标签的标识符。

10.根据权利要求2或3所述的基于光标签网络的辅助识别方法，还包括在用户的移动设备上呈现所述一个或多个目标光标签的相关信息。

11.根据权利要求1-3中任一项所述的基于光标签网络的辅助识别方法，其中，所述预定范围包括与所述参考光标签距离100米以内。

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