CN113449546A - 室内定位方法与装置及计算机可读储存媒体 - Google Patents

Abstract

一种室内定位方法，在拍摄照片后，根据照片中的对焦点与映像表获取目标对象的实际位置坐标，其具体做法为：利用相机的人脸对焦技术，经由拍摄相机或相片的焦点平面中，取得对焦点及人脸局部放大，并将此对焦点映像至实际位置坐标，另经由人脸比对系统取得该人脸相对应标识符，来联结该标识符的实际坐标位置，以作为该人脸用户于室内实时精准定位的方式。本发明还提供一种室内定位装置及计算机可读储存媒体，利用相机对焦技术，经由细分的对焦点进而取得个人于室内的精准定位，于大型建筑物或高楼室内，可方便实时获得个人定位信息。

Description

室内定位方法与装置及计算机可读储存媒体

技术领域

本发明涉及定位方法，尤其涉及一种室内定位方法与装置及计算机可读储存媒体。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System，GPS)只能有效使用于户外定位，对于室内建筑物内则无法获得有效的定位位置。此外，已知的室定位方法仍不是那么准确，且使用上不是那么方便。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种室内定位方法与装置及计算机可读储存媒体，取得该对焦点平面坐标及人脸图像，并经由人脸辨识确认标识符，及由映像表确认实际坐标，以达到实时室内定位的目的。

本发明实施例提供室内定位方法，应用于室内定位装置中，所述方法包括：取得第一用户上传的第一人脸图像并存储到人脸数据库中；辨识该第一人脸图像，以取得对应该第一人脸图像的第一人脸标识符；通过室内相机拍摄实际室内区域的整张室内图像；从该整张室内图像中获取第二用户的第二人脸对焦坐标及对应的第二人脸图像；根据预先建立的映射表，将该第二人脸对焦坐标转换为第三用户坐标；放大该第二人脸图像并执行人脸辨识；将辨识结果与该人脸数据库中的人脸数据比对，判断该第二人脸图像是否与该第一人脸图像相符；若该第二人脸图像是否与该第一人脸图像相符，则记录该第一人脸图像的该第一人脸标识符，并将该第三用户坐标作为该第一人脸标识符的实际定位数据；及传送该实际定位数据给该第一人脸标识符的该第一用户以更新其位置坐标。

本发明实施例还提供一种室内定位装置，包括：人脸辨识模块与计算与转换模块。该人脸辨识模块用于取得第一用户上传的第一人脸图像并存储到人脸数据库中，辨识该第一人脸图像，以取得对应该第一人脸图像的第一人脸标识符，及通过室内相机拍摄实际室内区域的整张室内图像。该计算与转换模块用于从该整张室内图像中获取第二用户的第二人脸对焦坐标及对应的第二人脸图像，及根据预先建立的映射表，将该第二人脸对焦坐标转换为第三用户坐标。该人脸辨识模块放大该第二人脸图像并执行人脸辨识，将辨识结果与该人脸数据库中的人脸数据比对，判断该第二人脸图像是否与该第一人脸图像相符，若该第二人脸图像是否与该第一人脸图像相符，则记录该第一人脸图像的该第一人脸标识符，并将该第三用户坐标作为该第一人脸标识符的实际定位数据；及传送该实际定位数据给该第一人脸标识符的该第一用户以更新其位置坐标。

本发明实施例还提供一种计算机可读储存媒体，该计算机可读储存媒体上储存有计算机程序，该计算机程序被执行时实现如前述的室内定位方法的步骤。

本发明实施例的室内定位方法、室内定位装置及计算机可读储存媒体在拍摄照片后，根据照片中的对焦点与映像表获取目标对象的实际位置坐标，其具体做法为：利用相机的人脸对焦技术，经由拍摄相机或相片的焦点平面中，取得对焦点及人脸局部放大，并将此对焦点映像至实际位置坐标，另经由人脸比对系统取得该人脸相对应ID，来联结该ID的实际坐标位置，以作为该人脸用户于室内实时精准定位的方式。

附图说明

图1是本发明实施例的室内定位方法的步骤流程图。

图2是本发明实施例通过室内相机拍摄实际室内区域的整张室内图像的示意图。

图3是本发明实施例拍摄的整张室内图像中的人脸坐标的示意图。

图4是本发明实施例拍摄的整张室内图像上的人脸坐标映像到该实际室内区域的坐标的示意图。

图5是本发明实施例的室内定位装置的硬件架构示意图。

图6是本发明实施例的室内定位装置的功能方块图。

主要元件符号说明

室内定位装置	200
		处理器	210
内存	220
		室内定位系统	230
人脸辨识模块	310
		计算与转换模块	320

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

需要说明的是，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例的间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围的内。

本发明实施例的室内定位方法是基于相机对焦技术，于成像范围内的对焦点，取得人脸图像及该对焦点在整个相机内成像范围的相对坐标，并经由人脸数据库内的人脸辨识取得标识符(ID)，及经由映像表(Mapping Table)取得实际坐标后，根据用户的ID与实际坐标位置，发送到个人行动装置使用界面，以达到个人实时室内定位的目的。

图1是本发明实施例的室内定位方法的步骤流程图，应用于室内定位装置中。根据不同的需求，所述流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略。

步骤S11，系统的人脸数据库通过网络取得用户上传的人脸图像。

步骤S12，系统辨识该人脸图像，以取得对应该人脸图像的人脸ID。

步骤S13，通过室内相机400拍摄实际室内区域的整张室内图像，如图2所示，其中该整张室内图像的中心点为O′(X_o,Y_o)＝O′(0,0)。

步骤S14，从该整张室内图像中获取用户的人脸对焦坐标及对应的人脸图像。举例来说，获取用户A的人脸对焦坐标A′(5,6)及用户A的人脸图像与用户B的人脸对焦坐标B′(-3,-4)及用户B的人脸图像，如图3所示。

步骤S15，根据预先建立的映射表，将取得的人脸对焦坐标转换为实际用户坐标。

参考图4，图像上的中心点O′(X_o,Y_o)映像到该实际室内区域的中心点为

该整张室内图像上的人脸对焦坐标A′(5,6)映像到实际室内区域的坐标为

图像上的人脸对焦坐标B′(-3,-4)映像到实际室内区域的坐标为

其中，C_n为相机400的实际室内坐标位置(C_n(X_cn,Y_cn,L_cn))，A′为相机400拍摄的室内图像上A点的焦点坐标，B′为相机400拍摄的室内图像上B点的焦点坐标，O为对应于相机400拍摄的室内图像上的对焦点O′的投射点的实际坐标，A为对应于相机400拍摄的室内图像上的对焦点A′的投射点的实际坐标，B为对应于相机400拍摄的室内图像上的对焦点B′的投射点的实际坐标，

为相机400的相机模块固定的角度，配合镜头焦距长度，以取得适合大小场景，

为相机400的对焦点可以对焦到被摄体时相机镜头模块等效在Z轴上所做的角度微调，及θ_n为相机400的对焦点可以对焦到被摄体时相机镜头模块等效在X/Y平面上所做的角度微调。

该室内图像上的人脸对焦坐标A′(5,6)到该室内图像上的中心点O′(X_o,Y_o)的距离，即A′-O′，映像到实际室内区域上的距离

又，该室内图像上的人脸对焦坐标B′(-3,-4)到该室内图像上的中心点O′(X_o,Y_o)的距离，即B′-O′，映像到实际室内区域上的距离

相机400拍摄的室内图像上的对焦点相对该室内图像原点转换成该室内区域中实际用户坐标相对实际原点的映像表如表1所示。

表1

对焦平面

-n

…

-1

0

1

…

n

-m

(X<sub>-n</sub>,Y<sub>-m</sub>)

(X<sub>-...</sub>,Y<sub>-m</sub>)

(X<sub>-1</sub>,Y<sub>-m</sub>)

(0,Y<sub>-m</sub>)

(X<sub>1</sub>,Y<sub>-m</sub>)

(X<sub>...</sub>,Y<sub>-m</sub>)

(X<sub>n</sub>,Y<sub>-m</sub>)

…

(X<sub>-n</sub>,Y<sub>-...</sub>)

(X<sub>-...</sub>,Y<sub>-...</sub>)

(X<sub>-1</sub>,Y<sub>-...</sub>)

(0,Y<sub>-...</sub>)

(X<sub>1</sub>,Y<sub>-...</sub>)

(X<sub>...</sub>,Y<sub>-...</sub>)

(X<sub>n</sub>,Y<sub>-...</sub>)

-1

(X<sub>-n</sub>,Y<sub>-1</sub>)

(X<sub>-...</sub>,Y<sub>-1</sub>)

(X<sub>-1</sub>,Y<sub>-1</sub>)

(0,Y<sub>-1</sub>)

(X<sub>1</sub>,Y<sub>-1</sub>)

(X<sub>...</sub>,Y<sub>-1</sub>)

(X<sub>n</sub>,Y<sub>-1</sub>)

0

(X<sub>-n</sub>,0)

(X<sub>-...</sub>,0)

(X<sub>-1</sub>,0)

(0,0)

(X<sub>1</sub>,0)

(X<sub>...</sub>,0)

(X<sub>n</sub>,0)

1

(X<sub>-n</sub>,Y<sub>1</sub>)

(X<sub>-...</sub>,Y<sub>1</sub>)

(X<sub>-1</sub>,Y<sub>1</sub>)

(0,Y<sub>1</sub>)

(X<sub>1</sub>,Y<sub>1</sub>)

(X<sub>...</sub>,Y<sub>1</sub>)

(X<sub>n</sub>,Y<sub>1</sub>)

…

(X<sub>-n</sub>,Y<sub>...</sub>)

(X<sub>-...</sub>,Y<sub>...</sub>)

(X<sub>-1</sub>,Y<sub>...</sub>)

(0,Y<sub>...</sub>)

(X<sub>1</sub>,Y<sub>...</sub>)

(X<sub>...</sub>,Y<sub>...</sub>)

(X<sub>n</sub>,Y<sub>...</sub>)

m

(X<sub>-n</sub>,Y<sub>m</sub>)

(X<sub>-...</sub>,Y<sub>m</sub>)

(X<sub>-1</sub>,Y<sub>m</sub>)

(0,Y<sub>m</sub>)

(X<sub>1</sub>,Y<sub>m</sub>)

(X<sub>...</sub>,Y<sub>m</sub>)

(X<sub>n</sub>,Y<sub>m</sub>)

映射表可由以下方式取得：

(1)根据相机镜头模块成像的参数Df_a、

和θ_n，经由前述的公式计算而获得映射表；或

(2)经由实际量测取得映射表，由

和相机镜头焦距决定。

步骤S16，对取得的人脸图像适当放大并执行人脸辨识。

步骤S17，将辨识结果与该人脸数据库中的人脸数据比对，判断是否有符合的人脸图像。

步骤S18，若没有符合的人脸图像，则放弃该拍摄取得的人脸图像与对应的实际坐标，并结束此室内定位流程。

步骤S19，若有符合的人脸图像，则记录该符合的人脸图像对应的ID，并将步骤15产生的实际用户坐标作为该ID的实际定位数据。

步骤S20，经由Internet传送出该实际定位数据给该ID的用户以更新其位置坐标。

图5是本发明实施例的室内定位装置的硬件架构示意图。室内定位装置200，但不仅限于，可通过系统总线相互通信连接处理器210、内存220以及室内定位系统230，图5仅示出了具有组件210-230的室内定位装置200，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。

所述内存220至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型内存(例如，SD或DX内存等)、随机访问内存(RAM)、静态随机访问内存(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可程序设计只读存储器(EEPROM)、可程序设计只读存储器(PROM)、磁性内存、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述内存220可以是所述室内定位装置10的内部存储单元，例如室内定位装置200的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述内存也可以是所述室内定位装置200的外部存储设备，例如所述室内定位装置200上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，所述内存220还可以既包括所述室内定位装置200的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述内存220通常用于存储安装于所述室内定位装置200的操作系统和各类应用软件，例如室内定位系统230的程序代码等。此外，所述内存220还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。

所述处理器210在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。所述处理器210通常用于控制所述室内定位装置200的总体操作。本实施例中，所述处理器210用于运行所述内存220中存储的程序代码或者处理数据，例如，运行所述室内定位系统230等。

需要说明的是，图5仅为举例说明室内定位装置200。在其他实施例中，室内定位装置200也可以包括更多或者更少的组件，或者具有不同的组件配置。

图6是本发明实施例的室内定位装置的功能方块图，其用于执行室内定位方法。本发明实施例的室内定位方法可由储存媒体中的计算机程序来实现，例如，室内定位装置200中的内存220。当实现本发明方法的计算机程序由处理器210加载到内存220时，驱动行装置200的处理器210执行本发明实施例的室内定位方法。

本发明实施例的室内定位装置200包括人脸辨识模块310及计算与转换模块320。

人脸辨识模块310通过网络取得用户上传的人脸图像並存儲進人脸数据库，辨识该人脸图像，以取得对应该人脸图像的人脸ID，並通过室内相机400拍摄取得实际室内区域的整张室内图像，如图2所示，其中该整张室内图像的中心点为O′(X_o,Y_o)＝O′(0,0)。

计算与转换模块320从该整张室内图像中获取用户的人脸对焦坐标及对应的人脸图像。举例来说，获取用户A的人脸对焦坐标A′(5,6)及用户A的人脸图像与用户B的人脸对焦坐标B′(-3,-4)及用户B的人脸图像，如图3所示。

计算与转换模块320根据预先建立的映射表，将取得的人脸对焦坐标转换为实际用户坐标。

参考图4，图像上的中心点O′(X_o,Y_o)映像到该实际室内区域的中心点为

该整张室内图像上的人脸对焦坐标A′(5,6)映像到实际室内区域的坐标为

图像上的人脸对焦坐标B′(-3,-4)映像到实际室内区域的坐标为

其中，C_n为相机400的实际室内坐标位置(C_n(X_cn,Y_cn,L_cn))，A′为相机400拍摄的室内图像上A点的焦点坐标，B′为相机400拍摄的室内图像上B点的焦点坐标，O为对应于相机400拍摄的室内图像上的对焦点O′的投射点的实际坐标，A为对应于相机400拍摄的室内图像上的对焦点A′的投射点的实际坐标，B为对应于相机400拍摄的室内图像上的对焦点B′的投射点的实际坐标，

为相机400的相机模块固定的角度，配合镜头焦距长度，以取得适合大小场景，

为相机400的对焦点可以对焦到被摄体时相机镜头模块等效在Z轴上所做的角度微调，及θ_n为相机400的对焦点可以对焦到被摄体时相机镜头模块等效在X/Y平面上所做的角度微调。

该室内图像上的人脸对焦坐标A′(5,6)到该室内图像上的中心点O′(X_o,Y_o)的距离，即A′-O′，映像到实际室内区域上的距离

又，该室内图像上的人脸对焦坐标B′(-3,-4)到该室内图像上的中心点O′(X_o,Y_o)的距离，即B′-O′，映像到实际室内区域上的距离

相机400拍摄的室内图像上的对焦点相对该室内图像原点转换成该室内区域中实际用户坐标相对实际原点的映像表如前文表1所示。映射表可由以下方式取得：

(1)根据相机镜头模块成像的参数Df_a、

和θ_n，经由前述的公式计算而获得映射表；或

(2)经由实际量测取得映射表，由

和相机镜头焦距决定。

人脸辨识模块310对取得的人脸图像适当放大并执行人脸辨识，将辨识结果与该人脸数据库中的人脸数据比对，判断是否有符合的人脸图像。若没有符合的人脸图像，则人脸辨识模块310放弃该拍摄取得的人脸图像与对应的实际坐标，并结束此室内定位流程。

若有符合的人脸图像，则人脸辨识模块310记录该符合的人脸图像对应的ID，将先前产生的实际用户坐标作为该ID的实际定位数据，并经由Internet传送出该实际定位数据给该ID的用户以更新其位置坐标。

所述室内定位装置200集成的模块/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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，所述计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁盘、光盘、计算机内存、只读存储器、随机存取内存、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

可以理解的是，以上所描述的模块划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在相同处理单元中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在相同单元中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。

本发明实施例的室内定位方法与装置及计算机可读储存媒体在拍摄照片后，根据照片中的对焦点与映像表获取目标对象的实际位置坐标，其具体做法为：利用相机的人脸对焦技术，经由拍摄相机或相片的焦点平面中，取得对焦点及人脸局部放大，并将此对焦点映像至实际位置坐标，另经由人脸比对系统取得该人脸相对应ID，来联结该ID的实际坐标位置，以作为该人脸用户于室内实时精准定位的方式。

对本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明实施例提供的技术方案和技术构思结合生成的实际需要做出其他相应的改变或调整，而这些改变和调整都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种室内定位方法，应用于室内定位装置中，其特征在于，所述方法包括：

取得第一用户上传的第一人脸图像並存儲到人脸数据库中；

辨识该第一人脸图像，以取得对应该第一人脸图像的第一人脸标识符；

通过室内相机拍摄实际室内区域的整张室内图像；

从该整张室内图像中获取第二用户的第二人脸对焦坐标及对应的第二人脸图像；

根据预先建立的映射表，将該第二人脸对焦坐标转换为第三用户坐标；

放大該第二人脸图像并执行人脸辨识；

将辨识结果与该人脸数据库中的人脸数据比对，判断該第二人脸图像是否與該第一人脸图像相符；

若該第二人脸图像是否與該第一人脸图像相符，则记录该第一人脸图像的該第一人脸标识符，并将該第三用戶坐标作为該第一人脸标识符的实际定位数据；及

传送该实际定位数据给该第一人脸标识符的該第一用户以更新其位置坐标。

2.如权利要求1所述的室内定位方法，其特征在于，还包括：

该整张室内图像上的中心点O′(X_o,Y_o)映像到该实际室内区域的中心点为

该整张室内图像上的第二人脸对焦坐标映像到該实际室内区域的該第三用戶坐标为

其中，C_n为该室内相机的实际室内坐标位置(C_n(X_cn,Y_cn,L_cn))，A′为该室内相机拍摄的該第二人脸图像的該第二人脸对焦坐标，A为对应于該第二人脸对焦坐标的投射点的实际坐标，

为该室内相机的相机模块固定的角度，

为该室内相机的对焦点可以对焦到被摄体时相机镜头模块等效在Z轴上所做的角度微调，及θ_n为该室内相机的对焦点可以对焦到被摄体时該相机镜头模块等效在X/Y平面上所做的角度微调。

3.如权利要求2所述的室内定位方法，其特征在于，还包括：

根据該相机镜头模块成像的参数Df_a、

和θ_n，经由前述的公式计算而获得該映射表。

4.一种室内定位装置，其特征在于，包括：

人脸辨识模块，用于取得第一用户上传的第一人脸图像並存儲到人脸数据库中，辨识该第一人脸图像，以取得对应该第一人脸图像的第一人脸标识符，及通过室内相机拍摄实际室内区域的整张室内图像；及

计算与转换模块，用于从该整张室内图像中获取第二用户的第二人脸对焦坐标及对应的第二人脸图像，及根据预先建立的映射表，将該第二人脸对焦坐标转换为第三用户坐标；

其中，該人脸辨识模块放大該第二人脸图像并执行人脸辨识，将辨识结果与该人脸数据库中的人脸数据比对，判断該第二人脸图像是否與該第一人脸图像相符，若該第二人脸图像是否與該第一人脸图像相符，则记录该第一人脸图像的該第一人脸标识符，并将該第三用戶坐标作为該第一人脸标识符的实际定位数据；及传送该实际定位数据给该第一人脸标识符的該第一用户以更新其位置坐标。

5.如权利要求4所述的室内定位装置，其特征在于，该整张室内图像上的中心点O′(X_o,Y_o)映像到该实际室内区域的中心点为

该整张室内图像上的第二人脸对焦坐标映像到該实际室内区域的該第三用戶坐标为

其中，C_n为该室内相机的实际室内坐标位置(C_n(X_cn,Y_cn,L_cn))，A′为该室内相机拍摄的該第二人脸图像的該第二人脸對焦坐标，A为对应于該第二人脸對焦坐标的投射点的实际坐标，

为该室内相机的相机模块固定的角度，

为该室内相机的对焦点可以对焦到被摄体时相机镜头模块等效在Z轴上所做的角度微调，及θ_n为该室内相机的对焦点可以对焦到被摄体时該相机镜头模块等效在X/Y平面上所做的角度微调。

6.如权利要求5所述的室内定位装置，其特征在于，根据該相机镜头模块成像的参数Df_a、

和θ_n，经由前述的公式计算而获得該映射表。

7.一种计算机可读储存媒体，该计算机可读储存媒体上储存有计算机程序，该计算机程序被执行时实现如权利要求1至3任一项的室内定位方法的步骤。

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