CN114674291A - 一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,包括步骤:一、室内空间直角坐标系的建立;二、建立室内全景影像库;三、利用智能手机采集室内双景影像;四、前影像和后影像与室内全景影像库的匹配;五、获取用户在室内的位置;六、用户在室内的位置的校核。本发明步骤简单、设计合理,将智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度;且双景拍照具有前后光轴平行的校检条件,从两个方向的匹配解算位置可以相互校核,可大幅提高室内定位的速度及精度。
Description
技术领域
本发明属于图像匹配室内定位技术领域,具体涉及一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法。
背景技术
近年来,随着影像识别技术的发展,图像匹配的精度及速度大幅提高,通过手机拍摄图像进行手机定位成为可能,而具有双景前后端拍摄功能的手机已成主流设备。在这种情况下,有效的利用图像识别技术,并结合手机双景前后端拍摄技术,实现室内的精准定位成为可能。
目前采用图像匹配定位方法,是通过移动端单一方向摄像头获取用户当前位置影像同数据库预存位置影像识别匹配,经过计算获得用户当前位置。存在的问题是:从单一方向摄像头拍照进行图像匹配室内定位缺少校核条件,以使用户室内定位精度不高;另外图像匹配的范围较小,图像匹配的准确率低。
因此,现如今缺少一种方法步骤简单,设计合理的基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,将智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度;且双景拍照具有前后光轴平行的校检条件,从两个方向的匹配解算位置可以相互校核,可大幅提高室内定位的速度及精度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其步骤简单、设计合理,将智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度;且双景拍照具有前后光轴平行的校检条件,从两个方向的匹配解算位置可以相互校核,可大幅提高室内定位的速度及精度。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、室内空间直角坐标系的建立:
步骤二、建立室内全景影像库:
步骤三、利用智能手机采集室内双景影像:
用户在室内任意位置,采用智能手机的前置摄像头和后置摄像头分别对室内拍摄,并将拍摄到的前影像和后影像通过自带的WIFI无线通信模块发送至计算机;
步骤四、前影像和后影像与室内全景影像库的匹配:
步骤五、获取用户在室内的位置:
步骤六、用户在室内的位置的校核:
步骤2012、采用全景相机在第个拍摄点对室内进行全景拍摄,并将第个拍摄点拍摄的第个室内全景影像通过自带的WIFI无线通信模块发送至计算机,并采用全站仪测量全景相机在第个拍摄点进行全景拍摄时在室内空间直角坐标系下的坐标,并将全景相机在第个拍摄点进行全景拍摄时在室内空间直角坐标系下的坐标记作第个室内全景影像拍摄点坐标;
步骤2014、通过与计算机连接的参数输入模块输入第个室内全景影像拍摄点坐标并存储至与计算机连接的存储器中,计算机调取全景影像拼接模块,并输入第1个室内全景影像至第个室内全景影像进行拼接,形成室内全景影像库。
步骤4013、采用计算机将特征点匹配对数最大值所对应的室内全景影像记作与前影像匹配的室内全景影像,并获取前影像的特征点匹配对;
步骤4014、采用计算机从步骤204中室内全景影像像点空间坐标,得到与前影像匹配的特征点的空间坐标,并记作前特征匹配点的空间坐标。
步骤4023、采用计算机将特征点匹配对数最大值所对应的室内全景影像记作与后影像匹配的室内全景影像,并获取后影像的特征点匹配对;
步骤4024、采用计算机从步骤204中室内全景影像像点空间坐标,得到与后影像匹配的特征点的空间坐标,并记作后特征匹配点的空间坐标。
上述的一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其特征在于:步骤501中根据前特征匹配点的空间坐标和后特征匹配点的空间坐标,得到智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标和智能手机中前置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标,具体过程如下:
步骤B、计算机调取投影矩阵计算模块,从后影像的特征点匹配对中选择四个特征点匹配对输入,得到后影像的投影矩阵,计算机调取QR分解模块,对后影像的投影矩阵进行QR分解,得到后影像的外方位元素值;其中,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,分别表示智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的轴方向的坐标、轴方向的坐标和轴方向的坐标;
同时,计算机调取投影矩阵计算模块,从前影像的特征点匹配对中选择四个特征点匹配对输入,得到前影像的投影矩阵,计算机调取QR分解模块,对前影像的投影矩阵进行QR分解,得到前影像的外方位元素值;其中,表示手机前置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机前置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机前置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,分别表示智能手机中前置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的轴方向的坐标、轴方向的坐标和轴方向的坐标。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明方法步骤简单,设计合理,首先是室内空间直角坐标系的建立,其次是建立室内全景影像库,接着是利用智能手机采集室内双景影像,并将前影像和后影像与室内全景影像库进行匹配,接着根据前特征匹配点的空间坐标和后特征匹配点的空间坐标获取用户在室内的位置,最后是用户在室内的位置的校核。
2、本发明根据前特征匹配点的空间坐标和后特征匹配点的空间坐标,得到智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标和智能手机中前置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标,进而得到用户在室内当前拍摄位置时的X轴坐标和Y轴坐标,并将前置摄像头拍摄位置和后置摄像头拍摄位置的解算欧氏距离和智能手机中前置摄像头和后置摄像头的光心的实际欧氏距离进行比较判断,以使,则用户在室内的位置的解算正确,即用户在室内的位置为,确保用户在室内的位置的解算正确。
3、本发明方法步骤简单,设计合理,特别适合基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核,提高室内定位的速度及精度。
4、本发明中前影像和后影像与室内全景影像库的匹配,以使智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度。
综上所述,本发明步骤简单、设计合理,将智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度;且双景拍照具有前后光轴平行的校检条件,从两个方向的匹配解算位置可以相互校核,可大幅提高室内定位的速度及精度。
下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明方法的方法流程框图。
具体实施方式
如图1所示,本发明的一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,包括以下步骤:
步骤一、室内空间直角坐标系的建立:
步骤二、建立室内全景影像库:
步骤三、利用智能手机采集室内双景影像:
用户在室内任意位置,采用智能手机的前置摄像头和后置摄像头分别对室内拍摄,并将拍摄到的前影像和后影像通过自带的WIFI无线通信模块发送至计算机;
步骤四、前影像和后影像与室内全景影像库的匹配:
步骤五、获取用户在室内的位置:
步骤六、用户在室内的位置的校核:
步骤2012、采用全景相机在第个拍摄点对室内进行全景拍摄,并将第个拍摄点拍摄的第个室内全景影像通过自带的WIFI无线通信模块发送至计算机,并采用全站仪测量全景相机在第个拍摄点进行全景拍摄时在室内空间直角坐标系下的坐标,并将全景相机在第个拍摄点进行全景拍摄时在室内空间直角坐标系下的坐标记作第个室内全景影像拍摄点坐标;
步骤2014、通过与计算机连接的参数输入模块输入第个室内全景影像拍摄点坐标并存储至与计算机连接的存储器中,计算机调取全景影像拼接模块,并输入第1个室内全景影像至第个室内全景影像进行拼接,形成室内全景影像库。
步骤4013、采用计算机将特征点匹配对数最大值所对应的室内全景影像记作与前影像匹配的室内全景影像,并获取前影像的特征点匹配对;
步骤4014、采用计算机从步骤204中室内全景影像像点空间坐标,得到与前影像匹配的特征点的空间坐标,并记作前特征匹配点的空间坐标。
步骤4023、采用计算机将特征点匹配对数最大值所对应的室内全景影像记作与后影像匹配的室内全景影像,并获取后影像的特征点匹配对;
步骤4024、采用计算机从步骤204中室内全景影像像点空间坐标,得到与后影像匹配的特征点的空间坐标,并记作后特征匹配点的空间坐标。
本实施例中,步骤501中根据前特征匹配点的空间坐标和后特征匹配点的空间坐标,得到智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标和智能手机中前置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标,具体过程如下:
步骤B、计算机调取投影矩阵计算模块,从后影像的特征点匹配对中选择四个特征点匹配对输入,得到后影像的投影矩阵,计算机调取QR分解模块,对后影像的投影矩阵进行QR分解,得到后影像的外方位元素值;其中,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,分别表示智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的轴方向的坐标、轴方向的坐标和轴方向的坐标;
同时,计算机调取投影矩阵计算模块,从前影像的特征点匹配对中选择四个特征点匹配对输入,得到前影像的投影矩阵,计算机调取QR分解模块,对前影像的投影矩阵进行QR分解,得到前影像的外方位元素值;其中,表示手机前置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机前置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机前置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,分别表示智能手机中前置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的轴方向的坐标、轴方向的坐标和轴方向的坐标。
本实施例中,本发明适合基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核,提高室内定位的速度及精度。
本实施例中,本发明前影像和后影像与室内全景影像库的匹配,以使智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度。
综上所述,本发明步骤简单、设计合理,将智能手机前后置摄像头同时拍摄的影像用于图像匹配室内定位,有效的利用了移动端双景拍照功能,增加了匹配范围,提升了匹配准确率和定位精度;且双景拍照具有前后光轴平行的校检条件,从两个方向的匹配解算位置可以相互校核,可大幅提高室内定位的速度及精度。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
步骤一、室内空间直角坐标系的建立:
步骤二、建立室内全景影像库:
步骤三、利用智能手机采集室内双景影像:
用户在室内任意位置,采用智能手机的前置摄像头和后置摄像头分别对室内拍摄,并将拍摄到的前影像和后影像通过自带的WIFI无线通信模块发送至计算机;
步骤四、前影像和后影像与室内全景影像库的匹配:
步骤五、获取用户在室内的位置:
步骤六、用户在室内的位置的校核:
步骤2012、采用全景相机在第个拍摄点对室内进行全景拍摄,并将第个拍摄点拍摄的第个室内全景影像通过自带的WIFI无线通信模块发送至计算机,并采用全站仪测量全景相机在第个拍摄点进行全景拍摄时在室内空间直角坐标系下的坐标,并将全景相机在第个拍摄点进行全景拍摄时在室内空间直角坐标系下的坐标记作第个室内全景影像拍摄点坐标;
3.按照权利要求1所述的一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其特征在于:步骤401中采用计算机利用SIFI特征提取算法将前影像和个室内全景影像进行特征匹配,得到前特征匹配点的空间坐标,具体过程如下:
步骤4013、采用计算机将特征点匹配对数最大值所对应的室内全景影像记作与前影像匹配的室内全景影像,并获取前影像的特征点匹配对;
步骤4014、采用计算机从步骤204中室内全景影像像点空间坐标,得到与前影像匹配的特征点的空间坐标,并记作前特征匹配点的空间坐标。
4.按照权利要求1所述的一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其特征在于:步骤402中采用计算机利用SIFI特征提取算法将后影像和个室内全景影像进行特征匹配,得到后特征匹配点的空间坐标,具体过程如下:
步骤4023、采用计算机将特征点匹配对数最大值所对应的室内全景影像记作与后影像匹配的室内全景影像,并获取后影像的特征点匹配对;
步骤4024、采用计算机从步骤204中室内全景影像像点空间坐标,得到与后影像匹配的特征点的空间坐标,并记作后特征匹配点的空间坐标。
5.按照权利要求1所述的一种基于手机前后置摄像头拍照的室内定位校核方法,其特征在于:步骤501中根据前特征匹配点的空间坐标和后特征匹配点的空间坐标,得到智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标和智能手机中前置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的坐标,具体过程如下:
步骤B、计算机调取投影矩阵计算模块,从后影像的特征点匹配对中选择四个特征点匹配对输入,得到后影像的投影矩阵,计算机调取QR分解模块,对后影像的投影矩阵进行QR分解,得到后影像的外方位元素值;其中,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,表示手机后置摄像头的相机坐标系中平面绕轴旋转至平面与平面平行时的旋转角度,分别表示智能手机中后置摄像头光心在室内空间直角坐标系下的轴方向的坐标、轴方向的坐标和轴方向的坐标;
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