CN205642392U - 一种室内定位系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种室内定位系统，属于室内定位装置结构技术领域。一种室内定位系统，包括云台、数据处理模块、功能模块，其特点是系统中还设有电子陀螺姿态仪，电子陀螺姿态仪、数据处理模块固定设置于云台中的基座上，功能模块固定设置于云台中的平衡台上；云台包括基座、主控板、支架、X轴电机、X轴支架、Y轴电机、平衡台、平衡电子陀螺姿态仪。本实用新型结构科学合理，可在低成本、结构简单、使用方便的情况下，实时精确的获得用户在现实空间的移动位置、头部转动的角度、高度及用户头部的左右倾斜及抬头、低头的角度，且它的使用不受人数的限制，多用户同时使用时相互不影响，在同一空间内可实现对多人定位。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种室内定位系统，特别涉及一种通过图像识别定位的定位装置，属于室内定位装置结构技术领域。
背景技术
随着虚拟现实（VR）技术的成熟，虚拟现实（VR）已来到我们的身边，但是用户在虚拟现实（VR）体验过程中 由于用户的运动与虚拟现实（VR）中的运动不能保持一致 而造成了眩晕感，要消除这种眩晕感，就必须保证用户在现实空间的移动能实时精确的对应虚拟现实（VR）中的移动，保证用户头部动作与虚拟现实（VR）中的动作实时保持一致，保证用户的高度变化与虚拟现实（VR）中的高度变化实时保持一致，而目前在用的图像识别定位装置不能满足这些要求。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服已有技术存在的眩晕感的问题，提供一种通过图像识别定位的室内定位系统，其能够实时精确的获得用户在现实空间的移动位置、头部转动的角度、高度和用户头部的左右倾斜及用户抬头、低头的角度，实现与用户在虚拟现实（VR）中的运动保持一致，解决眩晕感，同时由于所述的室内定位系统不限制在同一空间内使用的数量，所以同一空间内可以实现对多人实时定位。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种室内定位系统，包括云台1、数据处理模块3、功能模块4，其特别之处在于系统中还设有电子陀螺姿态仪2，电子陀螺姿态仪2、数据处理模块3固定设置于云台1中的基座1-1上，功能模块4固定设置于云台1中的平衡台1-7上。
所述云台1包括设于下部的基座1-1、固定安装在基座上的主控板1-2和支架1-3、固定设置于支架1-3上的X轴电机1-4、一端与X轴电机1-4固定连接的X轴支架1-5、与X轴支架1-5另一端固定连接的Y轴电机1-6、与Y轴电机1-6固定连接的平衡台1-7、固定设置于平衡台1-7上的平衡电子陀螺姿态仪1-8。云台为一种自动平衡云台，将X轴电机和Y轴电机的轴向分别定为X轴和Y轴，垂直方向定为Z轴方向，由云台主控板1-2实时处理平衡电子陀螺姿态仪1-8获得的平衡台1-7的X、Y轴的角度数据，自动控制X轴电机1-4、Y轴电机1-6的工作状态，实现平衡台1-7的Z轴保持一个垂直方向。
所述功能模块4包括图像采集装置4-1，图像采集装置具有图片拍摄和视频拍摄功能。
进一步，功能模块4内还加装有测距装置4-2，测距装置具有测距的功能，通过非接触的方式检测测量自身与障碍物之间的距离，且测距方式不限于采用红外线、激光、超声波等。
更进一步，功能模块4内还加装有光源4-3，光源的作用是为图像采集装置的图像采集环境补光，提高图像采集装置采集图像的质量，光源类型不限于普通光、红外线等，根据实际情况选用。
所述电子陀螺姿态仪2、平衡电子陀螺姿态仪1-8是涉及一种电子陀螺仪，可以实时获得自身在X、Y、Z轴的角度。或者所述电子陀螺姿态仪2、平衡电子陀螺姿态仪1-8是涉及一种重力传感器，可以实时获得自身在X、Y轴的角度。
所述图像采集装置4-1、测距装置4-2的工作指向是朝向上方与地面垂直。
所述数据处理模块3可由外接数据处理设备替代。
本实用新型结构科学合理，可以在低成本、结构简单、使用方便的情况下，实时精确的获得用户在现实空间的移动位置、头部转动的角度、高度及用户头部的左右倾斜及抬头、低头的角度，使用者不会产生眩晕感，并且它的使用不受人数的限制，多用户同时使用时之间互不影响，所以在同一空间内可以实现对多人的定位。
附图说明
图1：为本实用新型结构示意图；
图2：为功能模块4的结构示意图；
图3：为实施例2整体结构示意图；
图中：1.云台，1-1.基座，1-2.主控板，1-3.支架，1-4.X轴电机，1-5.X轴支架，1-6.Y轴电机，1-7.平衡台，1-8.平衡电子陀螺姿态仪，2.电子陀螺姿态仪，3.数据处理模块，4.功能模块，4-1.图像采集装置，4-2.测距装置，4-3.光源。
具体实施方式
以下参照附图，给出本实用新型的具体实施方式，用来对本实用新型的构成进行进一步说明。
实施例1
本实施例的一种室内定位系统如附图1所示，其包括：云台1、电子陀螺姿态仪2、数据处理模块3、功能模块4，电子陀螺姿态仪2和数据处理模块3固定设置于基座1-1上，功能模块4固定设置于平衡台1-7上。
其中云台1的基本结构是：基座1-1上固定设置有云台主控板1-2和支架1-3，支架1-3上固定设置有X轴电机1-4，X轴电机1-4与X轴支架1-5固定连接，X轴支架1-5的另一端与Y轴电机1-6固定连接，Y轴电机1-6上固定设置有平衡台1-7，平衡台1-7上固定设置有平衡电子陀螺姿态仪1-8。由云台主控板1-2实时处理平衡电子陀螺姿态仪1-8获得的平衡台1-7的X、Y轴的角度数据，自动控制X轴电机1-4、Y轴电机1-6的工作状态，实现平衡台1-7的Z轴保持一个垂直方向。
功能模块4如附图2所示，包括：图像采集装置4-1、测距装置4-2、光源4-3。其中图像采集装置4-1具有图片拍摄和视频拍摄的功能；测距装置4-2具有测距的功能，可以测得自身与障碍物之间的距离，测距方式采用超声波方式；光源4-3可为图像采集装置4-1的图像采集环境补光，提高图像采集装置采集图像的质量，光源类型为红外线。
电子陀螺姿态仪2、平衡电子陀螺姿态仪1-8均为电子陀螺仪，可以实时获得自身在X、Y轴的角度。
本实施例的室内定位系统工作程序：
电子陀螺姿态仪2将实时获取的用户头部的转动角度、左右倾斜角度及用户抬头、低头的角度数据传输给数据处理模块3；
云台1可以自动保持平衡台1-7向上的方向，进而保持了设置在平衡台1-7上的图像采集装置4-1、测距模块4-2朝向上方的正常工作状态的指向；
图像采集装置4-1具有拍照、拍视频的功能，实时获得用户头顶上方环境的图片或视频，并实时传输给数据处理模块3；光源4-3为图像采集装置4-1的图像采集环境补光，提高图像采集装置4-1采集图像的质量；
测距模块4-2具有测距功能 ，实时获得其与障碍物的距离，并实时传输给数据处理模块3；
数据处理模块3实时处理来自电子陀螺姿态仪2的数据，获得精确的用户头部的左右倾斜角度及用户抬头、低头的角度，并输出结果；数据处理模块3又能实时处理来自图像采集装置4-1的数据，如果用户位置发生了改变和头部发生了左右转动，那么通过当前图像与上一图像的对比就可以获得一个位置偏移量和一个角度偏移量，反之，位置偏移量和角度偏移量的值均为0。将获得的位置偏移量和角度偏移量换算成为图像采集装置的位置坐标偏移量和角度偏移量，再换算成为用户的位置坐标和头部转动的角度，并输出结果，最终实现对用户位置、头部转动角度的图像识别。其中，用户头部转动角度的精确、连续的图像识别，可以由电子陀螺姿态仪2获得自身Z轴的角度补充或辅助完成。如果用户高度发生了变化，如：有低头、下蹲、跳等可以引起高度变化的动作时，采集的图像范围也一定会发生变化，那么通过当前图像与上一图像的对比就可以获得一个图像范围的增量或减量，换算成为图像采集装置4-1高度的增量或减量，再换算成用户的高度，最终实现对用户高度的图像识别，并输出；数据处理模块3实时处理来自测距模块4-2的距离数据，如果当前室内的天花板是平整的，那么就可以快速精确的换算成为用户的高度，最终实现用测距方法对用户高度的识别，并输出。但如果室内的天花板不平整或者测距模块4-2与天花板之间还有其它的物体遮挡，那么测距模块4-2获得的距离数据就没有意义了，所以一种室内定位系统会有一个开关或选择机制，用户可以根据自己所在室内天花板的情况，使用图像识别方式或测距识别方式来获得自己高度。
用户可通过穿戴、绑定或者是依附在别的固定结构上的方式将室内定位系统固定于用户头部，为了避免用户头部对图像采集装置4-1、测距装置4-2的工作形成遮挡防碍，最好是固定于用户的头顶位置，并且用户位于选定的室内位置，做为室内定位的起始位置。
实施2
本实施例与附图1所示实施例1的区别在于：电子陀螺姿态仪2、数据处理模块3的固定方式不同，本实施例中，电子陀螺姿态仪2、数据处理模块3与主控板1-2集成在一起了，功能不变；平衡电子陀螺姿态仪1-8与功能模块4集成在一起了,功能不变。
实施3
本实施例与实施例1的区别在于：取消了光源4-3的应用，光源4-3的功能是为图像采集装置4-1的图像采集环境补光，本实施例中缺失的补光功能，可以通过增加室内光源的布置来解决光线不足的情况。取消光源4-3应用的有益效果是减少了室内定位系统的整体功耗和降低制造成本。
实施4
本实施例与实施例3的区别在于：取消了测距装置4-2的应用，取消了用测距方法识别用户高度的功能，可以由图像识别的方法获得用户的高度。
实施5
本实施例与实施例4的区别在于：取消了数据处理模块3的应用，电子陀螺姿态仪2、图像采集装置4-1获得的数据信息由所述室内定位系统之外的设备完成处理。
本实用新型的保护范围并不限于以上实施例，凡是与本实用新型技术方案和结构相同或等同的室内定位装置，及与本实用新型技术方案原理相同的定位装置，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (9)
1.一种室内定位系统，包括云台（1）、数据处理模块（3）、功能模块（4），其特征在于系统中还设有电子陀螺姿态仪（2），电子陀螺姿态仪（2）、数据处理模块（3）固定设置于云台（1）中的基座（1-1）上，功能模块（4）固定设置于云台（1）中的平衡台（1-7）上；
所述云台（1）包括设于下部的基座（1-1）、固定安装在基座上的主控板（1-2）和支架（1-3）、固定设置于支架（1-3）上的X轴电机（1-4）、一端与X轴电机（1-4）固定连接的X轴支架（1-5）、与X轴支架（1-5）另一端固定连接的Y轴电机（1-6）、与Y轴电机（1-6）固定连接的平衡台（1-7）、固定设置于平衡台（1-7）上的平衡电子陀螺姿态仪(1-8)；由云台主控板（1-2）实时处理平衡电子陀螺姿态仪(1-8)获得的平衡台（1-7）的X、Y轴的角度数据，自动控制X轴电机（1-4）、Y轴电机（1-6）的工作状态，现实平衡台（1-7）的Z轴保持一个垂直方向。
2.按照权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于所述功能模块（4）包括图像采集装置（4-1），图像采集装置具有图片拍摄和视频拍摄功能。
3.按照权利要求2所述的一种室内定位系统，其特征在于所述功能模块（4）内还加装有测距装置（4-2），通过非接触的方式检测测量自身与障碍物之间的距离。
4.按照权利要求2所述的一种室内定位系统，其特征在于所述功能模块（4）内还加装有光源（4-3）。
5.按照权利要求3所述的一种室内定位系统，其特征在于所述功能模块（4）内还加装有光源（4-3）。
6.按照权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于所述电子陀螺姿态仪（2）、平衡电子陀螺姿态仪(1-8)为电子陀螺仪，能实时获得自身在X、Y、Z轴的角度。
7.按照权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于所述电子陀螺姿态仪（2）、平衡电子陀螺姿态仪(1-8)为重力传感器，能实时获得自身在X、Y轴的角度。
8.按照权利要求3所述的一种室内定位系统，其特征在于所述图像采集装置（4-1）、测距装置（4-2）的工作指向是朝向上方与地面垂直。
9.按照权利要求1所述的一种室内定位系统，其特征在于所述数据处理模块（3）由外接数据处理设备替代。
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Cited By (4)
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| CN107567822A (zh) * | 2017-07-27 | 2018-01-12 | 杭州电子科技大学 | 采茶机 |
| CN107567821A (zh) * | 2017-07-27 | 2018-01-12 | 杭州电子科技大学 | 一种采茶装置 |
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| CN108446012A (zh) * | 2017-02-15 | 2018-08-24 | 宏达国际电子股份有限公司 | 虚拟现实移动画面显示方法及虚拟现实装置 |
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2016
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