FI121441B - A method for indoor navigation and positioning - Google Patents

A method for indoor navigation and positioning Download PDF

Info

Publication number
FI121441B
FI121441B FI20060811A FI20060811A FI121441B FI 121441 B FI121441 B FI 121441B FI 20060811 A FI20060811 A FI 20060811A FI 20060811 A FI20060811 A FI 20060811A FI 121441 B FI121441 B FI 121441B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
image
positioning
reference objects
distance
moving object
Prior art date
Application number
FI20060811A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20060811A0 (en
FI20060811A (en
Inventor
Juha Hyyppae
Ruizhi Chen
Anttoni Jaakkola
Original Assignee
Geodeettinen Laitos
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Geodeettinen Laitos filed Critical Geodeettinen Laitos
Priority to FI20060811A priority Critical patent/FI121441B/en
Publication of FI20060811A0 publication Critical patent/FI20060811A0/en
Publication of FI20060811A publication Critical patent/FI20060811A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI121441B publication Critical patent/FI121441B/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Description

MENETELMÄ SISÄTILANAVIGOINTIIN JA - PAIKANNUKSEENINDOOR NAVIGATION AND LOCATION METHOD

Keksinnön kohteena on sisätiloissa tapahtuva navigointi ja paikannus, erityisesti menetelmä sisätiloissa liikkuvan kohteen paikantamiseksi.The invention relates to indoor navigation and positioning, in particular to a method for locating an object moving indoors.

55

KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION

Sisätiloissa liikkuvan kohteen paikantaminen hyvin tarkasti on haastava tehtävä. Nykyiset tekniikat jaetaan pääasiassa kolmeen eri ryhmään: 1) GNSS (Global Navigation Satellite 10 System) -sisätilapaikannustekniikat, 2) solukkoverkkoon perustuvat paikannustekniikat ja 3) lyhyen kantaman RF (Radio Frequency) -paikannustekniikat.Locating a moving object indoors very accurately is a challenging task. Current technologies are mainly divided into three groups: (1) Global Navigation Satellite 10 System (GNSS) indoor positioning technologies, (2) cellular network-based positioning technologies, and (3) short-range RF (Radio Frequency) positioning technologies.

GNSS-sisätilapaikannuksen tekniikat käsittävät erittäin herkän GPS (Global Positioning System) -vastaanottotekniikan ja pseudoliittitekniikan (Lachapelle, 2005. GNSS Indoor 15 Location Technologies. Journal of Global Positioning Systems. Voi. 3, No. 1-2, pp. 2-11). GPS-signaali on verraten heikko signaali ja vaimenee huomattavasti kuljettuaan esteiden kuten seinien läpi. Sen vuoksi GPS toimii tavallisesti ulkona taivasalla, koska vastaanotin tarvitsee suoran näköyhteyden GPS-satelliitteihin. Erittäin herkkä GPS-vastaanotin voi kuitenkin ottaa vastaan ja seurata hyvinkin heikkoja GPS-signaaleja myös sisätiloissa. 20 Sisätilapaikannuksessa paikannustarkkuus kuitenkin vähenee ulkona tapahtuvan paikannuksen 5-10 metristä kymmeniin metreihin riippuen esteiden, esim. seinien ja katon materiaalista. Paikannustarkkuus vähenee huomattavasti siksi, että esteitä läpäistyään jäljellä oleva signaali liian heikko. Yksi keino lisätä signaalin voimakkuutta on asentaa pseudoliitteja sisätilaan, jossa navigointia tarvitaan. Pseudoliitti on laite, joka lähettää 25 GPS:n tapaista signaalia. GPS-vastaanotin seuraa pseudoliitin lähettämää GPS:n tapaista signaalia ja käyttää apuna pseudoliitin ja käyttäjän vastaanottimen välimatkan etäisyysmittausta määrittääkseen käyttäjän vastaanottimen antennin sijainnin. Paikannuksen periaate on tässä sama kuin GPS-paikannuksessa. Ainoa ero on se, että pseudoliitti on sijoitettu kiinteään paikkaan (suhteessa käyttäjään), kun taas GPS-satelliitti 30 liikkuu avaruudessa. Pseudoliitin ja käyttäjän vastaanottimen välimatka vaihtelee muutamasta metristä muutamaan kilometriin, kun taas GPS-vastaanottimen ja GPS-satelliitin välimatka on noin 20 000 kilometriä. Pseudoliittia käytettäessä paikannustarkkuus on noin 5-10 metriä, joka on jokseenkin samaa luokkaa kuin ulkona 2 tapahtuvan GPS-paikannuksen. Suurin virhelähde, joka estää paremman paikannustarkkuuden, aiheutuu seinistä ja muista kohteista heijastuneista signaaleista.GNSS indoor positioning techniques include highly sensitive GPS (Global Positioning System) receiving technology and pseudolite technology (Lachapelle, 2005. GNSS Indoor 15 Location Technologies. Journal of Global Positioning Systems. Vol. 3, No. 1-2, pp. 2-11). . The GPS signal is a relatively weak signal and is greatly attenuated after passing through obstacles such as walls. Therefore, GPS usually operates outdoors in the sky, as the receiver needs a direct line of sight to the GPS satellites. However, a very sensitive GPS receiver can receive and monitor very weak GPS signals indoors. However, in indoor positioning, the positioning accuracy decreases from 5 to 10 meters for outdoor positioning, depending on the material of obstacles such as walls and ceilings. Positioning accuracy is greatly reduced because the remaining signal after passing obstacles is too weak. One way to increase signal strength is to install pseudolites indoors where navigation is needed. A pseudolite is a device that transmits 25 GPS-like signals. The GPS receiver tracks the GPS-like signal transmitted by the pseudolite and uses distance measurement between the pseudolite and the user's receiver to determine the antenna location of the user's receiver. The positioning principle here is the same as for GPS positioning. The only difference is that the pseudolite is located in a fixed location (relative to the user), while the GPS satellite 30 moves in space. The distance between the pseudolite and the user's receiver varies from a few meters to a few kilometers, while the distance between the GPS receiver and the GPS satellite is about 20,000 kilometers. When using pseudolite, the positioning accuracy is about 5 to 10 meters, which is about the same as outdoor 2 GPS positioning. The largest source of error that prevents better positioning accuracy is due to signals reflected from walls and other objects.

Solukkoverkolle perustuvien paikannustekniikoiden tavallisimmat mittaukset ovat signaalin 5 saapumisaika (Time of Arrival, TOA), signaalin saapumisaikaero (Time Difference of Arrival, TDOA), signaalin saapumissuunta (Angle of Arrival, AOA), solupaikannus (Cell ID) ja signaalitasot (Chen, 2002. Integration of satellite and cellular positioning technologies. Proceedings of the ION National Technical Meeting, 28-30 January, 2002, San Diego, CA, pp. 312-322). Käyttäjän sijainti voidaan määrittää termillä ’’tässä solussa” (within this cell), 10 kun langattoman verkon tukiasema on tunnettu, tai TOA-, TDOA- tai AOA-mittausten avulla. Solukkoverkkotekniikoihin perustuvan paikannuksen tarkkuuden vaihtelu kymmenistä metreistä kymmeniin kilometreihin riippuu paikannustekniikan sovelluksesta.The most common measurements of cellular location based techniques are Time of Arrival (TOA), Time Difference of Arrival (TDOA), Angle of Arrival (AOA), Cell ID (Cell ID) and Signal Levels (Chen, 2002). Integration of Satellite and Cellular Positioning Technologies, Proceedings of the ION National Technical Meeting, January 28-30, 2002, San Diego, CA, pp. 312-322). The location of the user may be determined by the term "within this cell", when the wireless access point is known, or by TOA, TDOA, or AOA measurements. The accuracy of cellular network-based positioning accuracy from tens of meters to tens of kilometers depends on the application of positioning technology.

Lyhyen kantaman RF-paikannustekniikoihin kuuluvat langaton lähiverkkopaikannus Wi-15 Fi/WLAN (Wireless Local Area Network), Bluetooth, etätunnistinpaikannus RFID (Radio Frequency Identification) ja standardoimaton RF-järjestelmä. Microsoft Researchin kehittämä RADAR-järjestelmä käyttää hyväkseen jo olevaa RF-verkostoa (Bahl and Padmanabhan, 2000, RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System. In Proc. IEEE INFOCOM, pp. 775-784, Tel-Aviv, Israel, March 2000). Se käyttää 20 RF-signaalia lähettimen ja vastaanottimen välisen etäisyyden indikaattorina. Tätä etäisyystietoa käytetään sitten käyttäjän paikantamiseksi kolmioinnin avulla. MIT (Massachusetts Institute of Technology) on toteuttanut järjestelmän nimeltä Cricket Location System liikkuvien laitteiden seurantaa varten (Smith, Balakrishnan, Goraczko and Priyantha, 2004, Tracking Moving Devices with Cricket Location system. In Proceedings of 25 the 2nd International Conference on Mobile Systems, Applications and Services (MOBISYS), pp. 190-202, Boston, MA, USA; or htto://cricket.csail.mit.edu). Järjestelmä käsittää rakennuksen sisäkattoon kiinnitetyt paikannuksen suuntalähettimet (majakat) sekä kuuntelijoiksi nimitetyt vastaanottimet, jotka on kiinnitetty paikannettaviin laitteisiin. Kukin suuntalähetin lähettää määräajoin sijaintitietonsa RF-viestinä. Samanaikaisesti lähetin 30 lähettää myös ultraäänipulssin. Kuuntelijat kuuntelevat suuntalähettimien viestejä ja mittaavat etäisyydet lähellä oleviin lähettimiin sekä käyttävät näitä etäisyyksiä omien sijaintiensä laskemisessa.Short range RF positioning technologies include wireless local area network (Wi-15 Fi / WLAN), Bluetooth, RFID (Radio Frequency Identification) and non-standardized RF system. The RADAR system developed by Microsoft Research utilizes an existing RF network (Bahl and Padmanabhan, 2000, RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System. In Proc. IEEE INFOCOM, pp. 775-784, Tel-Aviv , Israel, March 2000). It uses 20 RF signals as an indicator of the distance between the transmitter and the receiver. This distance information is then used to locate the user through triangulation. The MIT (Massachusetts Institute of Technology) has implemented a system called the Cricket Location System for Mobile Device Monitoring (Smith, Balakrishnan, Goraczko, and Priyantha, 2004, Tracking Moving Devices with a Cricket Location System). and Services (MOBISYS), pp. 190-202, Boston, MA, USA; or htto: //cricket.csail.mit.edu). The system comprises positioning transmitters (beacons) mounted on the ceiling of the building and receivers, called listeners, which are attached to the devices to be located. Each directional transmitter periodically transmits its position information as an RF message. Simultaneously, transmitter 30 also transmits an ultrasonic pulse. Listeners listen for directional transmitter messages and measure distances to nearby transmitters and use these distances to calculate their own positions.

33

Myös WLAN-tukiasemien käyttö on yleistä liikkuvan laitteen paikannuksessa. Kun tukiasemat tunnetaan, liikkuva laite paikantuu, kun se ottaa yhteyttä ympäristössään olevaan tukiasemaan. Menetelmä vastaa matkapuhelinverkkojen cell-ID -ratkaisua, mutta tukiasemien etäisyyksien ollessa lyhyempiä, myös paikannustulos on tarkempi.The use of WLAN access points is also common in locating a mobile device. When the base stations are known, the mobile device locates when it contacts the base station in its environment. The method corresponds to a cell-ID solution for cellular networks, but with shorter base station distances, the positioning result is also more accurate.

55

Samanlaista lähestymistapaa voidaan soveltaa RFID-, Bluetooth- ja Infrared-tekniikoihin, esim. Active Badge -menetelmään. RF-signaalin tehotasoa voidaan myös käyttää liikkuvan laitteen ja vertailuaseman (esim. WI_AN-tukiasema) etäisyyden indikaattorina. Liikkuvan laitteen sijainti voidaan määrittää kolmioinnin avulla. Toinen tapa on rekisteröidä 10 signaalivahvuudet etukäteen toimintaympäristössä ja tallentaa ne tietokantaan; liikkuva laite paikannetaan vertaamalla senhetkisiä signaalivahvuuksia tietokantaan tallennettuihin vahvuuksiin.A similar approach can be applied to RFID, Bluetooth and Infrared technologies, eg Active Badge. The power level of the RF signal can also be used as an indicator of the distance between a mobile device and a reference station (e.g., a WI_AN base station). The position of the mobile device can be determined by triangulation. Another way is to register the signal strengths in advance in the operating environment and store them in a database; locating the mobile device by comparing current signal strengths with the strengths stored in the database.

Sisätilanavigoinnissa on kaksi paikannuskäytäntöä, aktiivinen ja passiivinen. Aktiivisen 15 käytännön tapauksessa paikannettava laite lähettää RF-signaalin ja kiinteästi asennetut laitteet vastaanottavat RF-signaalin. Passiivisen käytännön tapauksessa signaalien lähettäjinä toimivat kiinteästi asennetut lähettimet (esim. pseudoliitit) tai avaruudessa liikkuvat satelliitit (esim. GPS-satelliitit) ja paikannettava laite ottaa vastaan RF-signaalit. On ilmeistä, että kaikki nykyiset tekniikat edellyttävät prosessia, johon kuuluu RF-signaalin 20 lähettäminen toisessa päässä ja vastaanottaminen toisessa.Indoor navigation has two positioning practices, active and passive. In active case 15, the device to be located transmits an RF signal and the stationary devices receive the RF signal. In passive practice, the signals are transmitted by stationary transmitters (e.g., pseudolites) or space satellites (e.g., GPS satellites) and the device being located receives RF signals. It will be apparent that all current techniques require a process that involves transmitting and receiving an RF signal 20 at one end.

YHTEENVETO KEKSINNÖSTÄSUMMARY OF THE INVENTION

Keksinnön kohteena on uusi sisätilapaikannuksen menetelmä, joka perustuu laser-25 etäisyyskameratekniikkaan. Päinvastoin kuin jo olevissa tekniikoissa, tämän keksinnön ratkaisu ei ole RF-ratkaisu. Järjestelmä muodostuu vertailukohteiden (reference targets) verkostosta, laser-etäisyyskamerasta ja käyttäjän vastaanottimesta. Menetelmä pystyy automaattisesti paikantamaan vertailukohteiden verkoston peittoalueella olevan käyttäjän, jolla on mukanaan etäisyysmittauskamera. Paikannusprosessi on tunnettu siitä, että se 1) 30 käyttää etäisyysmittauskameraa ottamaan kuvan ja mittaamaan etäisyydet kaikkiin kuvan pisteisiin ja myös vertailukohteiden vertailupisteisiin nähden; 2) analysoi saadun kuvan ja tunnistaa vertailukohteet, ja lopuksi 3) määrittää liikkuvan kohteen sijainnin vertailupisteiden koordinaattien ja vastaavien etäisyysmittausten perusteella.The present invention relates to a novel indoor positioning method based on laser 25 range camera technology. In contrast to the prior art, the solution of the present invention is not an RF solution. The system consists of a network of reference targets, a laser rangefinder and a user receiver. The method is capable of automatically locating a user within a network of reference sites with a distance camera. The positioning process is characterized in that it 1) uses a rangefinder to take an image and measure distances to all points in the image and also to the reference points of the reference objects; 2) analyze the resulting image and identify the reference objects, and finally 3) determine the location of the moving object based on the coordinates of the reference points and corresponding distance measurements.

4 Järjestelmää rakennettaessa vertailukohteiden verkosto asennetaan etukäteen esim. kattoon tai johonkin seinään siinä sisätilassa, jossa liikkuvaa kohdetta halutaan seurata. Vertailukohteena ei ole tässä tapauksessa ollenkaan elektroninen laite, vaan aivan yksinkertaisesti varta vasten suunniteltuja merkkejä, jotka on painettu paperille tai muulle 5 materiaalille. Tässä uudessa tavassa ei lähetetä lainkaan RF-signaalia.4 When constructing the system, the reference object network is pre-installed eg on the ceiling or on a wall in the interior where the moving object is to be monitored. In this case, the reference is not at all an electronic device, but quite simply custom-made characters printed on paper or other materials. In this new way, no RF signal is transmitted.

Keksintö käsittää menetelmiä, jotka tunnistavat vertailukohteet kuva-analyysin avulla; tunnistavat kohteen ID:n (Identification) varta vasten suunnitellun viivakoodijärjestelmän avulla ja arvioivat liikkuvan laitteen sijainnit käyttäen pienimmän neliösumman (Least 10 Squares) -menetelmää. Tässä keksinnössä esitellyn menetelmän avulla liikkuvan laitteen sijainti voidaan määrittää, kun tehdään etäisyysmittaukset yhteen tai useampaan vertailukohteeseen nähden.The invention encompasses methods for identifying reference objects by image analysis; identify the object ID (Identification) using a specially designed bar code system and estimate the location of the mobile device using the Least 10 Squares method. By the method of the present invention, the location of a moving device can be determined by making distance measurements with respect to one or more reference objects.

Seuraavassa keksintö esitellään kuvien ja esimerkkien avulla, joita ei ole tarkoitettu 15 keksinnön rajoittamiseksi millään tavalla.In the following, the invention is illustrated by the drawings and examples, which are not intended to limit the invention in any way.

KUVIOTPATTERNING

Kuvio 1. Menetelmä, jolla paikannetaan liikkuva kohde laser-etäisyysmittauskameran 20 avulla.Figure 1. A method for locating a moving object by means of a laser rangefinder 20.

Kuvio 2. Diagrammi paikannusprosessistaFigure 2. Diagram of the positioning process

Kuvio 3. Viivakoodein varustettujen vertailukohteiden suunnitteluFigure 3. Design of reference objects with barcodes

Kuvio 4. Liikkuvan kohteen paikannus yksittäisen vertailukohteen avulla.Figure 4. Locating a moving object using a single reference object.

25 KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN KUVAUSDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Tässä keksinnössä esitelty paikannusmenetelmä, kuvio 1, käsittää seuraavat vaiheet.The positioning method shown in Figure 1 of the present invention comprises the following steps.

- vertailukohteiden asentaminen tunnettuihin pisteisiin, vaihe A kuviossa 2.- installing the reference objects at known points, step A in Figure 2.

30 Vertailukohde on varustettu varta vasten suunnitelluin viivakoodein, joita käytetään tunnistamaan vertailukohteen ID.The reference object is provided with specially designed barcodes used to identify the reference object ID.

- kuvan hankinta ja etäisyysmittausten suorittaminen kuvan kaikkiin pisteisiin nähden, vaihe B kuviossa 2. Etäisyyden mittauksia vertailupisteisiin nähden käytetään 5 paikannuksen arviointiin. Vertailupisteet voivat olla vertailukohteen keskipiste tai vertailukohteen pohjois-, etelä-, itä- tai länsipisteet, kuvio 3.acquisition of the image and performing distance measurements with respect to all points in the image, step B in Figure 2. Distance measurements with reference points are used to estimate 5 positions. The reference points may be the center of the reference object or the northern, southern, eastern or western points of the reference object, Figure 3.

- saadun kuvan analysointi ja vertailukohteen tunnistaminen käyttäen hyväksi varta 5 vasten suunniteltua viivakoodijärjestelmää, vaiheet C ja D kuviossa 2.- analyzing the obtained image and identifying the reference object using a specially designed bar code system, steps C and D in Figure 2.

- liikkuvan kohteen (käyttäjän) sijainnin määrittäminen käyttämällä vertailukohteen tunnettuja koordinaatteja ja vastaavia etäisyysmittauksia, vaihe E kuviossa 2.determining the position of the moving object (user) using known coordinates of the reference object and corresponding distance measurements, step E in Figure 2.

10 Vertailupisteiden koordinaatit on määritetty etukäteen ennen vertailukohteiden verkoston asentamista. On suotavaa, että kussakin saadussa kuvassa on näkyvissä ainakin kolme vertailukohdetta vastaavasta sisätilasta. Sen vuoksi verkon vertailukohteiden välinen etäisyys on riippuvainen etäisyyskameran kuvakulmista.10 The coordinates of the reference points are predefined before installing a network of reference points. It is desirable that at least three of the reference objects corresponding to the reference space are visible in each image obtained. Therefore, the distance between the reference points in the network depends on the angles of the distance camera.

15 Käyttäjän liikkuessa etäisyyskameroineen eri puolilla sisätilaa järjestelmä hankkii jatkuvasti kuvia ja määrittää etäisyysmittaukset vertailupisteisiin nähden.15 As the user moves with his or her distance cameras around the room, the system continuously acquires images and determines distance measurements with reference points.

Kuvan saatuaan järjestelmä analysoi sen ja määrittää vertailukohteiden tunnistuksen kuvasta. Vertailukohteessa on keskellä täytetty ympyrä, sitä ympäröi keskimmäinen kehä, 20 jossa on viivakoodisektorit, ja uloimmalla kehällä ovat pohjoisen (N), etelän (S), idän (E) ja lännen (W) vertailupisteet, kuvio 3. Vertailukohde tunnistetaan korrelaatiomenetelmällä käyttäen Fourier-muunnosta. Se tunnistetaan muodostamalla vertailukohteen keskikohdasta intensiteettiprofiili ja muuntamalla tämä viivakoodiksi. Viivakoodi sisältää vertailukohteen ID:n sekä kaksi tarkistusbittiä.Upon receipt of the image, the system analyzes it and determines the identification of reference objects in the image. The reference object has a center filled circle surrounded by a central periphery having bar code sectors, and the outer periphery has north (N), south (S), east (E), and west (W) reference points, Figure 3. The reference is identified by the Fourier correlation method. conversion. It is identified by creating an intensity profile at the center of the reference object and converting it to a barcode. The barcode contains the reference object ID and two check bits.

2525

Tunnistettuaan vertailukohteet saadusta kuvasta järjestelmä määrittää etäisyyskameraa kantavan käyttäjän sijainnin käyttämällä hyväksi etäisyysmittauksia vertailupisteisiin nähden ja pisteiden ennaltamäärättyjä koordinaatteja pienimmän neliösumman (Least Squares) -menetelmän avulla seuraavasti: Δχ = (ΑτΑ)-,Ατ1 missä 30 6 Δχ = (x-x0,y — y0,z — z0)T ja I ί ~1 Al _2 _2 λ Λ/ΐ\Τ *— \P -Po*P ~Pq)'")P ~Pq) ? missä (x,y,z)T on käyttäjän (etäisyyskameran) koordinaatit, jotka on tarkoitus määrittää, (x0,yo,Zo)J on käyttäjän sijainnin likimääräiset koordinaatit, jotka voidaan alussa määritellä 5 nollaksi, p' on etäisyysmittaus etäisyysmittauskamerasta i:nnen vertailukohteen keskipisteeseen, p‘Q on estimoitu etäisyys, joka saadaan kaavastaAfter identifying the reference objects from the resulting image, the system determines the location of the user carrying the distance camera by utilizing distance measurements with reference points and predetermined coordinates of points using the Least Squares method as follows: Δχ = (ΑτΑ) -, Ατ1 where 30 6 Δχ = (x-x y0, z - z0) T and I ί ~ 1 Al _2 _2 λ Λ / ΐ \ Τ * - \ P -Po * P ~ Pq) '") P ~ Pq)? where (x, y, z) T is user (range camera) coordinates to be determined, (x0, yo, Zo) J is the approximate coordinates of the user's location that can be initially set to 5, p 'is the distance measurement from the distance camera to the center of the ith reference object, p'Q is the estimated distance, which is obtained from the formula

Po = >/(*'“ *o)2 + (y - yo)2 + (z1 - -o)2 > missä (xl,y',z') ovat i:nnen vertailukohteen keskipisteen koordinaatit, jotka määritettiin etukäteen ennen vertailukohteiden asentamista sisätilaan. Matriisi A määritellään seuraavasti: 10 ax fcj q a2 b2 c2 xQ-x‘ x0-x' Xo~x‘ A= . . . with at=—-, bt=—-, and c,=—- : : : Po Po Po _Pn ^n Cn_ missä n (n >3j on senhetkisessä kuvassa näkyvien vertailukohteiden määrä.Po => / (* '"* o) 2 + (y - yo) 2 + (z1 - -o) 2> where (xl, y', z ') are the coordinates of the center of the i th reference object which were predefined before installing benchmarks indoors. Matrix A is defined as: 10 ax fcj q a2 b2 c2 xQ-x 'x0-x' Xo ~ x 'A =. . . with at = —-, bt = —-, and c, = —-::: Po Po Po _Pn ^ n Cn_ where n (n> 3j is the number of reference items shown in the current image).

15 Mikäli kuvassa on näkyvissä vain yksi vertailukohde, järjestelmä pyrkii määrittämään etäisyysmittaukset vertailukohteen pohjois (N) -, etelä (S) -, itä (E) -, länsi (W) - ja keski (O) -pisteisiin nähden (kuvio 3), sensijaan että määrittäisi ne eri vertailukohteiden keskipisteisiin nähden. Näiden etäisyysmittausten ja vertailupisteiden (ennalta määrättyjen) tunnettujen koordinaattien avulla etäisyyskameran sijainti voidaan määrittää 20 saman yllämainitun algoritmin avulla sijoittamalla siihen usean vertailukohteen keskipisteiden sijaan yhden ainoan vertailukohteen pohjoisen (N), etelän (S), idän (E), lännen (W) ja keskipisteen (O) vertailupisteet. Käytettäessä yhtä vertailukohdetta paikannustarkkuus on heikompi kuin useita vertailukohteita käytettäessä (n >3). 115 If only one reference object is visible in the image, the system will attempt to determine distance measurements relative to the north (N), south (S), east (E), west (W), and center (O) points of the reference object (Figure 3), instead of defining them with respect to the centers of the various comparators. With these distance measurements and known coordinates of reference points (predefined), the distance camera position can be determined by the same 20 algorithms mentioned above by placing north, north, south (E), west (W) and center of a single reference object instead of multiple reference points. (O) reference points. The positioning accuracy is lower when using a single benchmark than when using multiple benchmarks (n> 3). 1

Siinä tapauksessa, että kuvassa näkyy kaksi vertailukohdetta, etäisyyskameraa kantavan käyttäjän sijainti määrittyy keskiarvona, joka saadaan kahden yksittäisen eri vertailukohteen ratkaisusta.In the case where two reference objects are shown in the image, the position of the user carrying the distance camera is determined as the average obtained from the solution of two individual reference objects.

Claims (8)

77 1. Menetelmä liikkuvan kohteen paikantamiseksi etäisyyskameran avulla. Menetelmä on tunnettu siitä, että se käsittää seuraavat vaiheet: 5 a) vertailukohteiden asentaminen sisätilaan b) kuvan hankkiminen ja etäisyysmittausten arviointi c) saadun kuvan analysointi ja vertailukohteiden tunnistus d) liikkuvan kohteen sijainnin määrittäminen vertailupisteiden koordinaattien ja 10 vastaavien etäisyysmittausten avulla.1. A method for locating a moving subject using a distance camera. The method is characterized in that it comprises the following steps: 5 a) installing reference objects indoors b) acquiring an image and evaluating distance measurements c) analyzing the obtained image and identifying reference objects d) determining the position of a moving object by reference coordinates and 10 corresponding distance measurements. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailukohteet on sijoitettu tunnetuihin kohtiin. 15Method according to claim 1, characterized in that the reference objects are located at known locations. 15 3) Patenttivaatimuksen 1-2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vertailukohteet on varta vasten suunniteltu sisätilapaikannukseen.The method according to claims 1-2, characterized in that the reference objects are specifically designed for indoor positioning. 4. Patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe c) käsittää algoritmin, joka tunnistaa vertailukohteen kuvasta korrelaatiomenetelmällä käyttäenMethod according to claims 1 to 3, characterized in that step c) comprises an algorithm which identifies the reference object from the image using a correlation method. 20 Fourier-muunnosta.20 Fourier transforms. 5. Patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe c) käsittää algoritmin, joka tunnistaa vertailukohteen kuvasta käyttäen varta vasten suunniteltua viivakoodijärjestelmää. 25Method according to claims 1 to 3, characterized in that step c) comprises an algorithm which identifies the reference object from the image using a specially designed barcode system. 25 6. Patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se paikantaa liikkuvan kohteen, kun yhdessä ainoassa kuvassa on näkyvissä enemmän kuin kaksi vertailukohdetta. 30Method according to claims 1 to 5, characterized in that it locates a moving object when more than two reference objects are visible in a single image. 30 7) Patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se paikantaa liikkuvan kohteen, kun yhdessä ainoassa kuvassa on näkyvissä kaksi vertailukohdetta. 1 Patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se paikantaa liikkuvan kohteen, kun yhdessä ainoassa kuvassa on näkyvissä yksi vertailukohde. 87) A method according to claims 1-5, characterized in that it locates a moving object when two reference objects are visible in a single image. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that it locates a moving object when a single reference object is visible in a single image. 8
FI20060811A 2006-09-12 2006-09-12 A method for indoor navigation and positioning FI121441B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060811A FI121441B (en) 2006-09-12 2006-09-12 A method for indoor navigation and positioning

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20060811A FI121441B (en) 2006-09-12 2006-09-12 A method for indoor navigation and positioning
FI20060811 2006-09-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20060811A0 FI20060811A0 (en) 2006-09-12
FI20060811A FI20060811A (en) 2008-03-13
FI121441B true FI121441B (en) 2010-11-15

Family

ID=37067138

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20060811A FI121441B (en) 2006-09-12 2006-09-12 A method for indoor navigation and positioning

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI121441B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10849205B2 (en) 2015-10-14 2020-11-24 Current Lighting Solutions, Llc Luminaire having a beacon and a directional antenna

Also Published As

Publication number Publication date
FI20060811A0 (en) 2006-09-12
FI20060811A (en) 2008-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101049603B1 (en) System and method of deciding the realtime location of mobile station using a RFID and method of setting up wireless repeater therefor
USRE47013E1 (en) Method for measuring location of radio frequency identification reader by using beacon
Stojanović et al. Indoor localization and tracking: Methods, technologies and research challenges
US7570213B2 (en) Method and apparatus for detecting and locating intrusion in a wireless network
KR102214499B1 (en) indoor positioning system and method using global positioning system location information mapping
Puértolas Montañés et al. Smart indoor positioning/location and navigation: A lightweight approach
TWI435100B (en) Rss-based doa indoor location estimation system and method
CN104849741A (en) GPS and radio frequency technology-based hybrid location method
Ahmad et al. Current technologies and location based services
Mannay et al. Location and positioning systems: Performance and comparison
Duong et al. Improving indoor positioning system using weighted linear least square and neural network
KR20180031150A (en) System for location determination using fingerprinting having function of constructing radio map and method for constructing radio map of the same
US20160377699A1 (en) Positioning System and Method
FI121441B (en) A method for indoor navigation and positioning
Krishnamurthy Technologies for positioning in indoor Areas
Belakbir et al. Sensor data fusion for an indoor and outdoor localization
Dorji et al. Comparative assessment of indoor positioning technologies, techniques, and algorithms
Raja et al. We know where you are [cellular location tracking]
US20240272264A1 (en) Tracking a Moving Radio Beacon
Popović Indoor location technologies– Review
RU2583157C2 (en) Method of locating mobile objects
KR102604367B1 (en) a high definition positioning and movement capturing device for virtual reality space sevice supply containing eXtended Reality
Araklian Indoor & Outdoor location sensing
KR20160058080A (en) Method for Location Positioning and Application Therefor
Safwan et al. A Brief Comparative of Indoor Positioning System

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 121441

Country of ref document: FI