CN110095119A - 分散式室内定位***及分散式室内定位方法 - Google Patents

分散式室内定位***及分散式室内定位方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种分散式室内定位***及分散式室内定位方法，该方法包括：依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资；通过提取该使用者所在处的室内影像以产生影像串流；执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像；以及通过该降维影像由先前载入的室内图资中取得对应的室内图资，以依据该对应的室内图资判断该使用者的所在位置。本发明能够在维持定位准确性的条件下，加快定位判断的速度，同时可降低使用者装置和图资整合服务器的运算负载量。

Description

分散式室内定位***及分散式室内定位方法
技术领域
本发明涉及定位技术，尤其涉及一种分散式室内定位***及分散式室内定位方法。
背景技术
随着信息科技蓬勃发展，各种科技应用融入人们生活当中，除了可简化许多复杂程序外，也可让生活更加便利，其中，基于位置的服务(Location Based Service，LBS)已广泛应用于生活，而基于位置的服务其中一项关键就是定位，以往定位用于军事用途，但其逐渐导入导航、推播或急难救灾等应用，在众多定位方式中，以全球定位***(GPS)较为常见。
在户外可通过全球定位***来定位目前所在位置，进而提供对应服务或急难救助，例如找寻附近店家、停车场等，全球定位***需结合卫星以三角测量原理来进行定位，所以有高度准确性，然而全球定位***在有众多高楼处或室内空间中则易受到环境折射、绕射等影响，导致室内定位结果误差极大，甚至无法适用于室内环境。据此，许多业内人士采用其他技术来进行室内定位，例如通过红外线或超音波，另外像ZigBee、Wi-Fi、Beacon等也常用于定位，然而这些技术仍有改进空间，这是因为上述技术多是依据使用者位移结果来对应预先储存的图资，然而室内空间越大，则图资相对应就越多，可能多至动辄数GB甚或数十GB，此时使用者装置就需要载入大量图资来执行定位，这样就可能导致使用者装置负载或运算量过大，同样地，大量图资也会加重用于整合图资的服务器的负担。
由上可知，如何找出一种室内定位技术，特别是，考虑到庞大室内图资的条件下，如何既能降低使用者装置以及用于整合图资的服务器的负载运算量，同时又能提供准确定位效果，此将成为本领域技术人员努力追求的目标。
发明内容
本发明的目的提出一种分散式室内定位***及其方法，其通过降低图资纪录的数据量，来减少使用者装置或用于整合图资的***的负载运算量，借此改善现有图资数据庞大条件下所导致的定位速度缓慢的问题。
本发明提出一种分散式室内定位***，其包括图资载入模块、影像提取模块、影像降维模块以及比对模块。图资载入模块依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资，影像提取模块通过该使用者的使用者装置的相机提取该使用者所在处的室内影像，以产生影像串流，影像降维模块用于执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像，比对模块通过该降维影像自该图资载入模块中取得对应的室内图资，以依据该对应的室内图资判断该使用者的所在位置。
于一实施例中，该分散式室内定位***还包括影像寄存单元，其用于寄存该影像串流。
于另一实施例中，该分散式室内定位***还包括图资建置模块，其于执行建置模式时追踪该使用者的位移以定义坐标数据，以于连结该坐标数据以及其对应的该降维影像后产生个人定位图资。
于再一实施例中，该图资建置模块产生的该个人定位图资上传至图资整合服务器以及储存于该图资整合服务器的数据库。另外，该图资整合服务器接收并整合至少一使用者所传送的个人定位图资，以产生该室内图资。
于又一实施例中，于判定该使用者的所在位置后，该比对模块还包括启动导航程序或提供导览信息。
本发明还提出一种分散式室内定位方法，其包括：依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资；通过提取该使用者所在处的室内影像以产生影像串流；执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像；以及通过该降维影像由先前载入的室内图资中取得对应的室内图资，以依据该对应的室内图资判断该使用者的所在位置。
于一实施例中，该分散式室内定位方法还包括于执行室内定位之前执行建置模式，追踪该使用者的位移以定义坐标数据，且于连结该坐标数据以及其对应的该降维影像后产生个人定位图资并上传至图资整合服务器。另外，该图资整合服务器还整合至少一使用者所传送的个人定位图资以产生该室内图资。
于又一实施例中，该分散式室内定位方法还包括于判定该使用者的所在位置后，启动导航程序或提供导览信息。
与现有技术相比，本发明所提出的分散式室内定位***及其方法于建置图资时，会将所拍摄的室内影像执行降维处理，如此可让最后的室内图资档案不至过大，下载至使用者装置时也不会有储存问题，另外，在定位判断时，所提取的室内影像也会降维处理，故在双方数据大小缩减后，方可加速使用者装置内的定位判断，所以通过本发明的降维技术，可在维持定位准确性条件下，加快定位判断的速度，同时可降低使用者装置和图资整合服务器的运算负载量。
附图说明
图1为本发明的分散式室内定位***的***架构图；
图2为本发明的分散式室内定位***其他实施例的***架构图；
图3为本发明的分散式室内定位方法的步骤图；
图4为本发明的分散式室内定位***于执行定位前的建置流程图；以及
图5为本发明的分散式室内定位***于执行定位时的使用流程图。
附图标记说明：
1：分散式室内定位*** 11：图资载入模块
12：影像提取模块 13：影像降维模块
14：比对模块 15：影像寄存单元
16：图资建置模块 2：图资整合服务器
21：数据库 100：室内图资
200：室内影像 S31～S34：步骤。
具体实施方式
以下借助特定的具体实施方式来说明本发明的技术内容，本领域技术人员可由本说明书所披露的内容轻易地了解本发明的优点与功效。然而本发明也可通过其他不同的具体实施方式加以施行或应用。
在通过位移情况来执行室内定位时，倘若室内场域过大且选用原始图像数据纪录时，则恐因档案过大而导致使用者装置或执行定位整合的服务器有负载问题，因而本发明提出对所提取图像执行影像降维，并将运算负载分散在每一个使用者装置上，借此克服现有技术的缺失。
请参照图1，其为本发明的分散式室内定位***的***架构图。本发明的分散式室内定位***1可执行于使用者装置内，使用者装置例如为手机或平板等移动装置，通过使用者装置内建相机提取室内影像，在经室内影像与预存图资分析比对后，即可准确判断使用者所在室内位置为何。如图所示，本发明的分散式室内定位***1包括图资载入模块11、影像提取模块12、影像降维模块13以及比对模块14。
图资载入模块11用于依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资100。简单来说，为了判定使用者的所在位置，在判断定位时，须由图资载入模块11先载入使用者所在处的室内图资100，室内图资100可通过使用者装置由网络上载入，例如执行定位整合的服务器，因而若未调整图资数据的大小，恐会导致使用者装置储存空间不足，且有运算负载过大的问题。举例来说，若在A大楼的B楼层内，则需载入B楼层的图资，故图资当然须预先建置，关于图资建置后面将再详述。
影像提取模块12通过该使用者的使用者装置的相机来提取该使用者所在处的室内影像200，以产生影像串流。影像提取模块12主要是连结使用者装置的相机(或类似影像提取设备)，以提取使用者所在处的室内影像200，而该室内影像200经处理后将形成影像串流，也就是说，使用者可手持使用者装置拍摄所在处的室内影像200，而室内影像200将成为后续判断定位的依据。
影像降维模块13用于执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像。如前所述，若图资产生时未有类似压缩的处理，则图资大小可能会过大从而导致***执行缓慢的问题，因而所取得的室内图资100应当预先经降维处理，故现行执行影像比对前，所提取的室内影像200的影像串流也要经过降维处理，借此压缩影像串流的大小。
比对模块14通过该降维影像自该图资载入模块中取得对应的室内图资100，以依据该对应的室内图资100判断该使用者的所在位置。当取得经降维处理的影像串流后，比对模块14以降维影像为依据，从图资载入模块11中取得对应的室内图资100，也就是两者影像相符者，即可推测出使用者所在位置，具体来说，室内图资100可搭配室内位置坐标来纪录，因而知道影像即可知道所在位置为何。
上述图资载入模块11、影像提取模块12、影像降维模块13及比对模块14可通过软体形式呈现，使用者可将分散式室内定位***1载入其使用者装置内，并于要执行室内定位时，启动分散式室内定位***1，而分散式室内定位***1内各模块将分别执行数据载入、影像提取以及后续分析比对，最后产出定位结果并显示于使用者装置的屏幕上。
由上可知，室内图资100是预先经过处理的图资，所以可缩减其档案大小，而使用者通过其使用者装置提取所在处的室内影像200，并经影像降维模块13执行降维处理，最后可利用降维后的降维影像，从图资载入模块11中取得对应的室内图资100，并由对应的室内图资100得到使用者所在位置。
通过本发明所述方式，由于所载入的室内图资100以及提取到的室内影像200都会经过降维处理，所以档案大小可缩减，在此情况下，使用者装置内的分散式室内定位***1在执行中可避免因运算量过多而速度过慢的问题，这不仅能降低使用者装置运算负载，且有助于分散式室内定位***1快速分析出使用者的所在位置。
请参照图2，其为本发明的分散式室内定位***其他实施例的***架构图。如图所示，本实施例的分散式室内定位***1的图资载入模块11、影像提取模块12、影像降维模块13以及比对模块14与图1所述相同，于此不再赘述，于本实施例中，本发明的分散式室内定位***1还包括影像寄存单元15以及图资建置模块16。
影像寄存单元15可用于寄存影像提取模块12所产生的影像串流。由于影像提取模块12可能持续提取许多室内影像200，但影像降维模块13尚未执行到比对程序，故利用影像寄存单元15来寄存影像串流，影像降维模块13要比对时再提取所需影像串流。影像寄存单元15可为寄存器或易失性存储器。
前述提及，室内图资100需被预先建置，为了避免因大量图资建置时所导致的图资整合服务器2运算负载量过大，本发明提出在图资建置时，由使用者装置来预先处理所取得的影像数据，且待使用者装置端处理过后，再上传至图资整合服务器2，于此机制下，提供了分散式计算概念，通过每位使用者装置先处理所取得影像数据，可有效降低图资整合服务器2的运算负载量。上述的图资建置将由图资建置模块16来执行。
图资建置模块16可于执行建置模式时追踪使用者的位移以定义坐标数据，以于连结该坐标数据以及其对应的该降维影像后产生个人定位图资。简单来说，在未执行定位程序时，可执行图资建置的建置模式，当图资建置模块16启动时，会持续追踪使用者的移动情况，并依据移动情况产生坐标数据，也可称之为建置坐标，在此同时，影像提取模块12也会提取对应的室内影像并执行降维处理，最后，图资建置模块16会将坐标数据与经降维处理的降维影像进行配对结合，即可知悉那个影像配合那个坐标位置，此为单一使用者建置的图资数据，故称为个人定位图资。之后，当使用者提取室内影像后，即可推得坐标数据，进而得到该室内影像于在室内定位处为何。
于一实施例中，图资建置模块16产生的个人定位图资将被上传至图资整合服务器2以及储存于该图资整合服务器2的数据库21。另外，图资整合服务器2可接收并整合至少一使用者所传送的个人定位图资，借助该些使用者上传的个人定位图资，经整合后产生室内图资100。
于另一实施例中，当比对模块14判定使用者的所在位置后，比对模块14还包括启动导航程序或提供导览信息，具体来说，比对模块14将定位结果提供给例如服务模块(图未示)，服务模块可提供该定位结果的对应服务，例如执行导览程序或提供定位所得的所在位置的导览数据。
请参照图3，其为本发明的分散式室内定位方法的步骤图。如图所示，于步骤S31中，其依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资。为了判定使用者的所在位置，在执行判断定位时，须先取得使用者所在处的室内图资，之后方能根据所在位置的室内影像来判断使用者的所在位置。
于步骤S32中，通过提取该使用者所在处的室内影像以产生影像串流。具体来说，通过使用者装置的相机来提取使用者所在处的室内影像，室内影像是后续判断定位的依据，而室内影像经处理后成为影像串流并被寄存。
于步骤S33中，执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像。如前所述，若图资未有类似压缩的处理，恐有图资大小过大的问题，因而室内图资建置时都先经降维处理，为了下个步骤的比对，本步骤同样会对影像串流进行降维处理。
于步骤S34中，通过该降维影像由先前载入的室内图资中取得对应的室内图资，以依据该对应的室内图资判断该使用者的所在位置。于本步骤中，当取得经降维处理的影像串流后，可以此为依据从先前载入的室内图资中，找出对应的室内图资，进而推测出使用者所在位置，有关位置推估方式，可利用室内位置坐标与室内图资相对应，即可知道所提取的室内影像其位置为何。
于一实施例中，于执行室内定位之前，可预先执行建置模式，建置模式启动时包括追踪使用者的位移以定义坐标数据，之后连结该坐标数据以及其对应的该降维影像后，即可产生个人定位图资，该个人定位图资上传至图资整合服务器。
另外，图资整合服务器还整合至少一使用者所传送的个人定位图资以产生该室内图资，也就是可将多人提供的个人定位图资进行整合，产生最终的室内图资。
于另一实施例中，于判定该使用者的所在位置后，***还能启动导航程序或提供导览信息。通常使用定位服务可能需要室内游览导航或信息提供，故利用本发明室内定位技术后可知悉使用者所在位置，也可提供对应服务。
请参照图4，其为本发明的分散式室内定位***于执行定位前的建置流程图。如图所示，当启动图资建置时，有三个部分可同时或前后依序执行，包括启动相机拍摄室内影像并将室内影像转换成影像串流，此时影像串流可被寄存于影像寄存区(即图2所示的影像寄存单元)，且随着建置者(使用者)的位移，***同步持续追踪并纪录移动状态，以产生建置坐标(即坐标数据)。
在前述取得影像串流和建置坐标后，***将启动影像降维模块，影像降维模块先自影像寄存区取得影像串流并执行降维处理，之后，将经降维处理后的降维影像与建置坐标相对应，以完成图资数据的建置。接着判断是否继续执行图资建置，若是，则持续执行将经降维处理后的降维影像与建置坐标相对应以产生图资数据的流程，若否，则表示图资数据建置完成，可将图资数据上传至图资整合服务器的数据库。
须说明的是，由于可能有多人或多次上传图资数据，故图资整合服务器也可能整合多人上传的图资数据，方成为可供大家使用的室内图资。
请参照图5，其为本发明的分散式室内定位***于执行定位时的使用流程图。如图所示，当启动定位判断时，同样有三个部分可同时或前后依序执行，包括启动相机拍摄室内影像并转换成影像串流，影像串流可被寄存于影像寄存区(即图2所示的影像寄存单元)，且因为要判断使用者所在处，故会载入有关使用者所在处的室内图资，室内图资是预先建置的，如前述图4所示。
在前述取得影像串流和室内图资的条件下，***可启动影像降维模块，影像降维模块会对影像串流执行降维处理，之后，将经降维处理后的降维影像与室内图资进行比对，并判断是否比对成功，若是，则产生定位结果并提供对应服务，例如导航或导览，若否，则表示尚未取得该使用者的所在位置为何，故回到比对流程，以其他影像串流或室内图资来比对，进而找出该使用者的所在位置。
综上所述，本发明的分散式室内定位***及其方法，基于载入的室内图资以及影像提取后的影像串流都会经过降维处理，故档案大小可缩减，如此使得分散式室内定位***执行时运算量可降低，另外，室内图资可由每一个使用者装置来执行降维处理，如此也可有效降低图资整合服务器的运算负载量。
上述实施方式仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施方式进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种分散式室内定位***，其特征在于，包括：
图资载入模块，其依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资；
影像提取模块，其通过该使用者的使用者装置的相机提取该使用者所在处的室内影像，以产生影像串流；
影像降维模块，其用于执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像；以及
比对模块，其通过该降维影像自该图资载入模块中取得对应的室内图资，以依据该对应的室内图资判断该使用者的所在位置。
2.根据权利要求1所述的分散式室内定位***，其特征在于，该***还包括影像寄存单元，其用于寄存该影像串流。
3.根据权利要求1所述的分散式室内定位***，其特征在于，该***还包括图资建置模块，其于执行建置模式时追踪该使用者的位移以定义坐标数据，以于连结该坐标数据以及其对应的该降维影像后产生个人定位图资。
4.根据权利要求3所述的分散式室内定位***，其特征在于，该图资建置模块产生的该个人定位图资上传至图资整合服务器以及储存于该图资整合服务器的数据库。
5.根据权利要求4所述的分散式室内定位***，其特征在于，该图资整合服务器接收并整合至少一使用者所传送的个人定位图资，以产生该室内图资。
6.根据权利要求1所述的分散式室内定位***，其特征在于，于判定该使用者的所在位置后，该比对模块还包括启动导航程序或提供导览信息。
7.一种分散式室内定位方法，其特征在于，该方法包括：
依据使用者所在处载入该使用者所在处的室内图资；
通过提取该使用者所在处的室内影像以产生影像串流；
执行该影像串流的压缩，通过降维该影像串流以产生降维影像；以及
通过该降维影像由先前载入的室内图资中取得对应的室内图资，以依据该对应的室内图资判断该使用者的所在位置。
8.根据权利要求7所述的分散式室内定位方法，其特征在于，该方法还包括于执行室内定位之前执行建置模式，其追踪该使用者的位移以定义坐标数据，且于连结该坐标数据以及其对应的该降维影像后产生个人定位图资并上传至图资整合服务器。
9.根据权利要求8所述的分散式室内定位方法，其特征在于，该图资整合服务器还整合至少一使用者所传送的个人定位图资以产生该室内图资。
10.根据权利要求7所述的分散式室内定位方法，其特征在于，该方法还包括于判定该使用者的所在位置后，启动导航程序或提供导览信息。
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