CN110610521A - 一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***及方法，包括测距标志、图像录入装置、用户端软件、区域三维描述图、移动通信网络和位置服务***；测距标志与已有标准的交通标志结合，设置在***工作区域；图像录入装置为摄像机或照相机；图像录入装置获取到的信息传输给用户端软件，用户端软件通过对图像录入装置传输来的信息的识别与搜索，通过移动通信网络，从位置服务***获取区域三维描述图，根据获取到的区域三维描述图，运行测距与定位算法，实时计算出用户在区域中的位置。解决了现有导航***不能在缺乏定位卫星的场景下定位的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种室内定位导航***及方法，具体涉及一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***及方法。
背景技术
目前，最有效的定位导航方法是全球卫星定位***，例如美国的GPS、中国的北斗、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo***。但全球卫星定位***只能解决在人、车、物等用户在户/野外空旷区域能看到天上不少于4颗定位卫星的应用场景，因此不能满足在室内、地下、隧道和“城市峡谷(高楼群之间的道路、高架桥下的道路、立交桥下道路等)”场景的应用需求。
虽然现有的导航***配置了惯性导航器件，但在面对城市地下室或“城市峡谷”时则显得力不从心。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***及方法，用以解决现有导航***不能在缺乏定位卫星的场景下定位的问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，所述***包括测距标志、图像录入装置、用户端软件、区域三维描述图、移动通信网络和位置服务***；
所述测距标志与已有标准的交通标志结合，设置在***工作区域；
所述图像录入装置为摄像机或照相机；
所述图像录入装置获取到的信息传输给用户端软件，用户端软件通过对图像录入装置传输来的信息的识别与搜索，通过移动通信网络，从位置服务***获取区域三维描述图，根据获取到的区域三维描述图，运行测距与定位算法，实时计算出用户在区域中的位置。
优选的，上述测距标志包括如下三段信息：
第一段信息：说明测距标志设置位置的基本情况信息，包含街道、楼名、进口/门号、序号和楼层号；告知用户在哪条街、哪幢楼、哪个进口和哪个门号，为后续导航提供支持信息；
第二段信息：测距信息，含在不同距离上可以识别的图形，通过对图形识别实时确认用户至位置标志点的距离，用户端软件实时显示用户亚米级精度的位置，为后续导航提供支持信息；测距标志的测距信息与专用测距标志线结合，实现对测量距离的校正，校正参数加载在用户端软件，用于修正测距精度；
第三段信息：测距标志与前、后专用测距标志线的位置关系信息，距前、后最近测距标志线的精确距离，告知用户端软件该专用测距标志前、后的专用测距标志的相关信息和距离。
优选的，上述标准的交通标志包括道路交通标志线的车道分划虚实线、停车线、泊车位线和人行道横线。
优选的，上述专用测距标志线为画在地面上，与专用测距标志有已知的距离。
优选的，上述测距标志设置在区域内的特征点位置，所述特征点包括门口、路口、转弯点、楼层分界处和特征立柱处。
优选的，上述图像录入装置可由用户手持、安装在汽车上或安装在移动载具上。
优选的，上述区域三维描述图为区域三维地图。
优选的，上述位置服务***为后端服务器，通过移动通信网络与用户端软件进行数据交互。
一种采用测距标志与图像识别匹配的定位方法，所述定位方法包括如下步骤：
Step1：在区域内设置测距标志和测距标志线；
Step2：使用图像录入装置拍摄区域内设置的测距标志和测距标志线；
Step3：用户软件识别出图像录入装置拍摄的区域，将该区域位置通过移动通信网络发送到位置服务***；
Step4：位置服务***根据该用户的位置将特定区域三维描述图发送到用户端软件；
Step5：用户端软件显示出该区域三维描述图与自身在三维描述图的位置；
Step6：用户在区域三维描述图上确定终点位置，通过移动通信传送到位置服务***；
Step7：位置服务***根据用户的当前位置和指定的终点位置规划出区域的导航路径，再通过移动通信网络将相关信息发送到用户端软件，并在用户端显示出来；
Step8：用户端软件根据位置服务***规划的路径运动至终点位置；在这个过程中，图像录入装置持续拍摄经过路径上的测距标志和交通标志，持续进行定位、导航和修正，直至用户达到指定的终端位置；
Step9：在用户运动至终点位置时，在区域的定位、导航服务结束；
Step10：用户离开终点位置，进入露天区域时，位置服务***发出指令，通过移动通信网络控制用户端软件清除区域三维描述图，手机屏幕显示市面商业导航地图。
优选的，上述Step8中用户端软件通过测距标志、道路的图像信息结合区域三维描述图，利用计算出的距离测距标志的距离信息和通过图像识别算法得到的距离测距标志的方位信息，完成定位。。
本发明具有如下优点：
采用本发明的设计后，通过使用经过特殊设计测距标志，结合标准交通标志，通过图像录入装置对其进行拍摄，利用拍摄的测距标志进行图像识别实现定位，对图像录入装置拍摄的测距标志场景进行图像识别与匹配定位，使定位精度达到或优于亚米级，解决室内外、地上地下、隧道、“城市峡谷”应用场景的泊车入位、车道级导航、进门级导航的难题，解决了室内外、地上地下、隧道、“城市峡谷”场景的导航无缝连接的应用问题。提高了导航软件的实用性和可靠性。
附图说明
图1为本发明一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***及方法的运行流程图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1
一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，所述***包括测距标志、图像录入装置、用户端软件、区域三维描述图、移动通信网络和位置服务***；
所述测距标志与已有标准的交通标志结合，设置在***工作区域；
所述图像录入装置为摄像机或照相机；
所述图像录入装置获取到的信息传输给用户端软件，用户端软件通过对图像录入装置传输来的信息的识别与搜索，通过移动通信网络，从位置服务***获取区域三维描述图，根据获取到的区域三维描述图，运行测距与定位算法，实时计算出用户在区域中的位置。
具体实施时，上述测距标志包括如下三段信息：
第一段信息：说明测距标志设置位置的基本情况信息，包含街道、楼名、进口/门号、序号和楼层号；告知用户在哪条街、哪幢楼、哪个进口和哪个门号，为后续导航提供支持信息；
第二段信息：测距信息，含在不同距离上可以识别的图形，通过对图形识别实时确认用户至位置标志点的距离，用户端软件实时显示用户亚米级精度的位置，为后续导航提供支持信息；测距标志的测距信息与专用测距标志线结合，实现对测量距离的校正，校正参数加载在用户端软件，用于修正测距精度；
第三段信息：测距标志与前、后专用测距标志线的位置关系信息，距前、后最近测距标志线的精确距离，告知用户端软件该专用测距标志前、后的专用测距标志的相关信息和距离。
具体实施时，上述标准的交通标志包括道路交通标志线的车道分划虚实线、停车线、泊车位线和人行道横线。
具体实施时，上述专用测距标志线为画在地面上，与专用测距标志有已知的距离。
具体实施时，上述测距标志设置在区域内的特征点位置，所述特征点包括门口、路口、转弯点、楼层分界处和特征立柱处。
具体实施时，上述图像录入装置可由用户手持、安装在汽车上或安装在移动载具上。
具体实施时，上述区域三维描述图为区域三维地图。
具体实施时，上述位置服务***为后端服务器，通过移动通信网络与用户端软件进行数据交互。
参见图1，一种采用测距标志与图像识别匹配的定位方法，所述定位方法包括如下步骤：
Step1：在区域内设置测距标志和测距标志线；
Step2：使用图像录入装置拍摄区域内设置的测距标志和测距标志线；
Step3：用户软件识别出图像录入装置拍摄的区域，将该区域位置通过移动通信网络发送到位置服务***；
Step4：位置服务***根据该用户的位置将特定区域三维描述图发送到用户端软件；
Step5：用户端软件显示出该区域三维描述图与自身在三维描述图的位置；
Step6：用户在区域三维描述图上确定终点位置，通过移动通信传送到位置服务***；
Step7：位置服务***根据用户的当前位置和指定的终点位置规划出区域的导航路径，再通过移动通信网络将相关信息发送到用户端软件，并在用户端显示出来；
Step8：用户端软件根据位置服务***规划的路径运动至终点位置；在这个过程中，图像录入装置持续拍摄经过路径上的测距标志和交通标志，持续进行定位、导航和修正，直至用户达到指定的终端位置；
Step9：在用户运动至终点位置时，在区域的定位、导航服务结束；
Step10：用户离开终点位置，进入露天区域时，位置服务***发出指令，通过移动通信网络控制用户端软件清除区域三维描述图，手机屏幕显示市面商业导航地图。
具体实施时，上述Step8中用户端软件通过测距标志、道路的图像信息结合区域三维描述图，利用计算出的距离测距标志的距离信息和通过图像识别算法得到的距离测距标志的方位信息，完成定位。
本发明具有如下优点：
采用本发明的设计后，通过使用经过特殊设计测距标志，结合标准交通标志，通过图像录入装置对其进行拍摄，利用拍摄的测距标志进行图像识别实现定位，对图像录入装置拍摄的测距标志场景进行图像识别与匹配定位，使定位精度达到或优于亚米级，解决室内外、地上地下、隧道、“城市峡谷”应用场景的泊车入位、车道级导航、进门级导航的难题，解决了室内外、地上地下、隧道、“城市峡谷”场景的导航无缝连接的应用问题。提高了导航软件的实用性和可靠性。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述***包括测距标志、图像录入装置、用户端软件、区域三维描述图、移动通信网络和位置服务***；
所述测距标志与已有标准的交通标志结合，设置在***工作区域；
所述图像录入装置为摄像机或照相机；
所述图像录入装置获取到的信息传输给用户端软件，用户端软件通过对图像录入装置传输来的信息的识别与搜索，通过移动通信网络，从位置服务***获取区域三维描述图，根据获取到的区域三维描述图，运行测距与定位算法，实时计算出用户在区域中的位置。
2.根据权利要求1所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述测距标志包括如下三段信息：
第一段信息：说明测距标志设置位置的基本情况信息，包含街道、楼名、进口/门号、序号和楼层号；告知用户在哪条街、哪幢楼、哪个进口和哪个门号，为后续导航提供支持信息；
第二段信息：测距信息，含在不同距离上可以识别的图形，通过对图形识别实时确认用户至位置标志点的距离，用户端软件实时显示用户亚米级精度的位置，为后续导航提供支持信息；测距标志的测距信息与专用测距标志线结合，实现对测量距离的校正，校正参数加载在用户端软件，用于修正测距精度；
第三段信息：测距标志与前、后专用测距标志线的位置关系信息，距前、后最近测距标志线的精确距离，告知用户端软件该专用测距标志前、后的专用测距标志的相关信息和距离。
3.根据权利要求1所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述标准的交通标志包括道路交通标志线的车道分划虚实线、停车线、泊车位线和人行道横线。
4.根据权利要求2所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述专用测距标志线为画在地面上，与专用测距标志有已知的距离。
5.根据权利要求2所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述测距标志设置在区域内的特征点位置，所述特征点包括门口、路口、转弯点、楼层分界处和特征立柱处。
6.根据权利要求1所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述图像录入装置可由用户手持、安装在汽车上或安装在移动载具上。
7.根据权利要求1所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述区域三维描述图为区域三维地图。
8.根据权利要求1所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位***，其特征在于：所述位置服务***为后端服务器，通过移动通信网络与用户端软件进行数据交互。
9.一种采用测距标志与图像识别匹配的定位方法，其特征在于：所述定位方法包括如下步骤：
Step1：在区域内设置测距标志和测距标志线；
Step2：使用图像录入装置拍摄区域内设置的测距标志和测距标志线；
Step3：用户软件识别出图像录入装置拍摄的区域，将该区域位置通过移动通信网络发送到位置服务***；
Step4：位置服务***根据该用户的位置将特定区域三维描述图发送到用户端软件；
Step5：用户端软件显示出该区域三维描述图与自身在三维描述图的位置；
Step6：用户在区域三维描述图上确定终点位置，通过移动通信传送到位置服务***；
Step7：位置服务***根据用户的当前位置和指定的终点位置规划出区域的导航路径，再通过移动通信网络将相关信息发送到用户端软件，并在用户端显示出来；
Step8：用户端软件根据位置服务***规划的路径运动至终点位置；在这个过程中，图像录入装置持续拍摄经过路径上的测距标志和交通标志，持续进行定位、导航和修正，直至用户达到指定的终端位置；
Step9：在用户运动至终点位置时，在区域的定位、导航服务结束；
Step10：用户离开终点位置，进入露天区域时，位置服务***发出指令，通过移动通信网络控制用户端软件清除区域三维描述图，手机屏幕显示市面商业导航地图。
10.根据权利要求9所述的一种采用测距标志与图像识别匹配的定位方法，其特征在于：所述Step8中用户端软件通过测距标志、道路的图像信息结合区域三维描述图，利用计算出的距离测距标志的距离信息和通过图像识别算法得到的距离测距标志的方位信息，完成定位。
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