[发明专利]一种基于手机图像匹配的室内定位方法

说明书

本发明公开了一种基于手机图像匹配的室内定位方法：步骤1，将室内地面划分为多个虚拟网格；步骤2，在每个虚拟网格中拍摄四幅图像，将室内所有虚拟网格中拍摄的图像根据拍摄方向的不同存为四类图像；在每类图像中选出一个或多个基准图像，将每类图像的基准图像与对应类中的图像一一匹配；步骤3，目标用户使用手机拍摄待匹配图像，根据方向信息确定待搜索图像；在待搜索图像中搜索出待匹配图像的最佳匹配图像；步骤4，给目标粗略位置对应的虚拟网格以及八邻域网格分别赋权值；根据所述权值计算目标用户的位置。本发明定位准确，算法复杂度低，且无需在手机上安装其他硬件，仅利用手机自身摄像头即完成定位，成本低、可靠性高、通用性好。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于手机图像匹配的室内定位方法。

背景技术

近年来，随着智能手机的普及和移动物联网的深度发展，室内定位技术引起了越来越多的关注，逐渐成为物联网的研究热点。但在复杂的室内环境(如机场大厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场等)，传统的GPS系统接收不到卫星信号，无法实现室内定位，不能满足日益增长的室内定位服务LBS(Location based service)。目前国内外的室内定位技术主要有以下7种方式：①红外技术(IR)；②无线局域网(WLAN)；③蓝牙技术(Blue Tooth)；④超声波(Ultrasonic)；⑤计算机视觉(Computer Vision)；⑥磁场；⑦射频技术(RFID)。上述定位技术均能在一定程度上满足室内定位需求，但大多数定位系统易受室内障碍物、多径传输等随机因素和干扰的影响，且系统部署复杂，维护成本高，通用性和可扩展性差。综合多方面因素对比表明，基于计算机视觉的室内定位技术(即图像处理技术)抗信号干扰性强、定位精度高、实际应用代价小，已成为室内定位研究的一个热点方向。

目前，运用图像处理技术进行室内定位的方式主要是：将目标运行过程的视频流划分成一帧一帧图像，匹配相邻两帧图像并计算其基本矩阵，累积获得的相对偏移量实现室内定位。这种方法的特点是定位精度较高，但是随时间的推进累计误差不断增大，并且消耗时间，需要计算多帧图像才可以完成一次定位，不适用于精确且实时的室内定位。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种基于手机图像匹配的准确快速室内定位方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：

一种基于手机图像匹配的室内定位方法，包括如下步骤：

步骤1，将室内地面划分为多个正方形的虚拟网格；

步骤2，在每个虚拟网格中拍摄四幅图像，将室内所有虚拟网格中拍摄的图像根据拍摄方向的不同存为四类图像，并对应存储每幅图像的拍摄方向、所在的虚拟网格和虚拟网格中心坐标；对每幅图像进行特征点提取，存储每幅图像对应的SURF特征描述子；在每类图像中选出一个或多个基准图像，将每类图像的基准图像与对应类中的图像一一匹配，得到匹配点数集合；

步骤3，目标用户使用手机拍摄待匹配图像，并将待匹配图像及拍摄的方向信息发送至服务器，服务器保存满足阈值要求的待匹配图像，根据方向信息，确定步骤2中得到的与所述方向信息一致方向的一类图像为待搜索图像；在待搜索图像中搜索出待匹配图像的最佳匹配图像，所述最佳匹配图像拍摄时所在的虚拟网格为目标粗略位置；

步骤4，将最佳待匹配图像与其所在虚拟网格的八邻域虚拟网格进行匹配，获得匹配点数，给目标粗略位置对应的虚拟网格以及八邻域网格分别赋权值；根据所述权值计算目标用户的位置。

进一步的，所述步骤1中，虚拟网格边长a取50cm～70cm。

进一步的，所述步骤2具体包括如下步骤：

步骤2.1，采用带有支架的摄像机在每个虚拟网格对应的实际网格中，在四个方向上共采集四幅图像；