[发明专利]非可见激光定标室内定位导航方法

说明书

为了解决现有定位系统精度低、成本高、抗干扰能力弱、不易维护的技术问题，本发明提供一种非可见激光定标室内定位导航方法，通过至少一个激光定标器向屋顶或墙壁发射参考图形，激光定标器发射非可见激光；地面上待定位装置上的摄像头将参考图形生成成像图形；根据定位点成像的位置及距离反推摄像头中心相对于参考图形中定位点p1、p2的仰角及旋转角，计算出每个定位点相对于摄像头中心的俯角和旋转角；根据每个定位点相对于摄像头中心的俯角和旋转角，计算出摄像头中心的三维坐标，进而对待定位装置进行定位或导航。本发明精度高，成本低，抗干扰能力强且便于维护。

技术领域

本发明涉及一种室内定位方法及系统，尤其涉及一种VR/AR系统适用的室内定位方法及系统

背景技术

现有的高精度室内定位系统，采用以下两种定位原理：SLAM技术或超宽带技术。但是其具有如下不足：

1、成本高：SLAM技术所采用的深度摄像机与超宽带技术中采用的基站成本居高不下

3、抗干扰能力弱。SLAM是对环境进行识别，但环境结构发生改变时，SLAM技术无法实现两者匹配，而超宽带技术使用的电磁波也会受到其他设备干扰，造成位置精度飘动

4、不易维护。SLAM技术需要环境保持不变，超宽带技术则需要选择合适的位置架设基站，并且同一区域的基站数量不少于4个。

发明内容

本发明目的是提供一种非可见激光定标室内定位导航方法及系统，其解决了现有定位系统精度低、成本高、抗干扰能力弱、不易维护的技术问题。

本发明的技术解决方案是提供一种非可见激光定标室内定位导航方法，包括以下步骤：

1)至少一个激光定标器向屋顶或墙壁发射参考图形，所述参考图形至少包括两个已知三维坐标的定位点p1、p2；所述激光定标器发射非可见激光；

2)地面上待定位装置上的摄像头将所述参考图形生成成像图形；

3)根据定位点成像的位置及距离反推摄像头中心相对于参考图形中定位点p1、p2的仰角及旋转角；

4)根据摄像头中心的仰角和俯角结合定位点p1、p2的坐标位置，计算出每个定位点相对于摄像头中心的俯角和旋转角；

5)根据每个定位点相对于摄像头中心的俯角和旋转角，计算出摄像头中心的三维坐标，进而对待定位装置进行定位或导航。

优选的，上述步骤4)还包括以下修正步骤：

当有多个激光定标器时，待定装置获取距离最近的激光定标器的ID或激光定标器的参考图形的ID信息来进行初步定位。

优选的，上述步骤4)还包括以下修正步骤：

实时获取运动中的摄像头的空间姿态(水平和旋转两个属性)，对摄像头俯角和旋转角进行修正，进而修正每个定位点相对于摄像头中心的俯角和旋转角。

上述摄像头为非可见光鱼眼摄像头或非可见光广角摄像头；

上述步骤3)具体如下：

3.1)摄像头将定位点p1、p2成像为成像图形中的投影点a、b；

3.2)根据摄像头的成像穹隆球的半径r，可以看出投影点a、b在穹隆球上虚拟映射图形的对应点px1，px2，进而可以计算出p1、p2相对于穹隆球圆心的俯角以及旋转角；

3.3)由于p1、p2之间的关系已知，p1、p2相对于穹隆球圆心的俯角以及旋转角已知，则可以推算出穹隆球圆心的坐标；

上述步骤4)具体如下：

4.1)根据距离远近，获取最近的激光定标器的ID；或者根据激光定标器的参考图形获取该激光定标器的ID；