[发明专利]基于摄像头的可见光室内定位装置

说明书

本发明公开了基于摄像头的可见光室内定位装置，包括发射装置和接收装置，其中，发射装置包括微处理器、PWM驱动模块和LED，接收装置包括第二微处理器、摄像头和LCD显示屏；第一微处理器与PWM驱动模块连接，PWM驱动模块连接LED，第二微处理器与摄像头和LCD摄像头分别连接；LED放置在待测房间房顶，且在同一水平面上呈十字状分布，其中四个位于十字的四个顶点，一个位于十字的交叉处；所述第一微处理器产生PWM波给所述PWM驱动模块驱动LED发光，所述摄像头接收LED发出的光，采集光照图像，再经所述第二微处理器对所述光照图像处理得到摄像头的具体位置信息，并将所述具体位置信息在LCD显示屏中显示。

技术领域

本发明涉及LED灯室内定位算法，具体涉及基于摄像头的可见光室内定位装置。

背景技术

目前对于基于GPS全球室外定位装置已经非常成熟，利用移动终端可以实现高精度的室外定位。据数据统计，现代社会的人类活动80％在室内进行。为此也出现了很多室内的定位方法，如利用室内的红外定位装置、超声波室内定位装置，利用可见光通讯的室内定位装置目前是应用较为广泛的一种室内定位方法。目前，室内定位方法主要有GPS、红外线、超声波、WLAN等技术。但是，采用GPS信号进行室内定位时，穿透建筑物墙壁后的射频信号非常弱导致定位误差过大。另一方面，采用红外线，超声波，WLAN等技术手段定位时，需要搭建复杂的定位设施环境，不仅成本高，定位精度和安全性也得不到有效保障。目前，LED的普及使得可见光室内定位成为新的发展方向。基于图像传感器的可见光定位技术，可以实现测量接收端的位置和方向，但需要额外的图像处理技术且数据速率受限于图像处理速率。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前室内定位方法定位精度、安全性和成本上存在的技术缺陷，提供了基于摄像头的可见光室内定位装置来解决上述问题。

基于摄像头的可见光室内定位装置，其特征在于，包括发射装置和接收装置，其中，发射装置包括微处理器、PWM驱动模块和LED，接收装置包括第二微处理器、摄像头和LCD显示屏；第一微处理器与PWM驱动模块连接，PWM驱动模块连接LED，第二微处理器与摄像头和LCD摄像头分别连接；LED放置在待测房间房顶，且在同一水平面上呈十字状分布，其中四个位于十字的四个顶点，一个位于十字的交叉处；所述第一微处理器产生PWM波给所述PWM驱动模块驱动LED发光，所述摄像头接收LED发出的光，采集光照图像，再经所述第二微处理器对所述光照图像处理得到摄像头的具体位置信息，并将所述具体位置信息在LCD显示屏中显示。

进一步的，所述第一微处理器用于产生PWM波输入至PWM驱动模块。

进一步的，所述PWM驱动模块用于接收第一微处理器产生的PWM波，得到带载波信号，驱动LED以恒定的功率向外发送光信号。

进一步的，所述LED用于发射光信号，可以通过所述PWM驱动模块改变PWM波的大小来改变LED灯的光的强度。

进一步的，所述摄像头是一种摄像头传感器，用于接收所述LED发出的可见光信号，得到彩色的光照图像，并将所述光照图像传输至第二位处理器。

进一步的，所述第二微处理器用于接收所述摄像头获取的的彩色的光照图像，对彩色的光照图像进行二值化处理得到黑白像素图像，对黑白像素图像进行遍历，搜取跳变点，确定LED灯在摄像头中的像素坐标(X，Y)，根据线性关系X₀＝aX+b，Y₀＝cY+d确定最终摄像头所在的定位坐标(X₀，Y₀)。

进一步的，确定所述线性关系X₀＝aX+b，Y₀＝cY+d中参数a、b、c、d的具体方法是：