[发明专利]一种室内定位方法及装置

说明书

本发明提供了一种室内定位方法及装置，该室内定位方法包括：获取拍摄图像中的定位目标在预先建立的图像坐标系中的坐标；根据所述图像坐标系与预先建立的摄像机坐标系之间的关系，以及预先建立的世界坐标系与所述摄像机坐标系之间的关系获得所述定位目标在世界坐标系中的位置。本发明利用摄像头就可以实现高精度的定位，并且降低了成本。

技术领域

本发明是关于定位技术，特别是关于一种室内定位方法及装置。

背景技术

信息化快速发展的今天，定位技术得到迅猛发展，现被广泛应用在医疗、工业、公共安全、交通运输等各个领域。

对于室外环境，全球导航卫星系统(GNSS)诸如美国的全球定位系统(GPS)、我国的北斗卫星导航系统(BDS)能够为用户提供较高精度的定位服务，基本满足了用户在室外环境中对于位置服务的需求。然而，类似个人用户、服务机器人、扫地机器人等有大量的定位需求发生在室内场景；而室内场景受到建筑物的遮挡，GNSS信号快速衰减，甚至完全拒止，无法满足室内场景中导航定位的需要。

室内定位是指在室内环境中实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。随着通信技术和电子制造工艺的不断发展和普及，室内定位技术层出不穷，而且在一些行业中得到了应用。相比于美国军方于1964年正式投入使用的子午仪卫星定位系统以及后来以此为前身于1994年全面建成的GPS，室内定位技术起步较晚，美国联邦通信委员会(FCC)在1996年指定用于应急救援的E-911为室内定位标准，之后在各行业应用需求的推动下，室内定位技术得到了快速的发展。

相对于传统的室外定位技术，室内定位技术由于其环境的特殊性，存在以下技术难点。(1)GPS信号变弱。室内环境由于墙体的遮蔽，尤其是钢筋混凝土时，GPS信号穿过建筑物后会明显变弱，传统依靠GPS进行定位的技术，精确度大幅降低。所以室内环境不适宜使用GPS技术进行定位。(2)障碍物多。建筑物内通常会有各种障碍物，包括家具、房间和行人等。障碍物位置各异，房间布局不同，行人时刻在动，大量的不确定性使室内环境异常复杂。(3)干扰源多。由于室内环境相对封闭，声音、光线、温度等干扰源都会对定位设备的传感器造成一定的影响，特别是声音和光线，会在室内进行多次反射，使室内干扰情况更加复杂。(4)多层建筑中的定位。室内定位不仅要考虑二维平面的位置，在多层建筑中还要考虑楼层的位置，包括地上和地下部分。(5)未知环境定位困难。目前大部分室内定位技术都是基于对室内环境了解的基础上，但实际应用中也许得不到环境信息，或者定位基础设施遭到破坏，比如地震、反恐等特殊情况时，减少对环境依赖性的室内定位也是一项难题。

目前，国内外研究已提出了射频识别(RFID)、蓝牙、无线局域网(WLAN)、超宽带(UWB)等室内定位技术及系统，其中部分定位技术已经商用。但是，由于室内场景的复杂性和多样性，不同的室内定位技术也具有不同的缺点和局限性，尚未形成与GNSS类似的普适性解决方案。下面分别说明目前WIFI定位技术、蓝牙定位技术、UWB定位技术及RFID定位技术存在的问题。

WIFI定位技术：无线局域网(WLAN，Wireless LAN)技术是通过射频技术来取代有线通信的方式来构建局域网，其中使用IEEE 802.11系列协议的无线局域网也称为WiFi，通常基于WLAN的室内定位也是使用的WiFi网络。

基于WiFi的室内定位系统主流方法是基于RSSI(Received Signal StrengthIndicator，接收信号强度指示器)进行定位。

一种是三角定位：如果我们知道了AP(Access Point，接入点)的位置，可以利用信号衰减模型估算出移动设备距离各个AP的距离，然后根据周围AP距离画圆，其交点就是该设备的位置。很容易发现，三角定位算法需要提前知道AP的位置，因此对于环境变化较快的场合不适合使用。