[发明专利]一种可见光室内定位中基于图像叠加确定光源发射序列的方法

说明书

一种可见光室内定位中基于图像叠加确定光源发射序列的方法，属于导航定位技术领域。步骤为：首先，所有光源的发射序列采用PN序列。其次，在接收端连拍获得多张照片，获取每张照片每个像素点的亮度值，对m张照片像素点做累积处理得到处理后的像素亮度值。依据人工智能算法，提取出图像上所有光斑及他们在图像上的坐标。最后，将光斑所有的位置与每张图片一一对应，判断其像素亮度值与门限M之间的关系，获得每个光源的发射序列。本发明的效果和益处是与其他确定光源发射序列的办法相比，本方法将图像叠加后一次性得到光源个数和位置，提高可靠性，计算量小，运行快。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，涉及到室内定位，特别涉及到一种可见光室内定位中基于图像叠加确定光源发射序列的方法。

背景技术

随着白炽灯被LED光源取代，LED产业快速发展起来。因此，以LED灯作为光源的基于图像的室内可见光定位技术逐渐发展起来。在室内环境中，镜子、玻璃、地板砖等等会发生镜面反射形成虚假光源，影响定位的可靠性。辨别光源真假的方法中大多是利用光源的发射序列确定光源阵列ID来辨别光源真伪。目前现有的确定光源序列的方法是对拍摄的图片进行一一图像处理，依次寻找光斑的位置，将每张图片上的光斑位置整合起来得到全部的光斑位置，进而与每张图像上该位置一一对应得到完整发射序列。该方法需要重复多次对图像处理，且有可能遗漏某些光源导致光源发射序列出错。

与原有方法相比，本发明的优势计算量小，运算快，精准的确定光斑个数和位置，提高了可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是原有方法计算量大，确定光斑位置时可能缺失光斑，可靠性低。本发明的目的是准确高效确定所有光源在图像中的位置，提高可靠性，降低计算量，提高运行速度。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种可见光室内定位中基于图像叠加确定光源发射序列的方法，该方法基于LED定位系统实现，所述的LED定位系统包括一个或多个光源作为发送端和手机作为接收端。包括以下步骤：

步骤1：所有的光源的发射序列采用PN序列，序列中“1”代表光源亮，“0”代表光源灭(或相反)；

步骤2：在接收端固定接收机的位置和姿态，保证连拍频率大于或等于发射序列的频率，用接收机摄像头连拍获得多张照片P₁,P₂,...,P_m；

步骤3：图像处理拍摄的照片，获取每张照片每个像素点的亮度值，将所有照片叠加到一起，对m张照片像素点做累加处理，得到累加像素亮度值后的一张图像。

步骤4:根据目前常见的人工智能算法进行显著性检测，提取图像中的显著区域，即提取所有光斑a,b,c,d,...,n以及它们在图像中的位置(如图1所示)，其中光斑位置包括光斑的几何中心或重心。

步骤5：按上述所示人为拍摄多张照片，对照片进行图像处理后人为标记光斑位置，计算无光斑处像素亮度值的概率密度函数f_P(p)，其中p为像素亮度值；同样计算光斑处像素亮度值的概率密度函数f_Q(q)，其中q为像素亮度值；令f_P(M)＝f_Q(M)计算得到判断光源亮暗的门限值M，M即为两函数曲线相交处的像素亮度值。

步骤6：将步骤4获得的光斑在图像中的所有位置分别与每张图像一一对应，若图像中像素亮度值kM，说明在该点光源未亮，发射序列为“0”；若图像中像素亮度值kM，说明光源在该点处于亮的状态，发射序列为“1”；所得光斑位置与m张图像对应后，得到所有光源的发射序列其中a，b…n代表光源，n_m表示第n个光源在第m张图像中亮还是暗。

本发明的效果和益处是与其他确定光源发射序列的办法相比，本方法主要优势为将图像叠加后一次性得到光源个数和位置，提高了可靠性，计算量小，运行快。

附图说明