[发明专利]一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置

权利要求书

1.一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置，包括可拆卸壳体（1），其特征在于：所述可拆卸壳体（1）上固定安装有激光收发机构（4），所述可拆卸壳体（1）内部设置有单目摄像头机构（2）、高分辨率CCD传感器（3）、无线电接收机构（5）、微型处理器（6）、屏幕底座（7）与小型显示屏（8），所述微型处理器(6)和各执行模块组装在一块核心电路板上，所述微型处理器(6)通过电子线路与单目摄像头机构（2）、高分辨率CCD传感器(3)、无线电接收机构(5)、激光收发机构（4）和小型显示屏（8）相连接；

所述装置包括以下执行步骤：

S1、利用无线电接收机构（5）接收无线电波数据得到无线电衰减率，估算得到检测目标与检测装置之间的初步直线距离；

S2、激光收发机构（4）发送光脉冲信号，并接收该信号的返回值，计算得到检测目标与检测装置之间的距离值；

S3、将无线电波得到距离值与激光收发机构（4）得到的距离值进行数据融合，确定被检测目标与检测装置之间的距离；

S4、由数据融合确定的距离，在所处三维空间内计算出被检测目标当前大致出现点的位置高度；

S5、调整摄像头机构的倍数至最低，在构建被检测目标在CCD平面的位置进行初步定位；进一步改变倍数和焦距，通过算法计算得到最后的空间三维坐标；

所述算法采用双定法确定检测目标的中心坐标点，先标定检测目标与CCD传感器平面四边平行的线，与检测目标的像相交于点，做出四个点之间的连线，第一次中心点为对角连线的点；以三边线各自呈现60°角对检测目标的像进行逼近接触，相交于三点，确定最后三角形大小和形状，第二次中心点为三角形重心点；将两次采集中心点进行加权融合，提升准确度，最后结果作为三维空间定位的坐标点。

2.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置，其特征在于：所述单目摄像头机构（2）包括摄像头调节模块与摄像头底座，所述摄像头调节模块通过摄像头底座与高分辨率CCD传感器（3）固定连接，所述单目摄像头机构（2）还包括两个微型步进电机、两组不同传动比的齿轮组与焦距可变镜头，所述单目摄像头机构（2）中的摄像头为单个，所述摄像头的分辨率至少为200万像素。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置，其特征在于：所述激光收发机构（4）包括激光收发器和微动云台，所述激光收发机构（4）的内部具有信号调制电路和解调电路，用于抗自然光干扰。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置，其特征在于：所述无线电接收机构（5）用于接收600MHz-6.32GHz之间的无线电波，并计算得出衰减数值，初步确定被检测目标的直线距离。

5.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置，其特征在于：所述微型处理器（6）的运行频率在100MHz以上，且具有外部连接接口。

6.根据权利要求1所述的一种基于图像处理与无线电技术相融合的空间定位装置，其特征在于：所述可拆卸壳体（1）呈长方体形状，所述可拆卸壳体（1）包括可拆卸的上面板、下面板、前面板、后面板和两个侧面板，所述激光收发机构（4）固定在前面板上半部分，所述单目摄像头机构（2）与前面板嵌套，所述高分辨率CCD传感器（3）在面板内部，所述小型显示屏（8）嵌入后面板当中，所述上面板还设有若干个圆形通风孔洞，并且所有通风孔均为相互平行，所述可拆卸壳体（1）还包括四个支撑立柱，分别垂直固定设置在前面板和后面板之间，中间通过电路板对应的四个孔洞，用于对电路板进行固定。