[发明专利]一种基于二分及双指针条纹搜索的可见光定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于二分及双指针条纹搜索的可见光定位方法及系统，该方法包括：基于两个LED发射调制光信号；基于CMOS图像传感器拍摄源图像；基于二分及双指针的条纹搜索算法对源图像进行采样搜索，得到条纹信息；根据条纹信息计算两个LED中心点的像素坐标及像素距离并对图像进行裁剪；对裁剪后图像进行像素值计算并结合ITF编码真值表，计算出两个LED的世界坐标及世界距离；根据两个LED中心点的像素坐标及像素距离、两个LED的世界坐标及世界距离并基于双灯几何关系算法求解得到定位点的世界坐标。该系统包括：发射端和接收端。通过使用本发明，降低了算法复杂度和运行时间，从而提升系统的实时性能。本发明可广泛应用于可见光定位领域。

技术领域

本发明涉及可见光定位领域，尤其涉及一种基于二分及双指针条纹搜索的可见光定位方法及系统。

背景技术

在基于CMOS图像传感器的可见光定位系统中，LED作为发射器，发出调制光信号；CMOS图像传感器作为接收器，接收来自LED的调制光信号，并通过一定的计算，即可求得定位点的世界坐标。但是，目前现有技术中搜索源图像中的条纹的算法复杂，效率低且运行时间长，使得可见光定位系统的实时性能较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于二分及双指针条纹搜索的可见光定位方法及系统，降低了算法复杂度和运行时间，从而提升系统的实时性能。

本发明所采用的第一技术方案是：一种基于二分及双指针条纹搜索的可见光定位方法，包括以下步骤：

基于两个LED发射调制光信号；

基于CMOS图像传感器拍摄源图像，所述源图像上包括两个LED调制光信号；

基于二分及双指针的条纹搜索算法对源图像进行采样搜索，得到条纹信息；

根据条纹信息计算两个LED中心点的像素坐标及像素距离并对图像进行裁剪，得到裁剪后图像；

对裁剪后图像进行像素值计算并结合ITF编码真值表，计算出两个LED的世界坐标及世界距离；

根据两个LED中心点的像素坐标及像素距离、两个LED的世界坐标及世界距离并基于双灯几何关系算法求解得到定位点的世界坐标。

进一步，所述基于两个LED发射调制光信号这一步骤，其具体包括：

对两个LED分别赋予编号，并将编号映射到其世界坐标。

基于ITF编码真值表对LED的编号进行编码，得到对应的二进制字符串。

根据二进制字符串，使用OOK调制两个LED，得到调制光信号。

进一步，所述基于二分及双指针的条纹搜索算法对源图像进行采样搜索，得到条纹信息这一步骤，其具体包括：

读取源图像各个像素点的像素值并保存；

基于二分采样搜索条纹区域，得到条纹区域；

基于双指针对条纹区域进行处理，逐列搜索条纹左右边界，逐行采样搜索条纹上下边界，输出搜索到的第一组条纹；

分别在第一组条纹左区域和右区域对源图像进行采样搜索直至搜索得到第二组条纹。

进一步，所述基于二分采样搜索条纹区域，得到条纹区域这一步骤，其具体包括：

以二分的方式采样源图像上的列像素，计算待采样的列序号并保存；

按列序号读取采样列的像素并求和，得到采样列像素总和；

判断到采样列像素总和大于预设阈值，搜索得到条纹区域。