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基于相機(jī)通信與圖像定位技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng)及方法與流程

文檔序號(hào):12444557閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.基于相機(jī)通信與圖像定位技術(shù)的室內(nèi)定位系統(tǒng),其特征在于,包括發(fā)射端和接收端,

所述發(fā)射端,用于將發(fā)射端所在位置信息以編碼調(diào)制后的光信號(hào)向所在空間發(fā)射;

所述接收端,用于接收所述光信號(hào),對(duì)所述光信號(hào)進(jìn)行解碼解調(diào)后,進(jìn)行圖像定位計(jì)算獲取位置信息。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)射端包括光源、編碼器和調(diào)制器,

所述編碼器,用于對(duì)光源位置信息進(jìn)行光信號(hào)編碼;

所述調(diào)制器,用于對(duì)編碼后的光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制;

所述光源,用于發(fā)射調(diào)制后的光信號(hào)。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于,所述接收端包括:

圖像傳感器,用于接收光信號(hào)并生成圖像信息;

解調(diào)器,用于對(duì)所述圖像信息進(jìn)行與調(diào)制過程相反的解調(diào),以獲取發(fā)射端光信號(hào)強(qiáng)度;

解碼器,用于對(duì)解調(diào)后的圖像信息進(jìn)行與編碼過程相反的解碼,以獲取發(fā)射端光源的位置信息;

圖像處理模塊,用于根據(jù)光信號(hào)強(qiáng)度及發(fā)射端光源的位置信息,獲取接收端距離發(fā)射端光源的垂直距離和水平距離,以定位接收端的位置坐標(biāo)。

4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述圖像處理模塊包括:

高度測(cè)量模塊,用于根據(jù)圖像信息中兩個(gè)光源的距離及圖像傳感器的物理焦距,獲取接收端距離光源的垂直距離;

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,用于根據(jù)接收端距離光源的垂直距離與光信號(hào)強(qiáng)度輸出接收端偏離不同光源的水平距離;

定位模塊,用于根據(jù)圖像信息中兩個(gè)光源的位置信息和接收端偏離光源的水平距離進(jìn)行坐標(biāo)定位及坐標(biāo)篩選,以定位接收端的位置坐標(biāo)。

5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于,所述垂直距離為:

其中,z為接收端距離光源的垂直距離,AB為室內(nèi)定位區(qū)域頂上兩個(gè)光源之間的距離,f為移動(dòng)終端攝像頭的物理焦距,CD為兩個(gè)光源被移動(dòng)終端攝像頭拍攝后在圖片上的距離。

6.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于,所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入為一個(gè)五維向量,由接收端信號(hào)強(qiáng)度和接收端高度坐標(biāo)構(gòu)成;輸出為接收端與對(duì)應(yīng)光源的水平距離;

將接收端距離光源的垂直距離、接收端偏離光源的水平距離以及對(duì)應(yīng)接收端收到的光信號(hào)強(qiáng)度信息作為一個(gè)數(shù)據(jù)集,并用這些數(shù)據(jù)集訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);

訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型根據(jù)接收端距離光源的垂直距離和接收端的收到的光信號(hào)強(qiáng)度,得到接收端偏離光源的水平距離。

7.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于,所述坐標(biāo)定位算法滿足下式:

(x-xA)2+(y-yA)2=dA2

(x-xB)2+(y-yB)2=dB2

其中,(xA,yA)為A光源坐標(biāo),dA為接收端距離A光源的水平距離,(xB,yB)為B光源坐標(biāo),dB為接收端距離B光源的水平距離,(x,y)為接收端坐標(biāo),所述接收端坐標(biāo)有兩個(gè)值,分別為P1(x1,y1)和P2(x2,y2)。

8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng),其特征在于,所述坐標(biāo)篩選包括從P1(x1,y1)和P2(x2,y2)中篩選出接收端的正確坐標(biāo),滿足:

若0°<Δθ<180°或Δθ<-180°,

x=min(x1,x2)

y=min(y1,y2)

若Δθ>180°或-180°<Δθ<0°,

x=max(x1,x2)

y=max(y1,y2)

其中,Δθ=θ21,θ1為圖像上坐標(biāo)較大的光源與x軸的夾角,θ2為圖像上坐標(biāo)較小的光源與x軸的夾角。

9.基于相機(jī)通信與圖像定位技術(shù)的室內(nèi)定位方法,其特征在于,包括:

S1,接收帶有位置編碼信息并且經(jīng)過調(diào)制的光信號(hào),生成圖像信息;

S2,從所述圖像信息中提取接收端距離光源的垂直距離、光源的位置信息和光信號(hào)強(qiáng)度,獲取接收端距離光源的水平距離;

S3,根據(jù)圖像信息中兩個(gè)光源的位置信息和接收端偏離光源的水平距離進(jìn)行坐標(biāo)定位及坐標(biāo)篩選,以定位接收端的位置坐標(biāo)。

10.如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,所述S2進(jìn)一步包括:

S2.1,根據(jù)圖像信息中兩個(gè)光源的距離及圖像傳感器的物理焦距,獲取接收端距離光源的垂直距離;

S2.2,對(duì)光信號(hào)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的解調(diào)以獲取光信號(hào)強(qiáng)度,進(jìn)一步進(jìn)行對(duì)應(yīng)的解碼以獲取光源的位置信息;

S2.3,基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,根據(jù)接收端距離光源的垂直距離及光信號(hào)強(qiáng)度,獲取接收端偏離不同光源的水平距離。

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