1.室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng),其特征在于:包括定位條碼(1)、無(wú)線信號(hào)接收器(2)、被測(cè)目標(biāo)(3)、攝像頭(4)、無(wú)線信號(hào)發(fā)送器(5)和PC機(jī)或服務(wù)器(6);所述定位條碼(1)設(shè)置在被測(cè)目標(biāo)(3)的表面;所述無(wú)線信號(hào)接收器(2)安裝在被測(cè)目標(biāo)(3)上;所述被測(cè)目標(biāo)(3)和攝像頭(4)均設(shè)置至少一個(gè);所述攝像頭(4)和無(wú)線信號(hào)發(fā)送器(5)均與PC機(jī)或服務(wù)器(6)電連接;所述無(wú)線信號(hào)發(fā)送器(5)與無(wú)線信號(hào)接收器(2)無(wú)線通信聯(lián)接;所述定位條碼(1)包括由內(nèi)而外依次同心設(shè)置的起始圓環(huán)(11)、信息圓環(huán)(12)和結(jié)束圓環(huán)(13);所述起始圓環(huán)(11)包括一個(gè)起始窄環(huán)(111)和一個(gè)起始寬環(huán)(112);所述起始窄環(huán)(111)的寬度小于起始寬環(huán)(112)的寬度;所述信息圓環(huán)(12)包括至少一個(gè)信息窄環(huán)(121)和至少一個(gè)信息寬環(huán)(122);所述結(jié)束圓環(huán)(13)設(shè)置一個(gè);所述起始窄環(huán)(111)的寬度=信息窄環(huán)(121)的寬度;所述起始寬環(huán)(112)的寬度=信息寬環(huán)(122)的寬度<結(jié)束圓環(huán)(13)的寬度;所述起始圓環(huán)(11)的最內(nèi)圈圓環(huán)圍繞的區(qū)域中填充有不出現(xiàn)在背景顏色中的識(shí)別色(113);所述起始窄環(huán)(111)和起始寬環(huán)(112)之間的間距與信息圓環(huán)(12)中各圓環(huán)的間距相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng),其特征在于:所述定位條碼(1)的起始圓環(huán)(11)的起始窄環(huán)(111)位于起始寬環(huán)(112)內(nèi)部;所述識(shí)別色(113)填充在起始窄環(huán)(111)圍繞的區(qū)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)的定位并識(shí)別移動(dòng)目標(biāo)的方法,其特征在于:包括以下步驟:
①、攝像頭高速拍攝,并將圖像信號(hào)傳送給PC機(jī)或服務(wù)器(6);
②、PC機(jī)或服務(wù)器(6)在拍攝的圖像中找到被測(cè)目標(biāo)(3)上的定位條碼(1)的中心點(diǎn)坐標(biāo),根據(jù)定位條碼(1)的中心點(diǎn)在圖像中的位置,判斷出被測(cè)目標(biāo)(3)的實(shí)際位置;
③、PC機(jī)或服務(wù)器(6)通過(guò)定位條碼(1)的信息圓環(huán)(12)完成對(duì)被測(cè)目標(biāo)(3)的識(shí)別;
④、PC機(jī)或服務(wù)器(6)完成定位和識(shí)別后,將位置信息以無(wú)線通信的方式發(fā)送給被測(cè)目標(biāo)(3),使被測(cè)目標(biāo)(3)知道自己的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)的定位并識(shí)別移動(dòng)目標(biāo)的方法,其特征在于:所述步驟②中找到被測(cè)目標(biāo)(3)上的定位條碼(1)的中心點(diǎn)坐標(biāo)的具體方法為:
首先,在圖像中找到定位條碼(1)的識(shí)別色(113)的區(qū)塊,選擇其中一點(diǎn)作為基點(diǎn)a,從a點(diǎn)向不同方向作至少五條射線與起始圓環(huán)(11)的內(nèi)環(huán)相交,得到至少五個(gè)點(diǎn)(若超過(guò)五個(gè)點(diǎn),則通過(guò)最小二乘法)確定橢圓的方程,以下推導(dǎo)過(guò)程,假定有n(n≥5)個(gè)點(diǎn),其推導(dǎo)如下:
假定該橢圓的方程f(x,y)=0為:x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0,
由于上述各個(gè)交點(diǎn)均位于橢圓上,于是有:
xi2+a1yi2+a2xiyi+a3xi+a4yi+a5=0,
令
求得到:
求得到:
求得到:
求得到:
求得到:
由(一)式得到:
由(二)式得到:
由(三)式得到:
由(四)式得到:
由(五)式得到:
解此線性方程組,可以得到a1、a2、a3、a4、a5;
通過(guò)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系,將方程f(x,y)=0中的交叉乘積項(xiàng)消掉,令坐標(biāo)軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)θ角,坐標(biāo)軸變?yōu)閤’和y’,有:
代入x2+a1y2+a2xy+a3x+a4y+a5=0中,并令x’y’的交叉乘積項(xiàng)為0,有:
-2sinθcosθ+2a1 sinθcosθ+a2(cos2θ-sin2θ)=0
(a1-1)sin 2θ=a2 cos 2θ
由此可以得到θ角:
(x'cosθ-y'sinθ)2+a1(x'sinθ+y'cosθ)2+a2(x'cosθ-ysinθ)(x'sinθ+y'cosθ)
+a3(x'cosθ-y'sinθ)+a4(x'sinθ+y'cosθ)+a5=0
由于已經(jīng)使x’y’交叉乘積項(xiàng)為0,則有:
x'2 cos2θ+y'2 sin2θ+a1x'2 sin2θ+a1y'2 cos2θ+a2(x'2 sinθcosθ-y'2 sinθcosθ)
+a3(x'cosθ-y'sinθ)+a4(x'sinθ+y'cosθ)+a5=0
令:
c1=cos2θ+a1 sin2θ+a2 sinθcosθ
c2=a3 cosθ+a4 sinθ
c3=sin2θ+a1 cos2θ-a2 sinθcosθ
c4=a4 cosθ-a3 sinθ
于是有:
c1x'2+c2x'+c3y'2+c4y'+a5=0
橢圓圓心位于新坐標(biāo)系的點(diǎn),對(duì)應(yīng)于原坐標(biāo)系的
這樣就找到了被測(cè)目標(biāo)(3)上的定位條碼(1)的中心點(diǎn)坐標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的室內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)定位系統(tǒng)的定位并識(shí)別移動(dòng)目標(biāo)的方法,其特征在于:所述步驟③中通過(guò)定位條碼(1)的信息圓環(huán)(12)對(duì)被測(cè)目標(biāo)(3)進(jìn)行識(shí)別的具體方法為:從定位條碼(1)的中心點(diǎn)出發(fā),沿任意一個(gè)方向依次檢測(cè)定位條碼(1);首先檢測(cè)的是兩圈起始圓環(huán)(11),通過(guò)對(duì)其寬度、間距的檢測(cè),獲知信息圓環(huán)(12)的間距和兩種寬度;然后逐一檢測(cè)各信息圓環(huán)(12)的信息,根據(jù)不同寬度,信息窄環(huán)(121)代表0或1,信息寬環(huán)(122)代表1或0,得到對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)信息即是被測(cè)目標(biāo)(3)的身份數(shù)據(jù);最后檢測(cè)到寬度最大的結(jié)束圓環(huán)(13),識(shí)別的工作結(jié)束。