本發(fā)明涉及定位與導(dǎo)航領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

城市停車庫內(nèi)由于缺乏地標(biāo)性的參照物，用戶在這樣的環(huán)境中容易迷路。而由于停車庫大多在地下(或地面室內(nèi))，不在GPS信號(hào)的覆蓋范圍內(nèi)，用戶也難以借助GPS導(dǎo)航工具進(jìn)行導(dǎo)航與定位。

目前，大多數(shù)的停車庫都有指示標(biāo)記引導(dǎo)用戶停車完畢后離開停車庫，而用戶需要自行記住車輛停放位置的具體信息(如區(qū)域、車位號(hào)等)，取車時(shí)方能夠通過停車庫內(nèi)的指示標(biāo)記找到自己停放的車輛。一旦用戶遺忘車輛停放位置的信息，取車的復(fù)雜程度將大大提升。

經(jīng)檢索：

申請(qǐng)?zhí)枮椋?01410730947.8，發(fā)明名稱為：“一種室內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)及其精確定位的方法”提出的系統(tǒng)在室內(nèi)復(fù)雜場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航，并聲稱相比現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)誤差更小，上述專利申請(qǐng)中所涉及的系統(tǒng)需要假設(shè)服務(wù)器中心與若干無線AP，成本高昂，不適用于停車庫的應(yīng)用環(huán)境。

美國(guó)專利號(hào)為：US20140232569、US20140232570的這兩項(xiàng)專利文獻(xiàn)中提出，通過安裝系統(tǒng)的設(shè)備與兼容的車輛建立數(shù)據(jù)連接，可以通過藍(lán)牙等方式實(shí)現(xiàn)二者之間的聯(lián)系互動(dòng)。設(shè)備能夠識(shí)別用戶何時(shí)何地停泊車輛、通過車門打開信號(hào)或引擎熄滅信號(hào)記錄位置并繼續(xù)追蹤用戶移動(dòng)等。同時(shí)，這兩項(xiàng)專利還能利用設(shè)備自帶的IMU等傳感器實(shí)現(xiàn)追蹤位置，當(dāng)用戶想要找到自己停泊的車輛時(shí)，可以向系統(tǒng)提出“找到車輛”的要求，由系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。該方案可以不借助GPS信號(hào)進(jìn)行定位與導(dǎo)航，但需要汽車制造商支持該專利所涉及的系統(tǒng)，并非兼容所有車輛。此外，由于系統(tǒng)與車輛進(jìn)行了捆綁，一旦用戶丟失安裝該系統(tǒng)的設(shè)備，用戶的車輛也存在安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航系統(tǒng)及方法。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航系統(tǒng)，包括：移動(dòng)設(shè)備，服務(wù)器；

所述移動(dòng)設(shè)備安裝有IMU傳感器，用于實(shí)施感應(yīng)用戶的位置，下載或者調(diào)用車庫地圖，對(duì)用戶的停車位置和取車時(shí)用戶的起始位置進(jìn)行定位，并根據(jù)用戶位置和目的地位置生成至少一條路徑；

所述服務(wù)器為遠(yuǎn)端服務(wù)器，內(nèi)部存儲(chǔ)有多個(gè)室內(nèi)車庫的地圖，能夠根據(jù)用戶的請(qǐng)求提供車庫地圖下載服務(wù)。

優(yōu)選地，所述移動(dòng)設(shè)備包括：能夠安裝系統(tǒng)App的智能手機(jī)、平板電腦。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航方法，包括如下步驟：

停車步驟：當(dāng)用戶車輛行駛進(jìn)入室內(nèi)車庫后，向服務(wù)器請(qǐng)求下載車庫地圖，或者調(diào)用已下載好的車庫地圖，尋找停車位停車，并拍攝停車位標(biāo)識(shí)保存在移動(dòng)設(shè)備中；

取車步驟：用戶進(jìn)入車庫準(zhǔn)備取車時(shí)，拍攝所在位置的停車位或車庫標(biāo)識(shí)，移動(dòng)設(shè)備根據(jù)用戶的所攝標(biāo)識(shí)確定起點(diǎn)位置，并根據(jù)停車時(shí)所攝停車位標(biāo)識(shí)確定停車位位置，生成至少一條取車路徑，為用戶提供實(shí)時(shí)導(dǎo)航服務(wù)。

優(yōu)選地，所述停車步驟包括：

車輛狀態(tài)檢測(cè)步驟：通過移動(dòng)設(shè)備的GPS信號(hào)和通信基站的信號(hào)確定車輛駛?cè)氲耐＼噹煳恢?，即用于?duì)停車庫進(jìn)行識(shí)別；

車庫地圖下載步驟：向服務(wù)器發(fā)送車庫地圖下載請(qǐng)求，通過移動(dòng)數(shù)據(jù)流量或者WiFi下載識(shí)別出的車庫地圖，保存在移動(dòng)設(shè)備中；

車輛停放定位步驟：用戶停車完畢后，通過移動(dòng)設(shè)備拍攝對(duì)應(yīng)停車位的標(biāo)識(shí)，自動(dòng)識(shí)別出用戶的停車位置信息，并保存。

優(yōu)選地，所述取車步驟包括：

導(dǎo)航起點(diǎn)定位步驟：用戶取車時(shí)通過移動(dòng)設(shè)備拍攝移動(dòng)設(shè)備定位用戶在車庫內(nèi)的位置，確定起點(diǎn)位置；

路徑規(guī)劃步驟：根據(jù)用戶起點(diǎn)位置和保存的停車位置信息，自動(dòng)生成至少一條取車路徑；

導(dǎo)航步驟：用戶選擇任一取車路徑，由移動(dòng)設(shè)備的IMU傳感器實(shí)時(shí)更新用戶的當(dāng)前位置，并為用戶提供下一步的行徑方向和到達(dá)停車位置的距離。

優(yōu)選地，還包括車庫環(huán)境標(biāo)識(shí)步驟：在車庫的所有停車位處貼上車位編號(hào)，在用戶入口處的地面或墻面上貼上提示標(biāo)識(shí)；

具體地，根據(jù)車庫的布局進(jìn)行區(qū)域劃分，對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的停車位進(jìn)行有規(guī)律的編號(hào)，若車庫存在多個(gè)出入口的，則對(duì)每一個(gè)出入口進(jìn)行編號(hào)。

優(yōu)選地，還包括：出車庫導(dǎo)航步驟：當(dāng)用戶找到自己的車輛后，根據(jù)用戶選擇的出口自動(dòng)生成出庫路徑，由移動(dòng)設(shè)備的IMU傳感器實(shí)時(shí)更新用戶的當(dāng)前位置，并提供下一步的行徑方向和到達(dá)出口的距離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明提供的基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航系統(tǒng)能夠不依賴GPS信號(hào)對(duì)用戶停車位置進(jìn)行定位，并結(jié)合移動(dòng)設(shè)備所攜帶傳感器進(jìn)行導(dǎo)航，幫助用戶在紛繁復(fù)雜的停車庫環(huán)境中快速便捷準(zhǔn)確地尋找到所停放的車輛。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明的定位與導(dǎo)航系統(tǒng)時(shí)序圖；

圖2為檢測(cè)車輛狀態(tài)與地圖下載的流程圖；

圖3為室內(nèi)定位與導(dǎo)航的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供的基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航系統(tǒng)，用于幫助用戶在停車庫中(無GPS環(huán)境下)尋找到自己停放的車輛，包括移動(dòng)設(shè)備，服務(wù)器；

所述移動(dòng)設(shè)備安裝有IMU傳感器，用于實(shí)施感應(yīng)用戶的位置，下載或者調(diào)用車庫地圖，對(duì)用戶的停車位置和取車時(shí)用戶的起始位置進(jìn)行定位，并根據(jù)移動(dòng)設(shè)備定位的用戶位置和目的地位置生成至少一條路徑；

所述服務(wù)器為遠(yuǎn)端服務(wù)器，內(nèi)部存儲(chǔ)有多個(gè)室內(nèi)車庫的地圖，能夠根據(jù)用戶的請(qǐng)求提供車庫地圖下載服務(wù)。

所述移動(dòng)設(shè)備包括：能夠安裝系統(tǒng)App的智能手機(jī)、平板電腦。

根據(jù)本發(fā)明提供的基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航方法，包括如下步驟：停車步驟和取車步驟；

所述停車步驟包括：

車輛狀態(tài)檢測(cè)步驟：通過移動(dòng)設(shè)備的GPS信號(hào)和通信基站的信號(hào)確定車輛駛?cè)氲耐＼噹煳恢茫从糜趯?duì)停車庫進(jìn)行識(shí)別，以獲得對(duì)應(yīng)停車庫的車庫地圖；

車庫地圖下載步驟：向服務(wù)器發(fā)送車庫地圖下載請(qǐng)求，通過移動(dòng)數(shù)據(jù)流量或者WiFi下載相應(yīng)的車庫地圖，保存在移動(dòng)設(shè)備中；若用戶已提前下載相應(yīng)的車庫地圖，則從移動(dòng)設(shè)備中調(diào)用即可，無需重復(fù)下載；

車輛停放定位步驟：用戶停車完畢后，通過移動(dòng)設(shè)備拍攝對(duì)應(yīng)停車位的標(biāo)識(shí)，自動(dòng)識(shí)別出用戶的停車位置信息，并保存；

所述取車步驟包括：

導(dǎo)航起點(diǎn)定位步驟：用戶通過移動(dòng)設(shè)備拍攝車庫標(biāo)識(shí)，移動(dòng)設(shè)備識(shí)別出位置信息，確定起點(diǎn)位置；

路徑規(guī)劃步驟：根據(jù)用戶起點(diǎn)位置和保存的停車位置信息，自動(dòng)生成多條取車路徑；

導(dǎo)航步驟：用戶選擇任一取車路徑，由移動(dòng)設(shè)備的IMU傳感器實(shí)時(shí)更新用戶的當(dāng)前位置，并為用戶提供下一步的行徑方向和到達(dá)停車位置的距離。

基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航方法，還包括出車庫導(dǎo)航步驟：當(dāng)用戶找到自己的車輛后，根據(jù)用戶選擇的出口自動(dòng)生成出庫路徑，由移動(dòng)設(shè)備的IMU傳感器實(shí)時(shí)更新用戶的當(dāng)前位置，并提供下一步的行徑方向和到達(dá)出口的距離。

所述基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航方法，還包括車庫環(huán)境標(biāo)識(shí)步驟：在車庫的所有停車位處貼上車位編號(hào)，在用戶入口處的地面或墻面上貼上提示標(biāo)識(shí)，具體地，根據(jù)車庫的布局進(jìn)行區(qū)域劃分，對(duì)每個(gè)區(qū)域內(nèi)的停車位進(jìn)行有規(guī)律的編號(hào)，若車庫存在多個(gè)出入口的，則對(duì)每一個(gè)出入口進(jìn)行編號(hào)。

具體地，本發(fā)明目的在于使得用戶在返回停車庫取車時(shí)，僅依靠停車庫地面或墻面上的標(biāo)記物、手中的移動(dòng)設(shè)備及其附帶的攝像功能和本發(fā)明的圖像處理算法而確定車輛的具體位置，并根據(jù)移動(dòng)設(shè)備自帶的IMU等傳感器進(jìn)行導(dǎo)航，從而讓用戶能夠精準(zhǔn)快捷地尋回停放的車輛。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的系統(tǒng)包括檢測(cè)車輛狀態(tài)、地圖下載、車輛停放定位、導(dǎo)航起點(diǎn)定位、路徑規(guī)劃與導(dǎo)航這六個(gè)部分。

其中檢測(cè)車輛狀態(tài)部分，可以結(jié)合移動(dòng)設(shè)備的GPS定位功能，確定車輛是否靠近停車庫，再由GPS信號(hào)的強(qiáng)弱判斷車輛是否駛?cè)胲噹臁Ｈ绻l(fā)現(xiàn)車輛駛?cè)胲噹旌?，系統(tǒng)會(huì)準(zhǔn)備開始地圖下載。

地圖下載部分，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到車輛駛?cè)胪＼噹鞎r(shí)，會(huì)根據(jù)檢測(cè)車輛狀態(tài)時(shí)的GPS定位信息，判斷車輛駛?cè)氲氖悄囊粋€(gè)停車庫，并從數(shù)據(jù)庫中下載相應(yīng)的停車庫地圖。

車輛停放定位部分，當(dāng)用戶將車輛停放在停車庫中完畢后，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶拍攝的照片確定車輛停放的具體位置。

導(dǎo)航起點(diǎn)定位部分，與車輛停放定位部分相似，當(dāng)用戶回到停車庫取車時(shí)，系統(tǒng)可以根據(jù)用戶拍攝的照片確定用戶當(dāng)前的位置。

路徑規(guī)劃部分，根據(jù)定位數(shù)據(jù)與停車庫地圖規(guī)劃出一條路線，為導(dǎo)航做準(zhǔn)備。

導(dǎo)航部分，根據(jù)路徑規(guī)劃部分所制定的路線，結(jié)合移動(dòng)設(shè)備附帶的傳感器，實(shí)時(shí)告知用戶行進(jìn)的方向，直至最后尋回車輛。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種基于視覺與地圖的停車庫室內(nèi)定位與微導(dǎo)航系統(tǒng)。

該系統(tǒng)涉及到用戶、移動(dòng)設(shè)備、服務(wù)器和停車庫四個(gè)部分。如圖1所示，停車庫需要提供停車庫的地圖，并且需要在停車位及入口處設(shè)有顯著標(biāo)識(shí)，例如在停車位的地上表明停車位號(hào)碼，并在行人入口處貼有入口序號(hào)即可；服務(wù)器負(fù)責(zé)存儲(chǔ)各個(gè)停車庫的地圖，供移動(dòng)設(shè)備調(diào)用；用戶需要在停車時(shí)及取車時(shí)拍攝停車庫的標(biāo)識(shí)，并依照移動(dòng)設(shè)備提供的導(dǎo)航路線移動(dòng)自己的位置；移動(dòng)設(shè)備從服務(wù)器獲取地圖，從用戶獲取所拍攝的標(biāo)識(shí)，計(jì)算出停車位與取車位之后向用戶提供路線，并根據(jù)用戶的移動(dòng)實(shí)時(shí)更新當(dāng)前用戶的位置。

圖1還給出了以上功能具體實(shí)施的時(shí)序，停車庫提供地圖由服務(wù)器存儲(chǔ)，移動(dòng)設(shè)備從服務(wù)器獲取地圖。停車庫提供標(biāo)識(shí)供用戶拍攝，移動(dòng)設(shè)備獲取標(biāo)識(shí)后計(jì)算位置并給用戶提供行進(jìn)路線，用戶根據(jù)路線移動(dòng)自己的位置，移動(dòng)設(shè)備根據(jù)用戶的移動(dòng)實(shí)時(shí)更新當(dāng)前位置并進(jìn)行導(dǎo)航。

本發(fā)明所采用的系統(tǒng)包括檢測(cè)車輛狀態(tài)、地圖下載、車輛停放定位、導(dǎo)航起點(diǎn)定位、路徑規(guī)劃與導(dǎo)航這六個(gè)部分。

其中檢測(cè)車輛狀態(tài)部分，可以結(jié)合移動(dòng)設(shè)備的GPS定位功能，確定車輛是否靠近停車庫，再由GPS信號(hào)的強(qiáng)弱判斷車輛是否駛?cè)胲噹?。如果發(fā)現(xiàn)車輛駛?cè)胲噹旌?，系統(tǒng)會(huì)準(zhǔn)備開始地圖下載。

地圖下載部分，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到車輛駛?cè)胪＼噹鞎r(shí)，會(huì)根據(jù)檢測(cè)車輛狀態(tài)時(shí)的GPS定位信息，判斷車輛駛?cè)氲氖悄囊粋€(gè)停車庫，并從數(shù)據(jù)庫中下載相應(yīng)的停車庫地圖。如果發(fā)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備中已經(jīng)存有該停車庫的地圖則不進(jìn)行下載。

車輛停放定位部分，當(dāng)用戶將車輛停放在停車庫中完畢后，用戶需要在車輛停放位置處使用移動(dòng)設(shè)備拍攝一張停車庫的地面或墻面標(biāo)識(shí)，由系統(tǒng)根據(jù)圖像特征匹配與室內(nèi)定位等算法計(jì)算出車輛停放的位置，并存儲(chǔ)在系統(tǒng)中。

導(dǎo)航起點(diǎn)定位部分，與車輛停放定位部分相似，當(dāng)用戶回到停車庫取車時(shí)，需要拍攝一張當(dāng)前所在位置停車庫的地面或墻面標(biāo)識(shí)，由系統(tǒng)根據(jù)圖像特征匹配與室內(nèi)定位等算法計(jì)算出用戶當(dāng)前的位置，并存儲(chǔ)在系統(tǒng)中為路徑規(guī)劃做準(zhǔn)備。

路徑規(guī)劃部分，根據(jù)車輛停放定位部分和導(dǎo)航起點(diǎn)定位部分所獲得的起訖點(diǎn)數(shù)據(jù)與停車庫地圖，根據(jù)路徑規(guī)劃算法規(guī)劃出一條路線，顯示在移動(dòng)設(shè)備上，并為導(dǎo)航做準(zhǔn)備。

導(dǎo)航部分，根據(jù)路徑規(guī)劃部分所制定的路線，結(jié)合移動(dòng)設(shè)備附帶的IMU等傳感器，實(shí)時(shí)計(jì)算出用戶當(dāng)前的位置，并通過圖像以及語音實(shí)時(shí)告知用戶行進(jìn)的方向，直至最后尋回車輛，導(dǎo)航結(jié)束。

圖2給出了檢測(cè)車輛狀態(tài)及地圖下載的流程圖。如圖2所示，當(dāng)車輛行進(jìn)過程中系統(tǒng)會(huì)不斷搜索GPS信號(hào)并更新車輛當(dāng)前位置。由于在室外移動(dòng)設(shè)備能夠接收到GPS信號(hào)，而當(dāng)車輛進(jìn)入地下之后GPS信號(hào)便會(huì)丟失，因此判斷如果丟失GPS信號(hào)超過兩分鐘則認(rèn)為進(jìn)入地下，此時(shí)記錄下最后一次接收到GPS信號(hào)的位置，在該位置附近搜索停車庫，若無停車庫，則有可能車輛進(jìn)入隧道等地方，不進(jìn)行地圖下載。若GPS信號(hào)丟失位置附近恰有停車庫，則可以判斷車輛已經(jīng)駛?cè)朐撏＼噹?，則立刻進(jìn)行停車庫地圖下載。

圖3給出的是室內(nèi)定位及導(dǎo)航部分的流程圖。首先用戶在停車位置拍攝車位附近的標(biāo)識(shí)，例如地面上表示車位的數(shù)字等。系統(tǒng)根據(jù)下載的停車庫地圖和所拍攝照片進(jìn)行比對(duì)分析，確定照片中標(biāo)識(shí)所在的位置，作為停車位置。當(dāng)用戶返回取車時(shí)，拍攝一張停車庫入口處的標(biāo)識(shí)(在停車庫內(nèi)部任意位置拍攝車位標(biāo)識(shí)也等效)，系統(tǒng)再根據(jù)地圖與所拍攝照片確定用戶當(dāng)前所在的位置，作為起始位置。系統(tǒng)根據(jù)起始位置、停車位置、停車庫地圖以及路徑規(guī)劃算法計(jì)算出尋回車輛的最佳路徑，標(biāo)示在地圖上，供用戶使用。用戶根據(jù)地圖行進(jìn)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)采集移動(dòng)設(shè)備的IMU等傳感器的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算用戶當(dāng)前所在的位置，并更新到地圖上，直至導(dǎo)航完成。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例和實(shí)施例中的特征可以任意相互組合。