一種移動(dòng)設(shè)備的輔助定位裝置及其輔助定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種移動(dòng)設(shè)備的輔助定位裝置及其輔助 定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，移動(dòng)設(shè)備的定位方法分為相對(duì)定位方法和絕對(duì)定位方法。相對(duì)定位方法 是指依靠里程計(jì)和慣性系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自主定位。絕對(duì)定位方法主要靠聲響、激光、視覺(jué)傳感 器等，給出移動(dòng)機(jī)器人在全局參考坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置，但是，僅僅靠其自身傳感器感 知能力來(lái)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的全局定位需要花費(fèi)較大時(shí)間和計(jì)算代價(jià)。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào) CN202889634U，公開(kāi)日2013年4月17日，名稱為"移動(dòng)設(shè)備定位裝置"的實(shí)用新型專利中 公開(kāi)了一種移動(dòng)設(shè)備定位裝置，包括移動(dòng)設(shè)備、嵌入式基站、外網(wǎng)服務(wù)器W及數(shù)據(jù)庫(kù)，其中， 該移動(dòng)設(shè)備包括移動(dòng)設(shè)備控制模塊W及與該移動(dòng)設(shè)備控制模塊相連接的移動(dòng)設(shè)備藍(lán)牙模 塊，所述移動(dòng)設(shè)備控制模塊用于控制所述移動(dòng)設(shè)備藍(lán)牙模塊，并用于與所述外網(wǎng)服務(wù)器相 通訊，所述移動(dòng)設(shè)備藍(lán)牙模塊用于發(fā)送所述移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)設(shè)備信息；該嵌入式基站包括 嵌入式藍(lán)牙模組、數(shù)據(jù)處理單元W及網(wǎng)絡(luò)接口單元；所述外網(wǎng)服務(wù)器包括服務(wù)器監(jiān)控單元 和服務(wù)器處理單元，并與所述數(shù)據(jù)庫(kù)相連接。不足之處在于，該實(shí)用新型仍要靠移動(dòng)設(shè)備本 身進(jìn)行定位，使用上仍有局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中移動(dòng)設(shè)備的定位需要靠移動(dòng)設(shè)備本身進(jìn)行定位， 定位的時(shí)間較長(zhǎng)、計(jì)算方法較為繁瑣的缺陷，提供一種移動(dòng)設(shè)備的輔助定位裝置及其輔助 定位方法，通過(guò)該輔助定位裝置及其輔助定位方法可W輔助移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行定位，定位時(shí)間 較短、計(jì)算方法簡(jiǎn)單。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予W實(shí)現(xiàn)：
[0005] 一種移動(dòng)設(shè)備的輔助定位裝置，包括移動(dòng)設(shè)備、若干個(gè)固定視頻捕捉設(shè)備和中屯、 控制服務(wù)器，若干個(gè)固定視頻捕捉設(shè)備通過(guò)局域網(wǎng)與中屯、控制服務(wù)器相連接，中屯、控制服 務(wù)器通過(guò)無(wú)線網(wǎng)與移動(dòng)設(shè)備相連接。若干個(gè)固定視頻捕捉設(shè)備設(shè)置在場(chǎng)景的角落捕捉場(chǎng)景 內(nèi)的移動(dòng)設(shè)備的位置，多個(gè)固定設(shè)備共同定位能使定位更加精確。
[0006] 作為一種優(yōu)選方案，輔助定位裝置還包括W太網(wǎng)HUB,W太網(wǎng)HUB通過(guò)網(wǎng)線與若干 個(gè)固定視頻捕捉設(shè)備相連接，W太網(wǎng)HUB設(shè)有無(wú)線網(wǎng)接入端口，無(wú)線網(wǎng)接入端口通過(guò)無(wú)線 網(wǎng)與移動(dòng)設(shè)備相連接，W太網(wǎng)HUB還通過(guò)網(wǎng)線與中屯、控制服務(wù)器相連接。
[0007] 固定視頻捕捉設(shè)備通過(guò)網(wǎng)線與W太網(wǎng)HUB連接成本較低，而移動(dòng)設(shè)備由于移動(dòng)限 制必須通過(guò)無(wú)線與W太網(wǎng)HUB連接。
[0008] 作為一種優(yōu)選方案，輔助定位裝置還包括至少兩個(gè)變色燈，變色燈設(shè)置在移動(dòng)設(shè) 備上，變色燈還通過(guò)W太網(wǎng)HUB與中屯、控制服務(wù)器相連接。變色燈用于使移動(dòng)設(shè)備的顏色 與周圍環(huán)境區(qū)別，便于精確定位。
[0009] 作為一種優(yōu)選方案，輔助定位裝置還包括加熱裝置，加熱裝置設(shè)置在移動(dòng)設(shè)備上， 加熱裝置還通過(guò)W太網(wǎng)HUB與中屯、控制服務(wù)器相連接，所述的固定視頻捕捉設(shè)備包括紅外 線攝像器。加熱裝置用于使移動(dòng)設(shè)備的溫度與周圍環(huán)境區(qū)別，使紅外線攝像器便于識(shí)別移 動(dòng)設(shè)備。
[0010] 一種移動(dòng)設(shè)備的輔助定位裝置的輔助定位方法，包括W下步驟：
[0011] 步驟1，移動(dòng)設(shè)備開(kāi)始工作，中屯、控制服務(wù)器收到移動(dòng)設(shè)備工作信號(hào)，然后中屯、控 制服務(wù)器控制固定視頻捕捉設(shè)備進(jìn)行工作；
[0012] 步驟2,固定視頻捕捉設(shè)備通過(guò)投影法彩色目標(biāo)快速檢測(cè)對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行快速標(biāo) 定；
[0013] 具體步驟為：固定視頻捕捉設(shè)備識(shí)別出移動(dòng)設(shè)備后，通過(guò)二值圖像進(jìn)行相應(yīng)的特 征匹配確定移動(dòng)設(shè)備的中屯、點(diǎn)坐標(biāo)。定義一幅二值圖像由MXN個(gè)像素組成，其中N是行 數(shù)，M是列數(shù)。每個(gè)像素都對(duì)應(yīng)確定的圖像坐標(biāo)（i，j)，W及灰度值f(i，j)，移動(dòng)設(shè)備灰度 為1，背景灰度為0。投影法得出移動(dòng)設(shè)備高度W及移動(dòng)設(shè)備寬度分別為：
Cl) 陽(yáng)015] 移動(dòng)設(shè)備的中屯、點(diǎn)在水平方向和垂直方向的坐標(biāo)值為：
(62)
[0017] 其中，K，H分別是水平投影和垂直投影鐘非零元素的個(gè)數(shù)，K《M，H《M。
[0018] 步驟3,裝置通過(guò)Tsai氏標(biāo)定法和多項(xiàng)式擬合的全局定位算法對(duì)固定視頻捕捉設(shè) 備進(jìn)行標(biāo)定；
[0019] 采用Tsai共面法，獲取固定視頻捕捉設(shè)備內(nèi)外參數(shù)，得到圖像坐標(biāo)到全局坐標(biāo)的 轉(zhuǎn)換?？紤]到崎變補(bǔ)償?shù)膹?fù)雜性，本文采用多項(xiàng)式擬合方法對(duì)標(biāo)定后的固定視頻捕捉設(shè)備 定位數(shù)據(jù)進(jìn)行再次處理，忽略固定視頻捕捉設(shè)備崎變參數(shù)。
[0020] 設(shè)狂，Y)為空間平面中的點(diǎn)（移動(dòng)設(shè)備運(yùn)動(dòng)過(guò)程中移動(dòng)設(shè)備圓柱標(biāo)簽與地面平行 的平面），通過(guò)固定視頻捕捉設(shè)備標(biāo)定后得到的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平面坐標(biāo)測(cè)量值為（X，y)，與真實(shí) 值狂，Y)之間的多項(xiàng)式關(guān)系為：
(3). 陽(yáng)02引其中：k為多項(xiàng)式的次數(shù)，曰1，曰2，…，as;b1，bz，…，b,為多項(xiàng)式的待定系數(shù)。 陽(yáng)〇2引 由式做得到： (4)
[0025]在固定視頻捕捉設(shè)備拍攝區(qū)域均勻采樣n個(gè)點(diǎn)，真實(shí)的世界坐標(biāo)依次為狂1，Yi)， 對(duì)應(yīng)測(cè)量得到的世界坐標(biāo)為（Xi，yi)，i=l，2,…，n。設(shè)
[0029] 由式（4)得到W下方程：
[0030]X=xyXa,Y=xyXb(5)
[0031]根據(jù)式巧），采用最小二乘法得到a,b向量的值，從而得到校正后的定位坐標(biāo)。
[0032]步驟4,裝置采用多視覺(jué)節(jié)點(diǎn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行協(xié)同定位。
[0033] W固定視頻捕捉設(shè)備圖像中屯、為中屯、位置將圖像劃分為3個(gè)區(qū)域：最佳區(qū)域、可 信區(qū)域W及偏離區(qū)域，檢測(cè)到在最佳區(qū)域和可信區(qū)域的移動(dòng)設(shè)備后，固定視頻捕捉設(shè)備發(fā) 送視覺(jué)定位信息至中屯、控制服務(wù)器，中屯、控制服務(wù)器接收到定位信息后，將定位信息融合； 檢測(cè)到在偏離區(qū)域的移動(dòng)設(shè)備后，固定視頻捕捉設(shè)備發(fā)送偏離區(qū)域定位信息，中屯、控制服 務(wù)器提取偏離視野定位信息后，將定位信息融合。有與單個(gè)固定視頻捕捉設(shè)備視野有限，當(dāng) 移動(dòng)設(shè)備原理固定視頻捕捉設(shè)備圖像中屯、是，固定視頻捕捉設(shè)備標(biāo)定算法會(huì)產(chǎn)生較大的誤 差，所W處于偏離區(qū)域的移動(dòng)設(shè)備的定位信息僅供參考，當(dāng)有多個(gè)固定視頻捕捉設(shè)備時(shí)，移 動(dòng)設(shè)備處于偏離區(qū)域的固定視頻捕捉設(shè)備的定位信息將不予采納。
[0034]作為一種優(yōu)選方案，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備與周圍環(huán)境顏色的容差小于設(shè)定值時(shí)，中屯、控制 服務(wù)器控制變色燈開(kāi)啟，變色燈顏色為周圍環(huán)境顏色的對(duì)比色。容差較近時(shí)，固定視頻捕捉 設(shè)備通過(guò)投影法彩色目標(biāo)快速檢測(cè)對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行快速標(biāo)定會(huì)有較大的誤差，此時(shí)變色燈 使移動(dòng)設(shè)備和周圍環(huán)境顏色有顯著差異，方便快速標(biāo)定。
[0035]作為一種優(yōu)選方案，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備與周圍環(huán)境顏色的容差小于設(shè)定值時(shí)，加熱裝置 開(kāi)啟對(duì)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行加熱。加熱裝置和紅外線攝像器配合，方便快速標(biāo)定。
[0036]本發(fā)明的有益效果是，移動(dòng)設(shè)備的輔助定位裝置及其輔助定位方法能對(duì)移動(dòng)設(shè)備 進(jìn)行快速精確定位，定位效率大大提高。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說(shuō)明】
[0037] 圖1是本發(fā)明的一種電路原理連接圖；
[0038] 圖2是本發(fā)明的另一種電路原理連接圖。
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