一種移動設(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，移動設(shè)備的定位方法分為相對定位方法和絕對定位方法。相對定位方法 是指依靠里程計和慣性系統(tǒng)實現(xiàn)自主定位。絕對定位方法主要靠聲響、激光、視覺傳感 器等，給出移動機器人在全局參考坐標(biāo)系中的絕對位置，但是，僅僅靠其自身傳感器感 知能力來實現(xiàn)移動機器人的全局定位需要花費較大時間和計算代價。中國專利公開號 CN202889634U，公開日2013年4月17日，名稱為"移動設(shè)備定位裝置"的實用新型專利中 公開了一種移動設(shè)備定位裝置，包括移動設(shè)備、嵌入式基站、外網(wǎng)服務(wù)器W及數(shù)據(jù)庫，其中， 該移動設(shè)備包括移動設(shè)備控制模塊W及與該移動設(shè)備控制模塊相連接的移動設(shè)備藍牙模 塊，所述移動設(shè)備控制模塊用于控制所述移動設(shè)備藍牙模塊，并用于與所述外網(wǎng)服務(wù)器相 通訊，所述移動設(shè)備藍牙模塊用于發(fā)送所述移動設(shè)備的移動設(shè)備信息；該嵌入式基站包括 嵌入式藍牙模組、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)庫相連接。不足之處在于，該實用新型仍要靠移動設(shè)備本 身進行定位，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)中移動設(shè)備的定位需要靠移動設(shè)備本身進行定位， 定位的時間較長、計算方法較為繁瑣的缺陷，提供一種移動設(shè)備的輔助定位裝置及其輔助 定位方法，通過該輔助定位裝置及其輔助定位方法可W輔助移動設(shè)備進行定位，定位時間 較短、計算方法簡單。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案予W實現(xiàn)：
[0005] 一種移動設(shè)備的輔助定位裝置，包括移動設(shè)備、若干個固定視頻捕捉設(shè)備和中屯、 控制服務(wù)器，若干個固定視頻捕捉設(shè)備通過局域網(wǎng)與中屯、控制服務(wù)器相連接，中屯、控制服 務(wù)器通過無線網(wǎng)與移動設(shè)備相連接。若干個固定視頻捕捉設(shè)備設(shè)置在場景的角落捕捉場景 內(nèi)的移動設(shè)備的位置，多個固定設(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通過網(wǎng)線與若干 個固定視頻捕捉設(shè)備相連接，W太網(wǎng)HUB設(shè)有無線網(wǎng)接入端口，無線網(wǎng)接入端口通過無線 網(wǎng)與移動設(shè)備相連接，W太網(wǎng)HUB還通過網(wǎng)線與中屯、控制服務(wù)器相連接。
[0007] 固定視頻捕捉設(shè)備通過網(wǎng)線與W太網(wǎng)HUB連接成本較低，而移動設(shè)備由于移動限 制必須通過無線與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變色燈，變色燈設(shè)置在移動設(shè) 備上，變色燈還通過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)置在移動設(shè)備上， 加熱裝置還通過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別移 動設(shè)備。
[0010] 一種移動設(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，移動設(shè)備開始工作，中屯、控制服務(wù)器收到移動設(shè)備工作信號，然后中屯、控 制服務(wù)器控制固定視頻捕捉設(shè)備進行工作；
[0012] 步驟2,固定視頻捕捉設(shè)備通過投影法彩色目標(biāo)快速檢測對移動設(shè)備進行快速標(biāo) 定；
[0013] 具體步驟為：固定視頻捕捉設(shè)備識別出移動設(shè)備后，通過二值圖像進行相應(yīng)的特 征匹配確定移動設(shè)備的中屯、點坐標(biāo)。定義一幅二值圖像由MXN個像素組成，其中N是行 數(shù)，M是列數(shù)。每個像素都對應(yīng)確定的圖像坐標(biāo)（i，j)，W及灰度值f(i，j)，移動設(shè)備灰度 為1，背景灰度為0。投影法得出移動設(shè)備高度W及移動設(shè)備寬度分別為：
Cl) 陽015] 移動設(shè)備的中屯、點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數(shù)，K《M，H《M。
[0018] 步驟3,裝置通過Tsai氏標(biāo)定法和多項式擬合的全局定位算法對固定視頻捕捉設(shè) 備進行標(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]到崎變補償?shù)膹?fù)雜性，本文采用多項式擬合方法對標(biāo)定后的固定視頻捕捉設(shè)備 定位數(shù)據(jù)進行再次處理，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（移動設(shè)備運動過程中移動設(shè)備圓柱標(biāo)簽與地面平行 的平面），通過固定視頻捕捉設(shè)備標(biāo)定后得到的對應(yīng)點的平面坐標(biāo)測量值為（X，y)，與真實 值狂，Y)之間的多項式關(guān)系為：
(3). 陽02引其中：k為多項式的次數(shù)，曰1，曰2，…，as;b1，bz，…，b,為多項式的待定系數(shù)。 陽〇2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個點，真實的世界坐標(biāo)依次為狂1，Yi)， 對應(yīng)測量得到的世界坐標(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,裝置采用多視覺節(jié)點對移動設(shè)備進行協(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個區(qū)域：最佳區(qū)域、可 信區(qū)域W及偏離區(qū)域，檢測到在最佳區(qū)域和可信區(qū)域的移動設(shè)備后，固定視頻捕捉設(shè)備發(fā) 送視覺定位信息至中屯、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； 檢測到在偏離區(qū)域的移動設(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。有與單個固定視頻捕捉設(shè)備視野有限，當(dāng) 移動設(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)定算法會產(chǎn)生較大的誤 差，所W處于偏離區(qū)域的移動設(shè)備的定位信息僅供參考，當(dāng)有多個固定視頻捕捉設(shè)備時，移 動設(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)移動設(shè)備與周圍環(huán)境顏色的容差小于設(shè)定值時，中屯、控制 服務(wù)器控制變色燈開啟，變色燈顏色為周圍環(huán)境顏色的對比色。容差較近時，固定視頻捕捉 設(shè)備通過投影法彩色目標(biāo)快速檢測對移動設(shè)備進行快速標(biāo)定會有較大的誤差，此時變色燈 使移動設(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)移動設(shè)備與周圍環(huán)境顏色的容差小于設(shè)定值時，加熱裝置 開啟對移動設(shè)備進行加熱。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，移動設(shè)備的輔助定位裝置及其輔助定位方法能對移動設(shè)備 進行快速精確定位，定位效率大大提高。且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實用性強。
【附圖說明】
[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。
[00