基于图像识别的空间定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于图像识别的空间定位方法及系统，包括图像模块、定位模块和处理模块，所述图像模块包括图像处理装置和至少两个摄像装置，所述摄像装置均固定位置和朝向，所述定位模块包括可以发光的球形发光体，所述球形发光体为球形。本发明专利技术利用摄像装置拍摄的图像进行分析定位，利用拍摄图像中球形发光体的直径数据与距离的对应来测量距离，利用拍摄图像中球形发光体的中心坐标与方向角度的对应来测量角度，并通过测得的距离和角度来还原球形发光体的位置，提供了一种新颖的定位手段，高效且准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及空间定位领域，更具体地说，涉及一种基于图像识别的空间定位方法及系统。
技术介绍
空间定位一般采用光学或超声波的模式进行定位和测算，通过建立模型来推导待测物体的空间位置。一般的光学空间定位系统采用激光扫描和光感应器接收的方式来确定物体的空间位置，这一类空间定位系统往往有测量设备较为庞大，测量时间长和无法实时测量的问题，应用范围受到较大的局限。
技术实现思路
为了解决当前空间定位系统设备冗杂和测量时间过长的缺陷，本专利技术提供一种设备简便、测量时间短的基于图像识别的空间定位方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于图像识别的空间定位方法，包括图像模块、定位模块和处理模块，所述图像模块包括图像处理装置和至少两个摄像装置，所述摄像装置均固定位置和朝向，所述定位模块包括可以发光的球形发光体，所述球形发光体为球形，基于图像识别的空间定位的过程包括以下步骤：S1：至少两个所述摄像装置拍摄所述球形发光体图像，并将拍摄的图像信息传递至所述图像处理装置，所述图像处理装置对图像信息进行处理，并将处理结果数据传递至所述处理模块；S2：所述处理模块中预先设定有处理不同类型数据信息的对应算法，对由所述图像处理装置传递来的信息根据其类型的不同选择采用对应算法进行计算；S3：所述处理模块根据计算结果得出所述球形发光体的具体位置。优选地，所述图像处理装置对所述摄像装置拍摄的图像进行处理，确定图像中的识别点，并相应采取以下动作:S11:若识别点的数量少于1个，不向所述处理模块提供数据信息；S12:若识别点的数量等于1个，向所述处理模块提供坐标数据信息；S13:若识别点的数量大于1个，向所述处理模块提供坐标及直径数据信息。优选地，所述处理模块对由所述图像处理装置传递来的信息进行进一步处理，根据处理结果采取以下动作:S21:若所有所述图像处理装置传递来的信息中坐标信息数量小于2个且直径数据信息数量为0，所述处理模块不对数据进行计算；S22:若所有所述图像处理装置传递来的信息中坐标信息数量大于等于2个且直径数据信息数量为0，所述处理模块采用多角度算法对所述图像处理装置传递来的信息进行计算；S23:若所有所述图像处理装置传递来的信息中直径数据信息数量大于等于1个，所述处理模块采用距离角度算法对所述图像处理装置传递来的信息进行计算。优选地，所述多角度算法包括以下步骤：S221：所述图像处理装置判断出至少2个亮点在各自所在图片上具体坐标位置，并传输至所述处理模块；S222：所述处理模块计算出每个亮点各自对应的角度方向；S223：所述处理模块根据至少2个角度方向信息和存储在所述处理模块中的各所述摄像装置的位置信息计算出所述球形发光体的位置信息。优选地，所述距离角度算法包括以下步骤：S231：所述图像处理装置计算所述球形发光体中心点K的坐标和所述球形发光体的直径数据，并将上述数据传递至所述处理模块；S232：所述处理模块根据所述图像处理装置传输的坐标信息对应得出方向角度信息，所述处理模块根据所述图像处理装置传输的直径数据信息对应得出距离信息；S233：所述处理模块根据S232中得出的角度信息和距离信息计算出所述球形发光体的位置信息。优选地，所述图像处理装置可以划分所述摄像装置拍摄图像中的所述球形发光体的区域，并根据划分的所述球形发光体的区域划定图像中所述球形发光体的几何中心和所述球形发光体的直径数据。优选地，所述图像处理装置通过以下步骤划分所述球形发光体的区域：S101：所述图像处理装置对拍摄到的图像进行红外光处理，得出红外响应区域；S202：所述图像处理装置对所述红外响应区域进行划分，划分出类球形区域和噪声区域，排除所述噪声区域；S303：所述图像处理装置对所述类球形区域进行进一步分析，在所述类球形区域中，根据预先设定的红外阈值区分荧光区域和实体区域。提供一种基于图像识别的空间定位系统，所述图像模块进一步包括固定端嵌入式控制模块，所述固定端嵌入式控制模块与所述图像处理装置、所述摄像装置分别电性连接。优选地，所述定位模块进一步包括电源模块、移动端嵌入式控制模块、操作装置，所述移动端嵌入式控制模块与所述电源模块、所述操作装置分别电性连接。优选地，进一步包括虚拟现实头盔，所述球形发光体设置在所述虚拟现实头盔的顶端。与现有技术相比，本专利技术利用摄像装置拍摄的图像进行分析定位，利用拍摄图像中球形发光体的直径数据与距离的对应来测量距离，利用拍摄图像中球形发光体的中心坐标与方向角度的对应来测量角度，并通过测得的距离和角度来还原球形发光体的位置，提供了一种新颖的定位手段，高效且准确。处理模块根据图像处理装置反馈结果的不同对应采用不同的算法进行计算，增加了定位的适应性和广泛性，摆脱了单一算法对图像质量的高要求，便于更加精确地测量和定位。图像处理装置通过对识别点数量的测量选择向处理模块提供不同的数据，便于筛选对定位有用的相关信息。多角度算法通过图片上的亮点与球形发光体组成的三角形的参数计算得出球形发光体的位置，提供了当球形发光体距离摄像装置过远时的定位方法。所有的摄像装置均固定位置和朝向，便于计算球形发光体与摄像装置的相对位置。图像处理装置通过红外光处理、降噪处理和阈值处理对图片的相关区域进行划分，不仅加快了数据获取的速度，更提高了获取数据的精确度。球形发光体设置在虚拟现实头盔的顶端，可以方便摄像装置拍摄球形发光体的图像，防止球形发光体被使用者的身体挡住而无法被拍摄到，提高了拍摄的成功率。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1是本专利技术基于图像识别的空间定位系统模块示意图；图2是本专利技术基于图像识别的空间定位系统摄像装置拍摄示意图；图3是图像处理装置处理图片示意图；图4是圆形球形发光体参数处理示意图；图5是非圆形球形发光体参数处理示意图；图6是多角度算法拍摄原理示意图；图7是多角度算法计算原理示意图；图8是一个周期的定位过程中图像模块的工作流程；图9是一个周期的定位过程中处理模块的工作流程。具体实施方式为了解决当前空间定位系统设备冗杂和测量时间过长的缺陷，本专利技术提供一种设备简便、测量时间短的基于图像识别的空间定位方法及系统。为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本专利技术的具体实施方式。请参阅图1—图2，本专利技术基于图像识别的空间定位方法及系统包括图像模块1、定位模块2和处理模块3。图像模块1包括固定端嵌入式控制模块16、图像处理装置18和摄像装置12。摄像装置12固定位置和朝向。固定端嵌入式控制模块16与图像处理装置18、摄像装置12分别电性连接，图像处理装置18可以对摄像装置12拍摄的图片进行分析和处理。处理模块3与固定端嵌入式控制模块16电性连接，处理模块3与固定端嵌入式控制模块16之间可以互相传递信息。定位模块2包括电源模块25、移动端嵌入式控制模块23、操作装置27和球形发光体21，球形发光体21的外形是球形，方便图像模块1对其进行识别和判定。球形发光体21的外表面涂有光学涂料，当球形发光体21发光时可以明显区分球形发光体21的边界。球形发光体21设置在虚拟现实头盔100的顶端，这样可以方便摄像装置12拍摄球形发光体21的图像，防止球形发光体21被使用者的身体挡住而无法被拍摄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于图像识别的空间定位方法，其特征在于，包括图像模块、定位模块和处理模块，所述图像模块包括图像处理装置和至少两个摄像装置，所述摄像装置均固定位置和朝向，所述定位模块包括可以发光的球形发光体，所述球形发光体为球形，基于图像识别的空间定位的过程包括以下步骤：S1：至少两个所述摄像装置拍摄所述球形发光体图像，并将拍摄的图像信息传递至所述图像处理装置，所述图像处理装置对图像信息进行处理，并将处理结果数据传递至所述处理模块；S2：所述处理模块中预先设定有处理不同类型数据信息的对应算法，对由所述图像处理装置传递来的信息根据其类型的不同选择采用对应算法进行计算；S3：所述处理模块根据计算结果得出所述球形发光体的具体位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的空间定位方法，其特征在于，包括图像模块、定位模块和处理模块，所述图像模块包括图像处理装置和至少两个摄像装置，所述摄像装置均固定位置和朝向，所述定位模块包括可以发光的球形发光体，所述球形发光体为球形，基于图像识别的空间定位的过程包括以下步骤：S1：至少两个所述摄像装置拍摄所述球形发光体图像，并将拍摄的图像信息传递至所述图像处理装置，所述图像处理装置对图像信息进行处理，并将处理结果数据传递至所述处理模块；S2：所述处理模块中预先设定有处理不同类型数据信息的对应算法，对由所述图像处理装置传递来的信息根据其类型的不同选择采用对应算法进行计算；S3：所述处理模块根据计算结果得出所述球形发光体的具体位置。2.根据权利要求1所述的基于图像识别的空间定位方法，其特征在于，所述图像处理装置对所述摄像装置拍摄的图像进行处理，确定图像中的识别点，并相应采取以下动作:S11:若识别点的数量少于1个，不向所述处理模块提供数据信息；S12:若识别点的数量等于1个，向所述处理模块提供坐标数据信息；S13:若识别点的数量大于1个，向所述处理模块提供坐标及直径数据信息。3.根据权利要求1所述的基于图像识别的空间定位方法，其特征在于，所述处理模块对由所述图像处理装置传递来的信息进行进一步处理，根据处理结果采取以下动作:S21:若所有所述图像处理装置传递来的信息中坐标信息数量小于2个且直径数据信息数量为0，所述处理模块不对数据进行计算；S22:若所有所述图像处理装置传递来的信息中坐标信息数量大于等于2个且直径数据信息数量为0，所述处理模块采用多角度算法对所述图像处理装置传递来的信息进行计算；S23:若所有所述图像处理装置传递来的信息中直径数据信息数量大于等于1个，所述处理模块采用距离角度算法对所述图像处理装置传递来的信息进行计算。4.根据权利要求3所述的基于图像识别的空间定位方法，其特征在于，所述多角度算法包括以下步骤：S221：所述图像处理装置判断出至少2个亮点在各自所在图片上具体坐标位置，并传输至所述处理模块；S222：所述处理模块计算出每个亮点各自...

【专利技术属性】
技术研发人员：党少军，
申请(专利权)人：深圳市虚拟现实技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44