一种利用单应矩阵实现室内定位的方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种利用单应矩阵实现室内定位的方法、装置及电子设备，应用于计算机技术领域。该定位方法包括：针对第一查询图像和第二查询图像中的每一查询图像，利用预先构建的与指定方向对应的数据库，从多张指纹图像中确定与该查询图像匹配度最高的图像，作为匹配图像，从匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像；利用单应矩阵，分别将目标指纹图像和匹配图像映射至该查询图像，并确定第一距离和第二距离，利用第一距离、第二距离、第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定待定位对象所处的位置的关于第一坐标轴的坐标值。本方案，无需事先张贴标识，避免了对室内区域原有环境的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种利用单应矩阵实现室内定位的方法、装置及电子设备
本专利技术涉及计算机
，特别是涉及一种利用单应矩阵实现室内定位的方法、装置及电子设备。
技术介绍
对室内环境中的智能机器人等移动对象进行位置定位，属于一种常见的室内定位需求。目前利用单应矩阵实现室内定位，是关于移动对象的室内定位的一种常用方式。相关技术中，利用单应矩阵实现室内定位的方法中，预先获取在室内的多个指定位置上所采集的、包含有预先张贴的标识的指纹图像，利用每一指纹图像的图像数据，构建数据库；当需要对室内的移动对象进行定位时，获取在移动对象当前所在位置上采集的包含有标识的目标图像，基于数据库中的图像数据和目标图像的图像数据，确定与目标图像匹配度最高的指纹图像，作为匹配图像，确定目标图像与匹配图像的单应矩阵，利用单应矩阵确定匹配图像的边缘线约束信息，即标识的轮廓信息，利用边缘线约束信息，确定移动对象当前所在的位置。然而，相关技术中，为了实现室内定位，需要预先在室内张贴标识，导致室内原有环境遭到破坏，影响室内原有环境的美观。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种利用单应矩阵实现室内定位的方法、装置及电子设备，用以解决现有技术中在室内定位时预先张贴的标识，破坏室内原有环境的问题。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供了一种利用单应矩阵实现室内定位的方法，包括：获取第一查询图像和第二查询图像；其中，所述第一查询图像和第二查询图像分别为在待定位对象所处位置上，朝向x轴、y轴的延伸方向进行图像采集所得到的室内区域的图像；所述x轴和y轴是为所述室内区域构建的平面坐标系中的坐标轴；针对第一查询图像和第二查询图像中的每一查询图像，利用预先构建的与指定方向对应的数据库，从多张指纹图像中确定与该查询图像匹配度最高的图像，作为匹配图像；其中，所述数据库中包括所述多张指纹图像的图像数据，每一指纹图像为预先在所述室内区域的目标位置处，朝向所述指定方向进行图像采集所得到的图像，所述目标位置为所述平面坐标系中的坐标点；所述指定方向为采集该查询图像时所朝向的方向；从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像；其中，每一参考指纹图像为在第一目标位置处采集的图像，所述第一目标位置为与第二目标位置相邻且与所述第二目标位置的第一坐标轴的坐标相同的目标位置，所述第二目标位置为所述匹配图像被采集时所处的目标位置；所述第一坐标轴为与所述指定方向平行的坐标轴；利用所述目标指纹图像和所述匹配图像与该查询图像之间的单应矩阵，以及所述匹配图像与该查询图像之间的单应矩阵，分别将所述目标指纹图像和所述匹配图像映射至该查询图像，得到该查询图像对应的第一映射图像和第二映射图像，并确定所述第一映射图像的第一像素点与该查询图像的第二像素点之间的第一距离，确定所述第二映射图像的第一像素点与该查询图像的第二像素点之间的第二距离，所述第一像素点为每一映射图像中指定位置处的点，所述第二像素点为该查询图像中所述指定位置处的点；利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标值；其中，所述第三目标位置为所述目标指纹图像被采集时所处的目标位置，所述第二坐标轴为除所述第一坐标轴以外的坐标轴。可选地，从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像之前，所述方法还包括：利用所述匹配图像和该查询图像的单应矩阵，将所述匹配图像映射至该查询图像，得到该查询图像对应的第三映射图像；确定所述第三映射图像的第三像素点与该查询图像的第二像素点之间的第三距离；所述第三像素点为所述第三映射图像中所述指定位置处的点；判断所述第三距离是否大于预设的阈值，如果是，执行从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像；如果否，将所述第二目标位置的关于第二坐标轴的坐标值，作为所述待定位对象所处位置的关于第二坐标轴的坐标值。可选地，所述指定方向为朝向y轴的延伸方向时，所述利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标值，包括：基于所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，采用预设的第一坐标计算公式，得到所述待定位对象所处位置的关于x轴的坐标值；所述第一坐标计算公式包括：其中，xl为所述待定位对象所处位置的关于x轴的坐标值；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值小于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时，x1为所述第三目标位置的横坐标，x2为所述第二目标位置的横坐标，t1为所述第一距离，t2为所述第二距离；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值大于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时，x1为所述第二目标位置的横坐标，x2为所述第三目标位置的横坐标，t1为所述第二距离，t2为所述第一距离；所述指定方向为朝向x轴的延伸方向时，所述利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标信息，包括：基于所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，采用预设的第二坐标计算公式，得到所述待定位对象所处位置的关于y轴的坐标值；所述第二坐标计算公式包括：其中，yl为所述待定位对象所处位置的关于y轴的坐标值；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值小于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时y1为所述第三目标位置的纵坐标，y2为所述第二目标位置的纵坐标，t1为所述第一距离，t2为所述第二距离；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值大于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时，y1为所述第二目标位置的纵坐标，y2为所述第三目标位置的纵坐标，t1为所述第二距离，t2为所述第一距离。可选地，所述多张指纹图像属于多个图像组，每一指纹图像具有唯一编号；针对每一图像组，该图像组中的所有指纹图像对应的目标位置在所述第一坐标轴的坐标相同，且该图像组中每个指纹图像的编号按照所述第二坐标轴的坐标递增或递减；所述匹配图像对应的两张参考指纹图像的确定方式，包括：查询所述匹配图像的编号和所属的目标图像组，并在所述目标图像组内确定与所述匹配图像的编号相邻的两个编号，确定所述两个编号对应的指纹图像，得到两张参考指纹图像。第二方面，本专利技术实施例提供了一种利用单应矩阵实现室内定位的装置，包括：图像获取模块，用于获取第一查询图像和第二查询图像；其中，所述第一查询图像和第二查询图像分别为在待定位对象所处位置上，朝向x轴、y轴的延伸方向进行图像采集所得到的室内区域的图像；所述x轴和y轴是为所述室内区域构建的平面坐标系中的坐标轴；图像匹配模块，用于针对第一查询图像和第二查询图像中的每一查询图像，利用预先构建的与指定方向对应的数据库，从多张指纹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用单应矩阵实现室内定位的方法，其特征在于，包括：/n获取第一查询图像和第二查询图像；其中，所述第一查询图像和第二查询图像分别为在待定位对象所处位置上，朝向x轴、y轴的延伸方向进行图像采集所得到的室内区域的图像；所述x轴和y轴是为所述室内区域构建的平面坐标系中的坐标轴；/n针对第一查询图像和第二查询图像中的每一查询图像，利用预先构建的与指定方向对应的数据库，从多张指纹图像中确定与该查询图像匹配度最高的图像，作为匹配图像；其中，所述数据库中包括所述多张指纹图像的图像数据，每一指纹图像为预先在所述室内区域的目标位置处，朝向所述指定方向进行图像采集所得到的图像，所述目标位置为所述平面坐标系中的坐标点；所述指定方向为采集该查询图像时所朝向的方向；/n从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像；其中，每一参考指纹图像为在第一目标位置处采集的图像，所述第一目标位置为与第二目标位置相邻且与所述第二目标位置的第一坐标轴的坐标相同的目标位置，所述第二目标位置为所述匹配图像被采集时所处的目标位置；所述第一坐标轴为与所述指定方向平行的坐标轴；/n利用所述目标指纹图像与该查询图像之间的单应矩阵，以及所述匹配图像与该查询图像之间的单应矩阵，分别将所述目标指纹图像和所述匹配图像映射至该查询图像，得到该查询图像对应的第一映射图像和第二映射图像，并确定所述第一映射图像的第一像素点与该查询图像的第二像素点之间的第一距离，确定所述第二映射图像的第一像素点与该查询图像的第二像素点之间的第二距离，所述第一像素点为每一映射图像中指定位置处的点，所述第二像素点为该查询图像中所述指定位置处的点；/n利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标值；其中，所述第三目标位置为所述目标指纹图像被采集时所处的目标位置，所述第二坐标轴为除所述第一坐标轴以外的坐标轴。/n...

【技术特征摘要】
1.一种利用单应矩阵实现室内定位的方法，其特征在于，包括：
获取第一查询图像和第二查询图像；其中，所述第一查询图像和第二查询图像分别为在待定位对象所处位置上，朝向x轴、y轴的延伸方向进行图像采集所得到的室内区域的图像；所述x轴和y轴是为所述室内区域构建的平面坐标系中的坐标轴；
针对第一查询图像和第二查询图像中的每一查询图像，利用预先构建的与指定方向对应的数据库，从多张指纹图像中确定与该查询图像匹配度最高的图像，作为匹配图像；其中，所述数据库中包括所述多张指纹图像的图像数据，每一指纹图像为预先在所述室内区域的目标位置处，朝向所述指定方向进行图像采集所得到的图像，所述目标位置为所述平面坐标系中的坐标点；所述指定方向为采集该查询图像时所朝向的方向；
从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像；其中，每一参考指纹图像为在第一目标位置处采集的图像，所述第一目标位置为与第二目标位置相邻且与所述第二目标位置的第一坐标轴的坐标相同的目标位置，所述第二目标位置为所述匹配图像被采集时所处的目标位置；所述第一坐标轴为与所述指定方向平行的坐标轴；
利用所述目标指纹图像与该查询图像之间的单应矩阵，以及所述匹配图像与该查询图像之间的单应矩阵，分别将所述目标指纹图像和所述匹配图像映射至该查询图像，得到该查询图像对应的第一映射图像和第二映射图像，并确定所述第一映射图像的第一像素点与该查询图像的第二像素点之间的第一距离，确定所述第二映射图像的第一像素点与该查询图像的第二像素点之间的第二距离，所述第一像素点为每一映射图像中指定位置处的点，所述第二像素点为该查询图像中所述指定位置处的点；
利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标值；其中，所述第三目标位置为所述目标指纹图像被采集时所处的目标位置，所述第二坐标轴为除所述第一坐标轴以外的坐标轴。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像之前，所述方法还包括：
利用所述匹配图像和该查询图像的单应矩阵，将所述匹配图像映射至该查询图像，得到该查询图像对应的第三映射图像；
确定所述第三映射图像的第三像素点与该查询图像的第二像素点之间的第三距离；所述第三像素点为所述第三映射图像中所述指定位置处的点；
判断所述第三距离是否大于预设的阈值，如果是，执行从所述匹配图像对应的两张参考指纹图像中，确定与该查询图像匹配度最高的目标指纹图像；
如果否，将所述第二目标位置的关于第二坐标轴的坐标值，作为所述待定位对象所处位置的关于第二坐标轴的坐标值。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述指定方向为朝向y轴的延伸方向时，所述利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标值，包括：
基于所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，采用预设的第一坐标计算公式，得到所述待定位对象所处位置的关于x轴的坐标值；
所述第一坐标计算公式包括：



其中，xl为所述待定位对象所处位置的关于x轴的坐标值；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值小于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时，x1为所述第三目标位置的横坐标，x2为所述第二目标位置的横坐标，t1为所述第一距离，t2为所述第二距离；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值大于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时，x1为所述第二目标位置的横坐标，x2为所述第三目标位置的横坐标，t1为所述第二距离，t2为所述第一距离；
所述指定方向为朝向x轴的延伸方向时，所述利用所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，确定所述待定位对象所处的位置的关于第二坐标轴的坐标信息，包括：
基于所述第一距离、所述第二距离、所述第二目标位置的坐标以及第三目标位置的坐标，采用预设的第二坐标计算公式，得到所述待定位对象所处位置的关于y轴的坐标值；
所述第二坐标计算公式包括：



其中，yl为所述待定位对象所处位置的关于y轴的坐标值；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值小于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时y1为所述第三目标位置的纵坐标，y2为所述第二目标位置的纵坐标，t1为所述第一距离，t2为所述第二距离；当所述第三目标位置的横坐标的绝对值大于所述第二目标位置的横坐标的绝对值时，1为所述第二目标位置的纵坐标，y2为所述第三目标位置的纵坐标，t1为所述第二距离，t2为所述第一距离。


4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述多张指纹图像属于多个图像组，每一指纹图像具有唯一编号；针对每一图像组，该图像组中的所有指纹图像对应的目标位置在所述第一坐标轴的坐标相同，且该图像组中每个指纹图像的编号按照所述第二坐标轴的坐标递增或递减；
所述匹配图像对应的两张参考指纹图像的确定方式，包括：
查询所述匹配图像的编号和所属的目标图像组，并在所述目标图像组内确定与所述匹配图像的编号相邻的两个编号，确定所述两个编号对应的指纹图像，得到两张参考指纹图像。


5.一种利用单应矩阵实现室内定位的装置，其特征在于，包括：
图像获取模块，用于获取第一查询图像和第二查询图像；其中，所述第一查询图像和第二查询图像分别为在待定位对象所处位置上，朝向x轴、y轴的延伸方向进行图像采集所得到的室内区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雯，王硕，常家兴，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11