一种室内定位定向系统的制作方法

1.本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种室内定位定向系统。


背景技术：

2.随着物联网技术的发展和普及，人与万物之间的联系变得愈发密切。而位置和朝向作为一个目标的固有属性，需求程度正在与日俱增。在室外gps技术可以满足绝大多数室外场景下的位置需求，差分gps可以满足静止状态下的定位定向需求，因而基于gps定位技术的应用已非常广泛。而对于室内环境，由于gps信号无法覆盖，导致其无法直接应用于室内。同时室内环境相对于室外环境更加复杂，所以存在多种室内定位的方案，诸如wi
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fi、蓝牙、红外线、uwb、rfid、zigbee、超声波、地磁、激光等。但是现存的室内定位方案无法实现室内定向，同时在成本、精度等方面还没有很好的平衡。
3.全球卫星定位系统（global positioning system，简称gps）是一种以人造地球卫星为基础的高精度无线电导航定位系统，它在全球任何地方以及近地空间都能够提供准确的地理位置、运动速度及精确的时间信息。用户只要在能接收到卫星信号的地区，便可以方便地利用gps取得定位及导航信息。然而，位于室内环境中的gps接收器很可能由于建筑物的遮挡，导致gps信号的接收不良，因而无法进行定位。因此有需要发展出用于室内环境定位的定位技术。
4.室内定位是指在室内环境中实现位置定位，主要采用无线通讯、基站定位、惯导定位等多种技术集成形成一套室内位置定位体系，从而实现人员、物体等再室内空间中的位置监控。目前国际上，除了通讯网络的蜂窝定位技术外，常见的室内无线定位技术还有：wi
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fi、蓝牙、红外线、uwb、rfid、zigbee、超声波、地磁、激光、视觉等。
5.对不同的技术从定位精度、可靠性、成本以及规模化难易程度等多个维度进行比较，发现视觉定位技术具有精度高、成本低、可靠性适中、容易部署等优点。
6.现有的室内定位技术都是通过目标定位轨迹或惯性设备来间接推算出目标的运动方向，无法获得目标的朝向。在目标上安装两个信标，通过两个信标的位置信息计算出目标朝向，但是此类方法受限于信标距离、定位精度、信标间时间同步等问题，导致朝向精度很差，无法使用。而现有的亚米级及更高精度的室内定位系统部署成本较高、可视性较差、需要借助数字地图或视频图像来实现轨迹展示、异常确认以及摄像联动。
7.因此，我们提出一种能够有效的解决室内目标定向（朝向）问题，具有工程造价低的优势，同时能够获得较高的定位精度和定向精度，并可灵活扩大测量范围；具有良好的可视性，内置数字地图或视频图像来实现轨迹展示、异常确认以及摄像联动等功能的室内定位定向系统来解决上述问题。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种室内定位定向系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
9.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种室内定位定向系统，包括标志设备、摄像头、nvr、交换机、服务器以及设于服务器上的标志自动检测和识别软件，所述摄像头设有多个，且多个所述摄像头布设于仓库内，所述标志设备包括安装于叉车上的增高杆以及人造标志物，多个所述摄像头采集的图像经过nvr和交换机通过专用端口与服务器连接，所述标志自动检测和识别软件包括设于服务器上的标定模块、摄像头内外参参数、定位识别模块、id识别模块、时标识别模块、定位定向解算模块以及多路数据融合模块；所述摄像头上的标定模块通过摄像头内外参参数将数据信息发送至定位定向解算模块，所述标志自动检测和识别软件上的定位识别模块、id识别模块、时标识别模块对筛选出人造标志物，进行定位识别、id识别、时标识别后，将识别信息发送至定位定向解算模块，所述定位定向解算模块对各路参数进行定位定向解算后将数据发送至多路数据融合模块；所述服务器上的服务器软件算法实时地对各路视频流进行blob分析，筛选出人造标志物，进行定位识别、id识别、时标识别，所述服务器软件算法通过摄像头的内外参参数进行定位定向解算，对进行多路数据融合后输出标志物位置、方向、id及时标信息。
10.优选的，所述标志设备设置在室内的定位定向目标上，用来提供目标位置、朝向等信息。
11.优选的，所述摄像头根据测量精度和范围，均匀的安装在室内，用来监控标志设备。
12.优选的，所述nvr和交换机负责摄像头视频流数据采集、传输、以及保存。
13.优选的，所述服务器以及标志自动检测和识别软件用于实现标志设备的自动检测和识别，完成标志设备的定位和定向，所述服务器上的软件算法实时地对各个摄像头视频流进行blob分析，筛选出标志设备，进行定位识别、id识别，在根据摄像头的内外参数进行定位定向结算，对多路数据进行融合，输出标志位置、朝向信息。
14.优选的，所述人造标志物位于叉车上增高杆的上方。
15.本发明的技术效果和优点：该室内定位定向系统，该室内定位定向系统，目的是解决室内目标定向（朝向）的问题，具有工程造价低（包括施工成本低、设备成本低）的优势，同时能够获得较高的定位精度和定向精度，并可灵活扩大测量范围；具有良好的可视性，内置数字地图或视频图像来实现轨迹展示、异常确认以及摄像联动等功能，内置数字地图来绘制目标位置、目标id，实现目标轨迹展示，内置视频图像来实现异常确认及摄像联动等功能，解决了室内目标定向的问题，定向精度高；定位定向精度高、实时性好、设备成本低、施工成本低、维护成本低；视觉可视性好、异常确认和历史回溯方便，而且本方案基于视觉系统功能扩展性好，比如基于位置朝向的行为分析等。
附图说明
16.图1为本发明的系统硬件架构图；图2为本发明的系统软件架构图。
17.图中：1、仓库；2、叉车；3、摄像头；4、nvr；5、交换机；6、服务器。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.本发明提供了如图1
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2所示的一种室内定位定向系统，包括标志设备、摄像头3、nvr4、交换机5、服务器6以及设于服务器6上的标志自动检测和识别软件，所述摄像头3设有多个，且多个所述摄像头3布设于仓库1内，所述标志设备包括安装于叉车2上的增高杆以及人造标志物，所述人造标志物位于叉车上增高杆的上方，多个所述摄像头3采集的图像经过nvr4和交换机5通过专用端口与服务器6连接，所述标志自动检测和识别软件包括设于服务器6上的标定模块、摄像头内外参参数、定位识别模块、id识别模块、时标识别模块、定位定向解算模块以及多路数据融合模块；所述标志设备设置在室内的定位定向目标上，用来提供目标位置、朝向等信息，所述摄像头3根据测量精度和范围，均匀的安装在室内，用来监控标志设备，所述nvr4和交换机5负责摄像头视频流数据采集、传输、以及保存，所述服务器6以及标志自动检测和识别软件用于实现标志设备的自动检测和识别，完成标志设备的定位和定向，所述服务器6上的软件算法实时地对各个摄像头3视频流进行blob分析，筛选出标志设备，进行定位识别、id识别，在根据摄像头3的内外参数进行定位定向结算，对多路数据进行融合，输出标志位置、朝向信息。
20.所述摄像头3上的标定模块通过摄像头内外参参数将数据信息发送至定位定向解算模块，所述标志自动检测和识别软件上的定位识别模块、id识别模块、时标识别模块对筛选出人造标志物，进行定位识别、id识别、时标识别后，将识别信息发送至定位定向解算模块，所述定位定向解算模块对各路参数进行定位定向解算后将数据发送至多路数据融合模块；所述服务器6上的服务器软件算法实时地对各路视频流进行blob分析，筛选出人造标志物，进行定位识别、id识别、时标识别，所述服务器软件算法通过摄像头的内外参参数进行定位定向解算，对进行多路数据融合后输出标志物位置、方向、id及时标信息。
21.该室内定位定向系统由m个定位定向标志物、n个摄像装置、摄像采集装置、交换机、服务器等硬件以及标志物自动检测和识别软件组成。标志物设置在待定位定向目标上，用来提供位置、方向等信息；摄像装置用来实时监控标志物；摄像采集装置和交换机负责视频流数据采集及运输；服务器及软件实现标志物的自动检测和识别，计算并输出待定位目标位置和方向信息。
22.本发明的室内定位定向系统，对n个网络摄像头进行内参标定，将其分布式的布设在仓库内，确保视场覆盖到所有感兴趣的区域，然后对布设后的摄像头进行外参标定。在叉车上安装增高杆及人造标志物，通过nvr、交换机等设备将各路视频流送入服务器。服务器软件算法实时地对各路视频流进行blob分析，筛选出人造标志物，进行定位识别、id识别、时标识别，再根据摄像头的内外参参数进行定位定向解算，最后进行多路数据融合，输出标志物位置、方向、id及时标信息。系统通过网关与仓押平台相连，接受平台指令并将数据传至平台。
23.该室内定位定向系统，目的是解决室内目标定向（朝向）的问题，具有工程造价低（包括施工成本低、设备成本低）的优势，同时能够获得较高的定位精度和定向精度，并可灵活扩大测量范围；具有良好的可视性，内置数字地图或视频图像来实现轨迹展示、异常确认以及摄像联动等功能，内置数字地图来绘制目标位置、目标id，实现目标轨迹展示，内置视频图像来实现异常确认及摄像联动等功能，解决了室内目标定向的问题，定向精度高；定位定向精度高、实时性好、设备成本低、施工成本低、维护成本低；视觉可视性好、异常确认和历史回溯方便，而且本方案基于视觉系统功能扩展性好，比如基于位置朝向的行为分析等。
24.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。