長安大學張贊獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉長安大學申請的專利一種基于手機攝像頭的可見光室內定位系統及定位方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN111103579B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-19發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202010044058.1,技術領域涉及:G01S11/12;該發明授權一種基于手機攝像頭的可見光室內定位系統及定位方法是由張贊;楊虎寧;黃兆武;羅崔月;劉栩滔;岳凡設計研發完成,并于2020-01-15向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于手機攝像頭的可見光室內定位系統及定位方法在說明書摘要公布了:一種基于手機攝像頭的可見光室內定位系統及定位方法,系統包括發送端子系統以及接收端子系統,發送端子系統包括依次相連的微控制器、串口模塊、緩存電路、LED驅動電路和LED光源,接收端子系統包括帶有攝像頭以及室內定位模塊的手機。首先通過微控制器將所要傳送的位置坐標信息進行編碼,編碼后的數據流經過緩存后再輸入到LED驅動電路的輸入端口中,從而控制LED光源的高速閃爍,然后再通過手機對LED光源發出的光進行拍照,得到明暗變化的條紋圖像,圖片聚類之后采用曲線擬合產生一條動態的門限來判斷當前亮度所代表的信息為“0”還是“1”,解碼獲得坐標信息。本發明可靠性高,并且抗干擾能力較強。
本發明授權一種基于手機攝像頭的可見光室內定位系統及定位方法在權利要求書中公布了:1.一種基于手機攝像頭的可見光室內定位系統,其特征在于:包括發送端子系統以及接收端子系統,發送端子系統包括依次相連的微控制器、串口模塊、緩存電路、LED驅動電路和LED光源,接收端子系統包括帶有攝像頭以及室內定位模塊的手機;所述的發送端子系統將LED光源所處的位置信息編碼,并調制在光源的光強上,向室內空間發送定位信號;所述的接收端子系統通過手機的攝像頭獲得光照下物體的圖像,再從圖像中解碼得到坐標值,并結合地圖數據獲得準確位置信息;所述的LED光源發出包含光定位信號的光定位圖像,攝像頭為CMOS攝像頭,利用CMOS攝像頭的卷簾快門曝光特性,對閃爍的光信號成像,通過調整卷簾快門時間獲得明暗變化的條紋圖像,明條紋代表二進制的“1”,暗條紋代表二進制的“0”,再通過對條紋圖像進行處理,識別圖中所攜帶的編碼信息,解碼之后獲得所攜帶的坐標信息; 手機內的室內定位模塊包括地圖數據庫導入模塊、室內物件拍照處理模塊以及定位結果輸出模塊;所述的室內物件拍照處理模塊采集LED光源發出的包含光定位信號的光定位圖像信息,處理采集到的圖像信息,通過在預先定義的地圖數據庫中查找標識信息來確定距離信息和位置信息;通過定位結果輸出模塊得出具體的位置信息并將其ID號標定在預先已導入的地圖上; 經微控制器編碼后的電壓信號通過串口輸入到緩沖電路的輸入端Ui,經過隔離后緩沖電路的輸出Uo再接到LED驅動電路的輸入端; 所述的LED驅動電路采用NPN三極管進行搭建,LED驅動電路能夠使LED光源正向壓降高于輸入直流壓降、LED驅動電路能夠進行控制,并且使LED光源的電流與光通量保持線性關系; LED驅動電路中的NMOS管將電壓信號轉換成電流信號,從而驅動LED; 利用NMOS管將微處理器串口輸出的電壓信號轉換成電流信息驅動LED閃爍,并使用共集級電路充當緩沖作用,讓LED光源發出的光線能夠攜帶編碼后的坐標信息; 首先通過微控制器將所要傳送的位置坐標信息進行編碼,通過串口模塊輸出到緩存電路輸入端,編碼后的數據流經過緩存后再輸入到LED驅動電路的輸入端口中,從而控制LED光源的高速閃爍,然后再通過帶有攝像頭以及室內定位模塊的手機對LED光源發出的光進行拍照,得到明暗變化的條紋圖像,經過k-means算法對圖片進行聚類,之后采用曲線擬合產生一條動態的門限來判斷當前亮度所代表的信息為“0”還是“1”,最終解碼獲得坐標信息; 由微控制器將所要傳送的位置坐標信息轉換成二進制信息,然后通過曼徹斯特編碼將其轉換成一段編碼,微控制器通過串口模塊輸出的編碼信息為TTL電平,0V電壓代表二進制的“0”,3.3V電壓代表二進制的“1”,LED光源作為載體將這段位置坐標信息編碼傳送給接收端的手機; 通過手機的攝像頭得到LED閃爍圖片,LED閃爍圖片中的明條紋代表二進制的“1”,暗條紋代表二進制的“0”,通過圖像處理識別編碼信息,解碼后獲得LED閃爍圖片所攜帶的坐標信息;將解碼得到的坐標信息發送到數據庫中,通過對比查詢獲得此時LED光源的位置地圖。
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