本发明涉及室内定位,尤其涉及一种基于3d渲染的室内定位方法、系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品及电子设备。
背景技术:
1、室内定位技术是一种在室内环境中定位物体或人的技术。现有的室内定位技术主要包括:wi-fi定位、蓝牙定位、超宽带(ultra wide band,uwb)定位、光学摄像定位和3d视觉定位。
2、wi-fi定位技术通过测量设备接收到多个wi-fi信号源的信号强度,结合信号传播模型或预先构建的信号指纹数据库进行定位。蓝牙定位技术利用多个蓝牙信标发送信号,移动设备接收信号后,根据信号强度或到达时间差进行定位。uwb定位技术通过多个uwb发射器周期性地发送信号,移动设备接收uwb信号后,根据信号传输时间或到达时间差进行定位。光学摄像定位技术通过部署大量摄像头捕捉图像或视频,并分析其中的视觉信息来估计目标位置;3d视觉定位技术使用多个摄像头或3d摄像头获取三维环境信息,并利用深度感知算法进行定位。显然上述定位技术存在以下技术缺陷:
3、(1)部署复杂:需要安装大量设备,有时甚至要求被定位者携带定位设备。
4、(2)通信环境复杂:在wi-fi定位、蓝牙定位和uwb定位中,多设备协同工作使得定位所在的通信环境更为复杂,定位信号容易受到环境因素的干扰,如信号衰减和多径效应,影响定位效果。
5、(3)计算复杂:在光学摄像定位和3d视觉定位中,涉及大量的数据处理和复杂的计算算法。
技术实现思路
1、本发明实施例的目的在于,提供一种基于3d渲染的室内定位方法、系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品及电子设备,通过将单摄像头中的定位目标映射到预设3d模型中,能够有效地降低计算复杂度,并且极大地减少了需要部署的设备数量以实现通信环境的简单化。
2、本发明第一方面实施例提供了一种基于3d渲染的室内定位方法,包括:
3、基于目标建筑的坐标系,确定现实定位空间的绝对坐标区间;
4、根据所述现实定位空间,按照1:1比例建立3d定位空间模型;其中,所述现实定位空间安装有一个真实摄像头;所述3d定位空间模型在所述真实摄像头的映射位置处设置有一个虚拟摄像头;
5、对所述虚拟摄像头进行校准,以使得所述虚拟摄像头与所述真实摄像头同步;
6、当所述现实定位空间中出现定位目标时,将所述真实摄像头中所述定位目标的现实二维坐标实时映射到所述虚拟摄像头生成的虚拟画面中,得到虚拟二维坐标点;
7、在所述3d定位空间模型中生成一个参照物;其中,所述参照物用于在所述虚拟画面中追踪所述虚拟二维坐标点;
8、根据所述参照物在所述3d定位空间模型中移动更新后的位置坐标,得到所述定位目标的定位坐标点。
9、可选地,所述根据所述参照物在所述3d定位空间模型中移动更新后的位置坐标,得到所述定位目标的定位坐标点,包括:
10、计算所述虚拟画面中所述参照物到所述虚拟二维坐标点之间的位置距离;
11、当所述位置距离大于预设定位精度系数时,移动所述参照物以使得更新后的位置距离小于预设定位精度系数;
12、记录所述参照物在所述3d定位空间模型中每一次位置更新后的相对坐标;
13、将所述相对坐标映射到所述绝对坐标区间中,得到所述定位目标的定位坐标点。
14、进一步地,所述将所述相对坐标映射到所述绝对坐标区间中,得到所述定位目标的定位坐标点,包括:
15、基于所述绝对坐标区间,确定所述现实定位空间的相对坐标系中原点对应的绝对坐标;
16、将所述相对坐标与所述绝对坐标相加,得到所述定位目标的定位坐标点。
17、可选地,在获得所述定位目标的定位坐标点后,还包括:
18、将所述定位坐标点映射到所述3d定位空间模型中,并以虚拟人物的形式显示。
19、可选地,所述对所述虚拟摄像头进行校准,以使得所述虚拟摄像头与所述真实摄像头同步,包括:
20、调整虚拟摄像头的内置参数和外置参数,以使得所述虚拟摄像头和所述真实摄像头的视图完全相同;其中,所述内置参数包括:焦距、主点和畸变系数;所述外置参数包括所述虚拟摄像头的位置坐标和偏转角度。
21、可选地,所述定位目标由以下步骤确定:
22、基于深度学习算法检测所述真实摄像头拍摄的图像中的物体,识别出定位目标;其中,所述深度学习算法至少为卷积神经网络、yolo检测算法、detr检测算法中任意一种。
23、本发明第二方面实施例提供了一种基于3d渲染的室内定位系统,用于实现上述第一方面任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法,所述系统包括:
24、定位空间坐标设定模块,用于基于目标建筑的坐标系,确定现实定位空间的绝对坐标区间;
25、3d定位空间模型建立模块,用于根据所述现实定位空间,按照1:1比例建立3d定位空间模型;其中,所述现实定位空间安装有一个真实摄像头;所述3d定位空间模型在所述真实摄像头的映射位置处设置有一个虚拟摄像头;
26、虚拟摄像头校准模块,用于对所述虚拟摄像头进行校准,以使得所述虚拟摄像头与所述真实摄像头同步;
27、二维坐标映射模块,用于当所述现实定位空间中出现定位目标时,将所述真实摄像头中所述定位目标的现实二维坐标实时映射到所述虚拟摄像头生成的虚拟画面中,得到虚拟二维坐标点;
28、参照物生成模块,用于在所述3d定位空间模型中生成一个参照物;其中,所述参照物用于在所述虚拟画面中追踪所述虚拟二维坐标点;
29、定位坐标点获取模块,用于根据所述参照物在所述3d定位空间模型中移动更新后的位置坐标,得到所述定位目标的定位坐标点。
30、本发明第三方面实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行上述第一方面任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法。
31、本发明第四方面实施例提供了一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法。
32、本发明第五方面实施例还提供了一种电子设备,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法。
33、与现有技术相比,本发明实施例提供了一种基于3d渲染的室内定位方法、系统、计算机可读存储介质、计算机程序产品及电子设备,所述方法包括:基于目标建筑的坐标系,确定现实定位空间的绝对坐标区间;根据现实定位空间,按照1:1比例建立3d定位空间模型;其中,现实定位空间安装有一个真实摄像头;3d定位空间模型在真实摄像头的映射位置处设置有一个虚拟摄像头;对虚拟摄像头进行校准,以使得虚拟摄像头与真实摄像头同步;当现实定位空间中出现定位目标时,将真实摄像头中定位目标的现实二维坐标实时映射到虚拟摄像头生成的虚拟画面中,得到虚拟二维坐标点;在3d定位空间模型中生成一个参照物;其中,参照物用于在虚拟画面中追踪虚拟二维坐标点;根据参照物在3d定位空间模型中移动更新后的位置坐标,得到定位目标的定位坐标点。本发明可以有效地降低计算复杂度,并且极大地减少了需要部署的设备数量,无需考虑通信环境的复杂性。
1.一种基于3d渲染的室内定位方法,其特征在于,包括:
2.如权利要1所述的基于3d渲染的室内定位方法,其特征在于,所述根据所述参照物在所述3d定位空间模型中移动更新后的位置坐标,得到所述定位目标的定位坐标点,包括:
3.如权利要2所述的基于3d渲染的室内定位方法,其特征在于,所述将所述相对坐标映射到所述绝对坐标区间中,得到所述定位目标的定位坐标点,包括:
4.如权利要1所述的基于3d渲染的室内定位方法,其特征在于,在获得所述定位目标的定位坐标点后,还包括:
5.如权利要1所述的基于3d渲染的室内定位方法,其特征在于,所述对所述虚拟摄像头进行校准,以使得所述虚拟摄像头与所述真实摄像头同步,包括:
6.如权利要1所述的基于3d渲染的室内定位方法,其特征在于,所述定位目标由以下步骤确定:
7.一种基于3d渲染的室内定位系统,其特征在于,包括:
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序;其中,所述计算机程序在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行如权利要求1~6中任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法。
9.一种计算机程序产品,包括计算机程序/指令,其特征在于,该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1~6中任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法。
10.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序,所述处理器在执行所述计算机程序时实现如权利要求1~6中任一项所述的基于3d渲染的室内定位方法。
