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申请/专利权人：中铁工程装备集团有限公司

摘要：本发明涉及可见光通信室内定位的技术领域，提出了一种基于可见光通信的平板光源视觉识别匹配定位方法及系统，用以解决现有室内定位方法精度不足，成本高，实时性差的技术问题问题。本发明通过CMOS图像传感器的卷帘快门效应对可见光通信的矩形平板LED光源成像，利用数字图像处理方法获取光源矩形区域轮廓及图像的明暗条纹信息，通过定义光源图像信号自相关序列和临近度，实现了光源匹配识别，从而获取平板光源的ID及矩形角点坐标信息，在IMU姿态传感器辅助成像的基础上实现了矩形光源四个角点图像坐标与世界坐标关系的匹配，实现了基于可见光通信平板光源的高精度视觉定位，实现厘米级移动定位，能够满足室内机器人移动定位导航应用需求。

主权项：1.一种基于可见光通信的平板光源视觉识别匹配定位方法，其特征在于，使用可见光通信技术在矩形LED光源上加载ID信号，使用CMOS图像传感器对矩形LED光源进行视觉成像，同时使用IMU姿态传感器记录成像时的倾斜姿态角和航向角；运用数字图像处理技术对矩形光源图像进行提取，获取矩形光源区域的明暗条纹灰度图像和矩形轮廓，进而使用信号自相关方法识别匹配光源的ID信息并计算光源矩形轮廓的四个角点，根据摄影测量原理实现高精度视觉定位；所述使用信号自相关方法识别匹配光源的ID信息的方法为：将两个光源的ID信息匹配度问题转换为两个光源的条纹灰度图像的条纹信号的自相关序列的匹配度问题：基于自信号自相关方法计算明暗条纹灰度图像中灰度条纹的周期并计算一个周期的自相关序列，将自相关序列作为匹配特征与信号调制的ID信息关联建立光源匹配数据库，计算最小的临近度K在光源匹配数据库中进行光源匹配；所述临近度K的计算方法为：定义两个光源匹配度序列DT＝X1T-X2T，X1T、X2T分别是两个光源一个周期归一化的信号自相关序列，且DT＝{d1,d2,d3,···,dT},d1,d2,d3,···,dT∈-1,1；则两个光源的ID信息的匹配度，即临近度K＝a×H+b×M+c×S+d×W；其中，a、b、c、d为系数，H为序列DT的最大值与最小值之差，M为序列DT的绝对值之和的平均值，S为序列DT的标准差，W为序列DT中超出序列DT平均值2倍标准差的序列的绝对值之和的平均值；临近度K的值越小表示匹配度越高。

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