一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统及方法与流程

本发明属于人员定位，具体涉及一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统及方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、目前与人员定位相关的系统发明已有多种，例如利用uwb、lora与zigbee等无线技术进行测距定位。uwb定位是利用双向飞行时间法(tof)测距，再通过多基站测算到的距离计算实现定位，定位准确，但系统部署成本高；lora定位是利用到达时间差(tdoa)实现定位，这种定位方法要求所有的基站与网关共享一个相同的时间基准，以减小定位的误差，定位范围广，精度较低，对于智慧工地的特定应用场景不太适宜；zigbee定位中其定位卡会尝试与周围的位置参考点进行通讯，并记下通讯的信号强度，比较后定位卡将找出三个距离最近的参考点，从而实现对于定位卡的定位，但精度不高。以上方法主要实现的是二维的定位，如果要实现三维定位，对于基站的数量、分布以及信号的精确度要求更高，系统部署的成本也会大大提高。对于智慧工地这一特殊场景，需要提供一种能实现三维定位，定位精度符合要求，成本可观的系统方案。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统及方法，本发明通过摄像头与蓝牙获取人员定位标签的多角度信息，实现对同一人员定位标签进行不同基准点的测算，提高定位精度。

2、根据一些实施例，本发明的第一方案提供了一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，采用如下技术方案：

3、一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，包括：

4、获取人员定位标签的标签信息和信号强度，确定基站与人员定位标签的相对距离；

5、获取以基站角度拍摄的人员图像，基于摄像头成像原理确定人员与基站构成的侧面竖直直角三角形的靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形的靠近基站的角的角度；

6、根据基站与人员定位标签的相对距离、人员与基站构成的侧面竖直直角三角形及其靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形及其靠近基站的角的角度，利用三角函数确定人员的相对坐标。

7、所述获取人员定位标签的信号强度，确定基站与人员定位标签的相对距离，具体为：

8、按照蓝牙协议，利用蓝牙rssi信号衰减与距离之间的相关性关系来计算出蓝牙终端间的相对距离；

9、按照经验公式，rssi值与距离d的关系如下：

10、d＝10^((abs(rssi)-a)/(10*n))

11、d是计算距离，rssi是信号强度，a为发射端和接收端相隔1米时的信号强度，n是环境衰减因子。

12、所述获取以基站角度拍摄的人员图像，基于摄像头成像原理确定人员与基站构成的侧面竖直直角三角形的靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形的靠近基站的角的角度，具体为：

13、利用摄像头成像原理，确定摄像头成像在各像素点的物体与摄像头相对位置的角度因子值，并建立对应关系，得到成像位置与角度对应关系数据库；

14、根据人员位置的像素点，确定人员成像中心位置；

15、基于人员成像中心位置，查找像素、角度对应关系，确定人员与基站构成的侧面竖直直角三角形的靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形的靠近基站的角的角度。

16、进一步地，根据基站与人员定位标签的相对距离和人员与基站构成的侧面竖直直角三角形靠近基站的角的角度的余弦值的乘积，确定人员所在的水平面与基站的竖直距离；

17、利用基站与人员定位标签的相对距离和人员与基站构成的侧面竖直直角三角形靠近基站的角的角度的正弦值的乘积，确定人员与基站所在竖直面的水平距离。

18、进一步地，所述人员与基站所在竖直面的水平距离为人员与基站构成的俯视水平直角三角形的斜边距离。

19、进一步地，利用人员与基站所在竖直面的水平距离和人员与基站构成的俯视水平直角三角形靠近基站的角的角度的余弦值的乘积，确定人员所在竖直线与基站的水平距离；

20、利用人员与基站所在竖直面的水平距离和人员与基站构成的俯视水平直角三角形靠近基站的角的角度的正弦值的乘积，确定人员与基站所在水平线的竖直距离。

21、进一步地，当人员超出基站设定的安全范围后，基站检测人员定位标签并进行危险告警。

22、根据一些实施例，本发明的第二方案提供了一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统，采用如下技术方案：

23、一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统，包括人员定位摄像头、人员定位蓝牙基站、人员定位标签以及人员定位服务器；

24、所述人员定位蓝牙基站用于获取人员定位标签的标签信息和信号强度，确定基站与人员定位标签的相对距离；

25、所述人员定位摄像头用于获取以基站角度拍摄的人员图像，基于摄像头成像原理确定人员与基站构成的侧面竖直直角三角形的靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形的靠近基站的角的角度；

26、所述人员定位服务器用于根据基站与人员定位标签的相对距离、人员与基站构成的侧面竖直直角三角形及其靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形及其靠近基站的角的角度，利用三角函数确定人员的相对坐标；

27、所述人员定位标签用于与人员定位蓝牙基站通信的功能，周期性地向人员定位蓝牙基站发送数据；在接收到人员定位蓝牙基站下发的报警信号后会对所佩戴人员进行语音提醒；

28、所述人员定位摄像头与所述人员定位蓝牙基站安装在同一位置，二者定位基准点重合。

29、根据一些实施例，本发明的第三方案提供了一种计算机可读存储介质。

30、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法中的步骤。

31、根据一些实施例，本发明的第四方案提供了一种计算机设备。

32、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法中的步骤。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果为：蓝牙测距本身定位精度相对高，一般为2～5米，具有容易部署，价格低的优势，在米级定位市场中是最具性价比的一种定位方式。基于摄像头像素点分布的角度测算方法，算法简单直接，确定像素点后即可调取角度值。两者结合实现三维空间人员定位，最低配置仅1台摄像头、1个蓝牙基站和1个蓝牙信标，整体成本低，非常适用于智慧工地场景的人员定位和安全监测。

34、本发明也可通过多个摄像头与蓝牙基站获取人员定位标签的多角度信息，实现对同一人员定位标签进行不同基准点的测算，提高定位精度。

技术特征：

1.一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，所述获取人员定位标签的信号强度，确定基站与人员定位标签的相对距离，具体为：

3.如权利要求1所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，所述获取以基站角度拍摄的人员图像，基于摄像头成像原理确定人员与基站构成的侧面竖直直角三角形的靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形的靠近基站的角的角度，具体为：

4.如权利要求1所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，根据基站与人员定位标签的相对距离和人员与基站构成的侧面竖直直角三角形靠近基站的角的角度的余弦值的乘积，确定人员所在的水平面与基站的竖直距离；

5.如权利要求4所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，所述人员与基站所在竖直面的水平距离为人员与基站构成的俯视水平直角三角形的斜边距离。

6.如权利要求5所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，利用人员与基站所在竖直面的水平距离和人员与基站构成的俯视水平直角三角形靠近基站的角的角度的余弦值的乘积，确定人员所在竖直线与基站的水平距离；

7.如权利要求1所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法，其特征在于，当人员超出基站设定的安全范围后，基站检测人员定位标签并进行危险告警。

8.一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统，其特征在于，包括人员定位摄像头、人员定位蓝牙基站、人员定位标签以及人员定位服务器；

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法中的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的一种基于摄像头与蓝牙的人员定位方法中的步骤。

技术总结
本发明属于人员定位领域，提供了一种基于摄像头与蓝牙的人员定位系统及方法，包括获取人员定位标签的标签信息和信号强度，确定基站与人员定位标签的相对距离；获取以基站角度拍摄的人员图像，基于摄像头成像原理确定人员与基站构成的侧面竖直直角三角形的靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形的靠近基站的角的角度；根据基站与人员定位标签的相对距离、人员与基站构成的侧面竖直直角三角形及其靠近基站的角的角度以及人员与基站构成的俯视水平直角三角形及其靠近基站的角的角度，利用三角函数确定人员的相对坐标。本发明通过摄像头与蓝牙获取人员定位标签的多角度信息，实现对同一人员定位标签进行不同基准点的测算。

技术研发人员：孔德龙,丁鑫,马新,杨子宁
受保护的技术使用者：神思电子技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13