一种精确的融合定位系统

1.本实用新型涉及室内定位技术领域，特别涉及一种精确的融合定位系统。


背景技术：

2.随着室内定位技术的广泛应用和定位场景的复杂多变，单一的定位已经无法满足市场需求，在实际工程中获得监控目标的图像信号的同时也需要获得目标物的位置信息；
3.目前的工程实施方案中大多是镜头模组与室内定位基站分开单独安装，这不仅造成了资源浪费，对于安装工作和定位调试工作也带来了巨大工作量。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出：
5.一种精确的融合定位系统，包括服务器、摄像装置和监视器，所述摄像装置包括摄像装置本体以及设置在所述摄像装置本体上的uwb定位模组，
6.所述摄像装置本体具有主板和镜头模组，所述镜头模组用于获取图像信号并发送至所述主板，所述主板用于将接收到的图像信号上传至服务器，所述服务器用于对上传至其的图像信号进行目标物的定位并显示在所述监视器上；
7.目标物携带uwb通信模块，所述uwb定位模组可分别与所述主板和uwb通信模块进行通信，其用于接收目标物的uwb定位信号并发送至所述主板，所述主板用于根据接收到的uwb定位信号得到目标物的位置信息并上传至服务器并显示在所述监视器上；
8.作为优选，所述摄像装置本体还包括外壳、图像处理模组，所述主板、图像处理模组和所述uwb定位模组均设置在所述外壳内，且所述图像处理模组与所述主板通信连接；
9.作为优选，所述主板包括主控模块、电源模块、a网口和b网口，所述外壳上设有cont网口和poe供电口，所述a网口与外壳上的poe供电口连接，所述b网口与cont网口连接；
10.作为优选，还包括若干个蓝牙定位基站，目标物还携带蓝牙定位模块，所述蓝牙定位基站可与所述主板和蓝牙通信模块进行通信，其用于接收目标物的蓝牙定位信号并发送至所述主板，所述主板用于根据接收到的uwb定位信号和蓝牙定位信号进行融合定位计算得到目标物的位置信息并上传至服务器并显示在所述监视器上；
11.作为优选，所述蓝牙定位基站包括蓝牙壳体、设置在所述蓝牙壳体内的蓝牙主板、设置在所述蓝牙主板一侧的多个天线阵子以及设置在所述蓝牙主板另一侧的poe供电模块、蓝牙模块、led指示灯和调试口；
12.作为优选，所述摄像装置安装在固定支架上，所述蓝牙定位基站通过万向节安装在所述固定支架上；
13.本实用新型的有益效果：本技术所述精确的融合定位系统装置在摄像装置上设置uwb定位模组充分利用摄像装置的内部空间，降低定位系统的成本，且可实现在监控区域内的目标闯入监测；
14.还将uwb定位模组、蓝牙定位基站结合在一起，且利用uwb定位模组、蓝牙定位基站的定位信号实现目标物的精确的融合定位信息，提高定位装置的精确度。
附图说明
15.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1为实施例1所述融合定位系统的结构示意图；
17.图2为实施例1所述摄像装置的结构示意图；
18.图3为实施例1所述主板上具体器件分布图；
19.图4为实施例1所述uwb定位模组的结构示意图；
20.图5为实施例1所述蓝牙定位基站的结构示意图；
21.图6为实施例1所述蓝牙主板正反面的结构示意图；
22.图7为实施例2所述步骤1中四个uwb信标的分布示意图。
具体实施方式
23.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制；
24.在本实用新型的描述中，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系；
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；
26.本实用新型中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义；
27.实施例1
28.参照图1-6，提出本技术的实施例1，实施例1提出一种精确的融合定位系统包括服务器、摄像装置1、多个蓝牙定位基站2和监视器，所述摄像装置1包括摄像装置本体以及设置在所述摄像装置本体上的uwb定位模组3，
29.所述uwb定位模组3设置在所述摄像装置本体内，所述摄像装置本体内部具有主板4和镜头模组5，所述镜头模组5用于获取图像信号并发送至所述主板4，所述主板4用于将接收到的图像信号上传至服务器，所述服务器用于对上传至其的图像信号进行目标物的定位
并显示在所述监视器上，
30.目标物携带有蓝牙通信模块和uwb通信模块，所述uwb定位模组3可分别与所述主板4和uwb通信模块进行通信，其用于接收目标物的uwb定位信号并发送至所述主板4，所述蓝牙定位基站可与所述主板4和蓝牙通信模块进行通信，其用于接收目标物的蓝牙定位信号并发送至所述主板4，所述主板4用于根据接收到的uwb定位信号和蓝牙定位信号计算得到目标物的位置信息并上传至服务器并显示在所述监视器上；
31.所述融合定位系统用于获得图像信号、uwb定位信号和蓝牙定位信号，所述主控模块41对uwb定位信号和蓝牙定位信号进行融合处理后，得到目标物的位置信息，同时通过服务器对上传至其的图像信号进行目标物的定位，实现视频定位、uwb定位信号和蓝牙定位信号融合定位的联动效果；
32.作为优选，所述摄像装置本体还包括外壳、图像处理模组6，所述主板4、图像处理模组6和所述uwb定位模组3均设置在所述外壳内，且所述图像处理模组6与所述主板4通信连接；
33.所述uwb定位模组3包括设置在uwb定位模块31、陶瓷天线32和fpc排座，所述陶瓷天线32表贴在uwb定位模块上，所述uwb定位模组3通过fpc排线与所述主板4通信；
34.所述镜头模组5获取彩色图像并通过所述图像处理模组6将获取到的彩色图像信息转换为数字图像信号，且所述图像处理模组6用于将数字图像信号发送至所述主板4上的主控模块41；
35.参照附图所示，所述外壳由上壳、下壳和后壳拼合而成，所述镜头模组5安装在所述外壳上且其镜头模组5朝前，所述图像处理模组6和uwb定位模组3均设置在所述外壳内，所述cont网口7和poe供电口8均设置在所述后壳上；
36.进一步的，所述主板4包括主控模块41、电源模块42、a网口43和b网口44，所述外壳上设有cont网口7和poe供电口8，所述a网口43与外壳上的poe供电口8连接，所述b网口44与cont网口7连接。所述主控模块41用于接收图像处理模组6发送的解码处理后的图像信号、uwb定位模组3发送的uwb定位信号以及蓝牙定位基站2发送的蓝牙定位信号，并用于对uwb定位信号、蓝牙定位信号进行融合处理，以得到目标物的融合定位信号；
37.电源模块42为摄像模组、uwb定位模组3和蓝牙定位基站2供电；其中a网口43连接至后盖上的poe供电口8，b网口44连接至后盖cont网口7，支持poe供电以及以太网数据收发；
38.所述蓝牙定位基站2包括蓝牙壳体、设置在所述蓝牙壳体内的蓝牙主板21、设置在所述蓝牙主板21一侧的多个天线阵子22以及设置在所述蓝牙主板21另一侧的poe供电模块23、蓝牙模块24、led指示灯25和调试口26；
39.所述蓝牙定位基站2为长方体型，内有四根立柱和蓝牙主板21，立柱用于固定蓝牙主板21，蓝牙主板21上有与立柱相匹配的通孔，所述蓝牙主板21安装于所述立柱上端；
40.本实施例中，所述蓝牙主板21正面设有8个天线阵子22，用于接收蓝牙测角信号，蓝牙主板21背面设有poe供电模块23、蓝牙模块24、led指示灯25和type-c调试口26；
41.所述蓝牙定位基站2的数量和位置可根据实际需求进行设置，本实施例中，所述蓝牙定位基站2设有五个，五个所述蓝牙定位基站2分别设置在所述摄像装置1的下方、左侧、右侧、前方和后方。所述摄像装置1安装在固定支架上，所述蓝牙定位基站2通过万向节安装
在所述固定支架上，以调节蓝牙定位基站2在水平方向上的角度；
42.蓝牙定位基站2通过网线与摄像头后盖上的cont网口7相连接，所述网线有四对线，其中两对双绞线用于摄像头主板4上的电源模块42向蓝牙定位基站2供电，两对双绞线用于蓝牙定位基站2与摄像头之间传输数据，传输数据线选择can总线；
43.在使用过程中，摄像头捕获图像信号，通过图像处理模组6将图像信号传输至摄像头主板4上的主控模块41；摄像头内的uwb定位模组3收到目标物的uwb定位信号，uwb定位模组3通过fpc排线中的串口通信，将uwb定位信号传输至摄像头主板4上的主控模块41；五个蓝牙定位基站2收到目标物的蓝牙定位信号，通过网线将蓝牙定位信号传输至摄像头主板4上的主控模块41，所述主控模块41接收到uwb定位信号和蓝牙定位信号后进行融合计算得到目标物的定位信息，并将此定位信息与图像信号通过网线传输至服务器，以达到视频与定位联动效果；
44.根据uwb定位信号和蓝牙定位信号进行融合计算得到目标物的定位信息的具体方法包括：
45.在t时刻，主控模块接收到来自目标物的uwb定位信号和蓝牙定位信号；
46.主控模块对uwb定位信号进行降噪、滤波处理，计算出uwb模块与摄像装置的相对距离的数据，将此数据作为uwb位置信息；
47.主控模块对这蓝牙定位信号进行降噪、滤波处理，计算出蓝牙模块与基站的相对角度关系数据，将此数据作为蓝牙位置信息；
48.主控模块根据uwb位置信息、蓝牙位置信息进行融合定位，具体实现步骤如下：
49.首先通过uwb定位的测距功能对目标物和摄像装置之间的距离进行精确计算，得到精确的距离值l；
50.然后通过蓝牙定位的测角功能对目标物和蓝牙基站之间的角度进行精确计算，得到精确的相对角度值θ；
51.最后通过距离值l和角度值θ对目标物的位置进行精确定位；
52.实施例2
53.本实施例提出一种精确的融合定位系统，包括服务器、摄像装置1和监视器，所述摄像装置1包括摄像装置本体以及设置在所述摄像装置本体上的uwb定位模组3，
54.所述摄像装置本体具有主板4和镜头模组5，所述镜头模组5用于获取图像信号并发送至所述主板4，所述主板4用于将接收到的图像信号上传至服务器，所述服务器用于对上传至其的图像信号进行目标物的定位并显示在所述监视器上；
55.目标物携带uwb通信模块，所述uwb定位模组3可分别与所述主板4和uwb通信模块进行通信，其用于接收目标物的uwb定位信号并发送至所述主板4，所述主板4用于根据接收到的uwb定位信号得到目标物的位置信息并上传至服务器并显示在所述监视器上；
56.本技术所述精确的融合定位系统实现在监控区域内的目标闯入监测，监测方法包括：
57.步骤1、参照图7所示，在摄像模组覆盖的监控区域内放置多个uwb信标，本实施例中，摄像模组覆盖的监控区域内放置有四个uwb信标，所述uwb定位模组3分别获取四个uwb信标的uwb定位信号并传输至所述主控模块41，主控模块41根据接收到的uwb定位信号计算得到四个uwb信标在uwb定位坐标系下的uwb坐标；
58.同时，所述镜头模组5获取四个uwb信标的图像信号并发送至所述主控模块41，所述主控模块41得到四个uwb信标在图像信号上的像素坐标；
59.根据四个uwb信标的uwb坐标和像素坐标得到uwb定位坐标系和像素平面坐标系之间的映射关系，即图像信号上任意一个像素坐标均可通过映射关系获得与之对应的uwb定位坐标；
60.步骤2、目标物携带uwb定位终端进入摄像模组覆盖的监控区域，通过摄像模组获取目标物在像素平面内的实时像素坐标；
61.步骤3、根据步骤1中获得的映射关系，得到目标物的uwb参考坐标；
62.步骤4、通过uwb定位模组3其与目标物的usb定位信号并发送至主控模块41，获得目标物的uwb实时坐标；
63.若监控画面中有目标物，但是未获得目标物的uwb定位信号，即可判断该目标物为非法闯入，并在监控画面中对目标物进行非法闯入标注；
64.步骤5、将uwb实时坐标和uwb参考坐标进行匹配，若匹配成功，在监控画面中对匹配成功的目标物进行身份标注；
65.若匹配失败，在监控画面中对目标物进行身份标注；
66.本实施例中，可在监控区域选择部署多个摄像头，调节各个摄像头的摄影角度即可实现对监控区域的全面覆盖；
67.目标物佩戴uwb定位标签进入监控区域，此uwb定位标签可在定位监控系统中与目标进行绑定，同时对目标进行身份登记，如访客、员工等；
68.通过目标与标签的绑定关系，定位监控系统即可对进入监控画面内的目标进行身份标注。同时定位监控系统中还可对监控区域进行划分，划分为普通区域，重要区域等，对目标可进入区域做限制。如访客只允许进入普通区域，一旦访客进入重要区域，即可对进入重要区域的访客触发闯入告警，同时在监控画面上对该访客进行身份标注；
69.当然，本实用新型并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变形和替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。