CN109660944A - 一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置及定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置及定位方法,标识装置包括:至少三个相互间隔设置的网格设备(11);所述网格设备(11)包括MCU载板(111),与所述MCU载板(111)相连接且用于获取图像的摄像头(112),与所述MCU载板(111)相连接的WIFI探针(113);所述摄像头(112)和所述WIFI探针(113)分别与所述MCU载板(111)相互电连接。本发明使用成本低,覆盖范围广,能够从多个方向对目标进行抓拍,满足对目标自动识别的要求。
Description
技术领域
本发明涉及监控设备技术领域,尤其涉及一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置及定位方法。
背景技术
随着时代的进步,监控领域电子技术的也随之发展,各种产品的设计方向都向着智能化的方向发展,现有的监控设备大多只具有常规的监控作用,只能够利用摄像机进行影像监控和录制,现在急需一种带有自动跟踪功能的监控装置。
例如,公开号为CN108366345A的中国专利公开了“一种WiFi探针自动跟踪智能球”,其依靠“球机MCU连接的自动跟踪模块”即WIFI探针,该“WIFI探针配备3个天线,通过对3个天线接收到信号的强度分析对比,判断出目标的大体位置和运动方向”对目标进行跟踪。“当有目标MAC地址进入检测范围内,球机根据此终端移动方向进行目标锁定,并跟踪目标的运动轨迹并实时抓拍图片,上传图片和报警信息到上一级平台”。然而,一个摄像头的球机内部空间是非常小,以此布设3个WIFI探针天线的间距就非常靠近;由此,这三个天线其所探测目标MAC地址的移动终端信号强度就非常接近。基于该三信号强度对比分析的位置计算几乎难以进行。另外,这三个WIFI探针天线,如果布设球机外部并且脱离间距比较远,那么它们与球机MCU的复杂电子线缆连接或无线通信连接的成本会提高。
同时,该摄像头球机的上下左右旋转跟踪,它需要伺服电机通过皮带驱动转动装置进行角度调节,还需要配置功率强度模块与电机控制模块;这需要付出材料成本,这种连有皮带、机械、电机的组合控制成本也需要付出。更为重要的,该方案中无法提供三向图像抓拍的功能三向抓拍图像识别的功能。这种三向图像抓拍可实现三个角度方向无死角抓拍,进而可实现三向抓拍图像识别,只要手机持有人被定位三向抓拍,总是能实现每个角度的人脸图像识别;然而,该方案的单球机摄像头却只能一角度抓拍,无法做到背面人脸图像识别。
发明内容
本发明的目的在于提供一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置及定位方法,实现区域内对目标的运动轨迹的跟踪和实时抓拍图片。
为实现上述发明目的,本发明提供一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置,包括:至少三个相互间隔设置的网格设备;
所述网格设备包括MCU载板,与所述MCU载板相连接且用于获取图像的摄像头,与所述MCU载板相连接的WIFI探针;
所述摄像头和所述WIFI探针分别与所述MCU载板相互电连接。
根据本发明的一个方面,所述摄像头与所述MCU载板之间设置有动作机构;
所述动作机构固定支承在所述MCU载板上,且其用于驱动所述摄像头转动和/或线性移动。
根据本发明的一个方面,所述MCU载板设置有MCU芯片,分别与所述MCU芯片相互电连接的网格关联模块、探针网格模块、时空统一模块、定位标识模块、三向抓拍模块、模式识别模块、轨迹预测模块。
根据本发明的一个方面,所述网格关联模块,用于探测并关联所述标识装置中的各所述网格设备;
所述探针网格模块,用于探测所述标识装置中的各所述网格设备,并创建与探测到的所述网格设备之间的相对坐标;
所述时空统一模块,用于统一所述标识装置的时空坐标系统;
所述定位标识模块,用于定位并标识所述标识装置探测范围内的目标位置;
所述三向抓拍模块,用于获取所述标识装置中所有网格设备的摄像头所摄取的图像;
所述模式识别模块,用于云端协同识别所述标识装置探测范围内的所述目标位置的目标图像;
所述轨迹预测模块,用于预测所述目标的移动位置并生成预测轨迹。
根据本发明的一个方面,所述MCU芯片为微控制单元系统级芯片。
根据本发明的一个方面,所述MCU芯片为ARM芯片。
根据本发明的一个方面,所述WIFI探针至少设置有一个天线。
根据本发明的一个方面,还包括:吊装装置,所述吊装装置包括:第一吊装件,第二吊装件以及用于连接所述第一吊装件和第二吊装件的连接杆;
所述网格设备的数量与所述第一吊装件和所述第二吊装件的总数量相同。
根据本发明的一个方面,所述连接杆一端与所述第一吊装件转动连接,其另一端为向远离所述第一吊装件方向延伸的自由端;
所述第二吊装件与所述连接杆的杆体滑动连接。
为实现上述发明目的,本发明提供一种定位方法,包括:
S1.在区域内布置所述标识装置中各网格设备的位置,并将所述网格设备连接构成探针网格;
S2.在所述探针网格范围内,分别获取各所述网格设备相对于同一目标的相对位置坐标,并基于所述相对位置坐标获取所述目标的定位坐标;
S3.在所述探针网格范围内,分别获取各所述网格设备针对所述目标拍摄的相对场景图像,并基于所述相对场景图像和所述定位坐标获取所述目标的时空场景描述。
根据本发明的一个方面,还包括:
S4.基于所述定位坐标和所述时空场景描述生成所述目标的轨迹预测描述。
根据本发明的一个方面,步骤S1中,包括:
S11.采用所述网格设备上的网格关联模块将所述标识装置中的所有所述网格设备相互连接;
S12.采用所述网格设备上的探针网格模块建立所述网格设备相互之间的相对坐标系统;
S13.采用所述网格设备上的时空统一模块建立所述标识装置的时空坐标系统。
根据本发明的一个方面,步骤S11中包括:
S111.所述网格设备的MCU芯片读取预存储的各所述网格设备上WIFI探针的标识信息;
S112.通过所述网格设备的WIFI探针读取探测范围内是否存在所述标识信息,若否,则调整所述网格设备的位置,直到读到所有所述标识信息;
S113.所述网格关联模块通过所述WIFI探针相互连接,建立所述探针网格。
根据本发明的一个方面,步骤S12中,所述网格设备的MCU芯片通过所述探针网格模块读取各所述网格设备的WIFI探针的信号强度并采用点对点的方式创建所述相对坐标,包括:
S121.选取所述标识装置中的一个所述网格设备通过点对点的方式读取组成所述探针网格的各所述WIFI探针的标识信息与信号强度;
S122.以选取的所述网格设备判断其余所述网格设备所述信号强度是否为维持连接的最低信号强度,若是,则记录相应所述WIFI探针的位置为网格坐标;
S123.以选取的所述网格设备的WIFI探针位置为坐标系原点,并根据所述网格坐标构建所述探针网格的相对坐标系统。
根据本发明的一个方面,步骤S13中,针对同一目标进行时空坐标系统的创建,包括:
S131.各所述网格设备的MCU芯片定位所述网格设备上摄像头与所述目标之间的第一相对坐标;
S132.各所述网格设备的MCU芯片定位所述网格设备上WIFI探针与所述目标之间的第二相对坐标;
S133.所述时空统一模块将所述第一相对坐标和第二相对坐标叠加映射到作为绝对坐标系的同一个空间坐标系统中,并在所述空间坐标系统中赋予时间标识构建所述时空坐标系统。
根据本发明的一个方面,步骤S2中,所述网格设备的MCU芯片通过计量各所述网格设备采集的同一目标所持有的移动终端的网卡信号强度;通过所述网格设备的定位标识模块对所述网卡信号强度进行计量获取计量结果;根据所述计量结果获取并标识所述目标在所述探针网格范围内的位置坐标。
根据本发明的一个方面,所述探针网格为三个所述网格设备构成的三角探针网格,步骤S2中包括:
S21.定义由所述网格设备构成的所述探针网格的三个顶点位置的坐标分别为G1(x1、y1、z1)、G2(x2、y2、z2)、G3(x3、y3、z3),定义目标在所述探针网格中的位置坐标为A1(a1,a2,a3);
S22.定义所述目标与所述探针网格的顶点G1的距离是d1、所述探针网格的顶点G2的距离是d2、与所述探针网格的顶点G3的距离是d3;
S23.定义所述探针网格的顶点G1测得的所述目标的移动终端的网卡信号强度为p1,所述探针网格的顶点G2测得的所述目标的移动终端的网卡信号强度为p2,所述探针网格的顶点G3测得的所述目标的移动终端的网卡信号强度为p3,
S24.建立所述探针网格的顶点位置与所述目标位置的关系式:
d1=(a1,a2,a3)-(x1、y1、z1),
d2=(a1,a2,a3)-(x2、y2、z2),
d3=(a1,a2,a3)-(x3、y3、z3),
d1:d2:d3=1/p1:1/p2:1/p3;
S25.根据步骤S24中的关系式求解获取所述目标的位置坐标。
根据本发明的一个方面,步骤S24中,所述关系式还可以为:
d1:d2:d3=1/p1:1/p2:1/p3。
根据本发明的一个方面,步骤S3中,包括:
S31.各所述网格设备的三向抓拍模块获取摄像头对同一目标所摄取的图像并将所述图像上传至统一的网络服务器,其中,所述网络服务器由各所述网格设备的所述模式识别模块构成;
S32.所述网格服务器根据所述图像进行识别并合成,生成所述目标在所述探针网格范围内的场景图像,所述网格设备的模式识别模块获取所述场景图像,并将所述场景图像与所述时空坐标系统进行统一,构建时空场景;
S33.重复步骤S31-S32,将获取的多个所述时空场景组合,构成所述目标的时空场景描述。
根据本发明的一个方面,步骤S4中包括:
S41.所述网格设备的轨迹预测模块根据所述目标的定位坐标逐点预测所述目标的所有位置轨迹,并生成预测轨迹及上传至所述网格服务器;
S42.所述网格服务器以所述预测轨迹逐点计算预测所述目标在所述时空坐标系统的时空位置坐标,并将所述时空位置坐标与所述时空场景进行统一,构建时空预测场景;
S43.重复步骤S41-S42,将多个所述时空预测场景逐点进行组合获取所述目标的的轨迹预测描述。
根据本发明的一种方案,通过在网格设备中设置不同功能的模块用于实现本发明的网格设备的多功能性,不仅实现了本发明的网格设备相互之间的稳定组网,而且能够实现对网格设备组网后形成的探针网格覆盖范围广。通过构建的探针网格能够准确的获取探针网格覆盖区域内的目标的运动位置和路径,实现了对目标的准确定位。另外,在本发明的网格设备中,摄像头和探针是相互独立设置的。通过上述设置,在本发明的网格设备中的对各部件均有宽裕的安装位置,避免了由于空间小导致WIFI探针的天线安装体积被限制,保证了本发明能够实现范围的探测能力,使本发明的适用范围大。
根据本发明的一种方案,通过将WIFI探针与摄像头分开设置,其上安装的天线不受安装位置的空间限制,因此,根据需要其只需要设置一个大功率天线即可实现大范围的探测能力,节约了本发明的使用成本。当然,可以根据实际的使用情况,适当添加天线的数量(例如,两个、三个等),这样使得本发明的使用更加灵活,同时还有利于维修,节约了维护成本。
根据本发明的一种方案,本发明的标识装置可以通过多个网格设备进行组网,从而使本发明的使用性更高,尤其是在存在各种遮挡物的多建筑区域,例如小区等。通过组网的方式,不仅能够实现大范围内的监控识别,而且可以通过多个角度对同一目标进行持续监控,避免了障碍物的遮挡,使本发明的持续监控性能优异。同时,由于采用多个网格设备组网的方式,因此,在摄像头上还可以省略驱动摄像头运动的驱动装置,也可以根据需要添加驱动摄像头运动的驱动装置,不仅方案选择灵活,而且能够有效节约本发明的使用成本。
根据本发明的一种方案,本发明的标识装置可以通过多个网格设备进行组网,进而其可以实现多个方向的无死角抓拍,是本发明能够实现对目标的自动识别(如,人脸识别),从而使本发明的更适合智能化的要求。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的一种实施方式的标识装置的结构图;
图2示意性表示根据本发明的一种实施方式的网格设备的结构图;
图3示意性表示根据本发明的一种实施方式的网格设备的安装布置图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系,其仅是为了便于描述本发明和简化描述,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,因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述,实施方式不能在此一一赘述,但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
如图1所示,根据本发明的一种实施方式,本发明的一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置,包括至少三个相互间隔设置的网格设备11。在本实施方式中,标识装置中设置有三个网格设备11。当然还可以设置为四个、五个或更多个。在本实施方式中,每个网格设备11的结构设置均为相同的。当然,每个网格设备11的结构也可以是不同的,能够实现相同的功能作用即可。每个网格设备11之间可以通过无线的方式相互连接,并且每个网格设备11均与同一个网格服务器相互电连接。
如图2所示,根据本发明的一种实施方式,本发明的网格设备11包括MCU载板111,与MCU载板111相连接且用于获取图像的摄像头112,与MCU载板111相连接的WIFI探针113。在本实施方式中,摄像头112和WIFI探针113分别与MCU载板111相互电连接。在本实施方式中,摄像头112与MCU载板111之间设置有动作机构114,动作机构114固定支承在MCU载板111上,且其用于驱动摄像头112转动和/或线性移动。通过动作机构114驱动摄像头112动作,从而能够在较大范围内对目标进行摄像,保证与本发明的标识装置的探测范围相匹配,使本发明在探测范围内无死角,对目标定位更加快速准确。
如图2所示,根据本发明的一种实施方式,MCU载板111设置有MCU芯片1111、网格关联模块1112、探针网格模块1113、时空统一模块1114、定位标识模块1115、三向抓拍模块1116、模式识别模块1117、轨迹预测模块1118。在本实施方式中,网格关联模块1112、探针网格模块1113、时空统一模块1114、定位标识模块1115、三向抓拍模块1116、模式识别模块1117和轨迹预测模块1118分别与MCU芯片1111相互电连接。在本实施方式中,网格关联模块1112,用于探测并关联标识装置中的各网格设备11;探针网格模块1113,用于探测标识装置中的各网格设备11,并创建与探测到的网格设备11之间的相对坐标;时空统一模块1114,用于统一标识装置的时空坐标系统;定位标识模块1115,用于定位并标识标识装置探测范围内的目标位置;三向抓拍模块1116,用于获取标识装置中所有网格设备11的摄像头112所摄取的图像;模式识别模块1117,用于云端协同识别标识装置探测范围内该目标位置的目标(例如,移动设备持有人)图像,其接收摄像头112摄取的图像,并采用CNN模式识别算法识别目标(例如,移动设备持有人),模式识别模块1117具有统一网格时空坐标、统一网格服务器模式识别计算、统一手机持有人三向识别的功能;轨迹预测模块1118,用于预测目标的移动位置并生成预测轨迹。通过上述设置,通过在网格设备11中设置不同功能的模块用于实现本发明的网格设备11的多功能性,不仅实现了本发明的网格设备11相互之间的稳定组网,而且能够实现对网格设备11组网后形成的探针网格覆盖范围广。通过构建的探针网格能够准确的获取探针网格覆盖区域内的目标的运动位置和路径,实现了对目标的准确定位。另外,在本发明的网格设备11中,摄像头112和WIFI探针113是相互独立设置的。通过上述设置,在本发明的网格设备11中的对各部件均有宽裕的安装位置,避免了由于空间小导致WIFI探针113的天线安装体积被限制,保证了本发明能够实现范围的探测能力,使本发明的适用范围大。
根据本发明的一种实施方式,每个网格设备11通过网格关联模块1112相互关联时,首先通过网格设备11中的MCU芯片1111读取预设存储的其它组成网格设备各自标识信息(即Mac地址),然后调用MCU载板111上该电子接口通过该WIFI探针113读取已布设的其它网格设备的标识信息(即Mac地址)是否在探测范围内存在,如果不存在则调整网格设备11自身或者其它网格设备11的位置,包括间距与角度,一直到读到其它网格设备11所有的Mac地址为止。在本实施方式中,WIFI探针113是连带天线的WiFi探针,探针网格是采用三个WIFI探针113及其连带天线所组建的三角探针网格。
根据本发明的一种实施方式,探针网格模块1113具有点对点创建探针网格相对坐标的功能。在本实施方式中,当前网格设备11的MCU芯片1111通过读取其它网格设备11的WIFI探针113的信号强度即可实现该探针网格点对点的相对坐标创建。
根据本发明的一种实施方式,时空统一模块1114具有统一探针网格时空坐标系统的功能,即针对同一目标测量对象。在本实施方式中,MCU载板111通过把摄像头112相对坐标定位(即获取摄像头112与目标之间的第一相对坐标),与探针网格相对坐标坐标定位(即获取WIFI探针113与目标之间的第二相对坐标),并把两个相对坐标的定位都叠加映射到统一的空间坐标系统(即绝对坐标系),并以同一时刻的时间记录赋值于同一目标测量对象,实现时空坐标系统的记录描述。
根据本发明的一种实施方式,定位标识模块1115具有计量获取并标识目标所处探针网格位置的坐标的功能。在本实施方式中,当前网格设备11的MCU芯片1111是通过计量探针网格三个WiFi探针113分别采集同一目标持有的移动终端(例如,手机)的网卡的信号强度,此时获取了三个不同的信号强度,从而实现计量获取并标识该目标所处探针网格的位置坐标。
根据本发明的一种实施方式,三向抓拍模块1116具有分别获取探针网格顶点位置的网格设备11上摄像头112所摄图像的功能.在本实施方式中,当前网格设备11的MCU芯片1111通过自身摄像头112抓拍自身角度路径的场景图像,其它两个网格设备11采用同样工作步骤,实现抓拍其它两种角度路径的场景图像,进而实现把这三种角度路径的场景图像上传统一网格服务器实现三向抓拍汇聚的功能。在本实施方式中,网格服务器是统一关联三个标识装置的模式识别模块1117使之成为统一网格计算的服务器。
根据本发明的一种实施方式,模式识别模块1117用于云端协同识别所述标识装置探测范围内的目标位置的目标(例如,移动设备持有人)图像。在本实施方式中,模式识别模块1117具有统一探针网格时空坐标、统一网格服务器模式识别计算、统一手目标三向识别的功能。在本实施方式中,网格服务器通过分别计算三个网格设备11所传数据,实现统一网格时空坐标同一目标模式识别计算的功能。在本实施方式中,三个网格设备11所传数据是定位目标位置坐标的数据与各自摄像头112所摄抓拍各自角度路径的场景图像数据。
根据本发明的一种实施方式,轨迹预测模块1118具有逐点预测目标所有位置轨迹的功能。在本实施方式中,网格服务器通过以上模块及其工作步骤,逐点以LSTM计算预测目标在时空坐标系统的位置坐标,并逐点实现目标三向识别抓拍时空场景的轨迹预测描述。
根据本发明的一种实施方式,MCU芯片1111为微控制单元系统级芯片(SOC),也可以称之为片上系统。在本实施方式中,MCU芯片1111为ARM芯片。通过采用上述设置,其功耗低,性能好,能够充分实现本发明在户外环境下的长寿命稳定工作,保证了本发明的性能优异。在本实施方式中,MCU芯片1111连同MCU载板111构成微型计算机系统,该MCU载板111上电后其上MCU芯片1111就会依序读取网格关联模块1112、探针网格模块1113、时空统一模块1114、定位标识模块1115、三向抓拍模块1116、模式识别模块1117、轨迹预测模块1118,从而完成相互之间的电连接。
如图2所示,根据本发明的一种实施方式,WIFI探针113至少设置有一个天线。在本实施方式中,WIFI探针113设置有一个天线。通过将WIFI探针113与摄像头112分开设置,其上安装的天线不受安装位置的空间限制,因此,根据需要其只需要设置一个大功率天线即可实现大范围的探测能力,节约了本发明的使用成本。当然,可以根据实际的使用情况,适当添加天线的数量(例如,两个、三个等),这样使得本发明的使用更加灵活,同时还有利于维修,节约了维护成本。
如图3所示,根据本发明的一种实施方式,本发明的标识装置,还包括:吊装装置12。在本实施方式中,吊装装置12用于安装网格设备11,并将网格设备11固定在屋顶等较高的位置。在本实施方式中,吊装装置12包括:第一吊装件121,第二吊装件122以及用于连接第一吊装件121和第二吊装件122的连接杆123。在本实施方式中,第一吊装件121和第二吊装件122的总数量与网格设备11的数量相同。参见图3所示,以一个第一吊装件121和两个第二吊装件122为例举例说明。在本实施方式中,网格设备11同样也设置有三个,选取其中一个网格设备11与第一吊装件121下端的吊装端相连接,其余网格设备11与第二吊装件122下端的吊装端相连接。
如图3所示,根据本发明的一种实施方式,连接杆123一端与第一吊装件121转动连接,其另一端为向远离第一吊装件121方向延伸的自由端。在本实施方式中,第一吊装件121与屋顶等固定连接后,连接杆123只能在第一吊装件121上转动,而第二吊装件122与连接杆123的杆体滑动连接。通过调整第二吊装件122在连接杆123上的位置,即可方便快捷的调整第一吊装件121和第二吊装件122之间的相对距离。同时,通过调整连接杆123相互之间的夹角,即可方便快捷地实现第二吊装件122之间的相对距离的调整。通过调整好第一吊装件121和第二吊装件122的相对位置时,网格设备11的位置也相应的被调整,保证了本发明的标识装置的快速安装。通过采用上述方式,本发明的标识装置的安装精度高,位置调整方便快速,且调整完后的稳定性高。
以下结合附图,以三个网格设备11组成三角探针网格为例对本发明的标识装置的定位方法进行详细阐述。
需要指出的是,在图1中,为描述方便,将三个网格设备11的分配代号为G1、G2和G3,该分配方式为随机分配。
根据本发明的一种实施方式,本发明的定位方法包括:
S1.在区域内布置标识装置中各网格设备11的位置,并将网格设备11连接构成探针网格;
S2.在探针网格范围内,分别获取各网格设备11相对于同一目标的相对位置坐标,并基于相对位置坐标获取目标的定位坐标;
S3.在探针网格范围内,分别获取各网格设备11针对目标拍摄的相对场景图像,并基于相对场景图像和定位坐标获取目标的时空场景描述。
根据本发明的一种实施方式,本发明的定位方法还包括:
S4.基于定位坐标和时空场景描述生成目标的轨迹预测描述。
根据本发明的一种实施方式,步骤S1中,包括:
S11.采用网格设备11上的网格关联模块1112将标识装置中的所有网格设备11相互连接。在本实施方式中,包括:
S111.网格设备11的MCU芯片1111读取预存储的各网格设备11上WIFI探针113的标识信息。参见图1所示,在本实施方式中,G1是任意选取的,则在G1中的MCU芯片1111首先读取预设存储的其它网格设备G2、G3各自的标识信息(即Mac地址)。
S112.通过网格设备11的WIFI探针113读取探测范围内是否存在标识信息,若否,则调整网格设备11的位置,直到读到所有标识信息;在本实施方式中,G1中的MCU芯片1111调用MCU载板111上的与WIFI探针113相连的电子接口,通过WIFI探针113读取已经布置的G2和G3的Mac地址是否存在,如果不存在则调整G1自身或G2、G3的位置,包括间距与角度,一直到读到G2、G3所有的Mac地址为止。
S113.网格关联模块1112通过WIFI探针113相互连接,建立探针网格。
S12.采用网格设备11上的探针网格模块1113建立网格设备11相互之间的相对坐标系统。在本实施方式中,网格设备11的MCU芯片1111通过探针网格模块1113读取各网格设备11的WIFI探针113的信号强度并采用点对点的方式创建相对坐标,包括:
S121.选取标识装置中的一个网格设备11通过点对点的方式读取组成探针网格的各WIFI探针113的标识信息与信号强度。在本实施方式中,选取的网格设备11为G1,G1的MCU芯片1111采用点对点的方式读取G2、G3的WiFi探针113Mac地址与信号强度。
S122.以选取的网格设备11判断其余网格设备11信号强度是否为为维持连接的最低信号强度(即相邻网格设备11在最远距离下保持稳定连接的信号强度),若是,则记录相应WIFI探针113的位置为网格坐标。在本实施方式中,以G1判断G2、G3的WiFi探针113的信号强度是否为维持连接的最低信号强度,若是,则记录G2、G3的在探针网格中的位置坐标。若否,则继续移动WIFI探针113的位置,直到强度达到最低信号强度为止。
S123.以选取的网格设备11的WIFI探针113位置为坐标系原点,并根据网格坐标构建探针网格的相对坐标系统。在本实施方式中,以G1的位置为坐标系原点,以G2和G3的位置坐标构建该三角探针网格的相对坐标系。
S13.采用网格设备11上的时空统一模块1114建立标识装置的时空坐标系统。在本实施方式中,针对同一目标进行时空坐标系统的创建,包括:
S131.各网格设备11的MCU芯片1111定位网格设备11上摄像头112与目标之间的第一相对坐标;
S132.各网格设备11的MCU芯片1111定位网格设备11上WIFI探针113与目标之间的第二相对坐标;
S133.时空统一模块1114将第一相对坐标和第二相对坐标叠加映射到同一个空间坐标系统中(该空间坐标系统为绝对坐标系),并在空间坐标系统中赋予时间标识(例如,目标在某一时刻的场景图像)构建时空坐标系统。参见图1所示,将第一相对坐标和第二相对坐标叠加映射到同一空间坐标系统中后,各网格设备的坐标变为G1(x1,y1,z1)、G2(x2,y2,z2)G3(x3,y3,z3),并基于该坐标以同一的时间记录同一目标测量对象,实现时空坐标系统的统一记录描述。
根据本发明的一种实施方式,步骤S2中,网格设备11的MCU芯片1111通过计量各网格设备11采集的同一目标所持有的移动终端的网卡信号强度(例如手机、移动电脑、平板电脑等);通过网格设备11的定位标识模块1115对网卡信号强度进行计量获取计量结果;根据计量结果获取并标识目标在探针网格范围内的位置坐标。
在本实施方式中,探针网格为三个网格设备11构成的三角探针网格,步骤S2中包括:
S21.定义由网格设备11构成的探针网格的三个顶点位置(即WIFI探针113的位置)的坐标分别为G1(x1、y1、z1)、G2(x2、y2、z2)、G3(x3、y3、z3),定义目标在探针网格中的位置坐标为A1(a1,a2,a3);
S22.定义目标与探针网格的顶点G1的距离是d1、探针网格的顶点G2的距离是d2、与探针网格的顶点G3的距离是d3;
S23.定义探针网格的顶点G1测得的目标的移动终端的网卡信号强度为p1,探针网格的顶点G2测得的目标的移动终端的网卡信号强度为p2,探针网格的顶点G3测得的目标的移动终端的网卡信号强度为p3,
S24.建立探针网格的顶点位置与目标位置的关系式。在本实施方式中,每一个目标的所在点的位置不同时,3个WIFI探针113的天线115接收到它的信号强度也不一样,场景中的每一个点都有一组信号强度与之对应;而且,d1、d2、d3与p1、p2、p3是呈反比的,即信号强度越强、距离越近,信号强度越弱、距离越远;所以,可建立如下计算公式:
d1=(a1,a2,a3)-(x1、y1、z1),
d2=(a1,a2,a3)-(x2、y2、z2),
d3=(a1,a2,a3)-(x3、y3、z3),
d1:d2:d3=1/p1:1/p2:1/p3。
或者,步骤S24中,关系式还可以为:
d1:d2:d3=1/p1:1/p2:1/p3。
S25.根据步骤S24中的关系式求解获取目标的位置坐标。在本实施方式中,上述公式中只有目标A1(a1,a2,a3)为未知的。因此,可通过上述公式获取目标A1的位置。如果目标A1移动至另一个坐标(b1,b2,b3),重复上述步骤就可获取目标移动至另一个坐标的值,通过上述求解过程,可以准确且详细的获取目标在探针网格中的于东轨迹,不仅准确,且方便快捷。
根据本发明的一种实施方式,步骤S3中,包括:
S31.各网格设备11的三向抓拍模块1116获取摄像头112对同一目标所摄取的图像并将图像上传至统一的网格服务器。在本实施方式中,G1的MCU芯片1111通过自身的摄像头112拍自身角度路径i1的场景图像,G2和G3执行相同的抓拍动作,实现抓拍其它2种角度路径i2、i3的场景图像,进而实现把这三种角度路径i1、i2、i3的场景图像上传网格服务器S的三向抓拍汇聚的功能。在本实施方式中,网络服务器由各网格设备11的模式识别模块1117相互关联构成。
S32.网格服务器根据图像进行识别并合成,生成目标在探针网格范围内的场景图像,网格设备11的模式识别模块1117获取场景图像,并将场景图像与时空坐标系统进行统一,构建时空场景。在本实施方式中,模式识别模块1117具有统一网格时空坐标、统一网格服务器S模式识别计算、统一目标三向识别的功能,该统一网格服务器S通过分别计算三个WIFI探针113所传数据,实现统一网格时空坐标同一目标A1模式识别计算的功能。在本实施方式中,三个WIFI探针113所传数据是定位目标位置坐标的数据与各自网格设备11上摄像头112所抓拍的各自角度路径i1、i2、i3的场景图像数据。
在本实施方式中,包括:
S321.该统一网格服务器S采用CNN模式识别算法计算识别该目标A1在三个角度路径i1、i2、i3的场景图像,
S322.将三个面向合成定位到该目标A1统一的探针网格时空坐标系统的位置坐标A1(a1,a2,a3)上面;
S323.在统一的探针网格时空坐标系统的手机位置坐标A1(a1,a2,a3)上,实现目标每点位置的三向识别抓拍时空场景描述。
S33.重复步骤S31-S32,将获取的多个时空场景组合,构成目标的时空场景描述。
根据本发明的一种实施方式,步骤S4中包括:
S41.网格设备11的轨迹预测模块1118根据目标的定位坐标逐点预测目标的所有位置轨迹,并生成预测轨迹及上传至网格服务器;
S42.网格服务器以预测轨迹逐点以LSTM计算预测目标在时空坐标系统的时空位置坐标,并将时空位置坐标与时空场景进行统一,构建时空预测场景;
S43.重复步骤S41-S42,将多个时空预测场景逐点进行组合获取目标的的轨迹预测描述。
根据本发明的方案本发明提出的一种网格WIFi探针定位抓拍标识装置,通过包括相同组成的网格设备,其特征包括,该网格设备包括MCU载板,该MCU载板分别连接有摄像头和连带天线的WIFi探针,该连接包括实现固定连接的机械结构与实现通信连接的电子接口,其特征还包括,该网格设备的MCU载板具有MCU芯片,还具有:网格关联模块、探针网格模块、时空统一模块、定位标识模块、三向抓拍模块、模式识别模块、轨迹预测模块,并通过本发明实施例的工作原理,实现本发明的目的。
上述内容仅为本发明的具体方案的例子,对于其中未详尽描述的设备和结构,应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上仅为本发明的一个方案而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种网格WIFi探针定位抓拍的标识装置,其特征在于,包括:至少三个相互间隔设置的网格设备(11);
所述网格设备(11)包括MCU载板(111),与所述MCU载板(111)相连接且用于获取图像的摄像头(112),与所述MCU载板(111)相连接的WIFI探针(113);
所述摄像头(112)和所述WIFI探针(113)分别与所述MCU载板(111)相互电连接。
2.根据权利要求1所述的标识装置,其特征在于,所述摄像头(112)与所述MCU载板(111)之间设置有动作机构(114);
所述动作机构(114)固定支承在所述MCU载板(111)上,且其用于驱动所述摄像头(112)转动和/或线性移动。
3.根据权利要求2所述的标识装置,其特征在于,所述MCU载板(111)设置有MCU芯片(1111),分别与所述MCU芯片(1111)相互电连接的网格关联模块(1112)、探针网格模块(1113)、时空统一模块(1114)、定位标识模块(1115)、三向抓拍模块(1116)、模式识别模块(1117)、轨迹预测模块(1118)。
4.根据权利要求3所述的标识装置,其特征在于,所述网格关联模块(1112),用于探测并关联所述标识装置中的各所述网格设备(11);
所述探针网格模块(1113),用于探测所述标识装置中的各所述网格设备(11),并创建与探测到的所述网格设备(11)之间的相对坐标;
所述时空统一模块(1114),用于统一所述标识装置的时空坐标系统;
所述定位标识模块(1115),用于定位并标识所述标识装置探测范围内的目标位置;
所述三向抓拍模块(1116),用于获取所述标识装置中所有网格设备(11)的摄像头(112)所摄取的图像;
所述模式识别模块(1117),用于云端协同识别所述标识装置探测范围内的所述目标位置的目标图像;
所述轨迹预测模块(1118),用于预测所述目标的移动位置并生成预测轨迹。
5.根据权利要求4所述的标识装置,其特征在于,所述MCU芯片(1111)为微控制单元系统级芯片。
6.根据权利要求5所述的标识装置,其特征在于,所述MCU芯片(1111)为ARM芯片。
7.根据权利要求1至6任一项所述的标识装置,其特征在于,所述WIFI探针(113)至少设置有一个天线。
8.根据权利要求7所述的标识装置,其特征在于,还包括:吊装装置(12),所述吊装装置(12)包括:第一吊装件(121),第二吊装件(122)以及用于连接所述第一吊装件(121)和第二吊装件(122)的连接杆(123);
所述网格设备(11)的数量与所述第一吊装件(121)和所述第二吊装件(122)的总数量相同。
9.根据权利要求8所述的标识装置,其特征在于,所述连接杆(123)一端与所述第一吊装件(121)转动连接,其另一端为向远离所述第一吊装件(121)方向延伸的自由端;
所述第二吊装件(122)与所述连接杆(123)的杆体滑动连接。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的标识装置的定位方法,包括:
S1.在区域内布置所述标识装置中各网格设备(11)的位置,并将所述网格设备(11)连接构成探针网格;
S2.在所述探针网格范围内,分别获取各所述网格设备(11)相对于同一目标的相对位置坐标,并基于所述相对位置坐标获取所述目标的定位坐标;
S3.在所述探针网格范围内,分别获取各所述网格设备(11)针对所述目标拍摄的相对场景图像,并基于所述相对场景图像和所述定位坐标获取所述目标的时空场景描述。
11.根据权利要求10所述的定位方法,其特征在于,还包括:
S4.基于所述定位坐标和所述时空场景描述生成所述目标的轨迹预测描述。
12.根据权利要求10或11所述的定位方法,其特征在于,步骤S1中,包括:
S11.采用所述网格设备(11)上的网格关联模块(1112)将所述标识装置中的所有所述网格设备(11)相互连接;
S12.采用所述网格设备(11)上的探针网格模块(1113)建立所述网格设备(11)相互之间的相对坐标系统;
S13.采用所述网格设备(11)上的时空统一模块(1114)建立所述标识装置的时空坐标系统。
13.根据权利要求12所述的定位方法,其特征在于,步骤S11中包括:
S111.所述网格设备(11)的MCU芯片(1111)读取预存储的各所述网格设备(11)上WIFI探针(113)的标识信息;
S112.通过所述网格设备(11)的WIFI探针(113)读取探测范围内是否存在所述标识信息,若否,则调整所述网格设备(11)的位置,直到读到所有所述标识信息;
S113.所述网格关联模块(1112)通过所述WIFI探针(113)相互连接,建立所述探针网格。
14.根据权利要求13所述的定位方法,其特征在于,步骤S12中,所述网格设备(11)的MCU芯片(1111)通过所述探针网格模块(1113)读取各所述网格设备(11)的WIFI探针(113)的信号强度并采用点对点的方式创建所述相对坐标,包括:
S121.选取所述标识装置中的一个所述网格设备(11)通过点对点的方式读取组成所述探针网格的各所述WIFI探针(113)的标识信息与信号强度;
S122.以选取的所述网格设备(11)判断其余所述网格设备(11)所述信号强度是否为维持连接的最低信号强度,若是,则记录相应所述WIFI探针(113)的位置为网格坐标;
S123.以选取的所述网格设备(11)的WIFI探针(113)位置为坐标系原点,并根据所述网格坐标构建所述探针网格的相对坐标系统。
15.根据权利要求14所述的定位方法,其特征在于,步骤S13中,针对同一目标进行时空坐标系统的创建,包括:
S131.各所述网格设备(11)的MCU芯片(1111)定位所述网格设备(11)上摄像头(112)与所述目标之间的第一相对坐标;
S132.各所述网格设备(11)的MCU芯片(1111)定位所述网格设备(11)上WIFI探针(113)与所述目标之间的第二相对坐标;
S133.所述时空统一模块(1114)将所述第一相对坐标和第二相对坐标叠加映射到作为绝对坐标系的同一个空间坐标系统中,并在所述空间坐标系统中赋予时间标识构建所述时空坐标系统。
16.根据权利要求15所述的定位方法,其特征在于,步骤S2中,所述网格设备(11)的MCU芯片(1111)通过计量各所述网格设备(11)采集的同一目标所持有的移动终端的网卡信号强度;通过所述网格设备(11)的定位标识模块(1115)对所述网卡信号强度进行计量获取计量结果;根据所述计量结果获取并标识所述目标在所述探针网格范围内的位置坐标。
17.根据权利要求16所述的定位方法,其特征在于,所述探针网格为三个所述网格设备(11)构成的三角探针网格,步骤S2中包括:
S21.定义由所述网格设备(11)构成的所述探针网格的三个顶点位置的坐标分别为G1(x1、y1、z1)、G2(x2、y2、z2)、G3(x3、y3、z3),定义目标在所述探针网格中的位置坐标为A1(a1,a2,a3);
S22.定义所述目标与所述探针网格的顶点G1的距离是d1、所述探针网格的顶点G2的距离是d2、与所述探针网格的顶点G3的距离是d3;
S23.定义所述探针网格的顶点G1测得的所述目标的移动终端的网卡信号强度为p1,所述探针网格的顶点G2测得的所述目标的移动终端的网卡信号强度为p2,所述探针网格的顶点G3测得的所述目标的移动终端的网卡信号强度为p3,
S24.建立所述探针网格的顶点位置与所述目标位置的关系式:
d1=(a1,a2,a3)-(x1、y1、z1),
d2=(a1,a2,a3)-(x2、y2、z2),
d3=(a1,a2,a3)-(x3、y3、z3),
d1:d2:d3=1/p1:1/p2:1/p3;
S25.根据步骤S24中的关系式求解获取所述目标的位置坐标。
18.根据权利要求17所述的定位方法,其特征在于,步骤S24中,所述关系式还可以为:
d1:d2:d3=1/p1:1/p2:1/p3。
19.根据权利要求17或18所述的定位方法,其特征在于,步骤S3中,包括:
S31.各所述网格设备(11)的三向抓拍模块(1116)获取摄像头(112)对同一目标所摄取的图像并将所述图像上传至统一的网络服务器,其中,所述网络服务器由各所述网格设备(11)的所述模式识别模块(1117)构成;
S32.所述网格服务器根据所述图像进行识别并合成,生成所述目标在所述探针网格范围内的场景图像,所述网格设备(11)的模式识别模块(1117)获取所述场景图像,并将所述场景图像与所述时空坐标系统进行统一,构建时空场景;
S33.重复步骤S31-S32,将获取的多个所述时空场景组合,构成所述目标的时空场景描述。
20.根据权利要求19所述的定位方法,其特征在于,步骤S4中包括:
S41.所述网格设备(11)的轨迹预测模块(1118)根据所述目标的定位坐标逐点预测所述目标的所有位置轨迹,并生成预测轨迹及上传至所述网格服务器;
S42.所述网格服务器以所述预测轨迹逐点计算预测所述目标在所述时空坐标系统的时空位置坐标,并将所述时空位置坐标与所述时空场景进行统一,构建时空预测场景;
S43.重复步骤S41-S42,将多个所述时空预测场景逐点进行组合获取所述目标的的轨迹预测描述。
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