專利名稱：移動設備跟蹤的制作方法
技術領域：
本發明涉及移動設備跟蹤，以及更具體地，涉及使用對^f言息進行 編碼的目標來確定移動設備的位置。
背景技術：
在其中出于跟蹤的目的而獲得移動設備的位置的常見情境是現 代的商店，其中被跟蹤的移動設備是購物手推車。可以由于多種原因 而跟蹤手推車，例如，為了獲得對穿過商店的顧客的流向的了解，以 在商店中布置產品時使用，以避免瓶頸和確保^皮選為用于促銷的特定 產品能夠得到最大程度的展現。例如，使用對手推車當前位置的了解 來向使用該手推車的顧客提供信息，該信息同在商店中的該位置相 關，這種信息被提供給同購物手推車相關聯的顯示設備。
跟蹤在商店中的購物手推車的位置的 一 種已知方法使用#皮激勵 的紅外信標，將紅外信標以規則間隔附著在商店的天花板上。每個信 標傳送對唯一區域標識進行編碼的紅外線的突發。繼而，由安裝在購 物手推車上的紅外接收機接收紅外信號，因而，使得可以確定購物手 推車所位于的區域。然而，此方法有若千問題。例如，信標需要能量， 結果，必要的是或者按照相等時間間隔替換在每個信標中的電池，或 者安裝與電源連接的昂貴的接線配線。而且，商店照明設備和/或照明 設備的鎮流器會引起對在手推車上的紅外接收機的干擾，以及，位置 的間隔尺寸也依賴于在信標之間的距離。
跟蹤在商店中的購物手推車的位置的一種可選的已知方法是使
用一個或多個無線LAN ( WLAN)接入點，以及使用由位于購物手推 車上的接收機所測量的多個接入點的信號強度而計算手推車的位置。 然而，此方法也有已知的問題，其包括在商店環境中的金屬引起反射 和多徑，降低了定位測量的精度，使得必須向商店增加附加的接入點 和定向天線來提供足夠的空間分辨率和魯棒性。而且，天線方位(旋 轉)可能影響所接收的信號和所計算出的手推車定位，以及接入點也 需要電力連接。
也在其他領域中執行關于移動設備的有關定位的活動和蹤，在
其中，已知為此目而使用例如電子標簽、RFID標簽或條碼。
例如，授予deVos等人的US5076690公開了使用隔開并位于已 知位置的至少三個逆反射式元件的基于三角測量計算的定位感應。逆 反射式元件之一可以是條碼，使得其為可標識的。使用具有光發送和 檢測設備的旋轉部分來定位和照亮逆反射式元件。然而，此方案對于 例如確定在商店中的手推車位置不合適，因為，其需要到安裝在墻上 的至少3個反射器的視線，這難以針對在大型商店中的所有可能的手 推車位置而實現。
例如，授予Everett等人的US5812267公開了使用兩個傳感器確 定到多個反射器的距離，兩個傳感器中的每個能夠產生光，并檢測從 反射器反射的光信號。繼而，使用三角測量基于檢測到的來自每個傳 感器的信號來確定到反射器的距離。然而，此方案對于例如確定在商 店中的手推車的位置不合適，因為，其僅計算到反射器的距離，而無 法區分一個反射器與另一個反射器。結果，僅可能基于已知的先前位 置來計算位置，這并不適于購物手推車。
元件的反射的基于三角測量計算的定位感應，兩個逆反射式元件的每 個使用條碼對其位置進行編碼。使用掃描過程來定位逆反射式元件， 將該逆反射式元件定位在預先選擇的隔開的共線位置上。然而，此方 案對于例如確定在商店中的手推車的位置不合適，因為，掃描機制僅 掃描被選擇的區域，并且限制了必須放置逆反射式元件的位置。
而且，本領域中已知在導航系統中使用逆反射式的條碼。例如， 授予Frank等人的US5202742公開了用于沿道路的車輛導航的激光雷 達裝置。測量來自反射目標的光傳播延遲來確定目標距離，以及使用
掃描鏡來測量在激光裝置和反射目標之間的角度。繼而使用目標距離 和角度的三角關系來計算到目標的距離。反射目標可以合并有條碼， 條碼信息傳達了諸如路的一側、正在接近的出口、速度限制改變等信
息。而且，授予Field等人的US4790402公開了一種導航系統，其中 才黃向掃描激光發射機-接收機4企測沿路的逆反射目標，以及Y吏用它們 來使車輛保持在規定的路線上。逆反射式目標可包括垂直條碼來^(吏它 們更容易由掃描儀識別和讀出。
然而，導航系統沒有提供適合用于例如確定在商店中的手^^,車位 置的方案，其中，購物手推車會無法預測地在整個商店中移動。這是 因為，例如，導^t系統計算車輛相對于目標的定位，以及繼而，^使用 此信息來定位下一個目標，并將車輛維持在預定路線上。因而，如果 車輛失去了下一目標的視野，它就會迷路，且無法基于隨后對另一目 標的檢測而重新確定其定位。然而，由于具有購物手推車的顧客通常 不會遵循預定的路線，因此基于對單一目標的檢測來確定位置是必要 的。

發明內容
本發明的一個目的在于提供適合用于確定購物手推車在商店中 的位置的系統，其中，被使用來用于確定手推車的位置的目標是無源 的，即，其無需外部能量。本發明的進一步目的是檢測單一目標來確 定購物手推車在商店中的位置，以及進一步地，其中每個目標的位置 是相對靈活的。
根據第一方面，本發明提供一種方法，包括獲得限定空間中目 標的圖像；分析圖像來獲得標識數據和圖像定位數據，圖像定位數據 包括參考點在圖像中相對于目標的定位；使用標識數據來獲得目標位 置數據，目標位置數據包括目標在限定空間中的位置；以及通過對圖 像定位數據和目標位置數據進行組合來確定參考點在限定空間中的 位置。
優選地，本發明提供了一種方法，其中參考點代表從中獲取圖像
的位置。
優選地，本發明提供了一種方法，其中位置數據進一步包括用于
在限定空間中的目標的限定空間方位數據，以及該方法進 一 步包括 分析圖像來獲得圖像方位數據，該圖像方位數據包括從中獲取圖像的 相對于目標的方向；以及通過對圖像方位數據和限定空間方4立凄t據進 行組合來確定在限定空間中從中獲取圖像的方向。
優選地，本發明提供了一種方法，其中圖像包括第二目標，以及 參考點代表第二目標。
優選地，本發明提供了一種方法，其中目標是反射式的，以及該 方法進一步包括為了獲得目標的圖像的目的而使光源照亮目標。
優選地，本發明包括在缺少照亮目標的光源的情況下從給定位置 獲得第一圖像，使得目標在圖像中較不明顯；以及利用照亮目標的光 源從給定位置獲得第二圖像，使得目標在圖像中較為明顯；以及通過 從第二圖像中減去第一圖像來獲得目標的圖像。
優選地，本發明進一步包括使用標識數據來訪問包括目標位置數 據的數據庫條目。
優選地，本發明進一步包括其中目標是條碼。
優選地，本發明提供了其中限定空間是商店，以及參考點代表購 物手推車。
根據第二方面，本發明提供了計算機程序產品，計算機程序產品
包括具有計算機可讀程序的計算機可用介質，其中當在計算^L上實行 時，計算機可讀程序引起計算機執行一種方法，包括獲得限定空間 中目標的圖像；分析圖像來獲得標識數據和圖像定位數據，圖像定位 數據包括參考點在圖像中相對于目標的定位；使用標識數據來獲得目 標位置數據，目標位置數據包括目標在限定空間中的位置；以及通過 對圖像定位數據和目標位置數據進行組合來確定參考點在限定空間 中的位置。
因為使用目標設備的圖像來確定參考點的位置，目標可以是無源 的，例如至少兩種不同顏色的條碼。例如，限定空間可以是在商店內。
優選地，參考點代表從中獲取圖像的位置。結果，該方法可用于 例如確定諸如購物手推車之類的設備的位置，其中從該位置獲得圖像。
如果參考點代表從中獲取圖像的位置，那么，可選地，位置數據 進一 步包括用于在限定空間中的目標的限定空間方位數據，以及進而 分析圖像來獲得圖像方位數據，該圖像方位數據包括從中獲取圖像的 相對于目標的方向。這允許通過對圖像方位數據和限定空間方位數據 進行組合來確定在限定空間中從中獲取圖像的方向。
作為對代表從中獲取圖像的位置的參考點的替代，參考點可代表 第二目標，第二目標至少部分地包含于圖像中。結果，使用目標位置
數據來確定第二目標在限定空間中的位置。
例如，目標可以是反射式的，在此情況下，當獲得圖像時，可使 用光源來照亮目標。
如果使用光源來照亮目標，可選地，從給定位置獲得第一和第二 圖像。在缺少照亮目標的光源的情況下獲得第一圖像，使得目標在圖 像中不出現，以及利用照亮目標的光源來獲得第二圖像，使得目標在 圖像中出現。繼而，通過從第二圖像中減去第一圖像來獲得目標的圖 像。這樣就減少了圖像數據中不是目標一部分的背景數據，使得分析 變得容易。
可選地，使用標識數據來訪問包括目標位置數據的數據庫條目。 可選地，標識數據對目標位置數據進行編碼。
優選地，目標是條碼目標，對條碼進行解碼來獲得標識數據。
根據本發明的第三方面，提供了一種裝置，包括圖像捕獲設備， 其用于獲得對標識數據進行編碼的目標的圖像；以及至少 一 個處理 器，用于分析圖像來獲得標識數據和圖像定位數據，圖像定位數據 包括參考點在圖像中相對于目標的定位；使用標識數據來獲得目標位
置數據，該目標位置數據包括目標在限定空間中的位置；以及通過對 圖像定位數據和目標位置數據進行組合來確定參考點在限定空間中
的位置。
注意，例如，至少一個處理器可包括用于分析圖像的微處理器和 用于使用標識數據確定參考點的位置的數據處理器。可選地，數據處 理器是遠離微處理器的，以及，該裝置進一步包括通信設備，用于從 微處理器向數據處理器發送標識數據和圖像偏移數據，以便使用標識 數據。
可選地，該裝置進一步包括用于照亮目標的照明設備。例如，如 果目標是反射式的，那么能夠在目標反射來自通信設備的光的同時， 獲取圖像。
如果該裝置包括照明設備，可選地，照明設備能夠輸出多個等級 的照明，以及至少 一 個處理器進 一 步改變來自照明設備的照明輸出的等級。
可選地，至少一個處理器進一步控制圖像捕獲設備，以及當獲取 圖像時對圖像捕獲設備進行指引。
圖像捕獲設備可以是例如數碼相機或攝像機。如果圖像捕獲設備 是攝像機，那么可選地，該裝置進一步包括比較器和視頻同步分離器。 比較器從圖像捕獲設備接收圖像，并基于預先確定的像素亮度等級輸 出二進制信號，用于將來自圖像捕獲設備的圖像轉換為二進制圖像。 例如，比較器可為比預先確定的亮度等級低的像素輸出1,以及為比
預定亮度等級高的像素輸出o。視頻同步分離器指示來自比較器的指
出了新圖像幀的開始的二進制信號，以及，指示來自比較器的指出了 新圖像線的開始的二進制信號。
如果優選地使用比較器，那么至少一個處理器改變預先確定的亮 度等級，以改進圖像的特征，例如，其使得獲得目標的標識數據變得 更容易。
可選地，本發明進一步包括購物手推車，在購物手推車上安裝了 圖像捕獲設備和用于分析圖像的處理器。
優選地，本發明進一步提供一種裝置，包括用于照亮目標的照明 照亮設備。
優選地，本發明提供了一種裝置，其中照明設備能夠輸出多個等
級的照明，以及分析圖像的處理器進一步改變從照明設備輸出的照明等級。
優選地，本發明提供了一種裝置，其中圖像捕獲設備是攝^f象機，
以及該裝置進一步包括比較器，用于接收來自圖像捕獲設備的圖像， 以及基于預先確定的像素亮度等級，為圖像的每個像素輸出二進制信 號，用于轉換來自圖像捕獲設備的圖像；以及視頻同步分離器，用于指 示指出了圖像幀的開始的二進制信號，和指出了新的圖像線的開始的二
進制信號。
優選地，本發明提供了一種裝置，其中分析圖像的處理器改變預 先確定的亮度等級來改進圖像分析特征。
優選地，本發明提供了一種裝置，進一步包括通信設備，用于 向處理器發送標識數據和圖像偏移數據，以便使用標識數據。
優選地，本發明提供了一種裝置，進一步包括購物手推車，在購 物手推車上安裝了圖像捕獲設備和用于分析圖像的處理器。
從第四方面看，本發明提供了可加載到數字計算機的內部存儲器 的計算機程序，包括當所述產品運行于計算機之上時，用于執行以實 現如前的方法的步驟的軟件代碼部分。根據第五部分，本發明提供了 限定空間，包括分布于限定空間的多個隔開的目標，對標識^t據進 行編碼的每個條碼，可使用標識數據來確定目標在限定空間中的位 置；以及根據第三方面的裝置。
優選地，限定空間進一步包括表面，該表面覆蓋限定空間，以及 使用維可牢(Velcro)將目標安裝在該表面上。
例如，表面可以是天花板。例如，限定空間可以是商店。


僅通過舉例的方式，參考附圖，在下面詳細地描述了本發明的實施 例，其中
圖la-ld示出了根據本發明的優選實施例的條碼逆反射式目標； 圖2示出了根據本發明的優選實施例的商店天花板的例子(從地板仰望天花板的視角)；
圖3是根據本發明的優選實施例的用來獲得或解釋逆反射式條碼目 標的圖像的系統的原理圖4a和4b是根據本發明的優選實施例的由圖3的系統獲耳又的條碼 逆反射式目標的示例圖像(從地板仰望天花板的視角)的圖示；
圖5是根據本發明的優選實施例的由用來獲得或解釋逆反射條碼目 標的圖像的圖3的系統執行的方法的流程圖6是一種方法的流程圖，其是對圖5中用于分析所獲得的圖像的 方法步驟的更詳細的說明；
圖7是示出了在本發明的優選實施例中使用的方位配置的示圖(從 地板仰望天花板的視角)；
圖8是具有附加標記的圖4的圖像，附加標記用于描述用來分析條 碼圖像的計算。在圖8中的所有距離和坐標都取圖像單位；
圖9是具有用于描述用來分析條碼圖像的計算的附加標記并進行了 旋轉的圖8的圖像。在圖9中的所有距離和坐標都取物理單位；
圖10a-10c是根據本發明的優選實施例的由圖3的系統獲取的進一 步的示例圖4象的圖示；以及
圖11是由根據本發明的優選實施例的由圖3的系統獲取的包含兩 個條碼的示例圖像的圖示。
具體實施例方式
在下文對示例性實施例的描述中，引用作為其一部分的附圖，并 且其中通過示例的方式，示出在其中能夠實現本發明的特定實施例。 應當理解，可利用其他實施方式作為結構的改變，而不脫離本發明的 范圍。
在本發明的優選實施例中，使用固定在商店天花板上的逆反射式 條碼目標來確定購物手推車在商店中的位置。使用安裝在購物手推車 上照相機來獲得條碼目標的圖像，使得在圖像中的定位代表手推車位 置。繼而，分析圖像來讀出條碼，并確定圖像定位數據和圖像方位數
據。圖像定位數據包括"手推車/條碼圖像極坐標(Cart/Barcode Image Polar Coordinates )"，其是手推車相對于條碼的(在圖像中的)極坐 標。"手推車/條碼圖像極坐標"包括"手推車/條碼圖像角度"，其 為在圖像中從手推車到條碼目標的角度，以及"手推車/條碼圖像半 徑"，其為在圖像中從手推車到條碼目標的距離(取圖像單位)。圖 像方位數據包括"手推車/條碼圖像方位"，其為手推車正相對于條碼 而指向的方向。繼而，使用條碼目標的解碼來訪問數據庫，并獲得"條 碼/商店方位"和"條碼/商店位置"，其為用于在商店中的條碼目標 的物理方位和位置數據。繼而，將物理方位和位置數據同圖像定位數 據進行組合，來確定"手推車/商店位置"和"手推車/商店方位"(在 商店中的手推車相對于預定用于商店的參考點和參考線的物理定位 和方位)。這將參考圖l到圖9而詳細地描述。
標(條碼)的基本構建塊。圖la示出了由非逆反射式部分102分隔 開的兩個逆反射式部分101,逆反射式部分102具有同每個逆反射式 部分101相同的寬度。兩個逆反射式部分101的間隔距離編碼1個比 特，在此例子中為比特"0"。圖lb示出了由非逆反射式部分103分 隔開的兩個逆反射式部分101，非逆反射式部分103具有兩倍于逆反 射式部分101的寬度。兩個逆反射式部分101的間隔距離編碼比特 'T，。注意到，通過由相對于逆反射式部分的長度而分隔開每個逆 反射式部分，例如，相鄰逆反射式部分的長度提供了距離參考，可將 其用于確定在兩個逆反射式部分之間的間隔距離。例如，當使用廣角 鏡頭來獲取條碼圖像或者條碼被安裝在彎曲表面上時，這是有用的。 圖lc示出了使用圖la和圖lb的基本構建塊的示例條碼。然而， 條碼的第一元素是兩倍長度的逆反射式部分104,將其稱作同步符號。 使用此部分的伸長性質來標識條碼的開始，以及進一步地，由于其長 度是標準逆反射式部分的兩倍，可將其長度用于確定標準逆反射式部 分的長度，在解釋一些條碼的圖像時，這會是有用的。條碼的余下部 分在非逆反射式部分和標準寬度逆反射式部分之間交替。非逆反射式
部分定義了比特，以及在此例子中，該部分是短部分102,隨后跟著 一個長部分103，隨后跟著兩個短部分102，以及因此，圖2c的條碼 定義了比特串"0100"。
圖ld是在根據本發明的優選實施例而被獲取的圖片中可以看到 的圖lc的示例條碼的圖示。在此附圖中，逆反射式部分(114、 111) 反射紅外(IR)光，而非逆反射式部分(112、 113)不反射。因此， 基于在被獲取的條碼圖片中的被反射的IR光部分的間隔距離來確定 由條碼編碼的值。
在本發明的優選的實施例中，將逆反射式條碼附著在商店的天花 板的適當位置。圖2按從地板仰望天花板的視角，對于示例天花板的 區域示出了這一點。天花板區域200包括天花板瓦片201,其由填充 瓦片間間隙的金屬框架支撐。天花板上附著有燈202和逆反射式條碼 203、 204、 205、 206。為了易于附著在天花板上，條碼背面具有磁條， 以及將條碼放置得遠離燈202,以避免在獲取條碼圖像時的光干擾。 如同參考圖la-圖ld而描述的，每個條碼編碼不同的數字。條碼203 開始于伸長的部分(同步符號)207,并包括編碼"0001"的非逆反 射式部分。類似地，條碼204、 205和206分別編碼"0010" 、 "0011" 和"0100",使得每個條碼是唯一可識別的，且可以同例如在數據庫 中的條目相關聯，該條目記錄了條碼在商店內的物理方位和位置。注 意，每個條碼的方位是不同的，然而，由于伸長的部分207、 208、 209 和210標記了每個條碼的開始，因此，這不是個問題。
圖2中的購物手推車211的視角也是從地板上通過手推車的底部 仰望天花板。注意，購物手推車211定向為與商店中的物理參考線221 成一個角度，而且，到物理參考點220有一段距離。例如，參考線可 以是商店墻壁。對如何能夠計算角度和距離的描述如下。
注意，根據優選實施例的需要，考慮到執行反射或不反射IR光 的功能，每個條碼的逆反射式和非逆反射式部分可以是任何顏色/紋 理。因此，例如，當考慮天花板瓦片和/或金屬框架的顏色時，可將它 們制成一種顏色以使他們較不突出，和/或在審美學上更令人愉悅。例
如，如果天花板是黑色的，則可用看上去黑暗但IR透明的蓋子來覆蓋。
進一步注意，條碼的一個或多個非逆反射部分可包括維可牢
(VELCRO)材料的區域，以使得能夠使用例如在一端具有互補性 VELCRO材料的桿子來容易地移除條碼。
解釋逆反射條碼 目 標的 圖 像的 系 統300的示意圖。系統300包括紅外(IR) LED照明器302，使用其 來散播IR光，用于從例如條碼301的逆反射式條碼目標進行反射。 用黑白攝像機303經由通過IR而阻擋可見光的光學濾波器304來獲 得任何反射光的圖像。使用濾波器來減少非IR光但允許IR光(諸如 來自IR LED照明器302而由條碼301反射的IR光)傳送到攝像才幾 303。
將攝像機303基本上垂直地安裝在購物手推車內，使得由攝像機 獲取的圖像的中心近似地代表攝像機的位置(并因此代表購物手推車 的位置)，以及在圖像上畫出的垂直線代表手推車正在指向的方向。 然而，在另一個實施例中，假定能夠確定從中獲取圖像的相對于圖像 中條碼的定位，則可以不同地安裝攝像機。
將由攝像機303獲取的圖像作為灰度視頻信號傳送至模擬比較器 305和視頻同步分離器306。模擬比較器305通過將灰度視頻轉換為 黑白二進制信號來簡化視頻信號，因為通過IR而阻擋可見光的光學 濾波器304消除了幾乎所有的非IR光，所以該黑白二進制信號僅保 留了來自天花板燈202的直接IR光束，以及從條碼301反射的IR。 明亮的IR光引起模擬比較器305輸出高二進制信號，而黑暗的背景 引起模擬比較器305輸出低二進制信號。
視頻同步分離器306從黑白攝像機303的復合視頻信號輸出中提 取垂直和水平同步信號。微控制器307使用來自視頻同步分離器306 的視頻同步信號來識別每個圖像/幀的開始，并確定從比較器3 05接收 的圖像中的每個圖像像素的X和Y位置。在每個水平同步信號的開
始，將運行于微控制器307內部的代表X軸定位計數器的內部計數器 重置為0，以指示新的像素行的開始。在每個垂直同步信號的開始， 將Y軸定位計數器重置為0，以指示新的幀的開始。通過典型地是微 處理器307時鐘的內部振蕩器，來增加X軸定位計數器。通過水平同 步信號來增加Y軸定位計數器。
為了最小化對微控制器307存儲器和處理時間的需求，模擬比較 器305的上升沿引起中斷。在中斷例程期間，存儲X軸定位計數器和 Y軸定位計數器的值。繼而，將在微控制器307中的中斷控制器配置 為在模擬比較器305的下降沿生成中斷，以及重復該過程。用此方法， 僅明亮對象的開始和停止位置引起需要處理和存儲的中斷，而消除了 對存儲整個圖像的存儲器緩沖器的需要，以及也消除了對處理每個圖 像像素的需要。
可選地，微控制器37還控制紅外LED照明器302,在不需要的 時候將其關閉，以及控制紅外LED照明器302的亮度，以便僅發出 足以充分地照亮條碼301的IR照明，從而節省能量。
可選地，微控制器307在IR LED照明器302打開的情況下獲取 第一圖像，而在IRLED照明器302關閉的情況下獲取第二圖像。繼 而，從第二圖像中減去第一圖像，來移除諸如天花板燈202之類的任 何外部光源。
可選地，微控制器307控制模擬比較器305的閾值電壓來精細調 諧圖像，使得可以在圖像中更好地區分諸如條碼301之類的條碼與其 他IR光源。
微控制器307對條碼301進行解碼，并執行其他低級功能，以及 繼而將所解碼的數據傳送給計算機308。
參考圖2，圖4a是使用安裝在手推車尾部的照相機(垂直向上地 指向天花板并且定向為使得在圖像中手推車從圖像的底部中心指向 圖像的頂部中心)，例如圖3的系統的攝像機303，從購物手推車211 獲取的逆反射式條碼目標206的圖像的圖示。注意，在圖4以及其他 所有具有圖像圖示的附圖中，示出的是實際圖像的有效底片，即，在
由圖3的黑白攝像機303獲取的圖像中，圖示中示出的黑暗區域呈現 為明亮，而圖示中示出的明亮區域呈現為黑暗。而且，在圖像中心的 叉絲不是圖像的一部分，但指示圖像的中心，由系統將叉絲用作將為 其確定物理位置的參考點(即，照相機/手推車在商店中的位置)。換 句話說，叉絲在圖像中照相機直接上方的位置。從此圖像中，將條碼 確定為編碼了值"0100"(或4),以及將此值用作數據庫的索引來 獲得條目，該條碼提供了逆反射式條碼301在商店中的物理方位和位 置。
圖4b是圖4a的圖像，但具有對購物手推車211 (參看圖2)的 圖示，從該手推車獲取了圖4a的圖像。圖4b中的購物手推車211的 視角也是從地板上通過手推車的底部仰望天花板。購物手推車具有安 裝在其底部的照相機411 (垂直地指向上方)，用來獲取圖像，以及 因而圖像4b中的照相機411的位置同圖4a中的叉絲400的位置相一 致。由于照相機相對于購物手推車的方位，在圖4b中手推車指向的 方向(即當獲取圖4a的圖像時)是沿著通過圖像中心的垂直線。注 意，在圖4b中的條碼和購物手推車211的方位匹配于在圖2中的條 碼206和購物手推車211。
在本發明的優選實施例中，將描述了條碼在商店中的物理位置和
方位的數據存儲在數據庫中。此數據包括同步符號的中心的物理/商店 位置，以及條碼沿其長度的物理/商店方位(例如，圖9中的角度卯2)。 物理/商店位置包括在恰當的物理單位系統中的相對于在商店中的參 考點(例如，圖2的參考點220)的X和Y坐標。在優選的實施例中， 單位是米，而在其他實施例中，可使用的其他單位例如是英尺或天花 板瓦片。物理/商店方位是相對于商店參考線(例如，圖2的商店墻壁 221)的角度。例如，方位可包括在0到360度之間的值。可選地， 物理位置數據可包括在后續計算中可能有用的附加數據，例如，同步 符號的長度、條碼的長度以及條碼的高度。
圖5是本發明的優選實施例的用于獲得購物手推車在商店中的物 理/商店位置和方位的方法的流程圖。在步驟501，從安裝在購物手推
車上的照相機獲得圖像，該圖像包括至少一個逆反射式條碼目標。該
圖像是二進制圖像，其基于來自模擬比較器305的輸出，對于每個像 素具有一個比特。如果像素是明亮的，則比較器輸出高信號，而如果 像素是黑暗的，則比較器輸出低信號。
在步驟502，分析圖像來獲得和解碼逆反射式條碼目標，以及來 確定有關于在圖像中相對于條碼和手推車的相對定位的圖像定位數 據和圖像方位數據。圖像定位數據包括從條碼到手推車的角度和距離 (取圖像單位)，而圖像方位數據包括手推車正相對于條碼而指向的 方向。
將條碼在圖像中的方位稱作"條碼圖像方位(Barcode Image Orientation)"。這是在通過條碼的長邊的線和第一圖像參考線之間 的以度數(表示)的角度，第一圖像參考線是通過圖像且通過同步符 號的中心的水平線。
在圖像中手推車正相對于條碼而指向的方向是"手推車/條碼圖 像方位(Cart/Barcode Image Orientation )，，。這是在通過條碼的長邊 的線和第二圖像參考線之間的角度，第二圖像參考線代表手推車正相 對于圖像而指向的方向。在優選的實施例中，將照相機以如下方式安 裝在購物手推車上，即使得第二圖像參考線垂直于圖像而延伸。
從條碼到條碼與手推車的相對定位的角度和距離分別是"手推車 /條碼圖像角度"和"手推車/條碼圖像半徑"。"手推車/條碼圖像角 度，，是在通過條碼的長邊的線和第三參考線之間的角度，所述第三參 考線從圖像參考點(叉絲)400的位置延伸至條碼的同步符號的中心。 "手推車/條碼圖像半徑，，是從圖像參考點(叉絲)400的位置到條碼
同步符號的中心的距離(取圖像單位)。圖像參考點是在圖像中的代 表購物手推車位置的位置，以及是直接在購物手推車211上的攝像機 303的上方的點。"手推車/條碼圖像角度"和"手推車/條碼圖像半 徑，， 一起組成了 "手推車/條碼圖像極坐標"。
在步驟503，使用對條碼目標的解碼來訪問數據庫，以獲得條碼 在商店中的物理方位和位置數據。
條碼在商店中的方位是"條碼/商店方位"。這是在通過條碼的
長邊的線和在商店中的參考線(例如圖2中的商店墻壁221 )之間的 角度。
條碼的物理位置是"條碼/商店位置"。這是同步符號的中心相 對于商店參考點(例如，圖2中的商店參考點220)的位置的(X, Y) 坐標(取商店單位)。
在步驟504，確定手推車在商店中的方位。將該方位稱為"手推 車/商店方位，，，以及根據"條碼/商店方位"和"手推車/條碼圖像方 位"的組合確定該方位。
在步驟505，確定在商店中的手推車相對于在商店中的參考點(例 如，圖2的參考點220)的位置。將其稱為"手推車/商店位置，，，以 及通過對"條碼/商店方位"、"條碼/商店位置，，和"手推車/條碼 圖像極坐標"進行組合來確定該"手推車/商店位置，，。然而，必須 首先將"手推車/條碼圖像極坐標"的"手推車/條碼圖像半徑，，從圖 像單位轉換為商店單位。
對步驟502的分解和步驟502、 504和505的計算將在下面參考 圖6、 7、 8和9進一步詳細描述。
圖6是圖5中的方法步驟502的流程圖，其中，分析二進制圖像 來識別和解碼逆反射式條碼目標，以及，進而確定涉及條碼和手推車 定位(圖像的中心)的圖像定位數據。
在步驟601,從左向右掃描二進制圖像的行，來識別合適的對象。 將對象識別為被黑暗像素圍繞的鄰接的明亮像素的群組。在掃描期間 當明亮的像素跟隨著黑暗的像素時，啟動游程編碼器(RLE計數器)， 以及在第一個后續的黑暗像素處停止游程編碼器。如果RLE計數器 超出了代表條碼元素的可接受寬度的預定范圍，則忽略該行明亮像 素，以及任何其他鄰接的明亮像素，因為它們代表的對象太大或太小， 而不會是條碼的一部分。而且，如果對象包含不在預定范圍內的大量 像素，那么忽略該對象，因為其太小或太大，而不會是條碼段。 一旦 已經處理了所有像素，即整個圖像，則已經獲得了僅包括被認為適合
于作為條碼段的對象(設置比特(set bits))的二進制圖像。
在步驟602，根據自圖像的左下角起的像素坐標，確定每個合適
對象的幾何中心。
在步驟603，使用每個合適對象的幾何中心來創建在鄰近的對象
之間的線段，以及識別候選條碼段。線段測量兩個對象之間的距離，
以及如果在它們之間的線段的長度在預定范圍內，則將對象識別為候
選條碼段。
在步驟604，假設最大候選條碼段是同步符號(圖lc的104), 以此識別候選條碼段。繼而，將同步符號用作錨點來將鄰近的條碼段 連成一串，成為候選條碼。通過自同步符號起，從左到右，從上到下 地掃描所創建的二進制圖像，來定位鄰近條碼段。
在步驟605,檢查所識別的候選條碼具有正確數量的段(比特)， 以及可選地，其具有正確的奇偶校驗(parity),來4企查該所識別的 候選條碼的有效性。例如，盡管在附圖中未示出，但在優選實施例中， 為此目的使用兩個奇偶校驗位。
最終，在步驟606,為了在圖5的步驟504和505中4吏用，而計 算手推車正相對于條碼而指向的方向("手推車/條碼圖像方位，，)以 及手推車相對于條碼(在圖像中)的極坐標("手推車/條碼圖像極坐 標")。
注意，在圖6的方法中，使用了若干預定范圍，即代表條碼元 素的可接受的長度的預定范圍；在可接受的對象中的像素數量的預定 范圍；以及用于線段長度的預定范圍。在優選的實施例中，基于大量 條碼圖像，而依靠經驗獲得這些范圍。例如，如果圖6的方法涉及若 干圖像，那么可將用于被識別的有效條碼的數據用于確定合適的范 圍。
現在，通過舉例的方式，參考圖7、 8和9來描述圖5的計算步 驟504和505，以及圖6的步驟606。
圖7示出了在本發明的優選實施例中使用的傾斜(角度)配置 (slope scheme),例如，來確定條碼或購物手推車相對于商店的參
考墻壁(例如，商店墻壁221 (也在圖2中示出))的商店方位的值。 該圖示出了包括同步符號702和至少條碼段703的條碼701。將如下 條碼的方位視為0度，該條碼平行于商店墻壁221,同步符號位于左 邊，如圖所示。如果關于同步符號702的中心逆時針旋轉條碼，則最 后一個條碼段的中心形成了圓704，可將該圓分為四個象限705、 706、
707、 708。在這些象限的每一個中，示出了 X和Y的相對符號，其 中X和Y代表分別從結尾段703的中心的x和y坐標減去同步符號 702的中心的x和y坐標的值。因而，由于三角函數僅提供了+/-90 度的角度計算，因此在象限706和707,相對于水平方向所計算的角 度需要調節+180度，而在象限708，則需要調節+360度。
圖7也示出了購物手推車705，其也定向為相對于商店墻壁221 成0度。在0度，前端向右而后端向左的手推車同商店墻壁221平行。 因而，當同條碼701比較時，為了確定手推車方位的象限，手推車的 前端相當于同步符號702，而手推車的后端相當于最后一個條碼段 703。結果，如果關于手推車的前端的中心逆時針旋轉手推車，手推 車的后端的中心將形成圓704,該圓分為四個象限705、 706、 707、
708。
圖8示出了一個圖像(800)，其為圖4a的圖像，但具有附加標 記，將使用這些標記來解釋在應用條碼的物理位置數據之前，為獲得 關于圖像的方位和位置數據而執行的計算。因而，參考圖2，此圖像 是從購物手推車211獲取的逆反射式條碼目標206的圖像，以及因而， 是從照相機仰望天花板的視角。用相對于圖像原點的(X，Y)坐標(取 圖像單位)來引用圖8中的所有點，圖像原點是圖像的左下角。為易 于理解，圖8也示出了相對于圖像的物理參考線(商店墻壁)221的 定位。
在圖8中，點(X1，Y1 )是在圖像中的從中獲取圖像的定位(即 購物手推車的定位)，點(Xs,Ys)是在圖像中的條碼的同步符號的 中心的定位，而點(Xe,Ye)是該條碼的最后一個段的中心的定位。 基于點相對于圖像的左下角(O，O)的像素位置來確定這些點。而且， 從(X1,Y1 )到(Xl，Ys)的線垂直通過圖像，并代表了當獲取圖l象時 購物手推車正指向的方向。該圖也示出了商店墻壁221相對于圖像的 定位。
將要從圖像中計算出的方位和位置數據包括(以度為單位的)角 度802和804,以及(取圖像距離單位的)距離805。角度802是以 度數為單位的"手推車/條碼圖像方位，，和手推車正相對于條碼而指向 的方向的角度。角度804是"手推車/條碼圖像角度"，其為從手推車 到條碼目標的角度。距離805是"手推車/條碼圖像半徑"，其為在圖 像中的(取圖像單位的)從手推車到條碼目標的距離。角度804和距 離805構成了 "手推車/條碼圖像極坐標"，并且是圖像的中心相對于 同步符號的中心和通過條碼的長邊的線的極坐標(取圖像距離單位)。
角度802 ("手推車/條碼圖像方位")是手推車正相對于條碼而 指向的方向，也是在通過圖像的中心(X1，Y1)的垂直線(其代表手 推車正相對于圖像而指向的方向)和沿著條碼的長度延伸的線之間的 角度。為確定角度802,首先確定角度801。基于參考圖7描述的配 置，角度801是"條碼圖像方位，，，且代表在沿著條碼的長度而延伸 的線和圖像中沿著同步符號的中心而延伸的水平線之間的角度。使用 同步符號(Xs,Ys)的中心的定位和不同的條碼元素(在此例子中， 其為最后一個或結尾條碼元素(Xe，Ye))的中心的定位來確定角度 801。使用這兩個定位，通過考慮由點(Xs,Ys) 、 ( Xe,Ye )和(Xe,Ys ) 限定的直角三角形，使用基本三角學來計算角度801。例如，依照圖
式tan"((Ye-Ys)/(Xe-Xs))來計算角度801 。而且，(Ye-Ys )和(Xe畫Xs ) 都是負的，作為結果，該角度在圖7的象限707中。因而，所計算的 角度必須被調節+180度。 一旦知曉了角度801，就基于經調節的角度 801和802的和是270度的事實來確定角度802。注意，角度801和 802的和是270度，是因為該角度在延伸通過同步符號中心的水平參 考線和從X1，Y1在圖像中垂直向上到水平線的線之間，而在圖7中， 這對應于270度。
角度804是在從圖像的中心到同步符號的中心的線和沿條碼的長 度延伸的線之間的角度。為確定角度804，首先確定角度803。角度 803是在圖像中延伸通過同步符號中心的水平線和從圖像的中心延伸 到同步符號的中心的線之間的角度。使用與用來確定角度801的相同 的三角原理，使用tan" ( (Yl-Ys) / (Xl-Xs))并調節+ 180度來計 算角度803。 一旦知曉了角度803，就將角度804計算為角度803和 角度801之間的差。
最后，距離805代表了從購物手推車到同步符號的中心的距離(取 圖像距離單位)，以及距離805是從圖像的中心(X1，Y1)到同步符 號的中心(Xs,Ys)的線的長度。這可使用由點(Xl, Yl),(Xs， Ys)和(Xl, Ys)限定的直角三角形，使用基本三角法來確定。例如，可根據等式 (Ys-Yl)/(sin(角度803))計算距離805。
注意，在圖8中，角度802和804分別接近65度和45度。而且， 注意，在本發明的優選實施例中，圖像的X和Y坐標的單位是像素。
圖9是經旋轉的圖8，使得物理參考點220在圖的左下角，而物 理參考線(商店墻壁)221是沿著圖的底部的水平線。此旋轉引起圖 9中的條碼同條碼在商店中的方位相匹配。圖9的條碼是圖2的條碼 206，根據圖7的配置，可以觀察到其被定位為相對于商店墻壁221 旋轉90度。
進而，圖9包括將用于描述如何確定"手推車/商店位置"和"手 推車/商店方位，，的標記。因而，在圖9中，坐標標記是基于相對于參 考點220的商店位置的。同圖8相比，點(Xs,Ys),即同步符號的 位置現在是點(Xb，Yb)，即"條碼/商店位置"，而點(X1，Y1)現 在是點(Xc，Yc),"手推車/商店位置"。進一步地，距離805現在 是距離805，，其為從圖像坐標系統的單位縮放為商店坐標系統的單 位的距離805。角度802和804同圖8中的那些角度相同，因為在旋 轉中，這些角度被保持了。角度902是"條碼/商店方位"而角度901 是"手推車/商店方位"。需要確定(Xc,Yc)的值和角度901。
通過對"手推車/條碼圖像方位"(角度802)同"條碼/商店方
位，，(角度902)進行組合來獲得以度為單位的"手推車/商店方位" (角度901)。通過使用對條碼的解碼來索引數據庫而獲得"條碼/ 商店方位"，或從直接編碼在條碼中的信息中來獲得"條碼/商店方位，，。 注意，如果將購物手推車排列為同條碼平行，那么角度802將為0或 180度。 因而
"手推車/商店方位"="手推車/條碼圖像方位"+ "條碼/商店方
位，，
或者
角度901=角度802+角度902
對從圖像單位縮放到商店坐標單位的"條碼/商店方位"、"條 碼/商店位置，，和"手推車/條碼圖像極坐標"進行組合，以此確定取 商店坐標系統單位的"手推車/商店位置"。
將距離805從以圖像單位(例如，像素)轉換為商店坐標系統單 位(例如，米)，以此將圖8的距離805 ("手推車/條碼圖像半徑，，) 縮放為圖9的距離805'。因而，將距離805，稱作"手推車/條碼商 店半徑"。例如，如果在兩種單位集中，同步符號的長度都是已知的， 那么可以從中確定縮放因子。在此情況下，將同步符號的長度連同條 碼物理位置數據和從圖像中確定的以像素為單位的同步符號的長度 一起存儲于數據庫中。可選地，可使用在兩種單位集中都已知或可確 定的條碼的任何方面的長度，例如 一段或整個條碼的長度。
現在，知曉了 "手推車/商店位置"(Xc，Yc)相對于"條碼/商店 位置"(Xb，Yb)的相對偏移，但這是在極坐標("手推車條碼商店 極坐標")中。極坐標(角度，半徑)包括角度903 ("手推車/商店 角度，，)和距離805，("手推車/條碼商店半徑")，其中角度903 是角度804 ("手推車/條碼圖像角度")+角度902 ("條碼/商店方 位，，)。然而，在商店系統的x和y坐標中，可將偏移表達為 ((Xc-Xb)，(Yc-Yb))。
為將極坐標轉換為x和y坐標，可使用下面的等式
24
X = r cos (h) Y = r sin (h)
其中，h是極坐標的角度，而r是極坐標的半徑。
因而，對于"手推車/商店位置"(Xc，Yc)相對于"條碼/商店位 置"的偏移，可通過將X替換為(Xc-Xb )，將Y替換為(Yc-Yb )， 將r替換為距離805'("手推車/條碼商店半徑，，)，以及將h替換 為角度903 ("手推車/商店角度")而將這些等式重寫如下
(Xc-Xb)=距離805' * cos (角度903)
(Yc-Yb)=距離805' * sin (角度903)以及，因此，可從下列等式確定"手推車/商店位置"坐標(Xc,Yc): Xc = Xb +距離805' * cos (角度903) Yc = Yb +距離805' * sin (角度903)
其中(Xb，Yb)是"條碼/商店位置"，而角度903是角度804("手 推車/條碼圖像角度，，)+角度902 ("條碼/商店方位")。
因而，已經確定了從中獲取圖4的圖像的購物手推車的"手推車 /商店位置，，(Xc，Yc)和"手推車/商店方位"(角度901)。
注意，根據應用，條碼的每部分的尺寸和條碼的整體長度可以變 化。例如，根據獲取圖像時所期望的從條碼到照相機的距離、所使用 的相機的分辨率，以及用來解釋圖像以定位并讀取條碼的軟件的能力 來確定尺寸。例如，基于將照相機保持在距地面4英尺高的典型購物 手推車，8-12英尺的照相機到條碼距離(同商店天花板高度有關)， 以及使用640x480像素照相機的圖像(VGA格式)，已經發現3/4 英寸乘3/4英寸的分段尺寸工作得良好。而且，此尺寸同與懸掛天花 板一起使用的典型金屬框架相兼容。可通過增加IR照明器(圖3的 302)亮度，和/或增加逆反射式部分(圖1的101 )的尺寸，和/或增 加相^幾的分辨率來同更高的天花壽反相適應。
圖10a、 10b和10c是對在本發明的優選實施例的擴展中使用的 圖像的圖示。本發明使用若干圖像來減少逆反射式條碼目標在圖像中 的光干擾，其在例如此類干擾會成問題的情況下是有用的。圖10a示
出了第 一 圖像，獲取第 一 圖像而不使用紅外光來照亮逆反射式目標， 作為結果，圖像僅包括背景光數據。此例子意在示出在圖像的右下角
的熒光燈1001。接著，圖10b示出了來自相同定位的圖像，但該圖像 是在紅外光打開的情況下獲取的，作為結果，圖像包括由逆反射式條 碼目標1002反射的背景光和紅外光。這允許獲得圖像10c，其為圖 10b的圖像，但從圖10a的圖像中減去了背景數據。結果，圖10c的 圖像僅包括反射的紅外光，在此例子中，其僅為由逆反射式條碼目標 反射的紅外光。因而，去除了圖10a中的干擾。
圖11示出了包括兩個逆反射式條碼目標的圖像。在本發明的優 選實施例的另一個擴展中，使用此類圖像來校正新安裝或近來改變過 的條碼裝置。如果已知第一條碼1101的位置(X和Y坐標)，那么 通過測量在第一和第二條碼之間的X和Y像素的數量，并用縮;改因 子(例如，每像素英寸數)乘以像素長度，可確定第二條碼1102的 位置。因而，如果條碼在商店中的位置是已知的，那么能夠包括在該 條碼的圖像中的任何條碼的位置都能夠被確定。繼而，可對任何具有 確定位置的條碼重復此過程，作為結果，如果恰當地貫穿商店布置條 碼，那么已知至少一個條碼被提供的位置，就可確定每一個條碼的位 置。例如，參考圖3,如果已知條碼203的位置，且獲取包括條碼203 和205的圖像，那么能夠確定條碼205的定位。繼而，如果獲耳又了包 括條碼205和206的圖像，那么能夠確定條碼206的定位。繼而，可 重復此過程來確定條碼204的定位，以及進一步地，在大商店中，可 使用此過程來確定在商店中的所有條碼的定位。如果條碼沒有同具有 已知位置的條碼同時出現于圖像中，那么，可將由成像器捕獲的其他 對象(包括燈)用作路標，即，測量從路標到位置已知的條碼的X和 Y距離，并加到路標到位置未知的條碼的X和Y距離上。
進一步地，參考圖7,在本發明的優選實施例的另一個擴展中， 使用圖像來檢查對系統的校準。例如，如果已知兩個逆反射式條碼的 位置，可使用一個逆反射式條碼來確定另一個的位置。繼而，將所確 定的位置同另一個逆反射式條碼的已知位置作比較，來檢查所確定的
定位是否準確。
注意，本領域技術人員將意識到在不脫離本發明的情況下，許多 變化對本發明的優選實施例是可能的。
例如，條碼目標可采用對可讀數據進行編碼的任何形式，所述可 讀數據可以用以識別目標和確定目標的方位二者。注意，其不需要伸 長的形式，例如，也可使用圓形目標，假定其具有可以從中確定^L角 方向的可辨別方位的話。
而且，可使用例如粘合劑、維可牢墊、帶子等其他裝置將條碼附 著在商店的天花板上。
進一步提供了可以在一些應用中識別和編碼條碼目標使用逆反 射式和非逆反射式部分并非必須的，可選地，可以使用不同顏色。例 如，這可以依賴于諸如獲取照片時的光線條件、所使用的照相才幾的分 辨率、何/或用于區分對象的軟件的能力。
注意，在可選的實施例中，可將圖3的系統300安裝在已知的固 定位置，而將逆反射式條碼目標附著在購物手推車或其他移動i殳備 上。基于所獲取的條碼目標的圖像，可以確定手推車/移動設備的定位。 進一步地，例如，系統300的組件可以變化，實際上可使用能夠捕獲 和分析圖像的任何系統。例如，可使用彩色攝像機，或可選地，可使 用由微控制器來指引何時獲取圖像的數碼相機。注意，如果使用數碼 相機，則無需模擬比較器305和視頻同步分離器306，以及可由微處 理器或數字邏輯執行從圖像到二進制圖像的轉換。
進一步地，注意，參考圖5和6， 一些步驟的順序可以不同，以 及進一步地，可在別處處理一些步驟。例如，在圖5中，步驟505和 506可以顛倒，而進一步地，步驟504和505是可選的。
進一步地，注意，雖然參考圖6、 7和8來描述了購物手推車， 但本領域技術人員將意識到，對于所描述的用于確定位置和方位的計
算的很多可供選擇的方法。
進一步地，注意，盡管已經就確定購物手推車在商店中的位置而 言描述了本發明的優選實施例，但本領域技術人員將意識到在其他實
施例中，可使用本發明來確定可移動對象在限定區域內的定位，例3口， 汽車在停車場內的定位。可連同在已知位置的已有照相機而使用此方 法。例如，可將其連同已有的安全照相機使用。
本發明可以采取完全硬件實施例、完全軟件實施例或包括石更件單 元和軟件單元二者的實施例的形式。在優選的實施例中，以軟ff實現 本發明，軟件包括但不限于固件、駐留軟件、微碼等。
進一 步地，本發明可以采取可從提供程序代碼的計算機可用或計 算機可讀介質訪問的計算機程序產品的形式，由計算機或任何指令執 行系統使用或連同計算機或任何指令執行系統而使用該程序代碼。為 了本描述的目的，計算機可用或計算機可讀介質可以是任何力o下裝 置，其能夠包含、存儲、傳送、傳播、或傳輸程序，由指令執行系統、 裝置或設備使用或連同指令執行系統、裝置或設備而使用該程序。
介質可以是電的、石茲的、光的、電磁的、紅外的、或半導體系統 (或者裝置或設備)、或傳播介質。計算機可讀介質的例子包括半導
體或固態存儲器、磁帶、可移動計算機磁盤、隨機訪問存儲器(RAM )、 只讀存儲器(ROM)、硬盤和光盤。光盤的當前例子包括壓縮盤-只 讀存儲器(CD-ROM)、壓縮盤-讀/寫(CD-R/W)和DVD。
適合于存儲和/或執行程序代碼的數據處理系統將包括通過系統 總線直接或間接耦合到存儲器元件的至少一個處理器。存儲器元件可 包括在程序代碼的實際執行期間被利用的本地存儲器、大容量存儲設 備(bulk storage )和高速緩沖存儲器，高速緩沖存儲器提供對至少一 些程序代碼的臨時存儲，以便減少在執行期間必須從大容量存J諸設備 重新獲取代碼的次數。
可以直接地或通過中間I/O控制器來將輸入和輸出或I/O設備(包 括但不限于鍵盤、顯示器、指示設備等)耦合到系統。
也可將網絡適配器耦合到系統來使得能夠通過中間專用或公共 網絡而將數據處理系統變為耦合到其他數據處理系統或遠程打印機 或存儲設備。調制解調器、電纜調制解調器和以太網卡僅為當前可用 的網絡適配器的一些類型。
綜上，本發明提供了用于獲得例如移動設備的位置的方法、裝置 和計算機程序產品。獲得目標在限定空間中的圖像，所述目標對數據
進行編碼，從該數據能確定該目標在限定空間中的位置。確定^表了 例如移動設備的位置的參考點在圖像中相對于目標的定位。繼而，通 過對目標在限定空間中的位置和參考點在圖像中相對于目標的相對 定位的適當縮放的版本進行組合，來確定移動設備在限定空間的的位置。
權利要求
1.一種方法，包括獲得目標在限定空間中的圖像；分析所述圖像來獲得標識數據和圖像定位數據，所述圖像定位數據包括參考點在所述圖像中相對于所述目標的定位；使用所述標識數據來獲得目標位置數據，所述目標位置數據包括所述目標在所述限定空間中的位置；以及通過對所述圖像定位數據和所述目標位置數據進行組合來確定所述參考點在所述限定空間中的所述位置。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述參考點代表從中獲:f又所述 圖像的位置。
3. 根據權利要求2所述的方法，其中所述位置數據進一步包括用于 在所述限定空間中的所述目標的限定空間方位數據，以及所述方法進一 步包括分析所述圖像來獲得圖像方位數據，所述圖像方位數據包括從中獲 取所述圖像的相對于所述目標的方向；以及通過對所述圖像方位數據和所述限定空間朝向數據進行組合來確 定在所述限定空間中從中獲取所述圖像的方向。
4. 根據權利要求1所述的方法，其中所述圖像包括第二目標，以及 所述參考點代表所述第二目標。
5. 根據權利要求1所述的方法，進一步地，其中所述目標是反射式 的，以及所述方法進一步包括為了獲得所述目標的圖像的目的而使光源照亮所述目標。
6. 根據權利要求5所述的方法，進一步包括在缺乏照亮所述目標的所述光源的情況下從給定位置獲得第 一 圖像，使得所述目標在所述圖像中較不明顯；在具有照亮所述目標的所述光源的情況下從所述給定位置獲得第二圖像，使得所述目標在所述圖像中較為明顯；以及 通過從所述第二圖像中減去所述第 一 圖像來獲得所述目標的所述 圖像。
7. 根據權利要求1所述的方法，其中使用所述標識數據包括使用所述標識數據來訪問包括所述目標位置數據的數據庫條目。
8. 根據權利要求1所述的方法，其中所述目標是條碼。
9. 根據權利要求8所述的方法，其中所述限定空間是商店，以及所 述參考點代表購物手推車。
10. —種數據裝置，包括圖像捕獲設備，其用于獲得對標識數據進行編碼的目標的圖^f象；以及至少一個處理器，用于分析所述圖像來獲得標識數據和圖像定位數據，所述圖像定位數據 包括參考點在所述圖像中相對于所述目標的定位；使用所述標識數據來獲得目標位置數據，所述目標位置數據包括所 述目標在所述限定空間中的位置；以及通過對所述圖像定位數據和所述目標位置數據進行組合來確定所 述參考點在所述限定空間中的所述位置。
11. 根據權利要求IO所述的裝置，進一步包括 用于照亮所述目標的照明設備。
12. 根據權利要求IO所述的裝置，其中所述照明設備可操作為輸出 多個等級的照明，以及用于分析所述圖像進而以便改變來自所述照明設 備的照明輸出的等級。
13. 根據權利要求10所述的裝置，其中所述圖像捕獲設備是攝像 機，以及所述裝置進一步包括比較器，用于接收來自所述圖像捕獲設備的所述圖像，以及基于預 先確定的像素亮度等級，為所述圖像的每個像素輸出二進制信號，用于 轉換來自所述圖像捕獲設備的所述圖像；以及視頻同步分離器，用于指示指出了圖像幀的開始的二進制信號，和 指出了新的圖像線的開始的二進制信號。
14. 根據權利要求13所述的裝置，其中所述比較器進一步包括分析所述圖像，以便改變所述預先確定的亮度等級，來改進圖像分析特征。
15. 根據權利要求IO所述的裝置，進一步包括通信設備，用于向 所述處理器發送所述標識數據和圖像偏移數據，以便使用所述標識數據。
16. 根據權利要求IO所述的裝置，進一步包括購物手推車，在所述 購物手推車上安裝了所述圖像捕獲設備和用于分析所述圖像的處理器。
17. —種可加載到數字計算機的內部存儲器的計算機程序，包括當 所述產品運行于計算機之上時，用于執行以實現根據權利要求1到9所 述的所述方法的所述步驟的軟件代碼部分。
全文摘要
本發明提供了用于獲得例如移動設備(211)的位置的方法、裝置和計算機程序產品。本發明包括獲得限定空間中目標(202-206)的圖像；分析圖像來獲得標識數據和圖像定位數據，圖像定位數據包括參考點在圖像中相對于目標的定位；使用標識數據來獲得目標位置數據，目標位置數據包括目標在限定空間中的位置；以及通過對圖像定位數據和目標位置數據進行組合來確定參考點在限定空間中的位置。
文檔編號G05D1/02GK101351754SQ200680050110
公開日2009年1月21日 申請日期2006年12月21日 優先權日2006年1月5日
發明者R·T·卡托, T·G·齊默曼 申請人:國際商業機器公司