[發明專利]一種基于球面全景視頻的交通標志定位方法

有效

• 申請號: 201310234517.2
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103345630A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 余燁;劉曉平;曹明偉;何川;李新縣;張海彬;李冰飛;葉強強;張靜
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06K9/20
• 分類號: G06K9/20;G06K9/46
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及交通標志的定位技術領域，具體涉及一種基于球面全景視頻的交通標志定位方法。

背景技術

矢量地圖中的交通標志采集對交通設施管理、車輛智能導航等具有十分重要的意義。現今社會建設快、交通元素多、更新快，研究快速準確的交通標志采集是一個重要課題。交通標志信息采集的關鍵為交通標志的定位，在準確、快速的進行交通標志定位的基礎上，根據交通標志的位置信息，將其繪制在矢量地圖上。

傳統的人工測繪方法效率低、成本高，不能滿足需要；基于航空、衛星圖像的定位方法受圖像精確度的影響，自動識別困難；而基于普通視頻的定位方法則由于受單一相機拍攝視角的限制，無法在一次采集過程中進行道路兩旁所有標志的定位，然而重復采集時需要進行視頻視角范圍的判斷，會造成重復采集或漏采集現象的發生。

球面全景視頻是以全景圖為構成元素，將全景圖映射到球面模型上，形成的以球心為觀察視點，以球面為觀察區域，可達到360度觀察視角的視頻。球面全景視頻中的每一幀稱為一個球面實景。一方面，隨著全景采集設備的發展，可以方便地獲得球面全景視頻（全景采集設備可以在車輛的高速行進之中，進行快速、連續地拍攝，從而獲取道路沿途的場景信息）；另一方面，球面全景視頻包含了視點所在位置周圍360°的場景信息，只需進行一次采集就可以進行道路兩旁所有標志的定位。

因此，本發明以基于全景采集設備獲得的球面全景視頻為數據源，提出了一種基于球面全景視頻的交通標志定位方法。

發明內容

本發明是為了解決交通標志的定位問題，利用球面全景視頻具有采集容易、視角范圍廣闊的特點，提出了一種基于球面全景視頻的交通標志定位方法，通過該方法可以實現交通標志的快速、準確的定位。

本發明解決技術問題采用如下的技術方案：

一種基于球面全景視頻的交通標志定位方法，所述定位方法包括以下步驟：

(1)?基于球面全景視頻進行交通標志的檢測

1)?從球面全景視頻中提取不少于3000張含交通標志的圖像作為正樣本，提取不少于9000張不含交通標志的圖像作為負樣本；

2)?對正、負樣本進行處理，然后利用Haar特征訓練交通標志的Adaboost分類器，利用生成的分類器進行交通標志的檢測；

3)?若檢測到交通標志，將檢測區域映射到球面全景圖上；

(2)?計算交通標志的經緯度坐標，以進行定位

1)?視交通標志為等密度物體，以其形心處的坐標作為交通標志的坐標，計算球面全景圖中檢測區域形心的位置，將其映射到球面實景中，計算其在球面實景上映射點的球面極坐標；

2)?選取2幀包含此交通標志的球面實景，其球心分別為O₁、O₂，提取球面實景拍攝時獲取的GPS數據作為球心所在位置的坐標，假設交通標志形心處的高程信息為H，則虛擬實景球心處的大地坐標已知；根據大地坐標系和大地空間直角坐標系之間的轉換關系，將此坐標轉換為大地空間直角坐標；

3)?以O₁為坐標原點，方向為X軸正方向建立空間直角坐標系O₁XYZ，假設A₁、A₂分別為交通標志在以O₁、O₂為圓心的球面實景中的位置，O₁A₁與O₂A₂交于一點A，則A點即為三維空間中交通標志的位置；基于2幀虛擬實景間的上述位置映射關系，可以計算A點在直角坐標系O₁XYZ的空間坐標；

4)?將A點的空間坐標轉化為大地空間直角坐標，然后再轉化為大地坐標，保留大地坐標中的經緯度信息，以在二維地圖上進行定位。

與已有技術相比，本發明的有益效果體現在：

(1)?在數據來源方面，以球面全景視頻作為數據源，基于此數據源進行交通標志的定位，省時省力，只需在道路上行駛一次，就能拍到周圍的所有場景，從而進行場景中所有交通標志的定位。

(2)?在定位方法上，利用了球面全景視頻相鄰幀之間的特殊位置映射關系，以及大地坐標系和大地空間直角坐標系之間的相互轉換關系，來計算球面實景上標志對應的經緯度坐標，從而進行定位，定位算法效率高、實時性好。

附圖說明

圖1為基于球面全景視頻進行交通標志定位的技術路線示意圖。

圖2為球面全景圖與球面實景之間的映射關系示意圖。