[發(fā)明專利]全景地圖數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)及基于視覺的定位、導(dǎo)航方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310368150.3
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103398717A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋海濤;柳寅秋
• 申請（專利權(quán)）人: 成都理想境界科技有限公司
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30;G06F17/30;G01C21/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航定位領(lǐng)域，尤其涉及全景地圖數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)及基于視覺的定位、導(dǎo)航方法。

背景技術(shù)

近年來，LBS（Location?Based?Service，基于位置的服務(wù)）應(yīng)用逐漸成為熱點，導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展迅速。GPS定位在室外定位導(dǎo)航能夠為用戶提供諸多輔助信息，但其也存在明顯的缺陷，即在室內(nèi)環(huán)境中，GPS定位速度極慢，且精度低，甚至無法完成定位。室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)逐漸成為研究熱點，現(xiàn)有技術(shù)中，室內(nèi)導(dǎo)航技術(shù)主要使用無線WIFI、射頻識別、地磁場等技術(shù)進行定位。

隨著科技的不斷進步，人們總是期待更新穎，更優(yōu)體驗感的定位導(dǎo)航技術(shù)出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種全景地圖數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)及基于視覺的定位、導(dǎo)航方法，用戶用手機拍攝周圍的標(biāo)志性圖像即可完成自身位置定位，實現(xiàn)實景地圖導(dǎo)航，是一種定位準(zhǔn)確、體驗新奇的新型導(dǎo)航方式。本發(fā)明即可適用于室外，也可適用于室內(nèi)，在室內(nèi)環(huán)境中效果尤其明顯。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種全景地圖數(shù)據(jù)庫采集系統(tǒng)，包括：全景相機、測距儀、數(shù)據(jù)處理器和實景播放裝置，其中數(shù)據(jù)處理器包括圖像處理模塊；

全景相機掃描周圍景象，得到的圖像經(jīng)圖像處理模塊處理后生成掃描區(qū)域的實景地圖；

全景相機掃描周圍景象的同時，在實景播放裝置上實時顯示生成的全景地圖；

數(shù)據(jù)采集人員通過實景播放裝置，在顯示的全景地圖上選中入庫圖像；實景播放裝置記錄選中的入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)，并將入庫圖像及其在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理器；

測距儀在數(shù)據(jù)采集人員選中入庫圖像的同時，測量此時全景相機與真實場景中的入庫圖像的距離；

所述數(shù)據(jù)處理器將入庫圖像、入庫圖像的像素值、全景相機參數(shù)、全景相機與真實場景中的入庫圖像的距離、入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)及實景地圖打包傳送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端進行存儲。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)處理器還包括特征點提取模塊，用于提取所述入庫圖像的特征點；此時，所述數(shù)據(jù)處理器將入庫圖像特征點、入庫圖像的像素值、全景相機參數(shù)、全景相機與真實場景中的入庫圖像的距離、入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)及實景地圖打包傳送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端進行存儲。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種用戶位置定位方法，包括:

用戶攜帶的智能終端讀取GPS信號或WIFI信號或基站信號，確定用戶所在的片區(qū)位置，并從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端下載該片區(qū)全景地圖相關(guān)數(shù)據(jù)，所述該片區(qū)全景地圖相關(guān)數(shù)據(jù)包括該片區(qū)全景地圖、入庫圖像的特征點、各入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)和各入庫圖像的像素值、采集入庫圖像的全景相機參數(shù)、采集入庫圖像時全景相機與真實場景中的入庫圖像的距離；

用智能終端攝像機捕獲用戶位置附近的標(biāo)志性圖像；

在該片區(qū)全景地圖相關(guān)數(shù)據(jù)中搜索與所述標(biāo)志性圖像匹配的入庫圖像，得到與所述標(biāo)志性圖像匹配的入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)；

將所述標(biāo)志性圖像與其匹配成功的入庫圖像進行配準(zhǔn)，計算單應(yīng)性矩陣；

根據(jù)所述單應(yīng)性矩陣，計算智能終端攝像機與所述標(biāo)志性圖像之間的角度；

根據(jù)所述單應(yīng)性矩陣的逆矩陣及所述標(biāo)志性圖像匹配的入庫圖像的像素值、全景相機參數(shù)、全景相機與真實場景中的入庫圖像的距離，計算智能終端攝像機與所述標(biāo)志性圖像之間的距離；

根據(jù)智能終端攝像機與所述標(biāo)志性圖像之間的角度、距離及所述標(biāo)志性圖像匹配的入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)，得到用戶當(dāng)前位置數(shù)據(jù)。

相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種基于視覺定位的導(dǎo)航方法，包括：

用戶攜帶的智能終端讀取GPS信號或WIFI信號或基站信號，確定用戶所在的片區(qū)位置，并從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端下載該片區(qū)相關(guān)地圖數(shù)據(jù)；

用智能終端攝像機捕獲用戶位置附近的標(biāo)志性圖像；

在該片區(qū)全景地圖相關(guān)數(shù)據(jù)中搜索與所述標(biāo)志性圖像匹配的入庫圖像，得到入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)；

將所述標(biāo)志性圖像與其匹配成功的入庫圖像進行配準(zhǔn)，得到智能終端攝像機與所述標(biāo)志性圖像之間的相對位置關(guān)系；

根據(jù)智能終端攝像機與所述標(biāo)志性圖像之間的相對位置關(guān)系，及入庫圖像在全景地圖上的位置數(shù)據(jù)，計算得到用戶當(dāng)前位置數(shù)據(jù)；

根據(jù)用戶當(dāng)前位置數(shù)據(jù)、用戶設(shè)定的目標(biāo)位置，計算用戶從當(dāng)前位置到目標(biāo)位置的最短路線，并將計算出的最短路線在電子地圖上顯示或用虛擬箭頭結(jié)合實景地圖給予提示。