[發(fā)明專利]基于手機(jī)用手繪地圖照片實現(xiàn)導(dǎo)游的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911387788.5
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN111102974B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 柴日發(fā);柴溢洲
• 申請（專利權(quán)）人: 柴日發(fā);柴溢洲
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種在手機(jī)GPS定位和保持基本地理關(guān)系的手繪地圖照片之上實現(xiàn)粗粒度定位的導(dǎo)游方法，其特征在于：由手機(jī)正面拍照或網(wǎng)絡(luò)搜尋取得圖片，基于手機(jī)定位和用戶當(dāng)前位置或電子地圖協(xié)助確定兩個以上參考點(diǎn)，而這些參考點(diǎn)將圖片劃分為多個網(wǎng)格，在每個網(wǎng)格圖片上，基于圖片導(dǎo)航坐標(biāo)系與墨卡托坐標(biāo)系的同區(qū)域平行面關(guān)系，以及圖片導(dǎo)航坐標(biāo)系與圖片像素坐標(biāo)系的對稱、平移、旋轉(zhuǎn)關(guān)系實現(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，再通過墨卡托坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系的投影轉(zhuǎn)換，從而實現(xiàn)手機(jī)定位在手拍照片上的定位和人為識別導(dǎo)游；所述坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法如下：

a)圖片像素坐標(biāo)系上的一個點(diǎn)P(x，y)通過兩個參考點(diǎn)轉(zhuǎn)換為大地坐標(biāo)系P(lng，lat)的過程為：

1)歸屬網(wǎng)格：通過網(wǎng)格邊界定義，確定P(x，y)所屬的網(wǎng)格圖片

2)對稱變換：將圖片左上角為原點(diǎn)向下坐標(biāo)系轉(zhuǎn)為圖片左上角為原點(diǎn)向上坐標(biāo)系的點(diǎn)

3)平移變換：通過圖片高度，平移為圖片左下角原點(diǎn)坐標(biāo)系的點(diǎn)

4)平移變換：通過圖片P1點(diǎn)坐標(biāo)，轉(zhuǎn)為網(wǎng)格P1原點(diǎn)坐標(biāo)系的點(diǎn)

5)旋轉(zhuǎn)變換：通過兩個參考點(diǎn)預(yù)計算的旋轉(zhuǎn)角和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的現(xiàn)成公式，轉(zhuǎn)為圖片P1原點(diǎn)導(dǎo)航坐標(biāo)系上的點(diǎn)

6)同比變換：通過兩個參考點(diǎn)預(yù)計算的比值，轉(zhuǎn)為墨卡托P1原點(diǎn)坐標(biāo)系的點(diǎn)

7)平移變換：通過墨卡托P1點(diǎn)坐標(biāo)，轉(zhuǎn)為墨卡托坐標(biāo)系的點(diǎn)

8)投影變換：通過墨卡托坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系的投影變換現(xiàn)成公式，轉(zhuǎn)為大地坐標(biāo)系的點(diǎn)

大地坐標(biāo)系的點(diǎn)轉(zhuǎn)換為圖片像素坐標(biāo)系的點(diǎn)時，基于GPS點(diǎn)坐標(biāo)及網(wǎng)格GPS邊界定義確定歸屬網(wǎng)格，其他過程為上述過程的相反過程的反算實現(xiàn)；

b)第5步驟旋轉(zhuǎn)變換所需的旋轉(zhuǎn)角，通過兩個參考點(diǎn)按如下方法獲得：

1)假定圖片像素坐標(biāo)系上兩點(diǎn)P1(imgx1，imgy1)、P2(imgx2，imgy2)對應(yīng)墨卡托坐標(biāo)系上兩點(diǎn)P1(mx1，my1)、P2(mx2，my2)；

2)定義圖片夾角∠A為在圖片P1原點(diǎn)坐標(biāo)系中，兩點(diǎn)線為邊P1P2與平行于圖片底邊的X軸所形成的夾角，取銳角，則tan∠A＝(Imgy2-Imgy1)/(Imgx2-Imgx1)，由此，通過反正切函數(shù)可以計算出圖片夾角值；

3)定義墨卡托夾角∠B為在墨卡托坐標(biāo)系中，兩點(diǎn)線為邊P1P2與正東方向的X軸所形成的夾角，取銳角，則tan∠B＝(my2-my1)/(mx2-mx1)，由此，通過反正切函數(shù)可以計算出墨卡托夾角值；

4)則旋轉(zhuǎn)角值基于位置象限的計算函數(shù)如下表所示：

c)第6步驟同比變換比值通過如下方法獲得：

假定圖片像素坐標(biāo)系上兩點(diǎn)P1(imgx1，imgy1)、P2(imgx2，imgy2)對應(yīng)墨卡托坐標(biāo)系上兩點(diǎn)P1(mx1，my1)、P2(mx2，my2)，通過參考點(diǎn)預(yù)計算的比值＝Math.sqrt(Math.pow((imgx2-imgx1)，2)+Math.pow((imgy2-imgy1)，2))/Math.sqrt(Math.pow((mx2-mx1)，2)+Math.pow((my2-my1)，2))。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)游方法，其特征在于：該方法可實現(xiàn)為離線版本和在線版本，并支持離線和在線的狀態(tài)偵聽和狀態(tài)切換，離線版本用于保障景區(qū)手機(jī)信號不好情況下的基礎(chǔ)性導(dǎo)游功能，而在線版本將進(jìn)一步優(yōu)化用戶體驗，優(yōu)化特征有：

1)通過電子地圖協(xié)助設(shè)置參考點(diǎn)：電子地圖一般對主干道路的定位還是準(zhǔn)確的，而景區(qū)、園區(qū)、小區(qū)與主干道路的交叉點(diǎn)本就是參考點(diǎn)的常規(guī)選擇，因此，電子地圖可用時，可以通過電子地圖協(xié)助參考點(diǎn)定位；另外，通過GPS定位參考點(diǎn)只支持當(dāng)前定位，多參考點(diǎn)設(shè)置是比較麻煩的過程，電子地圖協(xié)助正好可簡化這個過程；

2)后端系統(tǒng)推薦手拍地圖：手拍照片的地圖質(zhì)量對于導(dǎo)航效果是非常重要的，地圖質(zhì)量包括手拍照片的清晰、完整、角度以及實物深度，在有后端系統(tǒng)支持的情況下，可以通過用戶當(dāng)前定位推薦導(dǎo)航用照片；推薦的導(dǎo)航照片可以直接使用已有的參考點(diǎn)以及相關(guān)參數(shù)，對用戶來說非常方便；

3)后端系統(tǒng)推薦導(dǎo)航路線：即使沒有景區(qū)、園區(qū)、小區(qū)管理人員的支持，系統(tǒng)也可以基于不同用戶的用戶軌跡的聚類而實現(xiàn)路線推薦以及在特定景點(diǎn)的語音播報；當(dāng)然，即使沒有后端系統(tǒng)支持，只要在手拍地圖上支持線路繪制，同樣可以實現(xiàn)偏離報警；

4)用戶軌跡在電子地圖上實顯：支持將用戶軌跡轉(zhuǎn)化為電子地圖經(jīng)緯坐標(biāo)，顯示到電子地圖之上，以方便在電子地圖上作為導(dǎo)航出發(fā)點(diǎn)或目的地或用于位置校驗。