[發明專利]基于視覺、衛星定位和GIS算法的精確姿態定位方法

有效

• 申請號: 202010385619.4
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111426304B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 宋立波
• 申請（專利權）人: 宋立波
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01C11/30;G01S19/14
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種基于視覺、衛星定位和GIS算法的精確姿態定位方法，其特征在于，包括：

將監測設備安裝在被監測物體上或將監測設備內置于被監測物體內；

利用監測設備按照設定的時間間隔采集被監測物體的位置以及有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌，再傳輸至后臺處理分析呈現軟件平臺；

所述后臺處理分析呈現軟件平臺中設有數字地圖，通過數字地圖與采集的被監測物體的位置來確定攝像頭采集的有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌的經緯度信息，并將通過鏡頭校正建筑物或者地形地貌的經緯度信息投影到X面和Y面，再通過下傾角度算法和方向角度算法來計算被監測物體的三維姿態，并監測被監測物體的三維姿態變化量；

其中，所述監測設備包括：攝像頭、衛星定位模塊與數據回傳模塊；

通過衛星定位模塊采集被監測物體的位置，通過攝像頭采集有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌，通過數據回傳模塊將衛星定位模塊與攝像頭的采集數據傳輸至后臺處理分析呈現軟件平臺。

2.根據權利要求1所述的一種基于視覺、衛星定位和GIS算法的精確姿態定位方法，其特征在于，監測設備中的攝像頭在采集到有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌的實景圖像后，通過預處理，產生包含建筑物或者地形地貌整體輪廓的包絡圖像，僅將包絡圖像發送至后臺處理分析呈現軟件平臺；或者，將采集到有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌的實景圖像、以及對應的包絡圖像發送至后臺處理分析呈現軟件平臺；或者，不做預處理，直接將采集到有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌的實景圖像發送至后臺處理分析呈現軟件平臺。

3.根據權利要求1所述的一種基于視覺、衛星定位和GIS算法的精確姿態定位方法，其特征在于，所述通過數字地圖與采集的被監測物體的位置來確定攝像頭采集的有效拍攝范圍內的建筑物或者地形地貌的經緯度信息包括：

根據被監測物體的位置以及已知的攝像頭方向與角度，采用圖像匹配算法，從數字地圖中獲取攝建筑物或者地形地貌的經緯度信息。

4.根據權利要求1所述的一種基于視覺、衛星定位和GIS算法的精確姿態定位方法，其特征在于，

所述有效拍攝范圍是指監測設備中攝像頭張角和景深范圍；將被監測物體的位置作為攝像頭焦點的位置，包含經緯度、或者經緯度與高度；

后臺處理分析呈現軟件平臺通過圖像識別的方式來生成建筑物或者地形地貌的特征點，并結合數字地圖采用圖像匹配算法得到各特征點的經緯度；將特征點分為上頂角點與下頂角點，各自記為S點與P點；

攝像頭有效拍攝范圍內，任意兩個特征點和攝像頭焦點形成的夾角的度數是已知的，通過鏡頭校正的方式，將所有特征點的經緯度信息投影至X面和Y面；X面和Y面分別是攝像頭取景上下半區和左右半區的中央分界面，X面和Y面的交線是鏡頭中央法線。

5.根據權利要求4所述的一種基于視覺、衛星定位和GIS算法的精確姿態定位方法，其特征在于，建筑物或者地形地貌的特征點還包括：在建筑物或者地形地貌上安裝的主動或者被動的發光標簽，并將發光標簽作為特征點；如果發光標簽靠近建筑物或者地形地貌的頂部，則稱之為S點，如果靠近底部，則稱之為P點。