[發(fā)明專(zhuān)利]一種戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)及定位導(dǎo)航方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110290726.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112804636B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁鵬飛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京野果信息技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04W4/02
• 分類(lèi)號(hào): H04W4/02;H04W4/024;H04W4/029;H04W64/00;H04W84/06;G01C21/00;G01C21/16;G01C21/18;G01S19/14;G01S19/42
• 代理公司: 南京泰普專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 張磊

1.基于戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法，其特征在于，

戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)包括：

終端設(shè)備，與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通訊連接，用于記錄和更新地圖信息；

移動(dòng)設(shè)備，包括通信模塊、信息處理模塊和位置監(jiān)測(cè)模塊；

通信模塊，與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通訊連接，用于接收終端設(shè)備的地圖信息，以及將移動(dòng)設(shè)備的定位信息傳輸至終端設(shè)備；

信息處理模塊，與通信模塊電連接，用于存儲(chǔ)地圖信息，以及計(jì)算移動(dòng)設(shè)備在地圖內(nèi)的位置；

位置監(jiān)測(cè)模塊，與通信模塊和信息處理模塊電連接，用于監(jiān)測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移方向與距離，當(dāng)通信模塊與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)下降至預(yù)定值以下時(shí)，所述位置監(jiān)測(cè)模塊記錄信號(hào)降低時(shí)的位置信息，所述信息處理模塊根據(jù)位置監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)的位移方向與距離計(jì)算移動(dòng)設(shè)備在地圖內(nèi)的位置；

所述位置監(jiān)測(cè)模塊包括陀螺儀，與信息處理模塊電連接，監(jiān)測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移方向；

視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備，與信息處理模塊電連接，用于拍攝外界環(huán)境物體的畫(huà)面，并將拍攝畫(huà)面發(fā)送至信息處理模塊，所述信息處理模塊計(jì)算移動(dòng)設(shè)備的位移速度和位移距離；

定位方法包括：S1. 位置監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)通信模塊與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)通信模塊與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)下降至預(yù)定值以下時(shí)，位置監(jiān)測(cè)模塊記錄信號(hào)降低時(shí)的位置信息，信息處理模塊根據(jù)位置監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)的位移方向與距離計(jì)算移動(dòng)設(shè)備在地圖內(nèi)的位置；

S2. 信息處理模塊以信號(hào)下降至預(yù)定值以下時(shí)的位置為初始位置開(kāi)始存儲(chǔ)移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)路線；

戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)還包括：至少兩個(gè)視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)稱(chēng)安裝在移動(dòng)設(shè)備的兩端，與信息處理模塊電連接，用于拍攝外界環(huán)境物體的畫(huà)面，并將拍攝畫(huà)面發(fā)送至信息處理模塊；

導(dǎo)航方法包括：S3. 當(dāng)移動(dòng)設(shè)備的通信模塊與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度低于預(yù)定值超過(guò)預(yù)定時(shí)間時(shí)發(fā)出警示信號(hào)，警示信號(hào)用于警示移動(dòng)設(shè)備沿S2中信息處理模塊記載的移動(dòng)路線返回信號(hào)高于預(yù)定值的位置；

S4. 在移動(dòng)設(shè)備沿S2中信息處理模塊記載的移動(dòng)路線返回信號(hào)高于預(yù)定值的位置的過(guò)程中，移動(dòng)設(shè)備顯示地圖信息、離開(kāi)初始位置定位信息組成的移動(dòng)路徑、以及視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的景物畫(huà)面，同時(shí)信息處理模塊使用圖像對(duì)應(yīng)算法將離開(kāi)初始位置時(shí)視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面與前往初始位置時(shí)視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面對(duì)應(yīng)提高導(dǎo)航精度；

S5. 在S4中當(dāng)定位信息組成的移動(dòng)路徑信息與視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面對(duì)應(yīng)信息出現(xiàn)相異時(shí)，以視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面對(duì)應(yīng)信息為準(zhǔn)調(diào)整返回路線并以與離開(kāi)初始位置定位信息組成的移動(dòng)路徑相異的顏色顯示，同時(shí)保留離開(kāi)初始位置定位信息組成的移動(dòng)路徑信息；

S6. 當(dāng)信號(hào)上升至預(yù)定值以上時(shí)，移動(dòng)設(shè)備將定位信息組成的移動(dòng)路徑信息與視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面對(duì)應(yīng)信息出現(xiàn)相異的情況發(fā)送給終端設(shè)備；

用于S4中視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝畫(huà)面對(duì)應(yīng)的圖像對(duì)應(yīng)算法包括：將離開(kāi)初始位置后的圖像進(jìn)行時(shí)序逆向排列，將離開(kāi)初始位置后的圖像或返回初始位置時(shí)的圖像中的一個(gè)進(jìn)行沿y軸的對(duì)稱(chēng)變換；

在變換圖像中設(shè)置至少三個(gè)預(yù)定點(diǎn)為，在匹配圖像中尋找至少三個(gè)匹配點(diǎn)，其坐標(biāo)對(duì)應(yīng)關(guān)系可以用一個(gè)2×2的變換矩陣T和位移矢量表示或，其中，三個(gè)預(yù)定點(diǎn)不共線，三個(gè)對(duì)應(yīng)點(diǎn)不共線，在設(shè)置預(yù)定點(diǎn)時(shí)使用隨機(jī)取樣一致性算法設(shè)置預(yù)定點(diǎn)，當(dāng)匹配圖像中具有至少三個(gè)與預(yù)定點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的匹配點(diǎn)時(shí)，判定方向正確；

當(dāng)匹配點(diǎn)不足的匹配圖像連續(xù)超過(guò)三個(gè)時(shí)，判定方向錯(cuò)誤，提醒移動(dòng)設(shè)備返回上一方向正確點(diǎn)重新規(guī)劃返回初始位置的路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法，其特征在于，所述視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備安裝在移動(dòng)設(shè)備后方，所述視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備用于拍攝交通工具或步行在地面上留下的痕跡的畫(huà)面，所述信息處理模塊以交通工具或步行在地面上留下的痕跡為標(biāo)記物計(jì)算移動(dòng)設(shè)備的位移速度和位移距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法，其特征在于，位置監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移距離的方法包括：S7. 視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝外界環(huán)境物體的畫(huà)面，并將拍攝畫(huà)面發(fā)送至信息處理模塊；

S8. 信息處理模塊在連續(xù)幀的畫(huà)面內(nèi)選取預(yù)定標(biāo)記物，并根據(jù)標(biāo)記物在預(yù)定時(shí)間內(nèi)的位移距離計(jì)算移動(dòng)設(shè)備的位移速度和位移距離；

S9. 信息處理模塊將移動(dòng)設(shè)備的位置擬合在地圖上用于后續(xù)救援的導(dǎo)航。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于戶(hù)外定位導(dǎo)航系統(tǒng)的定位導(dǎo)航方法，其特征在于，導(dǎo)航方法還包括：S10. 當(dāng)信號(hào)上升至預(yù)定值以上時(shí)，移動(dòng)設(shè)備將定位信息組成的移動(dòng)路徑信息與視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至終端設(shè)備；

終端設(shè)備通過(guò)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)向發(fā)送定位信息的移動(dòng)設(shè)備預(yù)定范圍內(nèi)的其他移動(dòng)設(shè)備或救援組織發(fā)送求救信號(hào)，以及該移動(dòng)設(shè)備的定位信息組成的移動(dòng)路徑信息與視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面，其他移動(dòng)設(shè)備或救援組織通過(guò)該移動(dòng)設(shè)備的移動(dòng)路徑信息與視覺(jué)監(jiān)測(cè)設(shè)備拍攝的畫(huà)面實(shí)施搜索救援。