[发明专利]全景地图数据库采集系统及基于视觉的定位、导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及导航定位领域，尤其涉及全景地图数据库采集系统及基于视觉的定位、导航方法。

背景技术

近年来，LBS（Location Based Service，基于位置的服务）应用逐渐成为热点，导航技术发展迅速。GPS定位在室外定位导航能够为用户提供诸多辅助信息，但其也存在明显的缺陷，即在室内环境中，GPS定位速度极慢，且精度低，甚至无法完成定位。室内导航技术逐渐成为研究热点，现有技术中，室内导航技术主要使用无线WIFI、射频识别、地磁场等技术进行定位。

随着科技的不断进步，人们总是期待更新颖，更优体验感的定位导航技术出现。

发明内容

本发明的目的是提供一种全景地图数据库采集系统及基于视觉的定位、导航方法，用户用手机拍摄周围的标志性图像即可完成自身位置定位，实现实景地图导航，是一种定位准确、体验新奇的新型导航方式。本发明即可适用于室外，也可适用于室内，在室内环境中效果尤其明显。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种全景地图数据库采集系统，包括：全景相机、测距仪、数据处理器和实景播放装置，其中数据处理器包括图像处理模块；

全景相机扫描周围景象，得到的图像经图像处理模块处理后生成扫描区域的实景地图；

全景相机扫描周围景象的同时，在实景播放装置上实时显示生成的全景地图；

数据采集人员通过实景播放装置，在显示的全景地图上选中入库图像；实景播放装置记录选中的入库图像在全景地图上的位置数据，并将入库图像及其在全景地图上的位置数据传送到数据处理器；

测距仪在数据采集人员选中入库图像的同时，测量此时全景相机与真实场景中的入库图像的距离；

所述数据处理器将入库图像、入库图像的像素值、全景相机参数、全景相机与真实场景中的入库图像的距离、入库图像在全景地图上的位置数据及实景地图打包传送到网络服务器端进行存储。

优选的，所述数据处理器还包括特征点提取模块，用于提取所述入库图像的特征点；此时，所述数据处理器将入库图像特征点、入库图像的像素值、全景相机参数、全景相机与真实场景中的入库图像的距离、入库图像在全景地图上的位置数据及实景地图打包传送到网络服务器端进行存储。

相应的，本发明还提供了一种用户位置定位方法，包括:

用户携带的智能终端读取GPS信号或WIFI信号或基站信号，确定用户所在的片区位置，并从网络服务器端下载该片区全景地图相关数据，所述该片区全景地图相关数据包括该片区全景地图、入库图像的特征点、各入库图像在全景地图上的位置数据和各入库图像的像素值、采集入库图像的全景相机参数、采集入库图像时全景相机与真实场景中的入库图像的距离；

用智能终端摄像机捕获用户位置附近的标志性图像；

在该片区全景地图相关数据中搜索与所述标志性图像匹配的入库图像，得到与所述标志性图像匹配的入库图像在全景地图上的位置数据；

将所述标志性图像与其匹配成功的入库图像进行配准，计算单应性矩阵；

根据所述单应性矩阵，计算智能终端摄像机与所述标志性图像之间的角度；

根据所述单应性矩阵的逆矩阵及所述标志性图像匹配的入库图像的像素值、全景相机参数、全景相机与真实场景中的入库图像的距离，计算智能终端摄像机与所述标志性图像之间的距离；

根据智能终端摄像机与所述标志性图像之间的角度、距离及所述标志性图像匹配的入库图像在全景地图上的位置数据，得到用户当前位置数据。

相应的，本发明还提供了一种基于视觉定位的导航方法，包括：

用户携带的智能终端读取GPS信号或WIFI信号或基站信号，确定用户所在的片区位置，并从网络服务器端下载该片区相关地图数据；

用智能终端摄像机捕获用户位置附近的标志性图像；

在该片区全景地图相关数据中搜索与所述标志性图像匹配的入库图像，得到入库图像在全景地图上的位置数据；

将所述标志性图像与其匹配成功的入库图像进行配准，得到智能终端摄像机与所述标志性图像之间的相对位置关系；

根据智能终端摄像机与所述标志性图像之间的相对位置关系，及入库图像在全景地图上的位置数据，计算得到用户当前位置数据；

根据用户当前位置数据、用户设定的目标位置，计算用户从当前位置到目标位置的最短路线，并将计算出的最短路线在电子地图上显示或用虚拟箭头结合实景地图给予提示。