[发明专利]一种基于局部邻域地图的高精度图像导航定位方法

权利要求书

1.一种基于局部邻域地图的高精度图像导航定位方法，其特征在于：具体包含以下两个阶段；

阶段一：离线地图测绘阶段：

步骤一：采集原始数据；

步骤二：建立视觉位置地图1和地理位置地图2；

步骤三：构建视觉/地理坐标映射表；

阶段二：导航定位阶段：

步骤四：计算当前帧图像在视觉坐标系下的位置；

步骤五：提取当前帧图形视觉位置的邻域坐标映射表；

步骤六：计算相似变换模型参数，由参数得到载体位置信息；

在步骤四中，计算当前帧图像在视觉坐标系下的位置v_t；具体如下；

输入当前帧图像，利用ORB-SLAM系统通过测绘阶段存储的关键帧图像，以构建词袋向量并用于图像帧搜索；首先利用视觉词袋模型的词典计算当前帧图像的词袋向量，并与测绘阶段存储的关键帧图像集合对应的词袋向量进行比较搜索，获得与当前帧图像相近的关键帧图像，而后利用ORB-SLAM系统进行航位推算，当前帧图像在视觉坐标系下的定位过程包括特征跟踪匹配与2D-3D视觉位姿估计两个步骤：对于特征跟踪匹配，利用与当前帧图像相近的关键帧图像，根据图像之间的共视关系找到可能观察到的特征点，并利用单个特征点的特征描述符和多个特征点之间的几何结构关系进行匹配，获得当前帧图像ORB特征点与地图中ORB三维特征点的匹配关系；接着利用上述得到的ORB三维特征点的三维位置信息(x_i,y_i,z_i)，根据式(4)所示的相机的成像原理，ORB三维特征点映射到图像中点的二维位置(u_i,v_i)，利用PnP算法，根据至少三对二维到三维的点对映射关系解算出当前帧图像的位姿信息R、t，最后利用式(5)根据上一时刻图像位置v_t-1解算出当前帧图像在视觉坐标系下的位置v_t；

v_t＝Rv_t-1+t (5)

式中，s是尺度因子。

2.根据权利要求1所述的一种基于局部邻域地图的高精度图像导航定位方法,其特征在于：在步骤一中，采用测绘导航数据采集硬件平台采集原始数据：所述测绘导航数据采集硬件平台包含RTK数据采集模块、图像采集模块、数据处理模块和无线数据监控模块。