[发明专利]基于图像匹配的电子地图数据结构的构建方法及其系统

说明书

本发明公开了基于图像匹配的电子地图数据结构的构建方法及其系统，所述构建方法包括以下步骤：选定列车行车路段，将路段区段信息存储；确定特征点的属性，并根据特征点属性确定是否添加附加属性；存储特征点之间的链接关系和特征点之间的距离误差范围；将焦距、天气、光线和滤镜因素以对应的数字形式存储；将存储的信息以数据化形式编码形成一个电子地图数据结构；所述系统包括路段信息存储单元、特征点单元、外部因素存储单元和数据结构编码单元；本发明通过构建一个电子地图数据结构，确定高速摄像机在拍摄时对应的拍摄条件，从而更好的滤除拍摄干扰，并通过特征点之间的链接可以做出提前准备，从而获得更优化的三维电子地图特征点。

技术领域

本发明属于列车定位领域，特别涉及一种基于图像匹配的电子地图数据结构的构建方法及其系统。

背景技术

当前为铁路列控系统提供测速测距服务的是一套组合的多维的测速测距系统，包含了速度传感器、测速雷达、加速度传感器、应答器、轨道电路、计轴器等。通过以上几种的组合为列控车载系统提供了高安全测速测距功能，保障了列车的安全，但也因此造成了铁路列控系统测速测距成本代价高昂，面对如此众多的传感设备，不但增加了开发成本，还增加技术集成难度，也增加了列车的安装难度。

为了解决测速测距带来高成本问题，现在的列控系统研究人员正在尝试采用卫星定位技术替代传统的列车定位技术，并取得一定成果。

但是卫星定位技术对于高铁的应用仍然存在一定的局限性，比如在川藏铁路中，由于一半以上的线路是隧道，卫星定位技术就没有使用的必要性。在穿越城市地下的高铁线路中，卫星定位技术也存在局限性。

因此，找到普适的不依赖于地形，又能降低定位基础设备成本的定位技术手段是列控技术未来的发展的必然选择。

图像匹配技术的快速发展，利用图像技术进行身份识别、智能分析等各种各样技术层出不穷，阿尔法狗通过人工智能赢得了世界冠军等，都说明图像技术已经可以很成熟的应用于生活的方方面面。身份识别应用于银行等金融领域说明其安全性也得到成熟的验证。图像技术在高铁上也有所应用，高铁系统中为了实现列车的防碰撞功能，安装了摄像头、毫米波雷达用于获取列车前方路况，而在远程控制系统中也采用图像识别功能。

虽然图像识别没有在安全领域有所应用，但在列车驾驶中起到了一定作用，这无疑为图像匹配技术在高铁列控定位中的应用提供技术经验和积累。但图形匹配技术应用的前提条件是获取优质的图像，现有的图像获取方式大都是直接采用高速摄像机进行直接获取，但由于列车的运行过程长短不一，且所经过的地形地貌均不同，加上各种天气因素的影响，获取的图像往往会受到影响，无法获取优质图片，对特征点数据的提取也会造成影响，从而造成定位不准。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了基于图像匹配的电子地图数据结构的构建方法及其系统，通过构建电子地图数据结构克服图像获取过程中所遇到的问题。

本发明公开了一种基于图像匹配的电子地图数据结构的构建方法，

所述构建方法包括以下步骤：

选定列车行车路段，将路段区段信息以数据化形式进行存储；

确定特征点的属性，并根据特征点的属性制定相应的的附加属性；

存储特征点之间的链接关系并存储特征点之间的距离误差范围；

将焦距因素、天气因素、光线因素和滤镜因素的具体形式以对应的数字形式存储；

将存储的信息以数据化形式编码形成一个三维电子地图数据结构。

进一步地，所述链接关系包括建立特征点与下一个特征点和再下一个特征点之间的实际距离和误差距离的链接关系，并将距离数据进行存储。