CN105371847B - 一种室内实景导航方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内实景导航方法及系统,所述方法包括:移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;使用多源传感器融合的定位算法实时定位跟踪行人的位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时定位结果和行走轨迹;根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像;移动终端获取导航过程中用户输入的起点和终点,获取前进方向,在第二全景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。本发明能够根据行人所在的位置自动推送实景导航影像、判断最佳导航影像视角,在导航影像上叠加箭头等路径引导信息。
Description
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域,尤其涉及一种室内实景导航方法及系统。
背景技术
随着智能移动终端及无线网络技术的发展,越来越多的人们使用智能手机来进行定位和导航。面对广泛的行人导航需求,移动终端行人导航应用得到了来自手机产业与基于位置服务领域的广泛关注,已经成为移动手机产业的关键应用之一。
行人导航是指在实时定位的基础上,使用电子地图、实景影像等引导信息帮助行人到达目的地的技术和方法。目前的行人导航系统主要仍停留在使用平面地图的路径规划和路径引导,根据用户输入的起点和终点,系统自动生成一条导航路径并且在平面地图上显示出来。这种方式的导航忽略了行人对环境的感知,在导航过程中容易使人迷惑、产生认知困难,进而会导致迷路。实景导航作为一种新兴的导航方式,它将二维电子地图所无法表达的立面信息通过全景影像的方式呈现出来,大大降低了行人导航过程中的认知负担、增强了导航信心,提高了行人对导航路径的确信程度。目前,谷歌、腾讯、百度等知名移动服务公司已经着手于实景导航软件模块的集成与开发,但是这些导航软件在功能上仅仅类似于实景浏览,需要用户不断的点击交互,无法真正用于行人导航。高德公司推出的一款车载实景导航软件,利用增强现实的方法在实景图像上叠加路径引导箭头,能够减少司机迷路的风险。
现有的实景导航技术和方法大多用于室外环境,室内环境下的定位方法和定位精度与室外有很大的不同,基于室外的实景导航方法无法直接用于室内环境。当用户处于大型建筑物内,无法获取室内导航数据,为用户在室内导航带来了不便。
因此,现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于现有技术的不足,本发明目的在于提供一种室内实景导航方法及系统,旨在提供一种基于智能移动终端的室内实景导航方法及系统,旨在克服传统室内导航过程中行人对电子导航地图的理解困难,容易产生迷惑,无法确认自身位置等问题。提出一种室内全景图结合增强现实的实景导航方法,该方法能够根据行人所在的位置自动推送实景导航影像,并且在导航影像上叠加箭头等路径引导信息。
本发明的技术方案如下:
一种室内实景导航方法,其中,方法包括:
A、预先采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标,建立室内全景影像间的拓扑关系并存储,生成室内全景影像数据库;
B、移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;
C、移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;
D、根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将处于最佳视角的第二全景影像作为实景影像;
E、移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。
所述的室内实景导航方法,其中,所述步骤A具体包括:
A1、预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;
A2、在平面直角坐标系上每隔一预定距离建立一个参考点,移动终端对每个参考点采集室内全景影像,记录全景影像的位置坐标,标注全景影像中各个方向相对于坐标轴的角度;
A3、对采集到的每张室内全景影像图进行拼接处理,获取全景图,提取全景图中的位置数据并存储,建立室内全景影像图间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,生成室内全景影像数据库。
所述的室内实景导航方法,其中,所述步骤B具体包括:
B1、移动终端利用摄像头采集当前位置的实景影像;
B2、提取实景影像的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述;
B3、计算移实景影像上的特征点与室内全景影像数据库存储的全景影像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点为最佳匹配点,两张图像上的最佳匹配点构成一个匹配点对,获取匹配点对最多的图像并作为最佳匹配影像,最佳匹配影像作为当前位置对应的第一全景影像,获取当前位置的初始坐标。
所述的室内实景导航方法,其中,所述步骤C中的室内定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法。
所述的室内实景导航方法,其中,所述步骤E具体包括:
E1、移动终端获取用户输入的起点和终端,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终端点,在室内平面地图上规划一条导航路径;
E2、根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,自动推送实景影像并且在实景影像上叠加引导箭头,进行实景导航。
一种室内实景导航系统,其中,系统包括:
预先存储模块,用于预先采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标,建立室内全景影像间的拓扑关系并存储,生成室内全景影像数据库;
采集与匹配模块,用于移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;
实时定位模块,用于移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;
实景推送模块,用于根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将处于最佳视角的第二全景影像作为实景影像;
引导模块,用于移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。
所述的室内实景导航系统,其中,所述预先存储模块具体包括:
平面图获取单元,用于预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;
全景影像坐标获取单元,用于在平面直角坐标系上每隔一预定距离建立一个参考点,移动终端对每个参考点采集室内全景影像,记录全景影像的位置坐标,标注全景影像中各个方向相对于坐标轴的角度;
全景影像数据库生成单元,用于对采集到的每张室内全景影像图进行拼接处理,获取全景图,提取全景图中的位置数据并存储,建立室内全景影像图间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,生成室内全景影像数据库。
所述的室内实景导航系统,其中,所述采集与匹配模块具体包括:
采集单元,用于移动终端利用摄像头采集当前位置的实景影像;
图像特征提取单元,用于提取实景影像的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述;
匹配单元,用于计算移实景影像上的特征点与室内全景影像数据库存储的全景影像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点为最佳匹配点,两张图像上的最佳匹配点构成一个匹配点对,获取匹配点对最多的图像并作为最佳匹配影像,最佳匹配影像作为当前位置对应的第一全景影像,获取当前位置的初始坐标。
所述的室内实景导航系统,其中,所述室内定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法。
所述的室内实景导航系统,其中,所述引导模块具体包括:
导航路径生成单元,用于移动终端获取用户输入的起点和终端,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终端点,在室内平面地图上规划一条导航路径;
引导箭头生成单元,用于根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,自动推送实景影像并且在实景影像上叠加引导箭头,进行实景导航。
本发明提供了一种室内实景导航方法及系统,在建立室内全景影像的位置指纹图的基础上,通过多源传感器融合的室内定位方法及实时访问手机方向传感器,能够自动推送实景导航帮助,为用户在室内导航提供了方便。
附图说明
图1为本发明的一种室内实景导航方法的较佳实施例的流程图。
图2为本发明的一种室内实景导航系统的较佳实施例的功能原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种室内实景导航方法的较佳实施例的流程图,如图1所示,所述方法包括:
步骤S100、预先采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标,建立室内全景影像间的拓扑关系并存储,生成室内全景影像数据库;
步骤S200、移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;
步骤S300、移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;
步骤S400、根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将处于最佳视角的第二全景影像作为实景影像;
步骤S500、移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。
具体实施时,步骤S100中预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;使用移动终端在原点开始每间隔一段距离建立一个参考点,对每个参考点采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标。并获取该参考点位置图像与直角坐标系的关系,建立实景影像间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,得到室内全景影像数据库。室内全景影像数据库也称为室内全景影像位置指纹数据库。
步骤S200中移动终端控制打开摄像头获取当前位置的实景影像。并将实景影像与室内全景影像数据库的全景影像进行匹配,根据获取到的全景影像判断当前所在位置的初始坐标。
步骤S300中移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,移动终端检测用户位置发生变化时,输出定位结果及用户行走轨迹。其中室内定位算法具体可采用合WIFI、陀螺仪、加速度计、气压计等多源传感器融合的室内定位方法,实时跟踪行人行走轨迹、输出定位结果。例如根据加速度数据可以得到用户行走的步数,根据陀螺仪数据可以得到用户的拐弯次数,根据气压数据可以定位用户当前所在的楼层,结合室内地图信息可以估算出用户可能的位置。
步骤S400中根据室内定位结果,实时判断全景图像数据库中哪一张距离当前位置最近。
推送距离最近的室内全景影像作为行人实景导航帮助。根据导航时手机内置电子罗盘和陀螺仪的输出值,匹配该全景影像的角度标注值,全景影像自动旋转到最佳匹配角度。判断推送的全景影像时,遍历标注的实景影像位置(xi,yi)和室内定位结果(xk,yk),计算欧式距离距离最小的全景影像为最优导航影像。在确定导航影像之后,根据此时手机方向传感器输出三个方向的角度值,分别为方位角(azimuth)、俯仰角(pitch)、滚动角(roll),计算三个角度与影像标注时角度的差。最小角度差的标准影像方向为最佳导航方向,也称为最佳视角,并将处于最佳视角的第二全景影像作为实景影像。
步骤S500对于移动终端获取导航过程中用户输入的起点和终点,生成导航路径,在获取前进方向的基础上,在在实景影像向上添加方向引导箭头,进行实景导航。
进一步的实施例中,步骤S100具体包括:
步骤S101、预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;
步骤S102、在平面直角坐标系上每隔一预定距离建立一个参考点,移动终端对每个参考点采集室内全景影像,记录全景影像的位置坐标,标注全景影像中各个方向相对于坐标轴的角度;
步骤S103、对采集到的每张室内全景影像图进行拼接处理+获取全景图,提取全景图中的位置数据并存储,建立室内全景影像图间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,生成室内全景影像数据库。
具体实施时,根据室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系。使用智能手机在每间隔5m的位置采集室内全景影像,并纪录全景影像的位置坐标,标注全景图的多个方向相对于坐标轴的角度。在每个有明显视觉变化的位置补充采集全景图像,例如室内拐点、室内明显POI标志位置等。角度标注根据采集单张全景图时,记录手机电子罗盘和陀螺仪的输出角度值,角度间隔为30°。对采集到的每张室内全景影像进行拼接处理,得到圆环形状的全景图。提取全景图的位置坐标、每个视角的图像坐标范围、每个视角的方向传感器输出值、影像中的人行道路区域。其中,对每张实景影像进行室内道路识别,使用计算机视觉中的霍夫变换提取影像中的直线,对直线段进行聚类,基于先验知识的图像分割得到地面道路区域。建立实景影像间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,得到室内全景影像数据库。
进一步的实施例中,步骤S200具体包括:
步骤S201、移动终端利用摄像头采集当前位置的实景影像;
步骤S202、提取实景影像的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述;
步骤S203、计算移实景影像上的特征点与室内全景影像数据库存储的全景影像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点为最佳匹配点,两张图像上的最佳匹配点构成一个匹配点对,获取匹配点对最多的图像并作为最佳匹配影像,最佳匹配影像作为当前位置对应的第一全景影像,获取当前位置的初始坐标。
具体实施时,在初始化阶段,系统自动打开手机摄像头获取当前位置的实景影像。实景影像与数据库影像进行匹配,得到当前位置的初始坐标。图像匹配过程使用了快速鲁棒特征(Speeded Up Robust Features,简称SURF)算法,提取图像上的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述,计算图像之间特征向量的欧式距离,最小欧式距离的两个匹配点作为一个匹配点对。使用匹配点对最多的数据库图像作为最佳匹配。根据用户发送的图像特征信息,对图像位置指纹数据库中的图像进行遍历,每张数据库图像分别与查询图像进行匹配。两张图像匹配的过程即计算一张图像上的特征点到另一张图像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点作为最佳匹配点,两张图像上最佳匹配点构成了一个匹配点对。选择匹配点对最多的图像作为查询图像的最优匹配图像。
进一步的实施例中,步骤S300的室内定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法。
具体实施时,在室内导航阶段,使用结合WIFI、陀螺仪、加速度计、气压计等多源传感器融合的室内定位方法,实时跟踪行人行走轨迹、输出定位结果。多源传感器融合定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器(加速度计、陀螺仪)的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法,具体定位方法详细如下:
1.基于连续采样的WIFI定位算法
WIFI定位技术具有基础设施普及率高、设备成本低的特点。使用WIFI定位需要建立位置指纹图(Radio-map),它描述了从RSS(Received Signal Strength)信号空间到物理空间的映射关系。在建立位置指纹图的过程中,每一个WIFI采样点都会观测到来自多个AP(Access Point)发射的信号,接收并存储来自不同AP的RSS样本值便构成了该位置的“指纹”。常规的建立指纹图方法是:按照一定的空间间隔记录L个采样点位置坐标(xi,yi),i=1,2…L;利用移动终端设备在每个标记位置采集RSS样本,RSSi,j=(RSSi,j,1,RSSi,j, 2...RSSi,j,M),M表示采集到的样本数量;采集过程中,需要在每个采样点位置停留1-2分钟,以便得到更多稳定的信号值。这种方法构建位置指纹库非常繁琐和耗时,采集到的每个RSS值并也不会完全被利用。因此,本发明使用连续采样的方法构建位置指纹数据库,即采集RSS样本时不需要停留在某个位置,连续行走并记录每个采样时刻的RSS信号,然后人工标定出每个采集时刻所在的位置。这种方法采集到每个位置的信号个数少,但都是相对较强的信号,足以满足定位匹配的需求。
在定位阶段,计算接收到的rssj与数据库中的RSSi,j间的欧式距离。M为接受到的信号的个数。使用距离最小的信号强度值的位置作为定位结果。
2.基于惯性传感器的行人航位推算方法
3、卡尔曼滤波融合算法
卡尔曼滤波是一种线性系统状态方程,通过系统输入输出观测数据,对系统状态进行最优估计的方法。在本发明中,使用WIFI定位结果作为观测模型输入,使用航位推算作为运动模型输入,利用卡尔曼滤波对得到的定位数据进行滤波融合,作为最终的定位结果。
进一步的实施例中,所述步骤S500具体包括:
步骤S501、移动终端获取用户输入的起点和终端,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终端点,在室内平面地图上规划一条导航路径;
步骤S502、根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,自动推送实景影像并且在实景影像上叠加引导箭头,进行实景导航。
具体实施时,根据导航过程中用户输入的起点和终点,采用增强现实(AugmentedReality)的方法在实景导航影像上叠加方向引导箭头。首先,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终点,在平面地图上规划出一条导航路径。然后根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,自动生成路径引导箭头。箭头在影像上的位置贴近存储的影像地面区域,以便引导行人在道路上行走。
在上述方法实施例的基础上,本发明还提供了一种室内实景导航系统的较佳实施例的功能原理框图,如图2所示,所述系统包括:
预先存储模块100,用于预先采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标,建立室内全景影像间的拓扑关系并存储,生成室内全景影像数据库;具体如上所述。
采集与匹配模块200,用于移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;具体如上所述。
实时定位模块300,用于移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;具体如上所述。
实景推送模块400,用于根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将处于最佳视角的第二全景影像作为实景影像;具体如上所述。
引导模块500,用于移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航;具体如上所述。
所述的室内实景导航系统,其中,所述预先存储模块具体包括:
平面图获取单元,用于预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;具体如上所述。
全景影像坐标获取单元,用于在平面直角坐标系上每隔一预定距离建立一个参考点,移动终端对每个参考点采集室内全景影像,记录全景影像的位置坐标,标注全景影像中各个方向相对于坐标轴的角度;具体如上所述。
全景影像数据库生成单元,用于对采集到的每张室内全景影像图进行拼接处理,获取全景图,提取全景图中的位置数据并存储,建立室内全景影像图间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,生成室内全景影像数据库;具体如上所述。
所述的室内实景导航系统,其中,所述采集与匹配模块具体包括:
采集单元,用于移动终端利用摄像头采集当前位置的实景影像;具体如上所述。
图像特征提取单元,用于提取实景影像的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述;具体如上所述。
匹配单元,用于计算移实景影像上的特征点与室内全景影像数据库存储的全景影像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点为最佳匹配点,两张图像上的最佳匹配点构成一个匹配点对,获取匹配点对最多的图像并作为最佳匹配影像,最佳匹配影像作为当前位置对应的第一全景影像,获取当前位置的初始坐标;具体如上所述。
所述的室内实景导航系统,其中,所述室内定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法;具体如上所述。
所述的室内实景导航系统,其中,所述引导模块具体包括:
导航路径生成单元,用于移动终端获取用户输入的起点和终端,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终端点,在室内平面地图站规划一条导航路径;具体如上所述。
引导箭头生成单元,用于根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,动推送实景影像并且在实景影像上叠加引导箭头,进行实景导航;具体如上所述。
综上所述,本发明提供了一种室内实景导航方法及系统,所述方法包括:移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将处于最佳视角的第二全景影像作为实景影像;移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。本发明能够根据行人所在的位置自动推送实景导航影像、判断最佳导航影像视角,并且在导航影像上叠加箭头等路径引导信息,为行人室内导航提供方便。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种室内实景导航方法,其特征在于,方法包括:
步骤 A、预先采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标,建立室内全景影像间的拓扑关系并存储,生成室内全景影像数据库;
步骤 B、移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前位置的初始坐标;
步骤 C、移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;
步骤 D、根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将所述第二全景影像中处于最佳视角的全景影像作为实景影像;
步骤 E、移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。
2.根据权利要求1所述的室内实景导航方法,其特征在于,所述步骤A具体包括:
A1、预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;
A2、在平面直角坐标系上每隔一预定距离建立一个参考点,移动终端对每个参考点采集室内全景影像,记录全景影像的位置坐标,标注全景影像中各个方向相对于坐标轴的角度;
A3、对采集到的每张室内全景影像图进行拼接处理,获取全景图,提取全景图中的位置数据并存储,建立室内全景影像图间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,生成室内全景影像数据库。
3.根据权利要求2所述的室内实景导航方法,其特征在于,所述步骤B具体包括:
B1、移动终端利用摄像头采集当前位置的实景影像;
B2、提取实景影像的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述;
B3、计算移实景影像上的特征点与室内全景影像数据库存储的全景影像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点为最佳匹配点,两张图像上的最佳匹配点构成一个匹配点对,获取匹配点对最多的图像并作为最佳匹配影像,最佳匹配影像作为当前位置对应的第一全景影像,获取当前位置的初始坐标。
4.根据权利要求3所述的室内实景导航方法,其特征在于,所述步骤C中的室内定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法。
5.根据权利要求4所述的室内实景导航方法,其特征在于,所述步骤E具体包括:
E1、移动终端获取用户输入的起点和终端,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终端点,在室内平面地图上规划一条导航路径;
E2、根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,自动推送实景影像并且在实景影像上叠加引导箭头,进行实景导航。
6.一种室内实景导航系统,其特征在于,系统包括:
预先存储模块,用于预先采集室内全景影像及室内全景影像的位置坐标,建立室内全景影像间的拓扑关系并存储,生成室内全景影像数据库;
采集与匹配模块,用于移动终端采集当前位置的实景影像,与室内全景影像数据库存储的第一全景影像进行匹配,获取当前的位置的初始坐标;
实时定位模块,用于移动终端使用多源传感器融合的室内定位算法定位并跟踪行人位置,当移动终端检测到用户位置发生变化时,输出实时室内定位结果和行走轨迹;
实景推送模块,用于根据实时室内定位结果,获取与室内定位结果距离最近的室内全景影像数据库中的第二全景影像作为导航影像,并获取导航影像的最佳视角,并将所述第二全景影像中处于最佳视角的全景影像作为实景影像;
引导模块,用于移动终端根据导航过程中用户输入的起点和终点获取前进方向,在实景影像上添加方向引导箭头,进行实景导航。
7.根据权利要求6所述的室内实景导航系统,其特征在于,所述预先存储模块具体包括:
平面图获取单元,用于预先获取室内结构平面图,选择坐标原点,建立平面直角坐标系;
全景影像坐标获取单元,用于在平面直角坐标系上每隔一预定距离建立一个参考点,移动终端对每个参考点采集室内全景影像,记录全景影像的位置坐标,标注全景影像中各个方向相对于坐标轴的角度;
全景影像数据库生成单元,用于对采集到的每张室内全景影像图进行拼接处理,获取全景图,提取全景图中的位置数据并存储,建立室内全景影像图间的拓扑关系,存储与影像相邻的其他影像的ID,生成室内全景影像数据库。
8.根据权利要求7所述的室内实景导航系统,其特征在于,所述采集与匹配模块具体包括:
采集单元,用于移动终端利用摄像头采集当前位置的实景影像;
图像特征提取单元,用于提取实景影像的旋转不变特征点,对特征点进行向量描述;
匹配单元,用于计算移实景影像上的特征点与室内全景影像数据库存储的全景影像上所有特征点的欧式距离,选择欧式距离最小的点为最佳匹配点,两张图像上的最佳匹配点构成一个匹配点对,获取匹配点对最多的图像并作为最佳匹配影像,最佳匹配影像作为当前位置对应的第一全景影像,获取当前位置的初始坐标。
9.根据权利要求8所述的室内实景导航系统,其特征在于,所述室内定位算法包括:基于连续采样的WIFI定位算法、基于惯性传感器的行人航位推算方法、基于气压计的楼层定位算法和卡尔曼滤波融合算法。
10.根据权利要求9所述的室内实景导航系统,其特征在于,所述引导模块具体包括:
导航路径生成单元,用于移动终端获取用户输入的起点和终端,利用已知的室内平面图和用户输入的起点终端点,在室内平面地图上规划一条导航路径;
引导箭头生成单元,用于根据当前影像点在平面地图的位置和规划路径的前进方向,自动推送实景影像并且在实景影像上叠加引导箭头,进行实景导航。
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CN201510708392.1A CN105371847B (zh) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | 一种室内实景导航方法及系统 |
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