CN108509974B - 地图数据融合方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

地图数据融合方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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    • G06F18/25—Fusion techniques

Abstract

本申请实施例公开的地图数据融合方法，属于计算机技术领域，解决现有技术中地图数据融合方法的存在的融合结果不准确的问题。所述方法包括：确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。通过本申请实施例公开的地图数据融合方法，仅需要人工选择一个转换参考点，既可以完成像素地图数据到火星坐标系地图数据的融合，减少了人工选择参考点带来的误差，提升了地图数据融合的准确性。

Description

地图数据融合方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别是涉及一种地图数据融合方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
火星坐标系是业界普遍采用的一种GPS坐标系标准，是对世界位置进行建模的坐标系，火星坐标系在现实中的地图坐标系中增加了一些无规律的偏移、旋转或缩放，由于国家信息安全的要求，这些偏移、旋转或缩放等转换的参数是不对外公开的。现有技术中的旅游地图、导航地图的等都是基于火星坐标系建立的。现有技术中，室外位置是以经纬度表示的火星坐标系坐标，而室内位置，如商场、写字楼等室内环境位置，通常是以像素坐标进行表示。随着地图应用的扩展，将室内的像素坐标表示的地图数据融合到火星坐标系表示的地图中的需求越来越多。现有技术中将像素坐标表示的地图数据融合到火星坐标系表示的地图数据中的常用方法是：在火星坐标系表示的地图上选择建筑物的两个或者四个角作为参考位置，并确定参考位置的经纬度坐标，然后，将像素地图以两角或四角对齐的方式映射到火星坐标系表示的地图中。现有技术中由于需要地图的标引员手动标注至少两个点，而第三方提供的地图的最大分辨率是有限的，其提供的最大分辨率的地图上的一个很小的像素区域有可能表示现实中几米甚至几十米的距离，这样每个点都会存在误差，基于这两个参考点进行坐标映射时，会进一步扩大误差，最终导致融合得到的地图不准确，例如产生畸变。
可见，现有技术中的地图数据融合方法，至少存在融合结果不准确的缺陷。
发明内容
本申请提供一种地图数据融合方法，解决现有技术中的地图数据融合方法的存在的融合结果不准确的问题。
为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种地图数据融合方法包括：
确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；
基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；
根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
可选的，所述基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系的步骤，包括：
在像素地图中选择所述待融合建筑物内与所述转换基准点不重叠的至少两个点，所述至少两个点分别与所述转换基准点相连形成关键线条；
根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标；
根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
可选的，所述根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标的步骤，包括：
根据所述关键线条的长度和方向，确定所述至少两个点分别与所述转换基准点之间的直线距离、所述直线距离对应的方向；
将所述转换基准点的经纬度坐标分别沿所述方向平移相应的直线距离，得到所述至少两个点的经纬度坐标。
可选的，所述根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系，包括：
根据不在同一条直线上的三个点的像素坐标和经纬度坐标的映射关系，建立三个方程，表示为其中，T为3*3的仿射变换矩阵，xPixel和yPixel为当前点的像素坐标，lat和lng为所述当前点的经纬度坐标；所述不在同一条直线上的三个点包括：所述转换基准点、所述至少两个点中的两点；
所述根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，包括：
通过公式确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，其中，T-1为T的转置矩阵。
可选的，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点；所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。
可选的，所述基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系的步骤之前，还包括：
通过激光测距仪测量所述待融合建筑物的关键线条的长度；或，通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。
可选的，所述基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系的步骤之前，还包括：
通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的方向。
第二方面，本申请实施例提供了一种地图数据融合装置，包括：
转换基准点坐标映射模块，用于确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；
变换关系确定模块，用于基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；
地图数据融合模块，用于根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
可选的，所述变换关系确定模块包括：
参考点选择单元，用于在像素地图中选择所述待融合建筑物内与所述转换基准点不重叠的至少两个点，所述至少两个点分别与所述转换基准点相连形成关键线条；
参考点经纬度坐标确定单元，用于根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标；
变换关系确定单元，用于根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
可选的，所述参考点经纬度坐标确定单元进一步用于：
根据所述关键线条的长度和方向，确定所述至少两个点分别与所述转换基准点之间的直线距离、所述直线距离对应的方向；
将所述转换基准点的经纬度坐标分别沿所述方向平移相应的直线距离，得到所述至少两个点的经纬度坐标。
可选的，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点；所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。
第三方面，本申请实施例还公开了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例所述的地图数据融合方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时本申请实施例公开的地图数据融合方法的步骤。
本申请实施例公开的地图数据融合方法，通过确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，解决了现有技术中的地图数据融合方法的存在的融合结果不准确的问题。本申请实施例公开的地图数据融合方法，仅需要人工选择一个转换参考点，既可以完成像素地图数据到火星坐标系地图数据的融合，减少了人工选择参考点带来的误差，提升了地图数据融合的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请地图数据融合方法一个实施例的流程图；
图2是本申请地图数据融合方法另一个实施例的流程图；
图3是本申请地图数据融合方法一个实施例中建筑物的像素地图示意图；
图4是本申请地图数据融合装置一个实施例的结构示意图；
图5是本申请地图数据融合装置另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
本实施例公开的一种地图数据融合方法，如图1所示，该方法包括：步骤110至步骤130。
步骤110，确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标。
首先，在火星坐标系地图中标识待融合建筑物内某一转换基准点的位置。具体实施时，可以选择待融合建筑物的地面投影的一个顶点作为转换基准点，如选择待融合建筑物内地面投影的左上角的位置作为转换基准点，或者，选择待融合建筑物内地面投影的右下角的位置作为转换基准点。然后，通过所述火星坐标系地图的接口读取该点的经纬度坐标；或者，手动设置该转换基准点在所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
步骤120，基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
本发明实施例中所述待融合建筑物的关键线条的长度是指建筑物内两点之间的实际长度。具体实施时，可以通过所述待融合建筑物的设计图纸上的标注的尺寸信息获取。或者，通过测量像素地图中所述待融合建筑物的尺寸，并结合所述像素地图的比例尺，计算所述待融合建筑物内两点间连线的长度。再或者，可以通过实地测量获得所述待融合建筑物内两点间连线的长度。
本发明实施例中所述待融合建筑物的方向为建筑物的地面投影中某一条边相对于指定方向的夹角。例如，所述待融合建筑物地面投影的长边与正北方向之间的夹角。
在进行坐标变换时，首先，确定所述待融合建筑物内不在同一直线上的至少三个点，这三个点中包括所述转换基准点；然后，根据其他点在像素坐标系内与所述转换基准点之间的距离和方向，确定所述其他点的经纬度坐标；之后，根据所述至少三个点的像素坐标和经纬度坐标构建像素坐标变换到经纬度坐标的仿射变换关系。
步骤130，根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
具体实施时，将待融合建筑物的像素地图中各像素点的像素坐标，通过所述仿射变换关系进行变换，得到各像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，即完成了所述建筑物的地图数据的融合。
本申请实施例公开的地图数据融合方法，通过确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，解决了现有技术中的地图数据融合方法的存在的融合结果不准确的问题。本申请实施例公开的地图数据融合方法，仅需要人工选择一个转换参考点，既可以完成像素地图数据到火星坐标系地图数据的融合，减少了人工选择参考点带来的误差，提升了地图数据融合的准确性。
实施例二
本实施例公开的一种地图数据融合方法，如图2所示，该方法包括：步骤210至步骤240。
步骤210，获取待融合建筑物的关键线条的长度和方向。
本发明实施例中，所述待融合建筑物的关键线条的长度是指建筑物的实际尺寸。具体实施时，在构建仿射变换关系之前，可以通过激光测距仪测量所述待融合建筑物的关键线条的长度；或，通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。例如，利用激光测距仪测量所述待融合建筑物内两个距离较远的醒目标志之间的距离，如图3中的门E和门F之间的距离。或者通过精细测量手段，测量所述待融合建筑物的设计图的尺寸，并结合设计图的比例尺计算所述待融合建筑物的关键线条的长度。再或者，通过调用像素地图读取接口，读取所述待融合建筑物的像素地图信息，获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。假设本实施例中，待融合建筑物所处矩形的边长AB为500米，边长AD为200米，则点A和点B之间的直线距离等于500米，点A和点D之间的直线距离等于200米。
在构建仿射变换关系之前，需要获取待融合建筑物的方向，具体实施时，可以通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的方向。通常，建筑物的平面设计图会标注建筑物的方向信息，因此，对应的建筑物的像素地图中也会有建筑物的方向信息。具体实施时，还可以通过对建筑物的设计图纸进行测量确定所述待融合建筑物的方向。例如，待融合建筑物的所处矩形区域的长边AB与正北方向之间的夹角为90度，待融合建筑物的所处矩形区域的短边AD与正北方向之间的夹角为180度。也可以通过调用电子像素地图的接口，通过提取设计线条，进一步确定所述待融合建筑物的方向，即待融合建筑物的所处矩形区域的长边AB与正北方向之间的夹角为90度，待融合建筑物的所处矩形区域的长边与预设方向的夹角，以及，待融合建筑物的所处矩形区域的短边与预设方向的夹角。本实施例中，以获取待融合建筑物的方向为长边与正北方向成90度夹角为例，具体说明参考点的经纬度坐标确定方案。
步骤220，确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标。
基于前述实施例，下面以选择待融合建筑物的地面投影的左上角为例，详细说明所述待融合建筑物的像素地图数据融合至火星坐标系地图数据中的具体技术方案。
为了降低计算复杂度，同时，提高确定的待融合建筑物内某一点像素坐标的准确率，具体实施时，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点。图3为所述待融合建筑物的像素地图，鉴于像素坐标系通常以左上角作为坐标原点，左上角的坐标值为O(0,0)，为了计算方便，优选的，将图3中的所述待融合建筑物地面投影的左上角，即所述待融合建筑物的所处矩形区域的左上顶点A作为转换基准点，并在火星坐标系地图中标记该转换基准点，同时获取所述转换基准点的经纬度坐标。
步骤230，基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
具体实施时，基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系，包括：在像素地图中选择所述待融合建筑物内与所述转换基准点不重叠的至少两个点，所述至少两个点分别与所述转换基准点相连形成关键线条；根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标；根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
在进行坐标变换时，首先，确定所述待融合建筑物内不在同一直线上的至少三个点，这三个点中包括所述转换基准点；然后，根据其他点在像素坐标系内与所述转换基准点之间的距离和方向，确定所述其他点的经纬度坐标；之后，根据所述至少三个点的像素坐标和经纬度坐标构建像素坐标变换到经纬度坐标的仿射变换关系。
所述根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标，包括：根据所述关键线条的长度和方向，确定所述至少两个点分别与所述转换基准点之间的直线距离、所述直线距离对应的方向；将所述转换基准点的经纬度坐标分别沿所述方向平移相应的直线距离，得到所述至少两个点的经纬度坐标。
具体实施时，同样为了降低计算复杂度，和提高确定的待融合建筑物内某一点像素坐标的准确率，所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。例如选择图3中的点B和D。然后，确定转换基准点A和点B之间的直线距离、转换基准点A和点B的连线AB与正北方向的夹角θ1；确定转换基准点A和点D之间的直线距离、转换基准点A和点D的连线AD与正北方向的夹角θ2。具体实施时，可以通过如下公式计算点B的经纬度坐标：
[LatB,LngB]＝[LatA,LngA]+[deltaLatAB,deltaLngAB]*LAB/DistAB；其中，[LatB,LngB]为点B的经纬度坐标，[LatA,LngA]为转换基准点A的经纬度坐标，LAB为转换基准点A和点B之间的直线距离，[deltaLatAB,deltaLngAB]为点B相对于转换基准点A的角度系数，DistAB为点A和B的距离系数。具体实施时，角度系数根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如，点A和点B的角度系数通过公式deltaLngAB＝sin(θ1)*10-4和deltaLatAB＝cos(θ1)*10-4确定。具体系数同样根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如点A和点B的距离系数通过公式：Dist＝(distance(LatA,LngA,LatA+deltaLatAB,LngA+deltaLngAB)/180)*PI*EARTHRADIUS确定；其中，PI为常数，取值为3.14；EARTHRADIUS为常数，EARTHRADIUS为地球半径。
同理，可以根据以下公式计算点D的经纬度坐标：
[LatD,LngD]＝[LatA,LngA]+[deltaLatAD,deltaLngAD]*LAD/DistAD；其中，[LatD,LngD]为点D的经纬度坐标，[LatA,LngA]为转换基准点A的经纬度坐标，LAD为转换基准点A和点D之间的直线距离，[deltaLatAD,deltaLngAD]为点D相对于转换基准点A的角度系数，DistAD为点A和D的距离系数。具体实施时，角度系数根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如，点A和点D的角度系数通过公式deltaLngAD＝sin(θ2)*10-4和deltaLatAD＝cos(θ2)*10-4确定。具体系数同样根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如点A和点D的距离系数通过公式：Dist＝(distance(LatA,LngA,LatA+deltaLatAD,LngA+deltaLngAD)/180)*PI*EARTHRADIUS确定；其中，PI为常数，取值为3.14；EARTHRADIUS为常数，EARTHRADIUS为地球半径。
具体实施时，根据不在一条直线上的三个点的互相映射的像素坐标和经纬度坐标即可构建像素坐标至火星坐标系坐标的仿射变换矩阵。根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系，包括：根据不在同一条直线上的三个点的像素坐标和经纬度坐标的映射关系，建立三个方程，表示为其中，T为3*3的仿射变换矩阵，xPixel和yPixel为当前点的像素坐标，lat和lng为所述当前点的经纬度坐标；所述不在同一条直线上的三个点包括：所述转换基准点、所述至少两个点中的两点。通过上述转换基准点A和点B、点C的像素坐标和经纬度坐标的映射关系，即可确定仿射变换矩阵。
步骤240，根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
具体实施时，将待融合建筑物的像素地图中各像素点的像素坐标，通过所述仿射变换关系进行变换，得到各像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。例如，对于像素坐标(xPixel，yPixel)对应的像素点，通过公式确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标(lat，lng)。其中，T-1为T的转置矩阵。至此，完成了所述建筑物的地图数据的融合。
具体实施时，本申请对步骤210和步骤220的具体执行顺序不做限定。
本申请实施例公开的地图数据融合方法，通过确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；基于所述经纬度坐标、预先获得的所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，解决了现有技术中的地图数据融合方法的存在的融合结果不准确的问题。本申请实施例公开的地图数据融合方法，仅需要人工选择一个参考点，既可以完成像素地图数据到火星坐标系地图数据的融合，减少了人工选择参考点带来的误差，提升了地图数据融合的准确性。
本申请通过人工选择一个参考点，并进一步结合待融合建筑物的关键线条的长度和方向确定另外两个参考点的经纬度坐标，然后，通过3个点相互映射的坐标构建变换关系矩阵，使得经过变换关系变化的到的经纬度坐标，符合像素地图的拓扑结构，保证了坐标映射的合法性，从根本上保证了坐标系转换的正确性。坐标系之间的转换通常由旋转、平移、缩放合成，应属仿射变换，而现有技术中由四点经纬度坐标和四点像素坐标建立的映射关系为非仿射变换，与理论模型和实际情形均不相符，因此会导致转换得到的坐标误差较大，地图数据融合不准确。例如，当用户在建筑物内行走时，采用火星坐标系的地图展示的用户的运动轨迹与用户的时机运动轨迹偏差较大。并且，人工选择单个转换基准点时引入的误差不会影响坐标映射的合法性，而人工选择多各转换基准点引入的误差会使得映射不合法。
本申请实施例提供的地图数据融合方法，有效降低了人工操作带来的误差。当经纬度坐标相差1度时，对应距离大约在111公里，由人工在第三方地图上选点若小数点后第四位在变动则意味有十米左右的误差，因此，人工选点越多，误差会越大。本申请仅有单一点坐标是通过人工选取的，而建筑物内两点间的距离采用简易的激光测距仪则很容易把精度控制在分米量级，因此，可以更加精确地确定另外两个参考点，有效降低人工选点引入的误差。
实施例三
本实施例公开的一种地图数据融合装置，如图4所示，所述装置包括：
转换基准点坐标映射模块410，用于确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；
变换关系确定模块420，用于基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；
地图数据融合模块430，用于根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
具体实施时，为了降低计算复杂度，同时，提高确定的待融合建筑物内某一点像素坐标的准确率，具体实施时，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点。图3为所述待融合建筑物的像素地图，鉴于像素坐标系通常以左上角作为坐标原点，左上角的坐标值为O(0,0)，为了计算方便，优选的，将图3中的所述待融合建筑物地面投影的左上角，即所述待融合建筑物的所处矩形区域的左上顶点A作为转换基准点，并在火星坐标系地图中标记该转换基准点，同时获取所述转换基准点的经纬度坐标。
可选的，如图5所示，所述变换关系确定模块420包括：
参考点选择单元4201，用于在像素地图中选择所述待融合建筑物内与所述转换基准点不重叠的至少两个点，所述至少两个点分别与所述转换基准点相连形成关键线条；
参考点经纬度坐标确定单元4202，用于根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标；
变换关系确定单元4203，用于根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
具体实施时，所述参考点选择单元4201首先，确定所述待融合建筑物内不在同一直线上的至少三个点，这三个点中包括所述转换基准点；然后，根据其他点在像素坐标系内与所述转换基准点之间的距离和方向，确定所述其他点的经纬度坐标；之后，根据所述至少三个点的像素坐标和经纬度坐标构建像素坐标变换到经纬度坐标的仿射变换关系。
可选的，所述参考点经纬度坐标确定单元4202进一步用于：
根据所述关键线条的长度和方向，确定所述至少两个点分别与所述转换基准点之间的直线距离、所述直线距离对应的方向；
将所述转换基准点的经纬度坐标分别沿所述方向平移相应的直线距离，得到所述至少两个点的经纬度坐标。
具体实施时，同样为了降低计算复杂度，和提高确定的待融合建筑物内某一点像素坐标的准确率，所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。例如选择图3中的点B和D。然后，确定转换基准点A和点B之间的直线距离、转换基准点A和点B的连线AB与正北方向的夹角θ1；确定转换基准点A和点D之间的直线距离、转换基准点A和点D的连线AD与正北方向的夹角θ2。具体实施时，可以通过如下公式计算点B的经纬度坐标：
[LatB,LngB]＝[LatA,LngA]+[deltaLatAB,deltaLngAB]*LAB/DistAB；其中，[LatB,LngB]为点B的经纬度坐标，[LatA,LngA]为转换基准点A的经纬度坐标，LAB为转换基准点A和点B之间的直线距离，[deltaLatAB,deltaLngAB]为点B相对于转换基准点A的角度系数，DistAB为点A和B的距离系数。具体实施时，角度系数根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如，点A和点B的角度系数通过公式deltaLngAB＝sin(θ1)*10-4和deltaLatAB＝cos(θ1)*10-4确定。具体系数同样根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如点A和点B的距离系数通过公式：Dist＝(distance(LatA,LngA,LatA+deltaLatAB,LngA+deltaLngAB)/180)*PI*EARTHRADIUS确定；其中，PI为常数，取值为3.14；EARTHRADIUS为常数，EARTHRADIUS为地球半径。
同理，可以根据以下公式计算点D的经纬度坐标：
[LatD,LngD]＝[LatA,LngA]+[deltaLatAD,deltaLngAD]*LAD/DistAD；其中，[LatD,LngD]为点D的经纬度坐标，[LatA,LngA]为转换基准点A的经纬度坐标，LAD为转换基准点A和点D之间的直线距离，[deltaLatAD,deltaLngAD]为点D相对于转换基准点A的角度系数，DistAD为点A和D的距离系数。具体实施时，角度系数根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如，点A和点D的角度系数通过公式deltaLngAD＝sin(θ2)*10-4和deltaLatAD＝cos(θ2)*10-4确定。具体系数同样根据两点之间的连线与预设方向的夹角确定，例如点A和点D的距离系数通过公式：Dist＝(distance(LatA,LngA,LatA+deltaLatAD,LngA+deltaLngAD)/180)*PI*EARTHRADIUS确定；其中，PI为常数，取值为3.14；EARTHRADIUS为常数，EARTHRADIUS为地球半径。
具体实施时，根据不在一条直线上的三个点的互相映射的像素坐标和经纬度坐标即可构建像素坐标至火星坐标系坐标的仿射变换矩阵。
所述变换关系确定单元4203进一步用于：根据不在同一条直线上的三个点的像素坐标和经纬度坐标的映射关系，建立三个方程，表示为其中，T为3*3的仿射变换矩阵，xPixel和yPixel为当前点的像素坐标，lat和lng为所述当前点的经纬度坐标；所述不在同一条直线上的三个点包括：所述转换基准点、所述至少两个点中的两点。
具体实施时，将待融合建筑物的像素地图中各像素点的像素坐标，通过所述仿射变换关系进行变换，得到各像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标。
所述地图数据融合模块430进一步用于，包括：
通过公式确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，其中，T-1为T的转置矩阵。可选的，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点；所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。
可选的，所述装置还包括：
待融合建筑物关键线条的长度获取模块(图中未示出)，用于通过激光测距仪测量所述待融合建筑物的关键线条的长度；或，通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。
本发明实施例中，所述待融合建筑物的关键线条的长度是指建筑物的实际尺寸。具体实施时，在构建仿射变换关系之前，可以通过激光测距仪测量所述待融合建筑物的关键线条的长度；或，通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。例如，利用激光测距仪测量所述待融合建筑物内两个距离较远的醒目标志之间的距离，如图3中的门E和门F之间的距离。或者通过精细测量手段，测量所述待融合建筑物的设计图的尺寸，并结合设计图的比例尺计算所述待融合建筑物的关键线条的长度。再或者，通过调用像素地图读取接口，读取所述待融合建筑物的像素地图信息，获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。假设本实施例中，待融合建筑物所处矩形的边长AB为500米，边长AD为200米，则点A和点B之间的直线距离等于500米，点A和点D之间的直线距离等于200米。
所述装置还包括：待融合建筑物方向获取模块(图中未示出)，用于通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的方向。具体实施时，可以通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的方向。通常，建筑物的平面设计图会标注建筑物的方向信息，因此，对应的建筑物的像素地图中也会有建筑物的方向信息。具体实施时，还可以通过对建筑物的设计图纸进行测量确定所述待融合建筑物的方向。例如，待融合建筑物的所处矩形区域的长边AB与正北方向之间的夹角为90度，待融合建筑物的所处矩形区域的短边AD与正北方向之间的夹角为180度。也可以通过调用电子像素地图的接口，通过提取设计线条，进一步确定所述待融合建筑物的方向，即待融合建筑物的所处矩形区域的长边AB与正北方向之间的夹角为90度，待融合建筑物的所处矩形区域的长边与预设方向的夹角，以及，待融合建筑物的所处矩形区域的短边与预设方向的夹角。本实施例中，以获取待融合建筑物的方向为长边与正北方向成90度夹角为例，具体说明参考点的经纬度坐标确定方案。
本申请实施例公开的地图数据融合装置，通过确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；基于所述经纬度坐标、预先获得的所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，解决了现有技术中的地图数据融合方法的存在的融合结果不准确的问题。本申请实施例公开的地图数据融合方法，仅需要人工选择一个参考点，既可以完成像素地图数据到火星坐标系地图数据的融合，减少了人工选择参考点带来的误差，提升了地图数据融合的准确性。本申请通过人工选择一个参考点，并进一步结合待融合建筑物的关键线条的长度和方向确定另外两个参考点的经纬度坐标，然后，通过3个点相互映射的坐标构建变换关系矩阵，使得经过变换关系变化的到的经纬度坐标，符合像素地图的拓扑结构，保证了坐标映射的合法性，从根本上保证了坐标系转换的正确性。
本申请实施例提供的地图数据融合装置，有效降低了人工操作带来的误差。当经纬度坐标相差1度时，对应距离大约在111公里，由人工在第三方地图上选点若小数点后第四位在变动则意味有十米左右的误差，因此，人工选点越多，误差会越大。本申请仅有单一点坐标是通过人工选取的，而建筑物内两点间的距离采用简易的激光测距仪则很容易把精度控制在分米量级，因此，可以更加精确地确定另外两个参考点，有效降低人工选点引入的误差。
相应的，本申请还公开了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例一和实施例二所述的地图数据融合方法。所述电子设备可以为PC机、移动终端、个人数字助理、平板电脑等。
本申请还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请实施例一和实施例二所述的地图数据融合方法的步骤。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本申请提供的一种地图数据融合方法及装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

Claims (11)

1.一种地图数据融合方法，其特征在于，包括：
确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；
基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；
根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标；
其中，所述基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系的步骤，包括：
在像素地图中选择所述待融合建筑物内与所述转换基准点不重叠的至少两个点，所述至少两个点分别与所述转换基准点相连形成关键线条；
根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标；
根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标的步骤，包括：
根据所述关键线条的长度和方向，确定所述至少两个点分别与所述转换基准点之间的直线距离、所述直线距离对应的方向；
将所述转换基准点的经纬度坐标分别沿所述方向平移相应的直线距离，得到所述至少两个点的经纬度坐标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系，包括：
根据不在同一条直线上的三个点的像素坐标和经纬度坐标的映射关系，建立三个方程，表示为其中，T为3*3的仿射变换矩阵，xPixel和yPixel为当前点的像素坐标，lat和lng为所述当前点的经纬度坐标；所述不在同一条直线上的三个点包括：所述转换基准点、所述至少两个点中的两点；
所述根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，包括：
通过公式确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标，其中，T-1为T的转置矩阵。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点；所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系的步骤之前，还包括：
通过激光测距仪测量所述待融合建筑物的关键线条的长度；或，通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的关键线条的长度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系的步骤之前，还包括：
通过所述待融合建筑物的像素地图信息获取所述待融合建筑物的方向。
7.一种地图数据融合装置，其特征在于，包括：
转换基准点坐标映射模块，用于确定像素地图中待融合建筑物内一个转换基准点在火星坐标系地图中的经纬度坐标；
变换关系确定模块，用于基于所述经纬度坐标、所述待融合建筑物的关键线条的长度和方向，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系；
地图数据融合模块，用于根据所述仿射变换关系，确定像素地图中待融合建筑物的像素坐标对应的所述火星坐标系地图中的经纬度坐标；
其中，所述变换关系确定模块包括：
参考点选择单元，用于在像素地图中选择所述待融合建筑物内与所述转换基准点不重叠的至少两个点，所述至少两个点分别与所述转换基准点相连形成关键线条；
参考点经纬度坐标确定单元，用于根据所述转换基准点的经纬度坐标、所述关键线条的长度和方向，分别确定所述至少两个点的经纬度坐标；
变换关系确定单元，用于根据所述转换基准点的经纬度坐标和像素坐标、所述至少两个点的经纬度坐标和像素坐标，构建像素坐标至经纬度坐标的仿射变换关系。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述参考点经纬度坐标确定单元进一步用于：
根据所述关键线条的长度和方向，确定所述至少两个点分别与所述转换基准点之间的直线距离、所述直线距离对应的方向；
将所述转换基准点的经纬度坐标分别沿所述方向平移相应的直线距离，得到所述至少两个点的经纬度坐标。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述转换基准点为所述待融合建筑物所处矩形区域的一个顶点；所述与所述转换基准点不重叠的至少两个点包括所述矩形区域与所述转换基准点相邻的两个顶点。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任意一项所述的地图数据融合方法。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任意一项所述的地图数据融合方法的步骤。
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