CN109376208A - 一种基于智能终端的定位方法、系统、存储介质及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于智能终端的定位方法、系统、存储设备及介质，其方法包括获取智能终端利用其摄像头拍摄的周围建筑物，生成参考图像,确定智能终端的粗略位置以及目标搜索区域，获取目标搜索区域中建筑物的特征点信息；对参考图像进行处理,生成特征点信息，并根据特征点信息与目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；根据目标建筑物对应的特征点信息和预先获取的智能终端摄像头参数信息确定智能终端的精确位置。本发明通过智能终端获取的粗略位置信息确定智能终端的粗略位置和目标搜索区域，再通过智能终端拍摄周围建筑物的图像信息，结合城市三维地图在目标搜索区域中准确地确定智能终端所在位置，实现高精度定位。
Description
技术领域
本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于智能终端的定位方法、系统、存储介质及设备。
背景技术
现今主流定位的方法是通过导航卫星进行定位，目前常见的定位方法是通过导航卫星进行手机定位而确定用户位置，但这项技术在实践应用中经常会遇到遮蔽，导致不能准确的定位使用者的位置，只能知道该用户的大致区域。在一些高精度定位的场合，包含汽车的无人驾驶中，因为遮蔽或者隧道涵洞卫星定位系统信号弱，不能满足定位要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于智能终端的定位方法、系统、存储介质及设备。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于智能终端的定位方法，包括如下步骤:
步骤1:获取智能终端利用其摄像头拍摄的周围建筑物，生成参考图像,并同步获取智能终端所在位置的粗略位置信息；
步骤2:根据所述粗略位置信息在预先存储的城市三维地图中确定智能终端的粗略位置，并根据所述粗略位置在所述城市三维地图中确定目标搜索区域，获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息；
步骤3：对所述参考图像进行特征提取处理,生成特征点信息，并根据所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；
步骤4：根据所述目标建筑物对应的特征点信息和预先获取的智能终端摄像头参数信息确定智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置，完成定位。
本发明的有益效果是：本发明的基于智能终端的定位方法，通过获取智能终端获取的粗略位置信息对智能终端所在位置进行粗略定位，并确定目标搜索区域，再通过智能终端拍摄周围建筑物的图像信息，结合城市三维地图在目标搜索区域中准确地确定智能终端所在位置，实现高精度定位。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步：所述步骤2中，所述目标搜索区域具体为：
以智能终端的粗略位置为球心，以预设长度为半径的球形区域。
上述进一步方案的有益效果是：通过以智能终端的粗略位置为球心，与预设长度为半径的球形区域，可以涵盖智能终端所在的精确位置，并且便于锁销搜索区域，更快更精确的确定制定终端的精确位置，大大提高搜索效率和定位精度。
进一步：所述步骤3的具体实现为：
步骤31：采用图像特征提取算法对所述参考图像信息进行特征提取处理,生成特征点信息；
步骤32：将所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配，并将与所述特征点信息相匹配的建筑物确定为目标建筑物。
上述进一步方案的有益效果是：通过所述对所述参考图像信息进行特征提取处理，可以准确地提取所述参考图像信息中的特征点信息，便于根据所述参考图像信息中的特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配来精确的确定所述参考图像对应的目标建筑物，算法渐变，并且匹配结果准确。
进一步：所述步骤1中还包括：
利用智能终端摄像头拍摄周围建筑物，并生成校正图像，其中，所述参考图像与所述校正图像的拍摄角度不同；
所述步骤32中，当得到与所述特征点信息相匹配的建筑物有多个时，根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的粗差，得到目标建筑物。
上述进一步方案的有益效果是：通过校正图像，可以作为对与所述特征点信息相匹配的建筑物中的非目标建筑物进行剔除，保证最后得到的目标建筑物准确无误，提高定位精度。
进一步：所述步骤4具体实现为：
根据所述目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息建立共线方程，求解所述共线方程，得到智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置；其中，所述特征点信息包括至少三个特征点。
上述进一步方案的有益效果是：通过目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息即可比较方便的解算出智能终端的精确位置。
本发明还提供了一种基于智能终端的定位系统，包括获取模块、目标搜索区域模块、处理模块和定位模块；
所述获取模块，用于获取智能终端利用其摄像头拍摄周的围建筑物，生成参考图像,并同步获取智能终端所在位置的粗略位置信息，还用于预先获取智能终端摄像头参数信息；
所述目标搜索区域模块，用于根据所述粗略位置信息在预先存储的城市三维地图中确定智能终端的粗略位置，并根据所述粗略位置在所述城市三维地图中确定目标搜索区域，获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息；
所述处理模块，用于对所述参考图像进行特征提取处理,生成特征点信息，并根据所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；
所述定位模块，用于根据所述目标建筑物对应的特征点信息和所述智能终端摄像头参数信息确定智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置。
本发明的基于智能终端的定位系统，通过获取智能终端获取的粗略位置信息对智能终端所在位置进行粗略定位，并确定目标搜索区域，再通过智能终端拍摄周围建筑物的图像信息，结合城市三维地图在目标搜索区域中准确地确定智能终端所在位置，实现高精度定位。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：
进一步：所述目标搜索区域具体为：以智能终端的粗略位置为球心，以预设长度为半径的球形区域。
上述进一步方案的有益效果是：通过以智能终端的粗略位置为球心，与预设长度为半径的球形区域，可以涵盖智能终端所在的精确位置，并且便于锁销搜索区域，更快更精确的确定制定终端的精确位置，大大提高搜索效率和定位精度。
进一步：所述获取模块还用于利用智能终端获取其摄像头拍摄的周围建筑物，并生成校正图像，其中，所述参考图像与所述校正图像的拍摄角度不同；
当得到与所述特征点信息相匹配的建筑物有多个时，根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的粗差，得到目标建筑物。
上述进一步方案的有益效果是：通过校正图像，可以作为对与所述特征点信息相匹配的建筑物中的非目标建筑物进行剔除，保证最后得到的目标建筑物准确无误，提高定位精度。
本发明还提供了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，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的基于智能终端的定位方法。
本发明还提供了一种基于智能终端的定位设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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所述的基于智能终端的定位方法的步骤。
附图说明
图1为本发明的基于智能终端的定位方法流程示意图；
图2为本发明的基于智能终端的定位系统结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种基于智能终端的定位方法，包括如下步骤:
步骤1:获取智能终端利用其摄像头拍摄的周围建筑物，生成参考图像,并同步获取智能终端所在位置的粗略位置信息；
步骤2:根据所述粗略位置信息在预先存储的城市三维地图中确定智能终端的粗略位置，并根据所述粗略位置在所述城市三维地图中确定目标搜索区域，获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息；
步骤3：对所述参考图像进行特征提取处理,生成特征点信息，并根据所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；
步骤4：根据所述目标建筑物对应的特征点信息和预先获取的智能终端摄像头参数信息确定智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置，完成定位。
本发明的基于智能终端的定位方法，通过获取智能终端获取的粗略位置信息对智能终端所在位置进行粗略定位，并确定目标搜索区域，再通过智能终端拍摄周围建筑物的图像信息，结合城市三维地图(包含隧道、涵洞等遮蔽区域)在目标搜索区域中准确地确定智能终端所在位置，实现高精度定位。
在本发明提供的实施例中，通过获取智能终端摄像头拍摄周围的任一建筑物，生成参考图像信息即可。但是，为了提高定位效率和定位准确度，实际中可以选择周围建筑物中比较显眼或者比较独特的进行拍摄，这样，在后续可以根据参考图像快速准确地在特征提取处理和特征点匹配时更加快速准确。
在本发明提供的实施例中，所述步骤1中，通过智能终端结合卫星定位系统即可确定智能终端的粗略位置，进而确定目标搜索区域。
在本发明提供的实施例中，所述步骤2中，所述目标搜索区域具体为：
以智能终端的粗略位置为球心，与预设长度为半径的球形区域。
通过以智能终端的粗略位置为球心，与预设长度为半径的球形区域，可以涵盖智能终端所在的精确位置，并且便于锁销搜索区域，更快更精确的确定制定终端的精确位置，大大提高搜索效率和定位精度。
当然，实际中，也可以以其他方式确定目标搜索区域，比如以智能终端的粗略位置为中心，以设定长度为边长的正方体区域等等，本发明中不做任何限定。
在本发明提供的实施例中，所述步骤2中，根据城市三维地图获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息。
在本发明提供的实施例中，所述步骤3的具体实现为：
步骤31：采用图像特征提取算法对所述参考图像信息进行特征提取处理,生成特征点信息；
步骤32：将所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配，并将与所述特征点信息相匹配的建筑物确定为目标建筑物。
通过所述对所述参考图像信息进行特征提取处理，可以准确地提取所述参考图像信息中的特征点信息，便于根据所述参考图像信息中的特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配来精确的确定所述参考图像对应的目标建筑物，算法渐变，并且匹配结果准确。这里,所述图像特征提取算法可以采用sift等常用的图像特征提取算法,本发明中不做任何限定。
优选地，在本发明提供的实施例中，所述步骤1中还包括：
利用智能终端摄像头拍摄周围建筑物，并生成校正图像，其中，所述参考图像与所述校正图像的拍摄角度不同；
所述步骤32中，当得到与所述特征点信息相匹配的建筑物有多个时，根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的粗差，得到目标建筑物。
通过校正图像，可以作为对与所述特征点信息相匹配的建筑物中的非目标建筑物进行剔除，保证最后得到的目标建筑物准确无误，提高定位精度。
需要指出的是，实际中，智能终端通常会有先后两个摄像头，此时，为了操作方便以及排除其他外在因素的干扰，可以直接切换先后摄像头分别获取所述参考图像和校正图像，这样在完成参考图像对应的特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配后，可以直接根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的非目标建筑物，得到精确的目标建筑物。如果智能终端没有两个摄像头，则可以在拍摄完参考图像信息后，更换拍摄方位，获取位于另一个方位的另一建筑物或者另一个方位的同一建筑物的不同图像即可，当然，此时也最好能选择周围建筑物中比较显眼或者比较独特的进行拍摄，原因如上述参考图像所述，这里不再赘述。
在本发明提供的实施例中，所述步骤4具体实现为：
根据所述目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息建立共线方程，求解所述共线方程，得到智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置；其中，所述特征点信息包括至少三个特征点。
通过目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息即可比较方便的解算出智能终端的精确位置。
这里，所述特征点信息优选采用上述步骤31中的包括多个特征点的特征信息，这样无需在确定目标建筑物后重新获取目标建筑物的特征点，非常方便。当然也可以重新获取目标建筑物的特征点，只不过会略显麻烦。
本发明实施例的基于智能终端的定位方法，可以针对比较显眼的建筑物(比如具有较高高度的建筑物、具有比较独特的位置的桥梁等)进行定位，也可以对于一些不太显眼甚至比较遮蔽的建筑物(比如穿过山体的隧道、涵洞等)进行定位，应用范围非常广泛。
如图2所示，本发明还提供了一种基于智能终端的定位系统，包括服务器、目标搜索区域模块、处理模块和定位模块；
所述获取模块，用于利用智能终端获取其摄像头拍摄的周围建筑物，生成参考图像,并同步获取智能终端所在位置的粗略位置信息，还用于预先获取智能终端摄像头参数信息；
所述目标搜索区域模块，用于根据所述粗略位置信息在预先存储的城市三维地图中确定智能终端的粗略位置，并根据所述粗略位置在所述城市三维地图中确定目标搜索区域，获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息；
所述处理模块，用于对所述参考图像进行特征提取处理,生成特征点信息，并根据所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；
所述定位模块，用于根据所述目标建筑物对应的特征点信息和所述智能终端摄像头参数信息确定智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置。
本发明的基于智能终端的定位系统，通过获取智能终端获取的粗略位置信息对智能终端所在位置进行粗略定位，并确定目标搜索区域，再通过智能终端拍摄周围建筑物的图像信息，结合城市三维地图在目标搜索区域中准确地确定智能终端所在位置，实现高精度定位。
在本发明提供的实施例中，所述目标搜索区域具体为：以智能终端的粗略位置为球心，与预设长度为半径的球形区域。通过以智能终端的粗略位置为球心，与预设长度为半径的球形区域，可以涵盖智能终端所在的精确位置，并且便于锁销搜索区域，更快更精确的确定制定终端的精确位置，大大提高搜索效率和定位精度。
在本发明提供的实施例中，所述处理模块确定目标建筑物具体包括：采用sift算法或其它常用类似算法等图像特征提取算法对所述参考图像信息进行特征提取处理,生成特征点信息；将所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配，并将与所述特征点信息相匹配的建筑物确定为目标建筑物。通过所述对所述参考图像信息进行特征提取处理，可以准确地提取所述参考图像信息中的特征点信息，便于根据所述参考图像信息中的特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配来精确的确定所述参考图像对应的目标建筑物，算法渐变，并且匹配结果准确。
优选地，在本发明提供的实施例中，所述获取模块还用于利用智能终端获取其摄像头拍摄的周围建筑物，并生成校正图像，其中，所述参考图像与所述校正图像的拍摄角度不同；当得到与所述特征点信息相匹配的建筑物有多个时，根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的粗差，得到目标建筑物。通过校正图像，可以作为对与所述特征点信息相匹配的建筑物中的非目标建筑物进行剔除，保证最后得到的目标建筑物准确无误，提高定位精度。
在本发明提供的实施例中，所述定位模块具体用于：根据所述目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息建立共线方程，求解所述共线方程，得到智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置；其中，所述特征点信息包括至少三个特征点。通过目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息即可比较方便的解算出智能终端的精确位置。
本发明还提供了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，所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的基于智能终端的定位方法。
本发明还提供了一种基于智能终端的定位设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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所述的基于智能终端的定位方法的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于智能终端的定位方法，其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:获取智能终端利用其摄像头拍摄的周围建筑物，生成参考图像,并同步获取智能终端所在位置的粗略位置信息；
步骤2:根据所述粗略位置信息在预先存储的城市三维地图中确定智能终端的粗略位置，并根据所述粗略位置在所述城市三维地图中确定目标搜索区域，获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息；
步骤3：对所述参考图像进行特征提取处理,生成特征点信息，并根据所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；
步骤4：根据所述目标建筑物对应的特征点信息和预先获取的智能终端摄像头参数信息确定智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置，完成定位。
2.根据权利要求1所述的基于智能终端的定位方法，其特征在于：所述步骤2中，所述目标搜索区域具体为：
以智能终端的粗略位置为球心，以预设长度为半径的球形区域。
3.根据权利要求1所述的基于智能终端的定位方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现为：
步骤31：采用图像特征提取算法对所述参考图像信息进行特征提取处理,生成特征点信息；
步骤32：将所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息进行特征点匹配，并将与所述特征点信息相匹配的建筑物确定为目标建筑物。
4.根据权利要求3所述的基于智能终端的定位方法，其特征在于：所述步骤1中还包括：
利用智能终端摄像头拍摄周围建筑物，并生成校正图像，其中，所述参考图像与所述校正图像的拍摄角度不同；
所述步骤32中，当得到与所述特征点信息相匹配的建筑物有多个时，根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的粗差，得到目标建筑物。
5.根据权利要求1至4任一项所述的基于智能终端的定位方法，其特征在于：所述步骤4具体实现为：
根据所述目标建筑物对应的特征点信息和智能终端摄像头参数信息建立共线方程，求解所述共线方程，得到智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置；
其中，所述特征点信息包括至少三个特征点。
6.一种基于智能终端的定位系统，其特征在于：包括获取模块、目标搜索区域模块、处理模块和定位模块；
所述获取模块，用于获取智能终端利用其摄像头拍摄的周围建筑物，生成参考图像,并同步获取智能终端所在位置的粗略位置信息，还用于预先获取智能终端摄像头参数信息；
所述目标搜索区域模块，用于根据所述粗略位置信息在预先存储(本地或远程发布)的城市三维地图中确定智能终端的粗略位置，并根据所述粗略位置在所述城市三维地图中确定目标搜索区域，获取所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息；
所述处理模块，用于对所述参考图像进行特征提取处理,生成特征点信息，并根据所述特征点信息与所述目标搜索区域中建筑物的特征点信息确定目标建筑物；
所述定位模块，用于根据所述目标建筑物对应的特征点信息和所述智能终端摄像头参数信息确定智能终端在所述目标搜索区域内的精确位置。
7.根据权利要求6所述的基于智能终端的定位系统，其特征在于：所述目标搜索区域具体为：以智能终端的粗略位置为球心，以预设长度为半径的球形区域。
8.根据权利要求6或7所述的基于智能终端的定位系统，其特征在于：所述获取模块还用于利用智能终端获取其摄像头拍摄的周围建筑物，并生成校正图像，其中，所述参考图像与所述校正图像的拍摄角度不同；
当得到与所述特征点信息相匹配的建筑物有多个时，根据所述校正图像剔除与所述特征点信息相匹配的建筑物中的粗差，得到目标建筑物。
9.一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，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-5任一项所述的基于智能终端的定位方法。
10.一种基于智能终端的定位设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述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权利要求1至5任一项所述的基于智能终端的定位方法的步骤。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190222 |