CN112150907A

CN112150907A - 一种基于地球纹理构建地图的方法及应用

Info

Publication number: CN112150907A
Application number: CN201910984339.2A
Authority: CN
Inventors: 王博
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-12-29

Abstract

本发明公开了一种基于地球纹理构建地图的方法及应用。涉及构建地图、定位、导航技术领域。现有的地图、定位、导航，依赖于卫星定位系统的服务，在有些地方无法进行定位、导航。本发明所说的地球纹理，是指固定于地球表面或地球里面的各种微观纹理和宏观纹理。这些有固定位置的地球纹理，如同鼠标垫的纹理，可以用设备识别加以利用，构建成地球纹理地图，以地球纹理为参照物，让运动中的物体，获得高精度定位、导航。在使用地图时，利用摄像机、毫米波雷达、和或其他所有电磁波的探测仪器设备，获取当前被定位位置的地球纹理信息，以此纹理信息同已经保存在计算机数据库中的地球纹理信息进行比对，经过计算实现定位和导航。

Description

一种基于地球纹理构建地图的方法及应用

技术领域

本发明公开了一种基于地球纹理构建地图的方法及应用。涉及构建地图、定位、导航技术领域。

背景技术

目前，现有的构建地图、定位、导航，依赖于卫星定位系统的定位服务。在有些地方，由于卫星信号被遮挡，被定位设备接收不到卫星信号，无法进行定位、导航，例如：室内、地下车库等。卫星定位系统的定位精度不高，严重影响高精度定位需求的应用，例如：汽车无人驾驶。现有地图依赖卫星定位系统，而卫星定位系统受人控制，可随意更改定位数据，这将造成严重错误，甚至是致命的错误。

发明内容

本发明公开了一种基于地球纹理构建地图的方法及应用。本发明所说的地球纹理，是指固定于地球表面或地球里面的各种微观纹理和宏观纹理。可以是二维平面纹理，也可以是三维立体纹理。类似于指纹、掌纹、眼角膜、虹膜、脸部形状、鼠标垫的纹理。例如：道路上的沥青、石头、沙子组合形成的纹理；沥青、石头、沙子本身表面固有的微观纹理；整条道路的路线形状形成的宏观纹理；地板砖、木地板、水泥地板、硬土地、草坪等，它们都有各自的微观纹理和宏观纹理；地下各种金属管道、电线电缆、钢筋、光缆、隧道、缝隙、空洞等形成的纹理；建筑物外观形状形成的纹理；海洋水下的海沟、海底山脉、珊瑚礁形成的纹理；陆地上的山脉、河流、草原、植物等形成的纹理。以上这些地球纹理都有宏观纹理和微观纹理。本发明所说的地球纹理不限于以上列举的纹理，还包括所有能用仪器设备探测识别到的各种纹理。

这些有固定位置的地球纹理 (如同鼠标垫的纹理，可用于鼠标的运动定位)，可以用各种仪器设备识别加以利用，构建成地球纹理地图，以地球纹理为参照物，让运动中的物体，获得高精度定位、导航。

具体实施方式

获取和保存地球纹理时，可利用摄像机、照相机、3D扫描仪、红外相机、毫米波雷达、激光雷达，和或其他可见光、不可见光、以及所有电磁波的探测仪器设备，用于探测地球的各种纹理，将这些二维和或三维的地球纹理，以二维或三维形式链接、拼接，构建成地球纹理地图。地球纹理地图的构建范围可以是整个地球，可以是某个区域或某些区域，也可以是某个类别或某些类别。例如：洲、国家、省、市、区、县、镇、村、组、小区、房屋、海洋、河流、草原、山脉、平原、高原、沙漠、道路、铁路、水渠、湖泊、室内、隧道、矿井、洞穴、水下、高楼各楼层、地下车库等。将各种区域和或类别的地球纹理，单独或组合构建成地球纹理地图，用数字化数据形式保存在计算机数据库中，以方便使用。

地球纹理地图的精度极高，且可以自由设定。例如：道路和地板的纹理地图精度可以设置为1毫米，或0.01毫米，甚至更精密刻度。这种高精度纹理构建的地图，可用于车辆及其他交通工具或人或其他物体的定位。通过计算机软件计算，可以快速得到被定位人或物体的方位角、仰角、倾斜度、速度、加速度等，各种姿态和动态数据。这些数据有助于车辆和其他交通工具的自动驾驶和无人驾驶，还可以用于室内定位、地下车库定位，实现行人、交通工具的高精度定位和导航。

在使用地球纹理地图定位和导航时，不需要卫星定位系统提供的服务，地球纹理地图可以独自完成位置定位和导航，而且没有空间限制，特别是在室内、隧道、水下、矿井、洞穴、地铁、地下车库、高楼各楼层等，均可使用，而以上这些地方是卫星定位系统的盲区，因为卫星的信号发射不到这些有遮挡物的地方。

在使用地球纹理地图定位时，利用摄像机、照相机、3D扫描仪、红外相机、毫米波雷达、激光雷达，和或其他可见光、不可见光、以及所有电磁波的探测仪器设备，获取真实世界当前被定位人或物体所在位置的地球纹理信息，以此纹理信息同已经保存在计算机数据库中的地球纹理信息进行比对，经过计算就可以快速高精度的定位人或物体，实现定位和导航。

本发明，地球纹理地图的使用场景不限于以上举例，还可以用于各种场景，例如：AR、VR、游戏、真人游戏，甚至是月球、火星等其他天体均可使用。

Claims

1.一种基于地球纹理构建地图的方法及应用，其特征在于，基于地球纹理构建地图，所说的地球纹理，是指固定于地球表面或地球里面的各种微观纹理和宏观纹理，可以是二维平面纹理，也可以是三维立体纹理，类似于指纹、掌纹、眼角膜、虹膜、脸部形状、鼠标垫的纹理，例如：道路上的沥青、石头、沙子组合形成的纹理；沥青、石头、沙子本身表面固有的微观纹理；整条道路的路线形状形成的宏观纹理；地板砖、木地板、水泥地板、硬土地、草坪等，它们都有各自的微观纹理和宏观纹理；地下各种金属管道、电线电缆、钢筋、光缆、隧道、缝隙、空洞等形成的纹理；建筑物外观形状形成的纹理；海洋水下的海沟、海底山脉、珊瑚礁形成的纹理；陆地上的山脉、河流、草原、植物等形成的纹理，以上这些地球纹理都有宏观纹理和微观纹理，本发明所说的地球纹理不限于以上列举的纹理，还包括所有能用仪器设备探测识别到的各种纹理。

2.这些有固定位置的地球纹理 (如同鼠标垫的纹理，可用于鼠标的运动定位)，可以用各种仪器设备识别加以利用，构建成地球纹理地图，以地球纹理为参照物，让运动中的物体，获得高精度定位、导航。

3.如权利要求1所述的一种基于地球纹理构建地图的方法及应用，其特征在于，获取和保存地球纹理时，可利用摄像机、照相机、3D扫描仪、红外相机、毫米波雷达、激光雷达，和或其他可见光、不可见光、以及所有电磁波的探测仪器设备，用于探测地球的各种纹理，将这些二维和或三维的地球纹理，以二维或三维形式链接、拼接，构建成地球纹理地图，地球纹理地图的构建范围可以是整个地球，可以是某个区域或某些区域，也可以是某个类别或某些类别，例如：洲、国家、省、市、区、县、镇、村、组、小区、房屋、海洋、河流、草原、山脉、平原、高原、沙漠、道路、铁路、水渠、湖泊、室内、隧道、矿井、洞穴、水下、高楼各楼层、地下车库等，将各种区域和或类别的地球纹理，单独或组合构建成地球纹理地图，用数字化数据形式保存在计算机数据库中，以方便使用。

4.如权利要求1所述的一种基于地球纹理构建地图的方法及应用，其特征在于，地球纹理地图的精度极高，且可以自由设定，例如：道路和地板的纹理地图精度可以设置为1毫米，或0.01毫米，甚至更精密刻度，这种高精度纹理构建的地图，可用于车辆及其他交通工具或人或其他物体的定位，通过计算机软件计算，可以快速得到被定位人或物体的方位角、仰角、倾斜度、速度、加速度等，各种姿态和动态数据，这些数据有助于车辆和其他交通工具的自动驾驶和无人驾驶，还可以用于室内定位、地下车库定位，实现行人、交通工具的高精度定位和导航，在使用地球纹理地图定位和导航时，不需要卫星定位系统提供的服务，地球纹理地图可以独自完成位置定位和导航，而且没有空间限制，特别是在室内、隧道、水下、矿井、洞穴、地铁、地下车库、高楼各楼层等，均可使用，而以上这些地方是卫星定位系统的盲区，因为卫星的信号发射不到这些有遮挡物的地方。

5.如权利要求1所述的一种基于地球纹理构建地图的方法及应用，其特征在于，在使用地球纹理地图定位时，利用摄像机、照相机、3D扫描仪、红外相机、毫米波雷达、激光雷达，和或其他可见光、不可见光、以及所有电磁波的探测仪器设备，获取真实世界当前被定位人或物体所在位置的地球纹理信息，以此纹理信息同已经保存在计算机数据库中的地球纹理信息进行比对，经过计算就可以快速高精度的定位人或物体，实现定位和导航。

6.如权利要求1所述的一种基于地球纹理构建地图的方法及应用，其特征在于，本发明，地球纹理地图的使用场景不限于以上举例，还可以用于各种场景，例如：AR、VR、游戏、真人游戏，甚至是月球、火星等其他天体均可使用。