WO2021052119A1 - 一种较精确的定位方法和装置 - Google Patents

一种较精确的定位方法和装置 Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to the field of distance measurement, in particular to a more accurate positioning method and device.
  • the present invention provides a more accurate positioning method and device.
  • a database is generated through a camera and a method of collecting GPS data and image information in advance.
  • the image information in the database is retrieved through the camera image frame.
  • the relative position is read or calculated, and superimposed on the GPS information of the target or building to obtain the current GPS information (or position information) of the user terminal.
  • the present invention can determine the current location of the user terminal more accurately, and can at least reduce the dependence on real-time gps information to a certain extent.
  • Another feature of the present invention is to collect the image information of the building or object according to a planned angle and distance.
  • a more accurate positioning device is characterized in that it includes a camera and a software system.
  • the camera is a monocular, binocular or multi-lens camera matched according to the implementation scheme of the software system.
  • the software system is a system for calculating and/or obtaining position or positioning information by recognizing buildings or objects from the camera image frames based on the database.
  • a more accurate positioning method which is characterized in that it includes:
  • Step 1 Collect the GPS information of the building or the subject (or estimate the GPS value of the central location), and collect the various image information of the building or the subject, and store it in the database.
  • Step 2 Identify the building or object according to the camera image frame.
  • Step 3 Calculate or retrieve the relative position of the user terminal relative to the building or the subject based on the image frame information, and use this relative position plus the GPS information of the building or the subject to obtain the current position information of the user terminal.
  • the gps information refers to global positioning information of a ranging navigation satellite.
  • the GPS information at the center of the containment box of the building or the subject can be collected as the GPS information of the building.
  • a method of calculation or calculation or measurement may be used to obtain the GPS information of the building or the target object.
  • a GPS device when collecting the GPS information of the building or the subject, can be deployed at a specific location of the building or the subject (such as the center of the containment box) to collect multiple times
  • the global positioning information of the ranging navigation satellite is synchronized to the database to update the GPS information of the building or subject.
  • the image information when collecting image information of buildings or objects, the image information can be collected once every 1 degree in the horizontal direction (the horizontal circle is 360 degrees), and the shooting distance of the camera can be adjusted. Collect image information multiple times.
  • the collected image information of the building or subject can be stored in several resolutions.
  • a record of the database may be in the form of a primary key, image data (in the case of multiple resolutions), and the angle corresponding to the image data collection (for example, relative to true north). Angle), the relative coordinate information and distance between the camera and the building or object when the image is collected.
  • the convolution information of the image (which may be the result of convolution calculation) can be stored in a record of the database for faster retrieval.
  • a certain change result of the image may be stored in a record of the database for faster retrieval.
  • image data of different resolutions in the database can be used to retrieve from the current image frame, and when the matching situation meets a certain threshold, it is considered that the image has been found.
  • convolution information (which can be the result of convolution calculation) can be generated for the current image frame, and then the convolution information of image data of different resolutions in the database can be used (which can be convolution). The result of the calculation) to search.
  • edge information may be generated for the current image frame, and then the edge information of image data of different resolutions in the database may be used for searching.
  • the method for obtaining relative coordinate information may be to read the relative coordinate information from a database.
  • the method for obtaining relative coordinate information may be to read the relative distance from the database, and then calculate the relative coordinate information according to the angle value stored in the database.
  • the method of obtaining relative coordinate information may be calculated by binocular distance measurement, and the relative position information may be calculated in combination with the angle value stored in the database.
  • the calculated or retrieved relative position can be converted into GPS information, and then the GPS information of the building or the subject can be added.
  • Step 1 Measure the containment box of the building, calculate the center of the containment box, and use the drone to fly over the center of the containment box of the building to obtain gps information.
  • Step 2 Shooting buildings from various angles (one degree each), and shooting buildings at different distances, collecting image information, and generating database records of relative position information and gps information, convolution results, and angle information.
  • the GPS information of the current position when the image information is collected can be used to make a difference with the GPS information of the building or the subject to obtain relative position information.
  • Step 3 Identify the image record with the maximum matching rate, and obtain the distance, relative position information, and angle information in the database record.
  • Step 1 Measure the containment box of the building, calculate the center of the containment box, and use the drone to fly over the center of the containment box of the building to obtain gps information.
  • Step 2 Shooting buildings from various angles (one degree each), and shooting buildings at different distances, collecting image information, and generating database records of relative position information and gps information, convolution results, and angle information.
  • the GPS information of the current position when the image information is collected can be used to make a difference with the GPS information of the building or the subject to obtain relative position information.
  • Step 3 Identify the image record with the maximum matching rate, and obtain the distance, relative position information, and angle information.
  • Step 4 Calculate the relative distance and/or relative position information according to the binocular camera, and use the angle information and relative position information in the database to make corrections.

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Abstract

一种较精确的定位方法和装置，其特征在于，包括：摄像头，软件系统。所述摄像头是依照所述软件系统的实现方案来搭配的单目，双目或多目摄像头。所述软件系统是根据数据库从摄像头图像帧识别出建筑物或标的物来计算和\或获得位置或定位信息的系统。可以较精确的确定用户端当前的位置，通过预设数据库的方法能够至少一定程度上降低对实时GPS信息的依赖性。

Description

一种较精确的定位方法和装置 技术领域
本发明涉及测距领域，具体涉及一种较精确的定位方法和装置。
背景技术
本发明提供一种较精确的定位方法和装置，通过摄像头和事先采集gps数据和图像信息的方法，生成一个数据库，在实际测距过程中，通过摄像头图像帧来检索出数据库中的图像信息，之后读取或计算出相对位置，叠加到标的物或建筑物的gps信息上以获得用户端当前的gps信息(或者说位置信息)。本发明可以较精确的确定用户端当前的位置，能够至少一定程度上降低对实时gps信息的依赖性。本发明的另一个特点是按照有计划的角度和远近来收集所述建筑物或标的物的图像信息。
发明内容
一种较精确的定位装置，其特征在于，包括：摄像头，软件系统。
所述摄像头是依照所述软件系统的实现方案来搭配的单目，双目或多目摄像头。
所述软件系统是根据数据库从摄像头图像帧识别出建筑物或标的物来计算和\或获得位置或定位信息的系统。
一种较精确的定位方法，其特征在于，包括：
步骤一：收集建筑物或标的物的gps信息(或估算中心位置的gps值)，以及收集建筑物或标的物的各种样子的图像信息，储存到数据库中。
步骤二：根据摄像头图像帧来识别出建筑物或标的物。
步骤三：根据图像帧信息计算出或检索到用户端相对于建筑物或标的物的相对位置，用这个相对位置加上所述建筑物或标的物的gps信息就是用户端当前的位置信息。
优选地，所述gps信息是指测距导航卫星的全球定位信息。
优选地，作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物gps信息时，可以收集这个建筑物或标的物的包容盒的中心的gps信息来做为这个建筑物的gps信息。
进一步地，作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物gps信息时， 可以采用计算或者推算或者测量的方法来获得所述建筑物或标的物gps信息。
可选地，作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物gps信息时，可以部署一个gps设备在建筑物或标的物的某个特定位置(例如包容盒的中心)来多次采集测距导航卫星的全球定位信息，并同步到数据库中，以更新此建筑物或标的物的gps信息。
优选地，作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物的图像信息时，可以水平方向每个1度(水平圆是360度)收集一次图像信息，并可以调整相机的拍摄远近来多次收集图像信息。
优选地，作为一种可选的实施方式，可以将收集到的建筑物或标的物的图像信息存成几种分辨率。
优选地，作为一种可选的实施方式，所述数据库的一条记录的形式可以是主键、图像数据(多项分辨率的情况)、图像数据采集时对应的角度(例如相对于正北方向的角度)、收集图像时相机与所述建筑物或标的物的相对坐标信息和距离。
进一步地，作为一种可选的实施方式，可以在所述数据库的一条记录中储存图像的卷积信息(可以是卷积计算的结果)以便更快速的检索。
进一步地，作为一种可选的实施方式，可以在所述数据库的一条记录中储存图像的某种变化结果(例如边缘信息等)以便更快速的进行检索。
优选地，作为一种可选的实施方式，可以使用数据库中不同分辨率的图像数据来从当前图像帧中检索，当匹配情况满足某一阈值时，认为找到了此图像。
优选地，作为一种可选的实施方式，可以对当前图像帧生成卷积信息(可以是卷积计算的结果)，之后使用数据库中不同分辨率的图像数据的卷积信息(可以是卷积计算的结果)来进行搜索。
优选地，作为一种可选的实施方式，可以对当前图像帧生成边缘信息，之后使用数据库中不同分辨率的图像数据的边缘信息来进行搜索。
优选地，作为一种可选的实施方式，单目摄像头时，获得相对坐标信息的方法可以是从数据库中读取出相对坐标信息。
优选地，作为一种可选的实施方式，单目摄像头时，获得相对坐标信息的方法可以是从数据库中读取出相对距离，然后按照数据库中存储的角度值计算 出相对坐标信息。
优选地，作为一种可选的实施方式，双目摄像头时，获得相对坐标信息的方法可以是通过双目测距计算得到的，并可以结合数据库中储存的角度值来计算得到相对位置信息。
优选地，作为一种可选的实施方式，可以将计算出或检索到的相对位置换算成gps信息，然后加上所述建筑物或标的物的gps信息。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
步骤1：测量建筑物的包容盒，计算包容盒的中心，可以使用无人机飞到建筑物的包容盒中心的上空获取gps信息。
步骤2：各个角度(可以每个1度)拍摄建筑物，并且可以在不同距离下拍摄建筑物，采集图像信息、并生成相对位置信息与gps信息、卷积结果和角度信息的数据库记录。
进一步地，可以使用当前采集图像信息时的位置的gps信息来与建筑物或标的物的gps信息做差来获得相对位置信息。
步骤3：识别出最大匹配率的图像记录，获取数据库记录中的距离、相对位置信息和角度信息。
实施例2
步骤1：测量建筑物的包容盒，计算包容盒的中心，可以使用无人机飞到建筑物的包容盒中心的上空获取gps信息。
步骤2：各个角度(可以每个1度)拍摄建筑物，并且可以在不同距离下拍摄建筑物，采集图像信息、并生成相对位置信息与gps信息、卷积结果和角度信息的数据库记录。
进一步地，可以使用当前采集图像信息时的位置的gps信息来与建筑物或标的物的gps信息做差来获得相对位置信息。
步骤3：识别出最大匹配率的图像记录，获取其中的距离、相对位置信息和角度信息。
步骤4：根据双目摄像头计算相对距离和\或相对位置信息，并可以使用 数据库中的角度信息和相对位置信息进行修正。
以上是本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不应局限于此。任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此本发明的保护范围应以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (7)

  1. 一种较精确的定位装置，其特征在于，包括：摄像头，软件系统；
    所述摄像头是依照所述软件系统的实现方案来搭配的单目，双目或多目摄像头；所述软件系统是根据数据库从摄像头图像帧识别出建筑物或标的物来计算和\或获得位置或定位信息的系统。
  2. 一种较精确的定位方法，其特征在于，包括：
    步骤一：收集建筑物或标的物的gps信息(或估算中心位置的gps值)，以及收集建筑物或标的物的各种样子的图像信息，储存到数据库中；
    步骤二：根据摄像头图像帧来识别出建筑物或标的物；
    步骤三：根据图像帧信息计算出或检索到用户端相对于建筑物或标的物的相对位置，用这个相对位置加上所述建筑物或标的物的gps信息就是用户端当前的位置信息。
  3. 根据权利要求2所述的“步骤一”，其特征在于，收集建筑物或标的物的gps信息(或估算中心位置的gps值)，以及收集建筑物或标的物的各种样子的图像信息，储存到数据库中，包括：
    作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物gps信息时，可以收集这个建筑物或标的物的包容盒的中心的gps信息来做为这个建筑物的gps信息；
    进一步地，作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物gps信息时，可以采用计算或者推算或者测量的方法来获得所述建筑物或标的物gps信息；
    作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物gps信息时，可以部署一个gps设备在建筑物或标的物的某个特定位置(例如包容盒的中心)来多次采集测距导航卫星的全球定位信息(gps信息)，并同步到数据库中，以更新此建筑物或标的物的gps信息；
    作为一种可选的实施方式，收集建筑物或标的物的图像信息时，可以水平方向每个1度(水平圆是360度)收集一次图像信息，并可以调整相机的拍摄远近来多次收集图像信息；
    作为一种可选的实施方式，可以将收集到的建筑物或标的物的图像信息存成几种分辨率；
    作为一种可选的实施方式，所述数据库的一条记录的形式可以是主键、图像数据(多项分辨率的情况)、图像数据采集时对应的角度(例如相对于正北方向的角 度)、收集图像时相机与所述建筑物或标的物的相对坐标信息和距离；
    进一步地，作为一种可选的实施方式，可以在所述数据库的一条记录中储存图像的卷积信息(可以是卷积计算的结果)以便更快速的检索；
    进一步地，作为一种可选的实施方式，可以在所述数据库的一条记录中储存图像的某种变化结果(例如边缘信息等)以便更快速的进行检索。
  4. 根据权利要求2所述的“步骤二”，其特征在于，根据摄像头图像帧来识别出建筑物或标的物，包括：
    作为一种可选的实施方式，可以使用数据库中不同分辨率的图像数据来从当前图像帧中检索，当匹配情况满足某一阈值时，认为找到了此图像；
    作为一种可选的实施方式，可以对当前图像帧生成卷积信息(可以是卷积计算的结果)，之后使用数据库中不同分辨率的图像数据的卷积信息(可以是卷积计算的结果)来进行搜索；
    作为一种可选的实施方式，可以对当前图像帧生成边缘信息，之后使用数据库中不同分辨率的图像数据的边缘信息来进行搜索。
  5. 根据权利要求2所述的“步骤三”，其特征在于，根据图像帧信息计算出或检索到用户端相对于建筑物或标的物的相对位置，用这个相对位置加上所述建筑物或标的物的gps信息就是用户端当前的位置信息，包括：
    作为一种可选的实施方式，单目摄像头时，获得相对坐标信息的方法可以是从数据库中读取出相对坐标信息；
    作为一种可选的实施方式，单目摄像头时，获得相对坐标信息的方法可以是从数据库中读取出相对距离，然后按照数据库中存储的角度值计算出相对坐标信息；作为一种可选的实施方式，双目摄像头时，获得相对坐标信息的方法可以是通过双目测距计算得到的，并可以结合数据库中储存的角度值来计算得到相对位置信息；
    作为一种可选的实施方式，可以将计算出或检索到的相对位置换算成gps信息，然后加上所述建筑物或标的物的gps信息。
  6. 一种计算机可读写介质，其上存储有计算机程序和相关数据，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现本发明的相关计算功能和内容。
  7. 一种电子设备，其特征在于，包括：
    一个或多个处理器；
    一个或多个显卡(可选)；
    存储装置，用于存储一个或多个程序。
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