用于装置定位的引导几何结构提取制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于确定终端用户装置(例如，交通工具、移动电话、智能手表等)的地理位置的系统、设备和方法。终端用户装置可收集在路径网络中的位置处的深度图。可从接近所述路径网络中的所述位置的指纹数据库获得特征几何结构。可用所述指纹的所述特征几何结构来定向所述深度图。可将来自所述深度图中的经提取的特征几何结构的控制点与所述指纹内的控制点比较。可基于所述比较计算匹配率，且当整体匹配率超过最小阈值时可确定所述终端用户装置的地理位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于装置定位的引导几何结构提取
以下公开涉及在一些情况下，在不存在全球定位系统(GPS)数据下使用指纹数据库确定终端用户装置(例如，交通工具、移动电话、智能手表等)的地理位置。
技术介绍
使用全球定位系统(GPS)、局域无线技术(例如，WiFi)和短波长无线电波(例如，蓝牙)的交通工具定位可为不精确的。在GPS的情况下，多路径引起由交通工具所接收的信号的时序变化。在WiFi和蓝牙的情况下，信号强度为用于定位的不可靠方法，主要是由于在三维(3D)空间中发射站的位置阻挡和缺乏精度。在这类情况下，在执行多点定位时的参考物不够精确以产生车道水平定位，或在某些情况下道路水平定位。
技术实现思路
提供系统、设备和方法用于用数据库确定装置的地理位置。在一个实施例中，方法包含通过终端用户装置收集在路径网络中的位置处的深度图。方法进一步包含获得来自指纹数据库的指纹的特征几何结构，所述指纹接近在路径网络中的位置。方法进一步包含使用终端用户装置的处理器用指纹的特征几何结构定向深度图。方法进一步包含比较来自深度图的定向特征几何结构的控制点与在指纹内的控制点。方法进一步包含基于来自深度图的定向特征几何结构的每个控制点与指纹中的相应控制点之间的距离的平均偏差计算定向特征几何结构的个体匹配率。在另一实施例中，方法包含从终端用户装置接收在路径网络中的位置处的深度图。方法进一步包含从指纹数据库检索指纹的特征几何结构，所述指纹接近在路径网络中的位置。方法进一步包含使用指纹数据库的处理器用指纹的特征几何结构定向深度图。方法进一步包含比较从深度图提取的特征几何结构的控制点与在指纹内的控制点。方法进一步包含基于来自深度图的定向特征几何结构的每个控制点与指纹中的相应控制点之间的距离的平均偏差计算定向特征几何结构的个体匹配率。在另一实施例中，设备包含至少一个处理器和包括用于一个或多个编程的计算机程序代码的至少一个存储器；至少一个存储器和计算机程序代码被配置成与至少一个处理器引起设备至少执行以下：(1)收集在路径网络中的位置处的深度图；(2)获得来自指纹数据库的指纹的特征几何结构，所述指纹接近在路径网络中的位置；(3)用指纹的特征几何结构定向深度图；(4)比较来自深度图的定向特征几何结构的控制点与在指纹内的控制点；和(5)基于来自深度图的定向特征几何结构的每个控制点与指纹中的相应控制点之间的距离的平均偏差计算定向特征几何结构的个体匹配率。附图说明本文中参考以下附图描述示例性实施例。图1示出具有在多个高程处提取的水平切片且根据提取的切片标识二维图像的深度图图像的实例。图2示出在指纹数据库中经编码指纹的实例。图3示出图2的经编码指纹的线特征几何结构的实例。图4示出图2的经编码指纹的弧特征几何结构的实例。图5示出图2的经编码指纹的样条曲线特征几何结构的实例。图6示出标识和提取交通工具周围特征几何结构以确定交通工具的地理位置的交通工具实例。图7a和7b示出标识和提取特征几何结构以及装置周围的控制点以确定装置的地理位置的装置额外实例。图8示出基于三个控制点的多点定位过程的另一实例。图9示出用于确定在路径网络中终端用户装置的位置的实例流程图。图10为示例性地理和/或导航数据系统的图。图11示出用于图10的示例性系统的装置的部件的实施例。具体实施方式终端用户装置的位置或定位可通过从表示路径(例如，道路)网络中真实物体的二维(2D)特征几何结构推导坐标确定。终端用户装置可涉及由客户操作或使用的装置。如本文所使用，最终用户装置的非限制性实例包括交通工具(例如，汽车、卡车、公共汽车、火车、摩托车、船、船舶)以及便携式电子装置如移动电话、具有无线功能的膝上型计算机、视频录制装置、扫描装置、消息传递装置、个人数字助理和可穿戴计算机(例如，智能手表)。特征几何结构可涉及从围绕装置的三维结构提取的二维形状如线、弧和样条曲线(例如，B-样条曲线)。举例来说，2D特征几何结构可从三维结构如建筑物立面、道路标志、轮询(polls)、植物(例如，树)或在路径网络中现有的其它非暂时结构提取。在特定路段处的多个特征几何结构可合并在一起以提供从周围区域标识所述特定路段的一个或多个特有指纹。换句话说，终端用户装置(例如，交通工具)的位置可基于装置周围不同特征的指纹标识确定。位置可实时确定，其中特征通过将装置与特征几何结构/指纹的数据库比较来标识。所确定的位置精度可基于在路径网络中装置的位置和定位装置的方法。这类定位过程可允许装置通过常规地理-定位技术如GPS、WiFi或蓝牙的经改善的定位。此外，基于特征的视觉定位技术可允许在不存在任何可获得的常规地理-定位技术(例如，GPS)的情况下下的装置的定位。此外，使用简单2D特征几何结构的基于特征的定位技术可降低与实时确定装置的位置相关联的整体计算成本。这消除了实时处理成像的昂贵图形处理单元(GPU)的需要，且允许交通工具使用低成本可视化技术以利用本文所述的所推荐的基于特征的定位技术。此外，越来越多交通工具建有复杂观看技术且可利用所推荐的地理参考过程。如本文所论述，二维特征几何结构的数据库可通过收集由深度感测装置(例如，高精度光探测和测距(LIDAR)装置)产生的深度图来开发。从收集的深度图，可提取特征几何结构如建筑物、交通灯、停止标志、植物(例如，树)和道路特性(例如车道的宽度、数目)。经提取的特征可在单独的数据库中以用于特定位置的指纹表示或编码。终端用户装置(例如，交通工具)可根据装置自身标识特征几何结构确定其位置且与特征几何结构的指纹数据库比较，其中所述位置根据特征或指纹的匹配确定。I.收集数据在某些实施例中，容纳用于路径网络的不同特征几何结构的数据库可通过收集并分析用于路径网络的数据开发。路径网络可为包含在大都市区区域或城市内选定路段数目的道路网络。在一些实施例中，数据库可开发用于在多个大都市区区域或城市中的多个路段。如本文所使用，“道路”或“路段”可涉及可能够被监测或将来可变得能够被监测的任何正在行驶车道或路径(例如，高速公路、城市街道、公共汽车路线、火车路线、步行/骑车路径、水路)。在某些实施例中，数据库通过收集(1)在道路网络内选定路段上的三维数据和(2)与3D数据相关联的位置数据(例如，GPS数据)开发。3D数据可为使用3D光学测距系统或基于强度的扫描技术获取的深度图或点云数据。在某些实施例中，深度图或点云数据使用深度感测装置收集。深度感测装置可为任何深度感测立体(stereoscopic或stereo-)相机(例如，LIDAR相机)、无线电探测和测距(雷达)装置、超声波装置或结构光相机。深度感测装置可包含被配置成标识来自运动的三维结构的移动单一相机。LIDAR，也被称为LiDAR、Lidar或其它类似表示，还可被称作三维激光扫描或光学测距系统，其采用一个或多个激光器或相机收集表示区域(如道路或人行道附近的区域)的数据点。在数据获取系统中的LIDAR相机可使用紫外光、可见光或近红外光，以对物体成像，所述物体以广泛范围的材料如非金属物体、岩石、雨水、化学化合物、气溶胶、云以及甚至单个分子为目标。窄激光光束可标测具有高分辨率的物理特征。软件可基于测得的距离、光学测距系统(其可在如汽车的移动平台上)的位置和激光的角度生成深度图或点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法，所述方法包含：通过终端用户装置收集在路径网络中的位置处的深度图；从指纹数据库获得指纹的特征几何结构，所述指纹接近在所述路径网络中的所述位置；使用所述终端用户装置的处理器用所述指纹的所述特征几何结构定向所述深度图；比较来自所述深度图的定向特征几何结构的控制点与在所述指纹内的控制点；和基于来自所述深度图的所述定向特征几何结构的每个控制点与所述指纹中的相应控制点之间的距离的平均偏差计算所述定向特征几何结构的个体匹配率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.16 US 14/658,6181.一种方法，所述方法包含：通过终端用户装置收集在路径网络中的位置处的深度图；从指纹数据库获得指纹的特征几何结构，所述指纹接近在所述路径网络中的所述位置；使用所述终端用户装置的处理器用所述指纹的所述特征几何结构定向所述深度图；比较来自所述深度图的定向特征几何结构的控制点与在所述指纹内的控制点；和基于来自所述深度图的所述定向特征几何结构的每个控制点与所述指纹中的相应控制点之间的距离的平均偏差计算所述定向特征几何结构的个体匹配率。2.根据权利要求1所述的方法，其中首先通过全球定位系统GPS数据或Wi-Fi定位数据来确定接近度。3.根据权利要求1所述的方法，其中通过定义涵盖来自所述深度图的所述定向特征几何结构的每个相应控制点的纬度、经度和海拔高度坐标的限界框来标识所述指纹内的所述控制点用于比较。4.根据权利要求1所述的方法，其中通过(1)在所述路径网络中沿路段，平行于以及垂直于行驶方向移位所述深度图以将所述深度图与所述指纹数据库的收集位置对准，和(2)旋转所述深度图以将所述深度图与在所述收集位置处的捕获方向对准，来定向所述深度图。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包含：当所述平均偏差低于预定义阈值时，保存来自所述指纹数据库的所述选定特征几何结构用于进一步分析，其中提供可接受的匹配率。6.根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包含：比较来自在所述深度图内的额外特征几何结构的额外控制点与在所述指纹内的相应控制点；计算每个额外特征几何结构的额外个体匹配率；和标识具有可接受的匹配率的某些额外特征几何结构直到已标识预定义数目的特征几何结构。7.根据权利要求6所述的方法，其中从所述装置周围单独的象限标识至少一个额外特征几何结构。8.根据权利要求7所述的方法，所述方法进一步包含基于每个个体匹配率计算整体匹配率；和当所述整体匹配率超过预定义阈值最小匹配率值时，通过多点定位计算确定所述终端用户装置在所述路径网络中的地理位置。9.根据权利要求8所述的方法，所述方法进一步包含：通过所述终端用户装置来收集新深度图；接收来自所述指纹数据库的新指纹中的新特征几何结构，所述新指纹根据所述所确定的地理位置来选定。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述终端用户装置对所述新深度图的所述收集被计算为与使用所述确定的地理位置为所述指纹数据库收集的深度图在所述道路网络中的相同地理位置处对准。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述定向特征几何结构为在所述终端用户装置周围定义的区内的最高排序的特征几何结构，其中每个经提取的特征几何结构的排序值基于以下因素中的一个或多个：(1)所述特征几何结构的形状，(2)所述特征几何结构的尺寸，(3)所述特征几何结构的高程，或(4)所述特征几何结构的变化。12.一种方法，所述方法包含：从终端用户装置接收在路径网络中的位置处的深度图；从指纹数据库检索指纹的特征几何结构，所述指纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：利奥·莫迪卡，利昂·斯坦尼斯，
申请(专利权)人：赫尔环球有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL