【技术实现步骤摘要】
一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法
本专利技术涉及地图测绘和导航定位领域，尤其涉及一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法。
技术介绍
针对军用测绘车大范围道路信息专题图外业测绘功能以及导弹车在卫星信号拒止情况下长航时、高精度的车载导航系统定位功能并结合军用作战车辆战巡一体化的需求，急需探索一种测绘导航一体化定位系统与方法，以达到“训时测绘，战时导航”的功能。常用的通过引入GPS信息的GPS/INS组合导航方式，由于军用作战车在战时存在卫星信号不可用或者信号欺骗等问题，难以满足导航系统“长航时”的定位需求。为此引入视觉导航信息以解决目前大范围道路信息专题图外业测绘的自动化工程方法，同时保证了在无卫星情况下的导航系统保持高精度定位的能力。在卫星信号可用的情况下，即测绘阶段，进行道路信息测绘，生成可用于后续视觉导航的道路信息专题图；在卫星信号拒止情况下，即导航阶段，通过实时摄影图像中的特征信息解算载体当前的位置信息，实现地理意义下的全局导航定位。地图的构建是测绘车在测绘阶段的运行成果，也是军用作战车辆在...
【技术保护点】
1.一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法，其特征在于：具体包括如下步骤：/n步骤一，对齐视觉传感器与高精度GPS信息；/n步骤二，建立多个子地图与地理坐标系之间的映射关系；/n步骤三，对所有子地图的三维特征点进行坐标变换；/n步骤四，对所有子地图的关键帧位姿数据进行坐标变换；/n步骤五，优化全局地图的关键帧与特征点。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一，对齐视觉传感器与高精度GPS信息；
步骤二，建立多个子地图与地理坐标系之间的映射关系；
步骤三，对所有子地图的三维特征点进行坐标变换；
步骤四，对所有子地图的关键帧位姿数据进行坐标变换；
步骤五，优化全局地图的关键帧与特征点。
2.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法，其特征在于：在步骤一中，所述对齐视觉传感器与高精度GPS信息为采用线性插值法对视觉关键帧与RTK进行对齐：推算tk时刻采集图像的地理坐标，需先找到利用时间线找到离tk时刻最近的RTK采集时刻和获得tk时刻的地理坐标g(tk)为：
3.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法，其特征在于：在步骤二中，所述建立多个子地图与地理坐标系之间的映射关系为将多个位于不同视觉坐标系下的子地图与地理坐标系之间建立映射关系，映射模型如下：
定义视觉坐标系为Ov-XvYvZv，地理坐标系为Og-XgYgZg，对于某关键帧图像对应的图像采集位置，在视觉坐标系下的坐标记为Xv＝(xv,yv,zv)T，对应的地理坐标系下坐标记为Xg＝(xg,yg,zg)T，则两者满足如下的相似变换关系：
Xg＝svgRvgXv+tvg(2)
其中，svg为尺度因子且满足svg＞0，Rvg为三维空间内的旋转矩阵，tvg＝(tx,ty,tz)T为平移向量；
根据上式(2)推导地理坐标系到视觉坐标系之间的变换关系为式(3)：
改写后得式(4)：
显然，式(4)为式(2)的逆变换，相似变换的逆变换满足如下等式：
4.根据权利要求1所述的一种基于地理信息的多子地图拼接特征融合方法，其特征在于：在步骤三中，所述对所有子地图的三维特征点进行坐标变换为将除第一个之外的子地图的三维特征点坐标进行变换，采用第一个子地图的特征点保持不变，变换其他子地图特征点坐标，以满足地理位置约束条件，其中，坐标变换关系求解如下：
设有N个子地图的情况，记(Rk,tk,sk)为第k个子地图视觉坐标系到地理坐标系之间的相似变换模型参数；设该子地图具有Nk个特征点，记Xkj为第j个特征点在该视觉坐标系下的位置坐标，记Ykj为其在地理坐标系下的位置坐标，则有:
Ykj＝skRkXkj+tk(6)
根据式(4)将其变换到第一个子地图的视觉坐标系下，可得:
整...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵科东，孙永荣，薛源，赵伟，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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