一種基于圖像分析的輔助定位方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種定位方法，尤其涉及一種基于圖像分析的輔助定位方法，包括以下步驟：獲取圖像：用戶使用移動(dòng)終端對(duì)周圍建筑進(jìn)行拍照，圖像至少需要包含三個(gè)獨(dú)立的建筑物，用戶獲取圖像后可上傳至服務(wù)器或者直接使用移動(dòng)終端對(duì)照片進(jìn)行處理；提取信息：通過圖像文字識(shí)別技術(shù)從獲取的圖像中，提取建筑物名稱的文字信息；搜索地圖：(1).對(duì)提取出的建筑物名稱進(jìn)行排序，建立序列；(2).選取序列中第一個(gè)、最后一個(gè)以及中間任意一個(gè)建筑物作為參考建筑；(3).從電子地圖上獲取選取的三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)；定位計(jì)算:根據(jù)選取的參考建筑的坐標(biāo)，進(jìn)行用戶定位計(jì)算。本發(fā)明的定位方法不依賴于衛(wèi)星信號(hào)，操作簡(jiǎn)單，定位精確。
【專利說明】
一種基于圖像分析的輔助定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種定位方法，尤其涉及一種基于圖像分析的輔助定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前主流定位技術(shù)有基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，如GPS系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)以及北斗系 統(tǒng)，或者是基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位，如基于GSM基站的定位系統(tǒng)。以上兩種定位方法都依賴于 現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。其中，衛(wèi)星定位系統(tǒng)依賴于衛(wèi)星信號(hào)。但是衛(wèi)星信號(hào)很弱，很容易被遮擋。 在非開闊地帶，并不一定都可以接收到衛(wèi)星定位的信號(hào)。而基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的定位方法有兩 個(gè)問題：1、定位精度問題，受限于無線信號(hào)的特性，基于基站的定位并不能保證提供高精度 的定位。2、基于基站的定位方法，需要知道相關(guān)基站的位置信息，而這些信息并不是完全免 費(fèi)與開放的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于圖像分析的輔助定位方法。
[0004] 本發(fā)明技術(shù)方案是:一種基于圖像分析的輔助定位方法，包括以下步驟：
[0005] 獲取圖像：用戶使用移動(dòng)終端對(duì)周圍建筑進(jìn)行拍照，圖像至少需要包含三個(gè)獨(dú)立 的建筑物，用戶獲取圖像后可上傳至服務(wù)器或者直接使用移動(dòng)終端對(duì)照片進(jìn)行處理；
[0006] 提取信息:通過圖像文字識(shí)別技術(shù)從獲取的圖像中，提取建筑物名稱的文字信息；
[0007] 搜索地圖：（1).對(duì)提取出的建筑物名稱進(jìn)行排序，建立序列B(n); (2).選取序列B (η)中第一個(gè)、最后一個(gè)以及中間任意一個(gè)建筑物作為參考建筑；（3).從電子地圖上獲取選 取的三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)；
[0008] 定位計(jì)算:根據(jù)選取的參考建筑的坐標(biāo)，進(jìn)行用戶定位計(jì)算。
[0009] 進(jìn)一步的，所述定位計(jì)算的方法為：（1).初步定位;（2).精確定位；
[0010]進(jìn)一步的，所述初步定位的方法為:連接三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)并作直線，將地圖劃 分為七個(gè)區(qū)域，確定用戶位置所在區(qū)域；
[0011] 進(jìn)一步的，所述精確定位的方法為：（1).在初步定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)參考建筑的坐 標(biāo)求得任意兩個(gè)參考建筑之間距離(31;(2).根據(jù)公式0 1=(心肩)*也的&，計(jì)算任意兩個(gè)參考 建筑坐標(biāo)與用戶位置連線所形成的夾角 θι，其中theta為圖像對(duì)應(yīng)的視界角度，M為圖像橫 軸總的像素點(diǎn)數(shù)，Ni為各參考建筑橫軸像素位置；（3).根據(jù)參考建筑之間距離C i以及參考建 筑坐標(biāo)與用戶位置連線所形成的夾角9,計(jì)算參考建筑到用戶位置的距離I1; (4).根據(jù)參考 建筑之間距離C1、參考建筑坐標(biāo)與用戶位置連線所形成的夾角S1以及參考建筑到用戶位置 的距離I 1求得用戶位置坐標(biāo)，然后在地圖上對(duì)用戶位置定位標(biāo)注。
[0012] 進(jìn)一步的，計(jì)算參考建筑到用戶位置的距離I1的方法為:根據(jù)余弦定理可得方程 組：
[0013]
[0014]
[0015] C32 = li2+l32-2*li*l3*cos03，
[0016]其中，C1、C2、C3分別為三個(gè)參考建筑之間的距離；Θι、92、93分別為三個(gè)參考建筑坐 標(biāo)與用戶位置連線所形成的夾角；1:、12、13分別為三個(gè)參考建筑到用戶位置的距離；
[0017] 枏據(jù)h沭方稈組，用牛頓佚代筧法求解：
[0018]
[0019] L 〇〇2〇 J 求解得到 1!、12、I3。
[0021] 本發(fā)明的有益效果是:該定位方法不依賴于衛(wèi)星信號(hào)，操作簡(jiǎn)單，定位精確。
【附圖說明】
[0022] 下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0023]圖1是本發(fā)明整體流程不意圖；
[0024]圖2是本發(fā)明中初步定位示意圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明中精確定位第一示意圖；
[0026] 圖4是本發(fā)明中精確定位第二示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí) 施例。
[0028] 結(jié)合附圖1，一種基于圖像分析的輔助定位方法，包括以下步驟：
[0029]獲取圖像：用戶使用移動(dòng)終端對(duì)周圍建筑進(jìn)行拍照，圖像至少需要包含三個(gè)獨(dú)立 的建筑物，用戶獲取圖像后可上傳至服務(wù)器或者直接使用移動(dòng)終端對(duì)照片進(jìn)行處理；
[0030] 提取信息:通過圖像文字識(shí)別技術(shù)從獲取的圖像中，提取建筑物名稱的文字信息；
[0031] 搜索地圖：（1).對(duì)提取出的建筑物名稱進(jìn)行排序，建立序列B(n); (2).選取序列B (η)中第一個(gè)、最后一個(gè)以及中間任意一個(gè)建筑物作為參考建筑；（3).從電子地圖上獲取選 取的三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)。
[0032] 定位計(jì)算:根據(jù)選取的參考建筑的坐標(biāo)，進(jìn)行用戶定位計(jì)算。
[0033] 所述定位計(jì)算的方法為：（1).初步定位;（2).精確定位；
[0034] 所述初步定位的方法為:連接三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)并作直線，將地圖劃分為七個(gè) 區(qū)域，確定用戶位置所在區(qū)域。結(jié)合附圖2,三個(gè)建筑分別為大廈Α、大廈B與大廈C，若三個(gè)參 考建筑位置順序?yàn)椋捍髲BBCA，則初始位置在區(qū)域I;大廈CBA，則初始位置在區(qū)域II;大廈 CAB，則初始位置在區(qū)域III;大廈ACB，則初始位置在區(qū)域VI;大廈ABC，則初始位置在區(qū)域V; 大廈BAC，則初始位置在區(qū)域IV。
[0035] 所述精確定位的方法為：（1).在初步定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)參考建筑的坐標(biāo)求得任 意兩個(gè)參考建筑之間距離(^;(2).根據(jù)公式0 1=(化肩)*也的&，計(jì)算任意兩個(gè)參考建筑坐標(biāo) 與用戶位置連線所形成的夾角9 1，其中theta為圖像對(duì)應(yīng)的視界角度，M為圖像橫軸總的像 素點(diǎn)數(shù)，Ni為各參考建筑橫軸像素位置；（3).根據(jù)參考建筑之間距離Ci以及參考建筑坐標(biāo)與 用戶位置連線所形成的夾角S 1計(jì)算參考建筑到用戶位置的距離I1; (4).根據(jù)參考建筑之間 距離C1、參考建筑坐標(biāo)與用戶位置連線所形成的夾角Q1以及參考建筑到用戶位置的距離I 1 求得用戶位置坐標(biāo)，然后在地圖上對(duì)用戶定位。
[0036] 結(jié)合附圖3,選取用戶所拍攝照片中的大廈A、大廈B與大廈C，從電子地圖上獲取選 取的三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)位置，對(duì)應(yīng)為A、B、C，0為用戶當(dāng)前位置，C 1為大廈AB間距離，C2為大 廈BC距離，C3為大廈CA距離，Ii為OA距離，12為OB距離，13為OC距離。Θ^ΑΟΒ角度，θ 2為BOC角 度，θ3為AOC角度。參考建筑之間距離可由建筑物坐標(biāo)求得。角度可用如下公式計(jì)算：
[0037] Qi= (Ni/M)*theta，其中theta為圖片對(duì)應(yīng)的視界角度，例如35mm焦距對(duì)應(yīng)約63°的 視界。M為圖片橫軸總的像素點(diǎn)數(shù)，N 1為參考建筑橫軸像素點(diǎn)數(shù)。
[0038]變量h為參考建筑到用戶位置的距離為待求變量。
[0039]根據(jù)余弦定理可得：
[0040] ci2 = li2+l22-2*li*l2*cos9i
[0041] C22 = l22+l32-2*l2*l3*COS02
[0042] C32 = li2+l32-2*li*l3*cos03
[0043] 其中C1，C2和C3可根據(jù)大廈A、大廈B與大廈C的坐標(biāo)通過公式
汁算得到，從而計(jì)算得到Il、12、13。
[0044] 大廈A、大廈B與大廈C與用戶位置連線所形成的夾角分別為01、02、03，可由大廈八、 大廈B與大廈C所在橫坐標(biāo)位置的像素?cái)?shù)與整體橫坐標(biāo)像素?cái)?shù)的比值得到。
[0045] 針對(duì)方程組(1)，使用牛頓迭代算法求解。
[0046]
[0047] 迭代式可表示為：
[0048]
[0049] 求得I:、12、13解后，選中其中一個(gè)三角形，如AOB。以A點(diǎn)為原點(diǎn)，B點(diǎn)坐標(biāo)可從地圖 上求得為(XI，yi)。
[0050] 當(dāng)前已知三邊以及角度Α0Β，根據(jù)三角形正弦公式可求得角度BAO
[0051
[0052
[0053] 最終可求得9=ai_a
[0054] x2 = AO*cos9
[0055] y2 = AO*sin9
[0056] 根據(jù)坐標(biāo)(X2，)可在地圖上對(duì)用戶位置進(jìn)行標(biāo)注。
[0057] 本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng) 域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替 代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于圖像分析的輔助定位方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取圖像：用戶使用移動(dòng)終端對(duì)周圍建筑進(jìn)行拍照，圖像至少需要包含三個(gè)獨(dú)立的建 筑物，用戶獲取圖像后可上傳至服務(wù)器或者直接使用移動(dòng)終端對(duì)照片進(jìn)行處理； 提取信息:通過圖像文字識(shí)別技術(shù)從獲取的圖像中，提取建筑物名稱的文字信息； 搜索地圖：（1).對(duì)提取出的建筑物名稱進(jìn)行排序，建立序列B(n); (2).選取序列B(n)中 第一個(gè)、最后一個(gè)以及中間任意一個(gè)建筑物作為參考建筑；（3).從電子地圖上獲取選取的 三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)； 定位計(jì)算:根據(jù)選取的參考建筑的坐標(biāo)，進(jìn)行用戶定位計(jì)算。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像分析的輔助定位方法，其特征在于，所述定位計(jì) 算的方法為：（1).初步定位;（2).精確定位。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于圖像分析的輔助定位方法，其特征在于，所述初步定 位的方法為:連接三個(gè)參考建筑的坐標(biāo)并作直線，將地圖劃分為七個(gè)區(qū)域，確定用戶位置所 在區(qū)域。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于圖像分析的輔助定位方法，其特征在于，所述精確定 位的方法為：（1).在初步定位的基礎(chǔ)上，根據(jù)參考建筑的坐標(biāo)求得任意兩個(gè)參考建筑之間 距離 Cl; (2).根據(jù)公Sei=(N1ZiM)^heta,計(jì)算任意兩個(gè)參考建筑坐標(biāo)與用戶位置連線所形 成的夾角Θ i，其中the ta為圖像對(duì)應(yīng)的視界角度，M為圖像橫軸總的像素點(diǎn)數(shù)，Ni為各參考建 筑橫軸像素位置；（3).根據(jù)參考建筑之間距離(^以及參考建筑坐標(biāo)與用戶位置連線所形成 的夾角S 1計(jì)算參考建筑到用戶位置的距離I1; (4).根據(jù)參考建筑之間距離(^、參考建筑坐標(biāo) 與用戶位置連線所形成的夾角91以及參考建筑到用戶位置的距離I 1求得用戶位置坐標(biāo)，然 后在地圖上對(duì)用戶位置定位標(biāo)注。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于圖像分析的輔助定位方法，其特征在于，計(jì)算參考建 筑到用戶位置的距離h的方法為:根據(jù)余弦定理可得方程組：其中，Cl、C2、C3分別為三個(gè)參考建筑之間的距離；9分別為三個(gè)參考建筑坐標(biāo)與 用戶位置連線所形成的夾角；Ihlhl3分別為三個(gè)參考建筑到用戶位置的距離； 根據(jù)上述方程組，用牛頓迭代算法求解：求角軍得到Il、12、13。
【文檔編號(hào)】G01C21/20GK105890597SQ201610213859
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月7日
【發(fā)明人】胡英俊, 袁哲明
【申請(qǐng)人】浙江漫思網(wǎng)絡(luò)科技有限公司