[发明专利]视觉地图构建、定位、导航方法及系统、计算机存储介质

说明书

本发明提供了一种视觉地图构建、定位、导航方法及系统、计算机存储介质。所述构建方法包括：获取封闭环境的实景图像集及特殊控制点集；构建三维视觉地图；获取所述封闭环境的二维平面地图；计算所述特殊三维坐标集与特殊二维坐标集之间的变换矩阵，以建立所述三维视觉地图与二维平面地图之间的坐标元素对应关系；所述导航方法包括：求得设备位姿，形成实时三维坐标集；利用坐标元素对应关系将实时三维坐标集对齐于所述二维平面地图以得到实时二维坐标集；通过实时二维坐标集及目标导航位置进行路径规划，形成导航路径。本发明能够在封闭环境提高用户设备的定位与导航的精确度与鲁棒性。

技术领域

本发明主要涉及计算机地图技术领域，特别涉及一种视觉地图构建、定位、导航方法及系统、一种计算机存储介质。

背景技术

近年来，基于位置信息的服务(LBS)获得了很广泛的应用，在这些应用中一个核心的要素就是获得用户设备所处的位置。在室外环境下，获得用户的位置可以使用GPS、北斗等卫星定位系统，这些定位系统通常可以提供比较准确的位置精度，诸如百度地图等App已经成为了人们日常生活中的必备应用。然而在室内环境下，GPS、北斗等定位系统的信号通常较为微弱，定位误差很大，无法满足用户设备在室内的导航需求。

现有技术中，在室内等封闭环境下对用户设备进行定位一般基于参考物，比如：WIFI、蓝牙、5G等无线网络设备，或者在封闭环境中布置的二维码等特殊视觉标记物，通过计算用户设备与这些参考物之间的距离，从而间接得到用户设备的空间位置。

但是基于WIFI、蓝牙、5G等无线网络设备的室内定位方案，受无线信号的强弱影响较大。在室内等封闭环境下，人流密集或者遮挡非常容易造成信号的衰弱，从而使得该类方案得到的位置精度变差，定位结果不够鲁棒。

基于二维码等特殊视觉标记物的视觉定位方案，其定位成功率和精度非常依赖于标记物在整个环境中的覆盖程度。用户设备的相机需要能够拍摄到标记物，且尽可能的使得标记物在画面中所占的比例不要太小以便定位系统可以准确识别到。这在实际应用中会受到很多限制，如很多地方无法布置标记物，用户使用时不易轻松拍摄到标记物，导致定位系统无法全面实现封闭环境下的准确定位。

发明内容

本发明技术方案解决的技术问题为：如何在封闭环境提高用户设备的定位与导航的精确度与鲁棒性，实现封闭环境的地图构建、定位与导航。

为了解决上述技术问题，本发明技术方案提供了一种适用于封闭环境的视觉地图构建方法，包括：

获取封闭环境的实景图像集及特殊控制点集；

基于所述实景图像集构建三维视觉地图，获得所述特殊控制点集对应于所述三维视觉地图的特殊三维坐标集；所述三维视觉地图包括：三维图像特征集及对应所述三维图像特征集的三维点云坐标集；

获取所述封闭环境的二维平面地图，获得所述特殊控制点集对应于所述二维平面地图的特殊二维坐标集；所述二维视觉地图包括：所述二维图像坐标集；

计算所述特殊三维坐标集与特殊二维坐标集之间的变换矩阵，以建立所述三维视觉地图与二维平面地图之间的坐标元素对应关系；

基于所述三维视觉地图、二维平面地图及所述三维视觉地图、二维平面地图之间坐标元素的对应关系形成视觉地图文件。

可选的，所述获取封闭环境的实景图像集包括：拍摄若干实景图像，并利用所述实景图像组成所述实景图像集。

可选的，所述获取封闭环境的实景图像集包括：拍摄实景视频，从所述实景视频中抽取若干图像帧，并利用所述实景图像帧组成所述实景图像集。

可选的，所述特殊控制点集是通过对所述封闭空间的特定位置进行预先选取形成的。

可选的，所述基于所述实景图像集构建三维视觉地图包括：