【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及gnss组合导航系统领域，特别涉及一种基于图像匹配的视觉放样算法及gnss组合导航系统。
技术介绍
1、基于gnss的工程测量技术经过数十年的发展，从对中测量，发展至现如今被广泛使用的倾斜测量。近些年来，gnss组合导航系统的发布，为工程测量技术提供了新的风向标。
2、放样是测绘工程中的重要技术，该技术将已知点显示在地图中，指导用户精准寻找并戳刺已知点，以实现精准的工程建设。一般来说，对于高精度测绘工程需求，放样精度应达到2cm左右。视觉放样是通过在设备中安装摄像头的方式，将上述已知点显示在视频中，通过ar实景的方式，使得用户更易寻找放样点，该技术为放样工作提供了便利。
3、无论是传统放样，还是视觉放样，都依赖于gnss提供精准的位置信息，这是已知点能精准的显示在上述地图或者视频中的基础，也就是说，放样精度达到2cm的基础，是gnss的测量精度可以稳定在2 cm左右。然而，在遮挡环境中，如墙角、树荫等环境，gnss、甚至目前常用的gnss/ins组合导航系统，均会因为其技术存在的本质缺陷，产生或多或少的位置偏移，其误差很难保证在2cm的精度。相反地，该误差甚至能达到分米级。在这种情况下，已知点难以精准显示，准确的放样也就无法实现。
4、通常来说，提升上述放样精度的关键在于提升定位精度，然而，在上述环境下，定位精度的提升着实困难。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中gnss组合导航系统在遮挡物附近的环境下
2、本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
3、一种基于图像匹配的视觉放样算法，用于gnss组合导航系统，所述gnss组合导航系统包括一向下拍摄的下视镜头，其特征在于，所述视觉放样算法包括：
4、获取一目标区域的三维点云数据；
5、利用目标区域的三维点云数据获取所述目标区域的俯视图；
6、获取gnss组合导航系统在所述目标区域附近的位置姿态数据以及目标区域的图像数据；
7、对于目标区域中一路标点，将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配；
8、利用所述图像匹配获取下视镜头真实位姿与由gnss组合导航系统估计的位姿之间的偏差校正量；
9、利用gnss组合导航系统的位置姿态数据的校正量获取路标点在图像数据中的坐标。
10、较佳地，所述gnss组合导航系统包括一向下拍摄的下视镜头，所述图像数据为下视镜头拍摄的图像数据，所述将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配，包括：
11、获取路标点的三维点云数据；
12、对于一目标时刻，获取下视镜头的位置姿态数据以及相机投影模型；
13、利用下视镜头的位置姿态数据以及相机投影模型建立三维点云数据投影到俯视图的表述公式；
14、利用所述表述公式将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配。
15、较佳地，所述表述公式为：
16、，
17、其中，为下视镜头的位置数据，为下视镜头的姿态数据，为路标点的三维点云数据，为相机投影模型，为路标点在俯视图中位置。
18、较佳地，所述利用目标区域的三维点云数据获取所述目标区域的俯视图，包括：
19、利用目标区域的三维点云数据获取所述目标区域的初始俯视图，对初始俯视图进行双线性插值以获取所述俯视图；
20、或，
21、所述将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配，包括：
22、对俯视图中的路标点所在区域的像素进行双线性插值；
23、获取路标点在插值后俯视图中位置与图像数据中位置的图像匹配。
24、较佳地，所述利用所述表述公式将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配，包括：
25、利用所述表述公式获取路标点的一簇俯视图坐标；
26、将一簇俯视图坐标以及一簇图像数据进行所述图像匹配。
27、较佳地，所述视觉放样算法包括：
28、利用所述图像匹配构造下视镜头的位置姿态数据偏差的估计问题；
29、对所述估计问题进行最小化求解以获取偏差校正量；
30、利用偏差校正量获取路标点在图像数据中的实时坐标。
31、较佳地，所述估计问题为：
32、，
33、其中，为下视镜头的位置、姿态偏差的估计值，为路标点的一簇俯视图坐标，为路标点的一簇图像数据，为图像数据中路标点像素位置的光度值，为相机投影模型的逆变换。
34、较佳地，利用获取路标点在图像数据中的实时坐标，为路标点在图像数据中位置，所述视觉放样算法包括：将实时坐标进行ar实景显示。
35、较佳地，所述gnss组合导航系统包括一前视镜头，所述视觉放样算法包括：
36、远离目标区域时，利用前视镜头拍摄目标区域的若干帧动态影像，获取gnss组合导航系统移动至所述目标区域过程中的位置姿态数据；
37、靠近目标区域时，利用下视镜头获取目标区域的图像数据，获取gnss组合导航系统移动至所述目标区域过程中的位置姿态数据；
38、利用所述若干帧动态影像获取所述目标区域的三维点云数据；
39、本专利技术还提供一种gnss组合导航系统，其特点在于，所述gnss组合导航系统用于实现如上所述的基于图像匹配的视觉放样算法。
40、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
41、本专利技术的积极进步效果在于：
42、本专利技术能够提高遮挡物附近的定位精度，将设备分米级的定位精度改善为厘米级。
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1.一种基于图像匹配的视觉放样算法，用于GNSS组合导航系统，其特征在于，所述GNSS组合导航系统包括一向下拍摄的下视镜头，所述视觉放样算法包括：
2.如权利要求1所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配，包括：
3.如权利要求2所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述表述公式为：
4.如权利要求3所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述利用目标区域的三维点云数据获取所述目标区域的俯视图，包括：
5.如权利要求3所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述利用所述表述公式将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配，包括：
6.如权利要求5所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述视觉放样算法包括：
7.如权利要求6所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述估计问题为：
8.如权利要求6所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于
9.如权利要求2所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述GNSS组合导航系统包括一前视镜头，所述视觉放样算法包括：
10.一种GNSS组合导航系统，其特征在于，所述GNSS组合导航系统用于实现如权利要求1至9中任意一项所述的基于图像匹配的视觉放样算法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于图像匹配的视觉放样算法，用于gnss组合导航系统，其特征在于，所述gnss组合导航系统包括一向下拍摄的下视镜头，所述视觉放样算法包括：
2.如权利要求1所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配将路标点在俯视图中的像素与图像数据中的像素进行图像匹配，包括：
3.如权利要求2所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述表述公式为：
4.如权利要求3所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述利用目标区域的三维点云数据获取所述目标区域的俯视图，包括：
5.如权利要求3所述的基于图像匹配的视觉放样算法，其特征在于，所述利用所述表述公式将路标点在俯视图中的像素与图像数...
【专利技术属性】
技术研发人员：池澄，黄策，温小华，
申请(专利权)人：苏州天硕导航科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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