[发明专利]定位定姿方法及系统

权利要求书

1.一种定位定姿方法，其特征在于，包括：

1）获取原始图像，对原始图像进行特征点提取，对相邻原始图像之间的特征点进行匹配；

2)基于多镜头组合型全景相机的严格成像模型，利用随机抽样一致性算法对图像进行相对定向;

3)融合激光点云来计算相邻原始图像之间的距离，从而确定摄影比例尺;

4)通过相对定向结果和摄影比例尺进行模型连接;

5)基于上述的模型连接结果，使用严格成像模型的严格光束法平差，以摄影比例尺为制约条件，计算得到位置和姿态信息。

2.根据权利要求1所述的定位定姿方法，其特征在于，在步骤3）中，利用相邻原始图像的图像前方交会点和激光点云的交点，确定相邻原始图像之间的摄影比例尺。

3.根据权利要求1所述的定位定姿方法，其特征在于，在步骤4）之后，还包括：4′）融合激光点云来检测所有位置上的闭环；

在所述步骤5）中，基于上述的模型连接结果，使用严格成像模型的严格光束法平差，以摄影比例尺和闭环为制约条件，计算得到位置和姿态信息。

4.根据权利要求3所述的定位定姿方法，其特征在于，步骤4′）还包括：

A)针对不同方向拍摄的两幅原始图像，利用激光点云生成路面的三维模型，以当前摄影点为中心把地面模型DEM转化成一定大小的图像，相应得到两幅正射图像；

B）针对两幅正射图像中的每一个三维点，分别从各自的原始图像中找到对应的像素，并把当前像素的颜色赋予这个三维点；

C）通过特征匹配的方法判断生成的两幅正射图像是否能够配准上，如果配准上了就说明为当前位置找到了闭环，反之进行下一个时刻图像的检测。

5.根据权利要求1或3所述的定位定姿方法，其特征在于，在步骤4）之后，还包括：

4′′）指定GPS位置，或者在图像上指定控制点位置并给出控制点的绝对位置坐标；

在所述步骤5）中，基于上述的模型连接结果，使用严格成像模型的严格光束法平差，结合GPS位置信息或控制点位置信息，以摄影比例尺和闭环为制约条件，计算得到位置和姿态信息。

6.根据权利要求5所述的定位定姿方法，其特征在于，在步骤4′′）中，根据接收到的GPS卫星数量，差分GPS解算有固定解则指定GPS位置，否则在图像上指定控制点位置并给出控制点的绝对位置坐标。

7.一种定位定姿系统，其特征在于，包括：

具有多个镜头的多镜头组合型全景相机，所述多个镜头同时拍摄的图像能够拼接成一张全景图像；

激光扫描仪，该激光扫描仪对所述定位定姿装置行驶路线上的前方进行激光扫描，获得连续的激光扫描点，即激光点云；

在移动过程中，多镜头组合型全景相机和激光扫描仪的相对位置固定不变；

计算装置，所述计算装置被配置为：

接收多镜头组合型全景相机获取原始图像，对原始图像进行特征点提取，对相邻原始图像之间的特征点进行匹配；

基于多镜头组合型全景相机的严格成像模型，利用随机抽样一致性算法对图像进行相对定向;

接收激光扫描仪采集的激光点云，融合激光点云来计算相邻原始图像之间的距离，从而确定摄影比例尺;

通过相对定向结果和摄影比例尺进行模型连接;

基于上述的模型连接结果，使用严格成像模型的严格光束法平差，以摄影比例尺为制约条件，计算得到位置和姿态信息。

8.根据权利要求7所述的定位定姿系统，其特征在于，所述计算装置被配置为，利用相邻原始图像的图像前方交会点和激光点云的交点，确定相邻原始图像之间的摄影比例尺。

9.根据权利要求7所述的定位定姿系统，其特征在于，所述计算装置被配置为：融合激光点云来检测所有位置上的闭环；基于上述的模型连接结果，使用严格成像模型的严格光束法平差，以摄影比例尺和闭环为制约条件，计算得到位置和姿态信息。