[发明专利]一种基于特征点和三维模型的图像融合定位方法

权利要求书

1.一种基于特征点和三维模型的图像融合定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采集一幅原始图像，并从该原始图像中获取至少两个自主定位点的地理信息及图像信息；

步骤二：选取两个自主定位点，在三维模型Unity3D中标注两个自主定位点的位置并获得该两个位置对应的两点的经纬度：点1(A，B)、点4(C，D)，及三维模型坐标差对应的经纬度差，在三维模型上绘制地理上正矩形区域，由已知点1(A，B)、点4(C，D)，使用点1的经度A及点4的纬度D生成点2(A，D)，使用点1的纬度B及点4的经度C生成点3(C，B)，同时记录该正矩形区域的长宽比，点3和点4作为两个新特征点；

步骤三：根据两个新特征点，利用Harris角点检测算子，计算出图像中新特征点在原始图像中的位置，即像素坐标，由此获得全部四个特征点的地理信息及图像信息；

步骤四：基于四个特征点，在原始图像上绘制一个不规则的四边形，利用透射变换将该四边形映射为一个规则的正矩形，长宽比使用步骤二中记录的三维模型Unity3D上正矩形的长宽比；

步骤五：保存透射变换前后图像坐标转换的对应关系；

步骤六：建立并保存透射变换后图像坐标与经纬度的对应关系；

步骤七：输入原始图像中像素位置得到对应的地理信息

根据输入的原始像素位置，带入步骤五中得到相应变换后图像的坐标位置，将变换后图像的坐标位置带入步骤六图像像素坐标与经纬度对应关系，得到该像素位置的地理信息，完成定位功能。

2.如权利要求1所述的基于特征点和三维模型的图像融合定位方法，其特征在于，所述步骤一中，使用两个带GPS模块的可见光传感器作为标志物放入测量传感器视场内，由测量传感器采集一幅原始图像，同时通过GPS模块获得两个标志物对应的两个初始特征点的地理信息及图像信息。

3.如权利要求2所述的基于特征点和三维模型的图像融合定位方法，其特征在于，所述步骤一中，所选用可见光传感器分辨率在1024×768～2048×1536之间。

4.如权利要求3所述的基于特征点和三维模型的图像融合定位方法，其特征在于，所述步骤二中，正矩形区域中对角线上两个特征点经纬度差大于3。

5.如权利要求1所述的基于特征点和三维模型的图像融合定位方法，其特征在于，所述步骤四中，透射变换的变换公式如下：

其中，(u，v)是原始图像的像素坐标位置，设变换后的图像像素坐标位置为(x，y)，那么对应关系为x＝X′/W′,y＝Y′/W′，w为中间变量；变换矩阵拆分成四部分，表示线性变换，[a₃₁ a₃₂]用于平移，[a₁₃ a₂₃]^T产生透视变换。