[发明专利]一种AR室内实景导航方法及系统

说明书

本发明提供了一种AR室内实景导航方法及系统，导航方法先构建高精地图，获取地图数据，后在高精地图上进行视觉定位。视觉定位包括移动端定位，获取移动端位姿，服务端定位，输入查询图，自查询图中提取二维特征点，并与地图数据中的三维特征点进行匹配，获取对应关系，输出查询图位姿，对移动端位姿进行实时校正；最后根据移动端的位姿和查询图的位姿在高精度图中生成路线指引并渲染。本发明基于视觉定位进行导航，定位精度可以达到米级，且无需额外布置设备，成本相对比较低。

技术领域

本发明涉及导航技术领域，具体涉及一种AR室内实景导航方法及系统。

背景技术

自1967年卫星导航技术开放民用以来，经过50多年发展，导航定位已广泛应用于交通物流、地理信息、高精度测量等多种行业中，提升了现代社会的运营效率，也为个人生活和出行都带来巨大便利。不过，尽管导航定位技术在室外场景中已非常普及，室内导航应用却一直未取得很好发展。

特别是机场、火车站等大型室内场所内存在GPS信号不稳定、室内面积大、路线复杂、用户判断方向难等问题，给在大型场所内的用户日常的定位、寻路造成很大的困扰。

传统的定位导航方案是有GPS，而且只适合于室外，精度通常只有10米级别。室内一般较常采用的方案有WiFi、蓝牙，通常定位精度也基本上只能到米级，而且预先去布置设备，需要硬件设备的支撑，工程量较大、成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高定位精度降低造价的AR室内实景导航方法及系统。

本发明提供的这种AR室内实景导航方法，包括如下步骤：

S.1、构建高精地图，获取地图数据；

S.2、视觉定位；

S.2.1、移动端定位，获取移动端位姿，

S.2.2、服务端定位，输入查询图，自查询图中提取二维特征点，并与地图数据中的三维特征点进行匹配，获取对应关系，输出查询图位姿，

S.2.3、对移动端位姿进行实时校正；

S.3、根据移动端位姿和查询图的位姿在高精度图中生成路线指引并渲染。

所述S.1中构建高精视觉地图包括稀疏地图构建和稠密地图构建。

所述稀疏地图构建采用运动恢复结构，利用机器人进场采集的视频、图片数据作为输入，提取场景中的视觉特征，恢复图片的位姿和场景的稀疏三维特征点云。

所述稠密地图构建利用追加的全景视频以及恢复的位姿为输入，输出场景的精细化稠密点云和带纹理的三维网格模型。

所述S.2中：首先进行图像上的二维特征点检测，其次进行二维特征点描述，接着进行二维特征点与三维特征点匹配，然后进行三维特征点与相机空间位置求解，再进行运动推断结构，构建稠密点云，再表面网格重建，最后进行纹理重建。

所述移动端定位利用移动端自带的传感器进行实时定位。

所述S.2.3中根据一段距离和不同视角内具有显著区分度的地物特征对移动端位姿进行实时校正；实时校正根据上下文信息对移动端位姿进行校正，如果前后两帧信息均满足定位条件，但定位结果存在差异，过滤出现孤立跳变的定位结果，保证行走轨迹光滑。

所述S.3中读取移动端上的传感器信息并结合人体运动模型，推算对应位置；结合移动端上各类传感器的信息及视觉定位信息给定初始位姿，通过检测加速度计读数的峰值点实现步向识别；利用一步之内的加速度计读数，根据人体特征拟合当前一步的步长进行步数识别。

所述S.3中通过滤波实现移动端的姿态估计，获取当前一步的行走朝向，并通过基于深度模型的朝向回归算法和基于机器学习的运动分类算法校正导航过程中计算误差累积导致的偏差。

本发明还提供了一种AR室内实景导航系统，包括高精地图构建模块、移动端定位模块和服务端定位模块；