一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法及裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術涉及一種移動端地理信息采集方法及裝置。包括：將終端的攝像頭照準采集目標，獲取此時終端所在位置的基準點坐標(Ax,Ay)；利用攝影測量系統(tǒng)傳感器獲取目標點與基準點的方位角Az以及翻滾角Roll，通過翻滾角Roll和終端攝像頭高度計算得到目標點與移動終端的距離L，并且基于下式：Bx＝Ax+L×sin(Az)By＝Ay+L×cos(Az)計算得到目標點坐標(Bx,By)。本發(fā)明專利技術可以采集任何相機能夠拍攝到的位置，不需要親臨定位點，不依賴地圖數(shù)據(jù)和采集人員的技能。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種信息采集方法及裝置，屬于GIS信息采集方法領域，具體涉及一種移動端地理信息采集方法及裝置。
技術介紹
在國土與規(guī)劃行業(yè)中，有許多業(yè)務都涉及到使用移動終端實施地理信息采集的工作，例如國土巡查、地塊報建，而在后續(xù)的業(yè)務中，地理信息在移動設備上的顯示也尤為重要。地理信息采集工作指用戶對某地物進行地理信息進行錄入的過程，其中地理信息包括位置信息、屬性信息等。地理信息顯示指在移動端設備屏幕上將地理信息數(shù)據(jù)通過各種手段和方式展示出來。傳統(tǒng)的移動端地理信息采集系統(tǒng)，在信息采集方面，信息采集的手段分為兩種：使用GPS定位采集和在電子地圖上通過選點采集。使用GPS定位采集地理位置信息的準確度依賴于移動端設備接收衛(wèi)星或通訊基站發(fā)出的信號強度，在樓群密集或基站稀疏的地方會遇到定位精度低或定位用時長等不利因素。而在電子地圖上采集位置的準確度取決于操作者使用電子地圖的熟練度和識圖能力，對操作者本身要求高，需要對操作者進行培訓以后才能上手。在信息顯示方面，信息顯示的手段分為兩種：使用列表顯示和在電子地圖上顯示。使用列表顯示地理信息不夠直觀，用戶很難從充滿密密麻麻的數(shù)字和文字中高效提取出感興趣的信息。而在電子地圖上顯示地理信息，雖然可以直觀地在地圖上展示地物要素的地理位置，但是對于不熟練使用電子地圖的用戶來說，很難通過在電子地圖上描繪的地理位置判斷出地物要素在現(xiàn)實中相對于用戶當前位置的方位和距離。并且二維電子地圖不具備高程屬性，無法直觀展示高程信息。增強現(xiàn)實(AugmentedReality，簡稱AR)技術，它是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，是把原本在現(xiàn)實世界的一定時間空間范圍內(nèi)很難體驗到的實體信息(視覺信息,聲音,味道,觸覺等),通過電腦等科學技術，模擬仿真后再疊加，將虛擬的信息應用到真實世界，被人類感官所感知，從而達到超越現(xiàn)實的感官體驗。真實的環(huán)境和虛擬的物體實時地疊加到了同一個畫面或空間同時存在。本專利技術提供一種新的地理信息采集手段，利用增強現(xiàn)實技術，在信息采集方面，可以像日常生活中使用手機拍照一樣簡單地采集地物的位置信息，在信息顯示方面，在手機屏幕中構(gòu)建三維空間，將地理信息與攝像頭獲取的現(xiàn)實場景互相疊加，使地理信息的展示更加直觀，讓用戶輕易獲取地物的相對方位和距離。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術主要是解決現(xiàn)有技術中在采集地理信息時所存在的使用GPS定位耗時長，信息采集效率低，并且使用電子地圖采集位置對地圖和操作者本身要求高的技術問題，提供了一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法及裝置。該方法可以采集任何相機能夠拍攝到的位置，不需要親臨定位點，并且不依賴地圖數(shù)據(jù)，用戶不需要進行耗時的切圖工作，設備也無需儲存大容量的地圖數(shù)據(jù)。為了解決上述問題，根據(jù)本專利技術的一個方面，提供了一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，包括：將終端的攝像頭照準采集目標，獲取此時終端所在位置的基準點坐標(Ax,Ay)；利用攝影測量系統(tǒng)傳感器獲取目標點與基準點的方位角Az以及翻滾角Roll，通過翻滾角Roll和終端攝像頭高度計算得到目標點與移動終端的距離L，并且基于下式：Bx＝Ax+L×sin(Az)By＝Ay+L×cos(Az)計算得到目標點坐標(Bx,By)。優(yōu)化的，上述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，所述方位角Az通過下式計算得到：Az＝atan2(R12,R21)式中，R是由方向傳感器測量出的一個3*3的旋轉(zhuǎn)矩陣，R12,R21分別為旋轉(zhuǎn)矩陣R中的相應矩陣元素。優(yōu)化的，上述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，所述翻滾角Roll通過下式計算得出：Roll＝atan2(-R31,R33)式中，R是由方向傳感器測量出的一個3*3的旋轉(zhuǎn)矩陣，R31,R33分別為旋轉(zhuǎn)矩陣R中的相應矩陣元素。優(yōu)化的，上述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，所述距離L通過下式計算得出：L＝H×tan(Roll)式中，H為攝像頭高度。為了解決上述問題，根據(jù)本專利技術的另一個方面，提供了一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集裝置，包括：基準坐標采集裝置，用于將終端的攝像頭照準采集目標，并獲取此時終端所在位置的基準點坐標(Ax,Ay)；姿態(tài)參數(shù)采集裝置，用于利用攝影測量系統(tǒng)傳感器獲取目標點與基準點的方位角Az以及翻滾角Roll；目標距離計算裝置，用于通過翻滾角Roll和終端攝像頭高度計算得到目標點與移動終端的距離L，目標坐標計算裝置，用于基于下式：Bx＝Ax+L×sin(Az)By＝Ay+L×cos(Az)計算得到目標點坐標(Bx,By)。優(yōu)化的，上述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集裝置，所述姿態(tài)參數(shù)采集裝置通過下式計算得到方位角Az：Az＝atan2(R12,R21)式中，R是由方向傳感器測量出的一個3*3的旋轉(zhuǎn)矩陣，R12,R21分別為旋轉(zhuǎn)矩陣R中的相應矩陣元素。優(yōu)化的，上述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集裝置，所述姿態(tài)參數(shù)采集裝置通過下式計算得出翻滾角Roll：Roll＝atan2(-R31,R33)式中，R是由方向傳感器測量出的一個3*3的旋轉(zhuǎn)矩陣，R31,R33分別為旋轉(zhuǎn)矩陣R中的相應矩陣元素。優(yōu)化的，上述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集裝置，所述目標距離計算裝置通過下式計算得出距離L：L＝H×tan(Roll)式中，H為攝像頭高度。因此，本專利技術具有如下優(yōu)點：1.信息采集不受位置所在環(huán)境限制，只要照相機可以拍攝到的位置，都可以通過本方法直接采集其位置信息，不需要親臨定位點；2.信息采集不依賴于地圖數(shù)據(jù)，不需要進行耗時的切圖工作，設備也無需儲存大容量的地圖數(shù)據(jù)；附圖說明附圖1是本專利技術的傳感器坐標采集功能界面圖；附圖2是直角坐標系中的方位角和距離示意圖；附圖3是直角坐標系中的多個目標點的坐標時的方位角和距離示意圖；附圖4是手機空間直角坐標系示意圖；附圖5是手機姿態(tài)角定義圖；附圖6是攝像機C、采集點B與基準點A在橫截方向的幾何關系圖；附圖7是基準點(A)推算誤差的誤差范圍示意圖；附圖8是相機高誤差與相機高真值的幾何關系示意圖；附圖9是距離解算誤差與各結(jié)算參數(shù)之間的幾何關系示意圖；具體實施方式下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。實施例：本實施例包括地理信息的采集兩部分。下面分別介紹。...

【技術保護點】
一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，其特征在于，包括：將終端的攝像頭照準采集目標，獲取此時終端所在位置的基準點坐標(Ax,Ay)；利用攝影測量系統(tǒng)傳感器獲取目標點與基準點的方位角Az以及翻滾角Roll，通過翻滾角Roll和終端攝像頭高度計算得到目標點與移動終端的距離L，并且基于下式：Bx＝Ax+L×sin(Az)By＝Ay+L×cos(Az)計算得到目標點坐標(Bx,By)。

【技術特征摘要】
1.一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，其特征在于，包括：
將終端的攝像頭照準采集目標，獲取此時終端所在位置的基準點坐標(Ax,Ay)；利用攝
影測量系統(tǒng)傳感器獲取目標點與基準點的方位角Az以及翻滾角Roll，通過翻滾角Roll和終
端攝像頭高度計算得到目標點與移動終端的距離L，并且基于下式：
Bx＝Ax+L×sin(Az)
By＝Ay+L×cos(Az)
計算得到目標點坐標(Bx,By)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，其特征在于，所
述方位角Az通過下式計算得到：
Az＝atan2(R12,R21)
式中，R是由方向傳感器測量出的一個3*3的旋轉(zhuǎn)矩陣，R12,R21分別為旋轉(zhuǎn)矩陣R中的相
應矩陣元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，其特征在于，所
述翻滾角Roll通過下式計算得出：
Roll＝atan2(-R31,R33)
式中，R是由方向傳感器測量出的一個3*3的旋轉(zhuǎn)矩陣，R31,R33分別為旋轉(zhuǎn)矩陣R中的相
應矩陣元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集方法，其特征在于，所
述距離L通過下式計算得出：
L＝H×tan(Roll)
式中，H為攝像頭高度。
5.一種基于增強現(xiàn)實技術的地理信息采集裝置，其特征在于，包括：
基準坐標采集...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：麥家杰，李倫，黃宇，陳新偉，
申請(專利權(quán))人：武大吉奧信息技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42