一种室外场景全景图像的矢量检索定位方法、系统及介质与流程

本发明涉及计算机视觉的，发明设计一种室外场景全景图像的矢量检索定位方法、系统及介质。

背景技术：

1、基于图像的定位算法作为一门融合计算机视觉、机器学习、多视图几何、图像检索等众多科研领域的交叉性学科技术,在机器人导航定位、现实增强、三维重建、地标识别等领域有着关阔的应用前景和巨大的研究价值。基于图像的定位技术也是高层次图像处理任务不可缺少的组成部分。目前定位主要采用以下两种方式：(1)点云配准：点云配准(pointcloud registration),又名点云拼接、点云注册，对于两帧有重叠信息的点云，通过求解变换矩阵(旋转矩阵r和平移矩阵t)，使得重叠部分点云变换到同一个统一的坐标系下。但是由于实际场景中难以获得完整场景以及待配准目标的三维点云模型，以及点云庞大的数据量给配准带来极大的计算量，导致基于点云配准的定位方法难以在实际工程中应用；(2)图像配准：图像配准(image registration)就是将不同时间、不同传感器(成像设备)或不同条件下(天候、照度、摄像位置和角度等)获取的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程，它已经被广泛地应用于遥感数据分析、计算机视觉、图像处理等领域。流程配准技术的流程如下：首先对两幅图像进行特征提取得到特征点；通过进行相似性度量找到匹配的特征点对；然后通过匹配的特征点对得到图像空间坐标变换参数；最后由坐标变换参数进行图像配准。但实际应用时会消耗较大的计算资源，难以进行实际使用。但是，无论是点云配准还是图像配准，其对计算资源的需求使得难以在实际工程中应用，对数据准确性的要求更是限制了其常规应用。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题，本发明提供一种室外场景全景图像的矢量检索定位方法、系统及介质，本发明旨在解决现有的室外大环境下基于配准的定位方法对数据质量的高需求，以及对计算资源的高需求难以实际落地工程化应用的难题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种室外场景全景图像的矢量检索定位方法，包括：

4、s101，分别对目标区域对应的目标遥感数据库中的遥感图像进行视角投影变换，对视角投影变换后的遥感图像提取图像特征得到遥感图像特征；获取在目标区域中的待定位子区域采集的室外场景全景图像，并对室外场景全景图像提取图像特征得到全景图像特征；

5、s102，基于全景图像特征与目标遥感数据库中各幅遥感图像的遥感图像特征之间的距离确定待定位子区域的定位位置。

6、可选地，步骤s101中在目标区域中的待定位子区域采集的室外场景全景图像是指在目标区域中的待定位子区域的中间位置采集的室外场景全景图像。

7、可选地，步骤s101中的室外场景全景图像包括n幅尺寸为h×w的全景图像p1～pn。

8、可选地，步骤s101中的对室外场景全景图像提取图像特征得到全景图像特征包括：分别对n幅尺寸为h×w的全景图像p1～pn提取特征，分别得到n个尺寸为1×c的全景图像特征向量；将n个尺寸为1×c的特征向量融合得到一个尺寸为1×c的特征向量以作为全景图像特征。

9、可选地，所述将n个尺寸为1×c的特征向量融合是指将n个尺寸为1×c的特征向量取平均值。

10、可选地，步骤s101中进行视角投影变换的函数表达式为：

11、

12、上式中，(xis,yis)表示视角投影变换后图像中第i个像素点的坐标，aa表示视角投影变换后图像的尺寸aa×aa的边长，(xit,yit)表示遥感图像中第i个像素点的坐标，hg为遥感图像的高度，wg为遥感图像的宽度，且有遥感图像与全景图像的大小相同。

13、可选地，步骤s101中目标遥感数据库中共包含m幅遥感图像i1t～imt，进行视角投影变换后得到m幅视角投影变换后图像i1s～ims，提取图像特征得到m个尺寸为1×c的特征向量以分别作为各幅遥感图像对应的遥感图像特征。

14、可选地，步骤s102中基于全景图像特征与目标遥感数据库中各幅遥感图像的遥感图像特征之间的距离确定待定位子区域的定位位置包括：分别计算全景图像特征与目标遥感数据库中各幅遥感图像的遥感图像特征之间的距离，并找到最小的距离对应的遥感图像，并将遥感图像在目标遥感数据库中记录的经纬度和海拔坐标作为待定位子区域的定位位置。

15、此外，本发明还提供一种基于室外场景全景图像的检索定位系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述室外场景全景图像的矢量检索定位方法。

16、此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述室外场景全景图像的矢量检索定位方法。

17、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：本发明基于遥感图像进行切片和投影变换，实现在实时环境下的高速图像定位，具有计算资源消耗低、定位效率高、对数据质量要求低的优点，可有效解决现有的室外大环境下基于配准的定位方法对数据质量的高需求，以及对计算资源的高需求难以实际落地工程化应用的难题。

技术特征：

1.一种室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，步骤s101中在目标区域中的待定位子区域采集的室外场景全景图像是指在目标区域中的待定位子区域的中间位置采集的室外场景全景图像。

3.根据权利要求1所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，步骤s101中的室外场景全景图像包括n幅尺寸为h×w的全景图像p1～pn。

4.根据权利要求3所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，步骤s101中的对室外场景全景图像提取图像特征得到全景图像特征包括：分别对n幅尺寸为h×w的全景图像p1～pn提取特征，分别得到n个尺寸为1×c的全景图像特征向量；将n个尺寸为1×c的特征向量融合得到一个尺寸为1×c的特征向量以作为全景图像特征。

5.根据权利要求4所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，所述将n个尺寸为1×c的特征向量融合是指将n个尺寸为1×c的特征向量取平均值。

6.根据权利要求1所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，步骤s101中进行视角投影变换的函数表达式为：

7.根据权利要求1所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，步骤s101中目标遥感数据库中共包含m幅遥感图像i1t～imt，进行视角投影变换后得到m幅视角投影变换后图像i1s～ims，提取图像特征得到m个尺寸为1×c的特征向量以分别作为各幅遥感图像对应的遥感图像特征。

8.根据权利要求7所述的室外场景全景图像的矢量检索定位方法，其特征在于，步骤s102中基于全景图像特征与目标遥感数据库中各幅遥感图像的遥感图像特征之间的距离确定待定位子区域的定位位置包括：分别计算全景图像特征与目标遥感数据库中各幅遥感图像的遥感图像特征之间的距离，并找到最小的距离对应的遥感图像，并将遥感图像在目标遥感数据库中记录的经纬度和海拔坐标作为待定位子区域的定位位置。

9.一种基于室外场景全景图像的检索定位系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述室外场景全景图像的矢量检索定位方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行权利要求1～8中任意一项所述室外场景全景图像的矢量检索定位方法。

技术总结
本发明公开了一种室外场景全景图像的矢量检索定位方法、系统及介质，本发明方法包括分别对目标区域对应的目标遥感数据库中的遥感图像进行视角投影变换并提取遥感图像特征；获取在目标区域中的待定位子区域采集的室外场景全景图像，并对室外场景全景图像提取图像特征得到全景图像特征；基于全景图像特征与目标遥感数据库中各幅遥感图像的遥感图像特征之间的距离确定待定位子区域的定位位置。本发明基于遥感图像进行切片和投影变换，实现在实时环境下的高速图像定位，具有计算资源消耗低、定位效率高的优点，可有效解决现有的室外大环境下基于配准的定位方法对数据质量的高需求，以及对计算资源的高需求难以实际落地工程化应用的难题。

技术研发人员：高跃,肖罡,徐阳,刘小兰,黄晋,赵斯杰,张蔚,万可谦
受保护的技术使用者：江西科骏实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15