北斗联合实景影像导航应用研究

安治国++陈胤璇++付佳++陈金龙

摘 要：车载导航已经成为人们生活的必备，随着社会不断发展，人们对位置服务的精度及局部直观可视化的要求越来越高，本文基于车载移动道路测量的可量测实景影像及日渐完善成熟的北斗应用两方面因素，在北斗联合实景影像在可视化导航方面展开研究，为北斗导航位置服务探索一种基于实景测量的新思路。

关键词：北斗；实景影像；导航

中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）01-0030-02

1 引言

随着城镇化进程加快，人口流动迅速，私家车增加迅猛，城市交通状况日益复杂，汽车每年增长速度已远远超过城市道路增长速度，人们对高精度的导航定位需求呈井喷式增长。认知是一个渐进的过程，对于地理空间认知，在精度、可视化等方面具有渐进特性，人们对位置服务的精度和导航可视化两方面的要求越来越高。目前市场上导航设备绝大多数是通过GPS导航来实现的。我国北斗导航系统设定的“三步走”战略计划进展顺利，随着北斗建设不断完善，其精度已经能够和美国的GPS匹敌，北斗产业规模化后相关产品将更加具有竞争优势，更加经济，基于北斗系统的导航设备必将得到迅猛发展。为探索北斗导航电子地图与实景影像的新应用模式，本文结合北斗导航及我部近年来基于Y/DCK-2地图快速修测车所从事的实景任务，对北斗导航电子地图联合实景影像进行导航进行研究探索。

2 导航电子地图现状

目前导航电子地图在工作生活中发挥着不小的作用，但在表达方法上还存在一些不足。一是表现模式相对简单。各产品的表达方法略有不同，但大体一致。大多是对传统地图表达方法的延续，没有较好地发挥计算和图形图像处理技术的优势。二是表达方法和用户结合不密切。每个人对导航电子地图感受不同。现有导航电子地图在进行表达时缺乏针对性，没有很好地考虑用户的偏好和特点。三是表达方法没有较好地顾及外界因素。表达方法在设计上仅考虑图面上的搭配效果，应考虑应用环境的光照强度、用户处位置的地理特点以及地域特色等，以产生较好效果。

3 北斗联合实景导航的技术路线

3.1 导航数据采集基本流程

基于Y/DCK-2地图快速修测车的实景地图生产体系是协同式数据生产模式，打破了原有生产作业模式，引发了测绘导航在数据生产模式、数据管理模式、数据应用模式上的全面变革。协同式作业缩短了作业时间，提高了作业效率。

实景地图数据内业生产采用的生产平台软件是立得公司开发的一款大型的、网络化、分布式的协同式多源数据生产系统（如图1所示）。生产系统基于SQL Server 2008数据库，以数据生产项目管理为基础，重点实现了海量数据的存储、编辑、百人以上用户协同作业，在网络化的生产调度、网络生产监控与质量控制、数据生产安全管理、协同式数据生产作业机制等方面具有显著优势。系统采用服务器/客户端的方式，所有核心数据由服务器端统一管理。

3.2 导航实景影像数据获取与更新

可量测实景影像数据由多传感器集成车载移动测量系统获取，通过安装在移动载体上的多个相机在车辆快速行进过程中采集实景影像，同时通过北斗、IMU传感器获取其对应时刻的位置和姿态数据，得到具有高精度位置和姿态参数的影像序列，在摄影测量模型支持下，可实现基于实景影像序列的定位和量测。

一个典型的车载移动测量系统由安装在运动载体上的多个CCD相机或者360度全景相机、北斗/IMU/里程计、车载计算机和同步控制装置组成，在载体快速行进过程中，获取连续的可量测实景影像库。

3.3 北斗联合实景影像导航

随着城市街道不断完善，街道建设逐渐变的立体化和复杂化，以线条和色块来表示的二维导航数字地图已经逐渐不满足实际应用，不能适应人们对现在街道的认知需求。三维实景影像导航，以反映真实场景的实景三维影像作为导航的导引载体，所有道路指引都将可以在实景影像上进行（如图2所示）。特别是在城市复杂路段，它可以在用户驾车驶入高架桥、高速路入口时将导航画面转为与实际路况相符的三维实景画面，增加更多视觉立体感和安全性，根据路口、高架或者匝道的三维实景影像上提供的指引一步步的到达目的地。即便是无法收到BDS信号，也可通过影像上的指引自行导引，带来全新的导航模式和全新的用户体验。

4 北斗联合实景导航的应用

实景地图可在不同的环境下使用，包括桌面系统、网络环境和PDA等嵌入式环境中使用，提供各种形式的软件开发包（COM＼.net＼嵌入式），能够与其它系统方便集成（如图3），这为开发北斗联合实景影像进行三维导航提供了方便，随着北斗不断完善，北斗定位精度将进一步提高，在部分区域的定位精度甚至会高于GPS定位精度。因此，利用北斗联合实景影像可提供精细化位置服务：一是为私家车提供导航和安全保护利用北斗、电子地图联合实景影像可以实时显示车辆位置，并显示车辆周围街景照片，充分体现智能交通的优越性；二是在物流监控领域必将有大的发展。建立流信息综合平台，物流信息综合平台包括货车卫星导航监控平台和货物运输信息平台，通过这两个平台物流企业就可以实现运输过程的透明化管理，实现车辆的监控，也可以寻找更多的信息。这也将是卫星导航在物流业的发展趋势。三是交通领域，中国交通运输率先应用北斗导航进行交通运输重点车辆管理。随着北斗应用范围的扩大，国家政策的支持，预计“两客一危”的北斗电子地图导航应用规模会保持一个高速上升的趋势；四是智慧城市领域。将北斗导航引入智慧城市建设当中，既可节省北斗应用推广费用，也可加快北斗导航规模化应用。

5 结语

随着北斗导航硬件设备的不断拿完善，车载市场必将成为北斗在民用市场的一大突破口，在原有的车载技术积累推动下，北斗在车载导航方面的应用必将得到较大发展，而用户对导航可视化、精细化的要求，也必将要求北斗必须与实景等三维信息联合才能更好的迎合市场，才能真正实现北斗产业在导航领域较快发展。

参考文献：

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