安治國(guó)++陳胤璇++付佳++陳金龍

摘 要：車載導(dǎo)航已經(jīng)成為人們生活的必備，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，人們對(duì)位置服務(wù)的精度及局部直觀可視化的要求越來(lái)越高，本文基于車載移動(dòng)道路測(cè)量的可量測(cè)實(shí)景影像及日漸完善成熟的北斗應(yīng)用兩方面因素，在北斗聯(lián)合實(shí)景影像在可視化導(dǎo)航方面展開(kāi)研究，為北斗導(dǎo)航位置服務(wù)探索一種基于實(shí)景測(cè)量的新思路。

關(guān)鍵詞：北斗；實(shí)景影像；導(dǎo)航

中圖分類號(hào)：P228.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）01-0030-02

1 引言

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，人口流動(dòng)迅速，私家車增加迅猛，城市交通狀況日益復(fù)雜，汽車每年增長(zhǎng)速度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)城市道路增長(zhǎng)速度，人們對(duì)高精度的導(dǎo)航定位需求呈井噴式增長(zhǎng)。認(rèn)知是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程，對(duì)于地理空間認(rèn)知，在精度、可視化等方面具有漸進(jìn)特性，人們對(duì)位置服務(wù)的精度和導(dǎo)航可視化兩方面的要求越來(lái)越高。目前市場(chǎng)上導(dǎo)航設(shè)備絕大多數(shù)是通過(guò)GPS導(dǎo)航來(lái)實(shí)現(xiàn)的。我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)定的“三步走”戰(zhàn)略計(jì)劃進(jìn)展順利，隨著北斗建設(shè)不斷完善，其精度已經(jīng)能夠和美國(guó)的GPS匹敵，北斗產(chǎn)業(yè)規(guī)?；笙嚓P(guān)產(chǎn)品將更加具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，更加經(jīng)濟(jì)，基于北斗系統(tǒng)的導(dǎo)航設(shè)備必將得到迅猛發(fā)展。為探索北斗導(dǎo)航電子地圖與實(shí)景影像的新應(yīng)用模式，本文結(jié)合北斗導(dǎo)航及我部近年來(lái)基于Y/DCK-2地圖快速修測(cè)車所從事的實(shí)景任務(wù)，對(duì)北斗導(dǎo)航電子地圖聯(lián)合實(shí)景影像進(jìn)行導(dǎo)航進(jìn)行研究探索。

2 導(dǎo)航電子地圖現(xiàn)狀

目前導(dǎo)航電子地圖在工作生活中發(fā)揮著不小的作用，但在表達(dá)方法上還存在一些不足。一是表現(xiàn)模式相對(duì)簡(jiǎn)單。各產(chǎn)品的表達(dá)方法略有不同，但大體一致。大多是對(duì)傳統(tǒng)地圖表達(dá)方法的延續(xù)，沒(méi)有較好地發(fā)揮計(jì)算和圖形圖像處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。二是表達(dá)方法和用戶結(jié)合不密切。每個(gè)人對(duì)導(dǎo)航電子地圖感受不同。現(xiàn)有導(dǎo)航電子地圖在進(jìn)行表達(dá)時(shí)缺乏針對(duì)性，沒(méi)有很好地考慮用戶的偏好和特點(diǎn)。三是表達(dá)方法沒(méi)有較好地顧及外界因素。表達(dá)方法在設(shè)計(jì)上僅考慮圖面上的搭配效果，應(yīng)考慮應(yīng)用環(huán)境的光照強(qiáng)度、用戶處位置的地理特點(diǎn)以及地域特色等，以產(chǎn)生較好效果。

3 北斗聯(lián)合實(shí)景導(dǎo)航的技術(shù)路線

3.1 導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集基本流程

基于Y/DCK-2地圖快速修測(cè)車的實(shí)景地圖生產(chǎn)體系是協(xié)同式數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式，打破了原有生產(chǎn)作業(yè)模式，引發(fā)了測(cè)繪導(dǎo)航在數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式、數(shù)據(jù)管理模式、數(shù)據(jù)應(yīng)用模式上的全面變革。協(xié)同式作業(yè)縮短了作業(yè)時(shí)間，提高了作業(yè)效率。

實(shí)景地圖數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)生產(chǎn)采用的生產(chǎn)平臺(tái)軟件是立得公司開(kāi)發(fā)的一款大型的、網(wǎng)絡(luò)化、分布式的協(xié)同式多源數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)（如圖1所示）。生產(chǎn)系統(tǒng)基于SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫(kù)，以數(shù)據(jù)生產(chǎn)項(xiàng)目管理為基礎(chǔ)，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、編輯、百人以上用戶協(xié)同作業(yè)，在網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)監(jiān)控與質(zhì)量控制、數(shù)據(jù)生產(chǎn)安全管理、協(xié)同式數(shù)據(jù)生產(chǎn)作業(yè)機(jī)制等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)采用服務(wù)器/客戶端的方式，所有核心數(shù)據(jù)由服務(wù)器端統(tǒng)一管理。

3.2 導(dǎo)航實(shí)景影像數(shù)據(jù)獲取與更新

可量測(cè)實(shí)景影像數(shù)據(jù)由多傳感器集成車載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)獲取，通過(guò)安裝在移動(dòng)載體上的多個(gè)相機(jī)在車輛快速行進(jìn)過(guò)程中采集實(shí)景影像，同時(shí)通過(guò)北斗、IMU傳感器獲取其對(duì)應(yīng)時(shí)刻的位置和姿態(tài)數(shù)據(jù)，得到具有高精度位置和姿態(tài)參數(shù)的影像序列，在攝影測(cè)量模型支持下，可實(shí)現(xiàn)基于實(shí)景影像序列的定位和量測(cè)。

一個(gè)典型的車載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)由安裝在運(yùn)動(dòng)載體上的多個(gè)CCD相機(jī)或者360度全景相機(jī)、北斗/IMU/里程計(jì)、車載計(jì)算機(jī)和同步控制裝置組成，在載體快速行進(jìn)過(guò)程中，獲取連續(xù)的可量測(cè)實(shí)景影像庫(kù)。

3.3 北斗聯(lián)合實(shí)景影像導(dǎo)航

隨著城市街道不斷完善，街道建設(shè)逐漸變的立體化和復(fù)雜化，以線條和色塊來(lái)表示的二維導(dǎo)航數(shù)字地圖已經(jīng)逐漸不滿足實(shí)際應(yīng)用，不能適應(yīng)人們對(duì)現(xiàn)在街道的認(rèn)知需求。三維實(shí)景影像導(dǎo)航，以反映真實(shí)場(chǎng)景的實(shí)景三維影像作為導(dǎo)航的導(dǎo)引載體，所有道路指引都將可以在實(shí)景影像上進(jìn)行（如圖2所示）。特別是在城市復(fù)雜路段，它可以在用戶駕車駛?cè)敫呒軜?、高速路入口時(shí)將導(dǎo)航畫(huà)面轉(zhuǎn)為與實(shí)際路況相符的三維實(shí)景畫(huà)面，增加更多視覺(jué)立體感和安全性，根據(jù)路口、高架或者匝道的三維實(shí)景影像上提供的指引一步步的到達(dá)目的地。即便是無(wú)法收到BDS信號(hào)，也可通過(guò)影像上的指引自行導(dǎo)引，帶來(lái)全新的導(dǎo)航模式和全新的用戶體驗(yàn)。

4 北斗聯(lián)合實(shí)景導(dǎo)航的應(yīng)用

實(shí)景地圖可在不同的環(huán)境下使用，包括桌面系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和PDA等嵌入式環(huán)境中使用，提供各種形式的軟件開(kāi)發(fā)包（COM＼.net＼嵌入式），能夠與其它系統(tǒng)方便集成（如圖3），這為開(kāi)發(fā)北斗聯(lián)合實(shí)景影像進(jìn)行三維導(dǎo)航提供了方便，隨著北斗不斷完善，北斗定位精度將進(jìn)一步提高，在部分區(qū)域的定位精度甚至?xí)哂贕PS定位精度。因此，利用北斗聯(lián)合實(shí)景影像可提供精細(xì)化位置服務(wù)：一是為私家車提供導(dǎo)航和安全保護(hù)利用北斗、電子地圖聯(lián)合實(shí)景影像可以實(shí)時(shí)顯示車輛位置，并顯示車輛周圍街景照片，充分體現(xiàn)智能交通的優(yōu)越性；二是在物流監(jiān)控領(lǐng)域必將有大的發(fā)展。建立流信息綜合平臺(tái)，物流信息綜合平臺(tái)包括貨車衛(wèi)星導(dǎo)航監(jiān)控平臺(tái)和貨物運(yùn)輸信息平臺(tái)，通過(guò)這兩個(gè)平臺(tái)物流企業(yè)就可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸過(guò)程的透明化管理，實(shí)現(xiàn)車輛的監(jiān)控，也可以尋找更多的信息。這也將是衛(wèi)星導(dǎo)航在物流業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。三是交通領(lǐng)域，中國(guó)交通運(yùn)輸率先應(yīng)用北斗導(dǎo)航進(jìn)行交通運(yùn)輸重點(diǎn)車輛管理。隨著北斗應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，國(guó)家政策的支持，預(yù)計(jì)“兩客一?！钡谋倍冯娮拥貓D導(dǎo)航應(yīng)用規(guī)模會(huì)保持一個(gè)高速上升的趨勢(shì)；四是智慧城市領(lǐng)域。將北斗導(dǎo)航引入智慧城市建設(shè)當(dāng)中，既可節(jié)省北斗應(yīng)用推廣費(fèi)用，也可加快北斗導(dǎo)航規(guī)?；瘧?yīng)用。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著北斗導(dǎo)航硬件設(shè)備的不斷拿完善，車載市場(chǎng)必將成為北斗在民用市場(chǎng)的一大突破口，在原有的車載技術(shù)積累推動(dòng)下，北斗在車載導(dǎo)航方面的應(yīng)用必將得到較大發(fā)展，而用戶對(duì)導(dǎo)航可視化、精細(xì)化的要求，也必將要求北斗必須與實(shí)景等三維信息聯(lián)合才能更好的迎合市場(chǎng)，才能真正實(shí)現(xiàn)北斗產(chǎn)業(yè)在導(dǎo)航領(lǐng)域較快發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊拴昌等.2013-2014年中國(guó)北斗導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)[M].中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院，2014年.

[2]柳佳佳，葛文.實(shí)景地圖的空間認(rèn)知研究[J].測(cè)繪工程，2015（3），6-10.

[3]谷宇航，江南，張曉楠，等.導(dǎo)航電子地圖多模式表達(dá)模型的研究[J].測(cè)繪工程，2014（12），12-16.

[4]張雷.基于北斗導(dǎo)航的車載定位終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2016（7），66-67.