(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210940817.1 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 杭州视图智航科技有限公司 地址 310000 浙江省杭州市富阳区春江街 道江南路68号第23幢1 110室 (72)发明人 胡涛　姜峰　张宏飞　 (74)专利代理 机构 深圳市沈 合专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 44373 专利代理师 沈祖锋 (51)Int.Cl. G01C 21/20(2006.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06V 20/17(2022.01) G06V 20/40(2022.01) (54)发明名称 基于决策分析的地图匹配导航方法、 装置、 设备及存 储介质 (57)摘要 本发明涉及无人机导航技术领域， 具体涉及 一种基于决策分析的地图匹配导航方法。 所述方 法包括以下步骤： 根据获取的定位信息在预设的 地图数据库中查找对应的环境数据； 从获取的初 始航拍视频中提取出初始航拍图序列， 对初始航 拍图序列进行镜头畸变矫正， 得到标准航拍图序 列； 对标准航拍图序列进行轮廓提取， 得到标准 环境轮廓； 对环境数据进行重合度匹配， 得到重 合环境数据， 对重合环境数据进行数据修正， 得 到导航环 境数据； 利用预设的位移词袋模型对导 航环境数据进行位置匹配航。 本发 明还提出一种 基于决策分析的地图匹配导航装置、 电子设备以 及存储介质。 本发明可以提高无人机地图导航的 精确度。 权利要求书4页 说明书13页 附图3页 CN 115265545 A 2022.11.01 CN 115265545 A 1.一种基于决策分析的地图匹配导 航方法， 其特 征在于， 所述方法包括： S1： 获取无人机的定位组件上传的定位信息， 根据所述定位信息在预设的地图数据库 中查找对应的环境数据； S2： 获取所述无人机的摄像组件拍摄的初始航拍视频， 从所述初始航拍视频中提取出 初始航拍图序列， 利用训练后的均方矫正模型对所述初始航拍图序列进行镜头畸变矫正， 得到标准 航拍图序列； S3： 利用预设的轮廓提取模型对所述标准航拍图序列进行轮廓提取， 得到标准环境轮 廓； S4： 利用所述标准环境轮廓对所述环境数据进行重合度匹配， 得到重合环境数据， 并利 用所述标准环境轮廓对所述重合环境数据进行 数据修正， 得到导 航环境数据； S5： 获取所述无人机的运动数据， 利用预设的位移词袋模型对所述导航环境数据进行 位置匹配， 得到节点位置， 并利用预设的模糊决策算法根据所述运动数据和所述节点位置 生成所述无人机的运动轨迹， 完成地图导航， 其中， 所述利用预设的位移词袋模 型对所述导 航环境数据进行位置匹配， 得到节点 位置， 包括： S51： 利用所述位移词袋模型对所述导航环境数据进行特征提取， 得到所述导航环境数 据的导航词袋特 征； S52： 利用如下的词袋相似度公式计算所述导航词袋特征与预设词袋特征库中各词袋 特征的相似度： 其中， S是指所述相似度， 是预设对抗系数， arccos是反余弦函数， 是指所述导航词 袋特征， 是指所述预设词袋特 征库中的词袋特 征， T是转置符号； S53： 在所述预设词袋特征库中选取所述相似度小于预设相似度阈值的词袋特征作为 目标词袋特 征， 将所述目标词袋特 征对应的视 觉单词集 合作为目标 单词集合； S54： 根据 所述目标单词集合构建词袋树模型， 并根据所述词袋树模型对所述导航环境 数据进行回环检测， 得到节点 位置。 2.如权利要求1所述的基于决策分析的地图匹配导航方法， 其特征在于， 所述根据 所述 定位信息在预设的地图数据库中查找对应的环境数据， 包括： 从所述定位信 息中提取出经纬度信 息， 利用所述经纬度信 息在所述地图数据库中检索 出对应的地形 数据； 从所述定位信 息中提取出海拔信 息， 利用所述海拔信 息对所述地形数据进行高度映射 转化， 得到环境数据。 3.如权利要求1所述的基于决策分析的地图匹配导航方法， 其特征在于， 所述从所述初 始航拍视频中提取 出初始航拍图序列， 包括： 利用预设的视频转 化工具将所述初始航拍视频转 化为视频帧序列； 按照预设的时间 间隔对所述视频帧序列进行视频节点标记， 得到 视频节点 集合； 按照时序逐一从所述视频节点集合中选取一个视频节点作为目标节点， 将所述目标节 点对应的视频帧图片作为目标帧图片， 并按照时序将所述目标帧图片排列成所述视频帧序权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115265545 A 2列。 4.如权利要求1所述的基于决策分析的地图匹配导航方法， 其特征在于， 所述利用训练 后的均方矫正模型对所述初始航拍图序列进行镜头畸变矫正， 得到标准航拍图序列之前， 还包括： 获取预设的正常样本图集， 对所述 正常样本图集进行定位标注， 得到正常定位图集； 利用所述摄 像组件对所述正常定位图集进行拍摄， 得到畸变定位图集； 根据所述正常定位图集中的定位标注点生成正常坐标集合， 并根据所述畸变定位图集 中的定位标注点 生成畸变坐标集 合； 利用如下的均方矫 正算法对所述畸变坐标集 合进行畸变校正， 得到预测坐标集 合： 其中， 是所述畸变坐标集合中第i个 畸变坐标的横坐标， 是指所述畸变坐标集合 中第i个畸变 坐标的纵坐标， Xi是所述预测坐标集合中第i个预测坐标的横坐 标， yi是所述预 测坐标集合中第i个预测坐标的纵坐标， i是指所述预测坐标集合和所述畸变坐标集合中的 第i个， j1是泰勒级数展开式的第 一项， j2是泰勒级数展开式的第 二项， d是指所述摄像组件 的内参， k1是所述均方矫正算法的第一切向参数， k2是指所述均方矫正算法的第二切向参 数： 计算所述正常坐标集合与 所述预测坐标集合之间的距离差值， 利用所述距离差值对所 述均方矫正算法进行参数更新， 直至所述距离差值小于预设的距离阈值时， 将参数更新后 的所述均方矫 正算法作为所述均方矫 正模型。 5.如权利要求1所述的基于决策分析的地图匹配导航方法， 其特征在于， 所述利用训练 后的均方矫 正模型对所述初始航拍图序列进行镜 头畸变矫 正， 得到标准 航拍图序列， 包括： 逐一选取 所述初始航拍图序列中的一个初始航拍图片作为目标初始图片； 按照所述目标初始图片的图片尺寸生成对应的单位矩阵， 并利用所述均 方矫正模型计 算出所述单位矩阵的映射向量； 将所述目标初始图片转化为目标图片矩阵， 利用所述映射向量乘以所述目标图片矩 阵， 得到目标矫 正矩阵， 并将所述目标矫 正矩阵转 化为目标矫 正图片； 按照所述初始航拍图序列的次序对所有的所述目标矫正图片进行排序， 得到所述标准 航拍图序列。 6.如权利要求1中任一项所述的基于决策分析的地图匹配导航方法， 其特征在于， 所述 利用预设的轮廓提取模型对所述标准 航拍图序列进行轮廓提取， 得到标准环境轮廓， 包括： 逐一选取 所述标准 航拍图序列中的一个标准 航拍图片作为目标航拍图片； 对所述目标航拍图片进行 灰度化处 理， 得到目标 灰度图片； 对所述目标 灰度图片进行二 值化处理， 得到目标二 值图片； 利用所述轮廓提取模型对所述目标二 值图片进行图片侵蚀， 得到目标侵蚀图片； 分别对所述目标侵蚀图片进行图片去噪以及纹理增强， 得到目标环境轮廓， 并将所有 的目标环境轮廓汇集成标准环境轮廓。权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115265545 A 3