基于标志物影像的导航方案设计

翟辉琴，郭海涛，魏旭东，路凌芝

（1. 32269部队，甘肃 兰州 730030；2.信息工程大学地理空间信息学院，河南 郑州 450052）

目前常用的导航系统主要是依靠GPS、北斗等卫星信号进行定位，但卫星定位易受环境因素的影响，在阻挡对空视线的环境中，将受到阻碍，从而无法为用户提供导航定位的服务[1]。战争期间，信号还会被干扰。而基于标志物影像的单人手持平台，具有重量轻、成本低、尺寸小、功耗低以及大众化等优点，为卫星导航定位的缺点提供了新的补充思路，本方案正是在这种情况下产生的。该方案主要用于单个人员的自主导航和实时定位，其应用对象非常广泛，包括普通行人、紧急救援人员、野外勘测工作者及探险者。

1 方案设计

该方案通过单人在陌生地域下利用手机对周边标志物拍摄一系列影像，首先利用结合卷积神经网络与集成学习的分类算法对现时拍摄的标志物影像进行自动场景分类，然后将该标志物影像与预存在手机上的带地理编码的同类标志物基准影像精确匹配，精确匹配采用基于改进ASIFT的具有仿射和尺度不变性的匹配算子进行，最后依据匹配结果确定地理位置。对于标志物不太明显的地区，可以更换方位或标志物多次进行上述拍摄、分类和匹配，综合匹配结果以获取更为可靠的定位结果。确定地理位置后，结合目的地的位置，确定行进方向和路线，流程如图1所示。该方案具有成本低廉、便于普及、灵活机动、适应性强、自动化程度高、易与其他导航手段互补使用等 特点。……