基于Android手机的空间前方交会定位方法设计与实现

发布时间：2017-12-10 02:00

  本文关键词：基于Android手机的空间前方交会定位方法设计与实现

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【摘要】：近年来Android智能手机市场占有率逐年增加,Android手机与人们的日常生活联系越来越紧密,随着Android手机定位功能的普及,定位方式多样化以及移动网络技术的日益成熟,4G、4G+网络技术的兴起,利用Android手机进行位置服务的手机软件不断出现,如何高效,智能,多样化的获取位置信息已经成为当前智能手机位置服务面临的重要课题。已有的Android手机定位服务软件(如百度地图,高德地图等)实现位置定位主要依靠手机内置定位传感器技术(如GPS,GLONASS)和电信移动运营商的无线电通信网络(如GSM网、CDMA网等),当用户需要获取位置信息时,得到的是手机所在的位置。在现实生活中,有时由于地理位置、交通、自然灾害等原因我们需要在距离目标点一定距离时获取目标点位置信息,这样传统的手机定位模式将无法满足用户需求。因此本文以此为研究方向,将手机定位与摄影测量学立体像对空间前方交会方法相结合,利用手机的摄像功能,图片信息,传感器元件实现在无控制点,无接触的情况下对目标点实现位置信息的实时获取。本文使用的试验设备为搭载Android 6.0系统的联想ZUK Z2手机,利用手机的摄像功能,定位芯片,传感器元件获取目标点像片及手机像片的外方位元素,并对所得信息进行数据处理与精度分析,对定位精度做出客观评价。本文的主要研究成果如下:(1)对Android手机的照相功能进行研究和开发,通过实验的需求分析,利用Android Camera API进行手机相机开发,实现相机的界面设计,预览方法,自动对焦,分辨率设置,像片的存储与浏览等功能,为实现立体像对空间前方交会方法提供基础,获取高分辨率照片。(2)获取像片的外方位元素,利用Android手机的定位功能获取手机拍照时刻的位置信息作为像片的外方位线元素,同时返回手机拍照时刻方向传感器,磁场传感器,加速度传感器等参数,计算获得手机的外方位角元素。(3)获取像点的像空间坐标,在像素坐标系中对像点坐标进行量测获取像点的像素坐标,通过坐标转换将像素坐标转换为像平面坐标(x,y),手机摄像头因大小所限通常为固定焦距,当像主点位于像片中心时,可得到像点的像空间坐标(x,y,-f)。(4)基于摄影测量学的立体像对空间前方交会方法解算目标点的物方空间坐标,解算时使用点投影系数的空间前方交会法。(5)通过获取同一目标点的多组立体像对,得到多组坐标数据,对目标点坐标进行数据处理,分别计算外方位角元素和外方位线元素的精度及稳定性,结合像平面坐标的量测,镜头的畸变对基于Android手机的空间前方交会定位精度的影响进行精度分析。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN929.53;TP212;P23

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本文编号：1272652