TW200903397A - Vehicle navigation device and method - Google Patents

Description

200903397 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種導航裝置及導航方法，尤其涉及—種 車輛導航裝置及導航方法。 【先前技術】 隨者社會的發展和技術的進步，車上安裝全球定位系 =GIobaI P〇slti〇ning㈣）導航裝置已經成為 車輛的一個發展趨勢。 ·、·、 通常’駕敬員在車輛上安裝GPS導航裝置來實現車輛 該種GPS導航裝置接收太空中㈣^位衛星 ::生仏虎’亚根據該衛星信號配合電子地圖來實現車輛 ▲ '、、、GPS疋位衛星發射的衛星信號-般為每秒更新— 到、f 有#建梁或者金屬等阻隔物的情況下衛星信號不能 S ¥銳裝置’GPS導航襄置在導航車輛行駛過程中 準確地計算出當前車輛的實際行駛位置。即電子 地圖上顯示的車輛導為 皁輛…駛位置和車輛的實際行駛位置存 f…影響駕駛員控制車輛按照預設行驶路線行 【發明内容】 可提高GPS導航準破度之 有鑒於此，有必要提供—種 導航裝置。 此外’還有必要提供一 航方法。 種可提高GPS導航準確度之導 200903397 —種車輛導航裝置， .組、攝料輯缺導航 冑號&理器、顯示模 由其天線接A GPS ，該⑽信號處理器藉 %_ ^ ψ -j- w -疋佑生發射之衛星信號並根據該衛 車輛導航行駛位置；該顯示模組用於在電子地 圖上緘不車輛導航 你包卞地 像並根據影像得出車缸—像處理模組用於拍攝影 于出車輛貫際行駛位 於根據車輛實際行歇 正核組用 圖上顯示的直紅道旯正卓輛蛉航仃駛位置使電子地 ¥航仃駛位置與車輛實際行駛位置一致。 -種車輛導航方法，其包括如下步驟： 接收衛星信號； 根據衛星信號計算出車車兩導航行驶位置； 拍攝影像； 根據影像計算出車輛實際行駛位置； 根據車輛實際行駛位置更正車輛導航行駛位置。 ^述車輛導航裳置及其導航方法藉由該攝像處理模电 计异車輛實際杆餘&罢 &、廷 m 。邊令航更正模組根據該車輛實際 紅’，曾〜1正車輛導航行敬位置，使電子地圖上顯示的車 =航仃驶位置與車輛實際行驶位置一致，便於駕驶員控 t按知預設行敬路線行敬，提高該Gps導航裝 航準確度。 τ 【實施方式】 明同日寸參閱圖1及圖2 ’車輛導航系統500包括裝配 2;〇〇輛上的‘舭裝置1〇0和位於太空中的GPS定位衛星 200903397 導航裝置100包括藉由匯流排90相互連接的微處理器 -10、GPS信號處理器20、顯示模組3〇、存儲模組4〇、攝 」象處理模組50、導航更正模組6〇及輪入模組7〇。微處理 器10用於控制及協調其他各模組工作。 GPS信號處理器20藉由其GPS接收天線21與GPS 定位衛星200通信，其接收太空巾Gps定位衛星謂中至 =四顆GPS疋位衛生2GG發射的衛星信號，並根據衛星信 號的傳播速度及其傳播時間計算出車輛與⑽定位衛星 細的距離D，再根據已知Gps定位衛星當前位置 ’ Y〇 藉由空間距離計|公式 lζ(>)2得出車輛位置資訊（χ，γ，。 =信號處理器20根據連續兩次接收的衛星 ==行歇的位移來得出車輛的推定行驶速度，並 ==位置資訊(χ，γ，ζ)及推定行爾推出 η 車輛導航行駛位置。同時微處理器10控制顯干 杈組30在電子妯囝μ站_ ± 利...、貝不 mB±r, 圖頒不車輛導航行駛位置，使駕駛員 k %件知車輛是否按昭車 員控制車輛行皱，輛預5又订.驶路線行敬，便於駕馱 平袖仃駛攸而實現車輛導航。 線、：::二4〇用於存儲電子地圖及車輛預設行駛路 車辆仃敬位置、車辅行敬速度等資訊。 實5G料拍攝影隸減影像得出車辅 位置。請同時參閱圖心 單元53、座標編51、影像識別單元52、特徵榻取 學早70 54及座標比較單元55。攝像單元 200903397 51用於持續拍攝車輛實際行駛 .像。影像識別單元52用於根據影像照環境的影 ，像單元5!連續拍攝的兩張照片中的同一二= 峨 像。特徵掏取單元53擷取 ^所對應的影 的位置特徵。座標編譯單元54二::::體所對應影像 座標比較罩开s ς , 置知'彳政編#為座標。 位移，進二2 行比較得出車輛實_ 秒遲而侍出車輛實際行駛位置。 導航更正模組6〇用於根據 輛實際行敬位置更正車輛導航行馱位置。存：二：車 於存放一預定向量，㈣定向m拉組运用 ^輛位置的臨界值。微處理^^還用 =際行敬位置與車辅導航行駛位置間量差了 將该位置向量差盥褚宁—旦a > □里差亚 和角度並中卜二 若該位置向量差的大小 ^大於或寺於該預定向量對應的大小和角 Γ，’ w辆導航行驶位置與車輛實際行驶位置之間誤差較 更正二Γ理器10發出更正指令至導航更正模組60。導航 1柄、、且60回應更正指令根據車輛實際行駿位置更正車 辆¥航行馼位置，传雪早从R _ _ 圖顯不的車輛導航行駛位置 貝…亍、仃駛位置一致，便於駕駛員控制車輛按昭預咬 行敬路線㈣，提高GPS導航裝置⑽的導航準確度預。又 ^ 模、。且7〇用於駕驶員和微處理器10交互。駕驶員 σ 1由輸入模組70輸入資訊至微處理器10。微處理器10 入資訊完成駕驶員的請求。如駕駿員藉由輸入i組 设定車輛的行駛路線，微處理器10控制顯示模組30在 10 200903397 私子地圖上顯示駕驶員所設定的路線，方便駕駛員控制車 輛按照預設行駛路線行駛。 車輛/導航系統500及其導航裝置1〇〇藉由攝像處理模 、且二〇。十才車輛貫際行駿位置。導航更正模組根據該車 輛κ際行‘驗位置更正車輛導航行駛位置，使電子地圖上顯 不，車輛導航行駛位置與車輪實際行驶位置—致，便於駕 皱員控制車輛按知預设行敬路線行敬，提$ 導般裝 置100的導航準確度。 、 如圖/3所不，其為車輛導航方法的流程圖。流程開始， ㈣導航系統工作，同時執行步驟S803及S811。 y驟S803 ’ GPS信號處理器2〇藉由其Gps接收天線 21與GPS疋位衛星2〇〇通信，其接收Gps定位衛星2⑽ 發射的衛星信號。 步驟S805，GPS信號處理器2〇根據衛星信號的傳播 速度及傳播時間計算出車輛肖Gps定位衛星細的㈣ D，再根據已知GPS定位衛星細當前位置（χ〇, γ 藉由空間距離計算公式-----° ° 一 式拉—Z(K —r〇)—+(z-z„)2得出車輛 位置資訊（X，γ，Z)。 兩次發射的 出車辆的推 步驟S807，GPS信號處理器2〇根據連續 衛星信號計算車輛單位時間内行駛的位移來得 定行駛速度。 步驟S809 GPS信號處理器2〇根據車輛位置資訊 、χ’ Υ’ Z)及車輛推定行駛速度計算出行駛過程令的車 輛導航行驶位置。同時微處理器1G_顯示_ 11 200903397 子地圖上顯示車輛導航行駛位置，加 •是否按照車輛預設行駛路線行敬，=二貝奴日守仵知車輛 - 步驟S811，攝像處理模組5〇 輛冷航 拍攝車輛實際行駛路線上路 ° ，攝像單元51 的實際行駛狀況。 ㈣像以監測車輛 步驟S813，影像識別單元52 量識別攝像單元51連續拍攝的^據〜像中的相同資訊 對應的影像。 ^攝的兩張照片中的同-實體所 步驟s815，特徵擷取單元53操取兩張圖 體所對應影像的位置特徵。 同 Λ 步驟S817,座標編譯單元54 的位置特徵編譯為座標。 W射貞取擷取 步驟S 819，座標比動：| <如 出車輛命梦、 5對兩個座標進行比較得 出車輛貝際订駛位移，進而得出車輛實際行敬位置。 步驟S820，微處理器1〇計算車 柄實際行歇位置間的位置向量差。，制τ-立置與車 = S822 ’微處理器1〇比較該位置向量差的大小和 均小於該預定向量對應的大小和角度。若該位置 产里則二大小和角度均小於該預定向量對應的大小和角 車輛位置向量差可I、略，電子地圖顯示的車輛導 不：要2與車輛實際行駛位置-致。導航更正模組60 S82:-電子地圖上更正車輛導航行駛位置，返回步驟 \2〇。右該位置向量差的大小和角度其中之一大於者 於㈣定向量對應的大小和角度’則電子地圖顯示的車輛 12 200903397 位置與車輛實際行驶位置誤差較大，影響駕敬員 I制車輛按照預設行駛路線行駛，進入步驟別μ。、 組。步驟糖，微處理器峨更正指令至導航更正模 實心:::更正導::正模組6〇回應更正指令根據車柄 貝丨不仃,驶位置更正車輛導輪分$占里 .._ 叙仃駛位置，使電子地圖上顯示 的車輛¥航行駛位置與車輛實際行駛位置 員控制車輛按照預設行歇路線行駛， = 100的導航準確度。 年机衣置 上述車輛導航方法藉由攝像處理模組50計算車輛實 =位置。導航更正模組60根據該車輛實際行駛位置更 =駛位置，使電子地圖上顯示的車輛導航行歇 預際行驶位置—致’便於駕駛員控制車輛按照 度。 徒阿GPS導航裝置]_⑽的導航準確 【圖式簡單說明】 圖1為車輛導航系統之實體示意圖。 圖2為車辅導航系統之模㉟示意圖。 圖3為圖2所示攝像處理模組之示意圖。 圖4為車輛導航系統之導航方法流程圖。 導航糸統 GPS定位衛星 GPS信號處理器 主要元件符號說明】 500 200 導航裝置 100 微處理器 10 天線 21 13 20 200903397 顯示模組 30 攝像單元 51 -存儲模組 40 影像識別單元 52 .攝像處理模組 50 特徵擷取單元 53 導航更正模組 60 座標編譯單元 54 輸入模組 70 座標比較單元 55 匯流排 90 步驟 S803-S826 14

Claims (1)

1. 200903397 十、申請專利範圍 -1.:種車輛導航裝置，包括GPS信號處 • 該GPS信號處理哭蕻士甘工ά ，.肩不拉組， 衛星”並㈣;其天線接收GPS定位衛星發射之 r生^絲據_星信號計算車輛導航 顯示模組用於在電子妯 位置，该 改良在於：子地圖上顯不車輛導航行歇位置，其 該車輛導航裝置還包括： 攝像處理拉組，用於拍攝影像並根據f彡像彳f ά i 行駛位置； 爪爆办像侍出車輛實際 導航更正模組，用於根據 ό…貝I不订歇位置更正車鈕逡 航订馱位置使電子地圖 車“ 輛實際行駛位置—致。 η旱輛Mm置與車 2·如申請專利範圍第i項所述之車 輛導般系絲、夢' 衣置’其1f7該車 輛導航糸統還包括存儲模組和微處理器， 於存儲-職向量，該微處理/板、且用 你® 土 °。用於计异車輛導航扞# 节預實際行歇位置間的向量差並比較該向量差盘 者耸Μ Μ小和角度其中之—大於或 者專於该預定向量對應的大小 … 4Β ^ ^ + 月度該導航更正模έ且 =亥車輛貫際行駛位置更正車”航行歇位置使電子 致:上顯不的車輛導航行敬位置與車辅實際行驶位】一 3.如申請專利範圍第J項所 像處理模組包括： 旱輛Μ裝置，其中該攝 攝像單元’用於拍攝車輛實際行 俗琛上路面參照環境 15 200903397 的影像； -影像識別單元，用於識別該攝像單元連續 -片中的同一實體所對應的影像； 、 的兩張照 特徵操取單元，擷取兩張圖片巾同 位置特徵； 了應衫像的 將㈣㈣取單元#|取的位置特徵編譯 對兩個座標進行比較得出車輛實際行馱 座標編譯單元 為座標； 座標比較單元 位置。 4·:'!Γ專利範圍第1項所述之車輕導航裝置，1中該車 輛導航糸統還包括微處理器及:中"車 # ^^ ^ λ, /、及微處理益相連的輸入 攄於入 於_貞輸人資訊，㈣處理特 據輪入貧訊完成駕敬員的請求。 处里扣根 5.一種車輛導般方法，其包括如下步驟： 接收衛星信號； ::俯生‘號计弃出車輛導航行駛位置; 拍攝影像； 根據影像計算出車輛實際行疑位置； 6.::=?行駛位置更，導航行❹置。 輛導項所述之車輛導航方法，其中該車 ^還包括如下步驟： |算車輛導銳行駛位置與車辅實際行歇位置間的向量 邦斷該向量差 '小和角度是否均小於該預定向量對應 16 200903397 的大小和角度； 若該向量差的大小和角度其中之— ^ 向量對應的大小和角声q ” +於该預定 車輛導般行驶位置 根據車輛實際行敬位置更正 7·Π =利範圍第6項所述之車輛導航方法，…車 輛導航方法還包括如下步驟： r这單 若該向量差的大小和負 和自μ ，、只r t角度均小於該預定向量對應的大小 位置、口面5十异車輛導航行駛位置與車輛實際行焚 位置間的向量差的步驟。 干柯只丨不订駛 8.如申請專利範圍第5項 據影像計算出車輛實際行⑸^輛^；航方法，其中該根 驟： 仃駛位置的步驟還包括如下步 識別影像； 擷取位置特徵； 編譯為座標； 比幸父座標得出車輛實際行駛位置。 9.如申請專利範圍第$項 ,,$所逑之車輛導航方法，J:中兮4 據衛星信號計算出車輛導m去-中該才 步驟： ，航仃駛位置的步驟還包括如-計异車輛位置資訊； 計算車輕推定行駛速度； 計异車輛導航行駛位置。 17