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TW201823687A - 導航系統及其使用方法 - Google Patents

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TW201823687A
TW201823687A TW105144258A TW105144258A TW201823687A TW 201823687 A TW201823687 A TW 201823687A TW 105144258 A TW105144258 A TW 105144258A TW 105144258 A TW105144258 A TW 105144258A TW 201823687 A TW201823687 A TW 201823687A
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廖國光
陳煥文
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鴻海精密工業股份有限公司
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Abstract

一種導航系統，其包括:一導航管理模組，該導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料；一GPS導航模組，該GPS導航模組用於向導航管理模組提供GPS導航資訊；一LiDAR導航模組，該LiDAR導航模組結合LiDAR與SLAM演算法繪製地圖實現定位，並向導航管理模組提供LiDAR導航資訊和地圖資料；一環境判斷模組，該環境判斷模組通過LiDAR測量導航系統仰角，判斷導航系統處於室內還是室外，並將該資訊提供給導航管理模組。

Description

導航系統及其使用方法
本發明涉及一種導航系統及其使用方法，尤其涉及一種可以應用在室內和室外的導航系統及其使用方法。
隨著地圖導航技術的不斷陳述，基於GPS定位技術與基站定位技術的導航技術極大的提升了人們日常出行的便利性。但是，GPS導航技術僅適合室外的導航，當設備進入室內或者隧道時，無法接受GPS信號，導航系統無法工作，造成不便。
有鑑於此，確有必要提供一種導航系統及其使用方法，該導航系統及其使用方法可以克服上述缺點。
一種導航系統，其包括:一導航管理模組，該導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料；一GPS導航模組，該GPS導航模組用於向導航管理模組提供GPS導航資訊；一LiDAR（鐳射探測與測量）導航模組，該LiDAR導航模組結合LiDAR與SLAM（即時定位與地圖構建）演算法繪製地圖實現定位，並向導航管理模組提供LiDAR導航資訊和地圖資料；一環境判斷模組，該環境判斷模組通過LiDAR測量導航系統仰角，判斷導航系統處於室內還是室外，並將該資訊提供給導航管理模組。
一種導航系統的使用方法，其包括以下步驟： 設置所述導航系統於一移動設備中，該導航系統包括導航管理模組、GPS導航模組、LiDAR導航模組及環境判斷模組；該導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料；該LiDAR導航模組包括LiDAR系統與SLAM系統，向導航管理模組提供LiDAR導航資訊和地圖資料；該環境判斷模組用於判斷導航系統處於室內還是室外，並將該資訊提供給導航管理模組； 開啟所述導航系統，輸入移動設備的目的地； GPS導航模組與LiDAR導航模組均進入工作狀態，GPS導航模組向導航管理模組提供GPS導航資訊，LiDAR導航模組向導航管理模組提供LiDAR導航資訊；以及 環境判斷模組判斷導航系統處於室內還是室外，若處於室外，則導航管理模組處理GPS導航資訊並輸出該GPS導航資訊給移動設備；若處於室內，則導航管理模組處理LiDAR導航資訊並輸出該LiDAR導航資訊給移動設備。
與現有技術相比較，本發明所提供的導航系統及其使用方法結合GPS導航模組與LiDAR導航模組可以室外和室內導航的任意切換，同時利用了這兩種導航模式的優點，實現了室內室外導航功能。該導航系統可以用在汽車、機器人等移動裝置上。
下面將結合附圖及具體實施例，對本發明提供的導航系統及其使用方法作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，本發明提供一種導航系統，其包括:一導航管理模組、一GPS導航模組、一LiDAR導航模組及一環境判斷模組。所述導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料。所述GPS導航模組用於向導航管理模組提供GPS導航資訊。所述LiDAR導航模組結合LiDAR與SLAM演算法繪製地圖、實現定位，並向導航管理模組提供LiDAR導航資訊和地圖資料。所述環境判斷模組用於判斷使用該導航系統的移動設備是否處於室內。所述環境判斷模組可以通過LiDAR測量導航系統仰角，收集點雲資訊，判斷導航系統是否即將進入室內，並將該資訊提供給導航管理模組。
請參見圖2，本發明實施例進一步提供一種上述導航系統的使用方法，該使用方法包括以下步驟： S1：設置一導航系統於一移動設備中，該導航系統包括導航管理模組、GPS導航模組、LiDAR導航模組及環境判斷模組；該導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料；該LiDAR導航模組包括LiDAR系統與SLAM系統，向導航管理模組提供LiDAR導航資訊和地圖資料；該環境判斷模組用於判斷導航系統處於室內還是室外，並將該資訊提供給導航管理模組； S2：開啟所述導航系統，輸入移動設備的目的地； S3：GPS導航模組與LiDAR導航模組均進入工作狀態，GPS導航模組向導航管理模組提供GPS導航資訊，LiDAR導航模組向導航管理模組提供LiDAR導航資訊； S4：環境判斷模組判斷導航系統處於室內還是室外，若處於室外，則導航管理模組處理GPS導航資訊並輸出該GPS導航資訊給移動設備；若處於室內，則導航管理模組處理LiDAR導航資訊並輸出該LiDAR導航資訊給移動設備。
在步驟S1中，所述移動設備可以為自主移動設備或被動移動設備。所述自主移動設備可以為無人駕駛的汽車、機器人等。所述被動移動設備可以為具有駕駛員的汽車、遙控機器人等。當移動設備為自主移動設備時，所述導航系統輸出導航資訊給該自主移動設備的中央處理器，由中央處理器根據導航資訊規劃自主移動設備移動路線。當移動設備為被動移動設備時，導航系統輸出導航資訊給駕駛員，駕駛員根據導航資訊操控移動設備。
在步驟S3中，LiDAR導航模組結合LiDAR與SLAM演算法繪製地圖實現定位。當導航管理模組中儲存有移動設備所在位置的地圖資訊時，LiDAR導航模組直接根據該地圖資訊進行定位和導航。當導航管理模組中沒有儲存移動設備所在位置的地圖資訊時，LiDAR導航模組採用SLAM演算法繪製即時地圖，根據該即時地圖實現移動設備的定位和導航，並將該即時地圖資訊傳遞給導航管理模組進行儲存，下次再進入同一地點時便可直接採用該地圖進行定位。當然，即時導航管理模組中已經儲存有移動設備所在位置的地圖資訊，LiDAR導航模組也可一採用SLAM演算法繪製即時地圖，當發現即時地圖與儲存的地圖有差別時，可用該即時地圖取代該儲存的地圖儲存在導航管理模組中，實現地圖資訊的隨時更新。
在步驟S4中，在某個實施例中，所述環境判斷模組通過LiDAR系統判斷移動設備是否進入室內，在移動設備即將進入室內時，環境判斷模組透過LiDAR系統所檢測到的導航系統的上方仰角所收集的點雲資訊即可判斷移動設備即將進入室內，並將該信號傳遞給導航管理模組。在別的實施例中，當GPS信號不能使用或者不良時，環境判斷模組也可以認定移動設備進入室內，並將該信號傳遞給導航管理模組。當導航管理模組收到移動設備處於室內的資訊時，即採用LiDAR導航模組提供的LiDAR導航資訊，即處理該LiDAR導航資訊，並輸出該LiDAR導航給移動設備。當導航管理模組沒有收到移動設備處於室內的資訊時，即採用GPS導航模組提供的GPS導航資訊，即處理該GPS導航資訊，並輸出該GPS導航給移動設備。
與現有技術相比較，本發明所提供的導航系統及其使用方法結合GPS導航模組與LiDAR導航模組可以室外和室內導航的任意切換，同時利用了這兩種導航模式的優點，實現了室內室外導航功能。該導航系統可以用在汽車、機器人等移動裝置上。
無
圖1為本發明實施例提供的導航系統的基礎模組示意圖。
圖2為本發明實施例提供的導航系統的使用方法流程圖。
無
無

Claims (10)

  1. 一種導航系統，其包括: 一導航管理模組，該導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料； 一GPS導航模組，該GPS導航模組用於向導航管理模組提供GPS導航資訊； 一LiDAR導航模組，該LiDAR導航模組向導航管理模組提供LiDAR導航資訊； 一環境判斷模組，該環境判斷模組用於判斷導航系統處於室內還是室外，並將該資訊提供給導航管理模組；以及 所述導航管理模組根據環境判斷模組提供的導航系統處於室內或室外的資訊，整合和出相應的導航資訊。
  2. 如請求項第1項所述的導航系統，其中，所述LiDAR導航模組包括LiDAR系統和SLAM系統。
  3. 如請求項第2項所述的導航系統，其中，所述LiDAR導航模組結合LiDAR與SLAM演算法繪製地圖實現定位。
  4. 如請求項第2項所述的導航系統，其中，所述環境判斷模組通過LiDAR系統判斷移動設備是否進入室內，在導航系統即將進入室內時，環境判斷模組透過LiDAR系統所檢測到的導航系統的上方仰角所收集的點雲資訊判斷移動設備是否即將進入室內，並將該信號傳遞給導航管理模組。
  5. 一種上述導航系統的使用方法，該使用方法包括以下步驟： S1：設置一導航系統於一系統設備中，該導航系統包括導航管理模組、GPS導航模組、LiDAR導航模組及環境判斷模組；該導航管理模組用於整合和輸出導航資訊以及儲存地圖資料；該LiDAR導航模組包括LiDAR系統與SLAM系統，向導航管理模組提供LiDAR導航資訊和地圖資料；該環境判斷模組用於判斷導航系統處於室內還是室外，並將該資訊提供給導航管理模組； S2：開啟所述導航系統，輸入移動設備的目的地； S3：GPS導航模組與LiDAR導航模組均進入工作狀態，GPS導航模組向導航管理模組提供GPS導航資訊，LiDAR導航模組向導航管理模組提供LiDAR導航資訊；以及 S4：環境判斷模組判斷導航系統處於室內還是室外，若處於室外，則導航管理模組處理GPS導航資訊並輸出該GPS導航資訊給移動設備；若處於室內，則導航管理模組處理LiDAR導航資訊並輸出該LiDAR導航資訊給移動設備。
  6. 如請求項第5項所述的導航系統的使用方法，其中，在步驟S1中，所述移動設備為自主移動設備或被動移動設備，所述自主移動設備包括無人駕駛的汽車、機器人，所述被動移動設備可以為具有駕駛員的汽車、遙控機器人。
  7. 如請求項第5項所述的導航系統的使用方法，其中，在步驟S3中，當導航管理模組中儲存有移動設備所在位置的地圖資訊時，LiDAR導航模組直接根據該地圖資訊進行定位和導航。
  8. 如請求項第5項所述的導航系統的使用方法，其中，在步驟S3中，當導航管理模組中沒有儲存移動設備所在位置的地圖資訊時，LiDAR導航模組採用SLAM演算法繪製即時地圖，根據該即時地圖實現移動設備的定位和導航，並將該即時地圖資訊傳遞給導航管理模組進行儲存，下次再進入同一地點時便採用該地圖進行定位。
  9. 如請求項第5項所述的導航系統的使用方法，其中，在步驟S4中，所述環境判斷模組通過LiDAR系統判斷移動設備是否進入室內，在移動設備即將進入室內時，環境判斷模組透過LiDAR系統所檢測到的導航系統的上方仰角所收集的點雲資訊即可判斷移動設備即將進入室內，並將該信號傳遞給導航管理模組。
  10. 如請求項第5項所述的導航系統的使用方法，其中，在步驟S4中，當GPS信號不能使用或者不良時，環境判斷模組認定移動設備進入室內，並將該信號傳遞給導航管理模組。
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