專利名稱：車輛導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航方法，尤其涉及一種車輛導(dǎo)航裝置及導(dǎo)航方法。
技術(shù)背景隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，車上安裝全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System ，GPS)導(dǎo)航裝置已經(jīng)成為車輛的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。通常，駕駛員在車輛上安裝GPS導(dǎo)航裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航。該種GPS導(dǎo)航裝置接收太空中 GPS定位衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)，并根據(jù)該衛(wèi)星信號(hào)配合電子地圖來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航。然，GPS定位衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)一般為每秒更新一次，且在有建筑或者金屬等阻隔物 的情況下衛(wèi)星信號(hào)不能到達(dá)GPS導(dǎo)航裝置，GPS導(dǎo)航裝置在導(dǎo)航車輛行駛過(guò)程中將不能夠準(zhǔn)確 地計(jì)算出當(dāng)前車輛的實(shí)際行駛位置。即電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置和車輛的實(shí)際行 駛位置存在一定的誤差，影響駕駛員控制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線行駛。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種可提高GPS導(dǎo)航準(zhǔn)確度的導(dǎo)航裝置。 此外，還有必要提供一種可提高GPS導(dǎo)航準(zhǔn)確度的導(dǎo)航方法。一種車輛導(dǎo)航裝置，包括GPS信號(hào)處理器、顯示模塊、攝像處理模塊及導(dǎo)航更正模塊， 所述GPS信號(hào)處理器通過(guò)其天線接收GPS定位衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)并根據(jù)所述衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算車 輛導(dǎo)航行駛位置；所述顯示模塊用于在電子地圖上顯示車輛導(dǎo)航行駛位置；所述攝像處理模 塊用于拍攝影像并根據(jù)影像得出車輛實(shí)際行駛位置；所述導(dǎo)航更正模塊用于根據(jù)車輛實(shí)際行 駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一 致。一種車輛導(dǎo)航方法，其包括如下步驟 接收衛(wèi)星信號(hào)；根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算出車輛導(dǎo)航行駛位置； 拍攝影像；根據(jù)影像計(jì)算出車輛實(shí)際行駛位置； 根據(jù)車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置。上述車輛導(dǎo)航裝置及其導(dǎo)航方法通過(guò)所述攝像處理模塊計(jì)算車輛實(shí)際行駛位置。所述導(dǎo)航更正模塊根據(jù)所述車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置，使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo) 航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一致，便于駕駛員控制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線行駛，提高所 述GPS導(dǎo)航裝置的導(dǎo)航準(zhǔn)確度。


圖l為車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的實(shí)體示意圖。 圖2為車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的模塊示意圖。 圖3為圖2所示攝像處理模塊的示意圖。 圖4為車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航方法流程圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)同時(shí)參閱圖1及圖2，車輛導(dǎo)航系統(tǒng)500包括裝配于車輛上的導(dǎo)航裝置lOO和位于太空中 的GPS定位衛(wèi)星200。導(dǎo)航裝置100包括通過(guò)總線90相互連接的微處理器10、 GPS信號(hào)處理器20、顯示模塊30、 存儲(chǔ)模塊40、攝像處理模塊50、導(dǎo)航更正模塊60及輸入模塊70。微處理器10用于控制及協(xié)調(diào) 其它各模塊工作。GPS信號(hào)處理器20通過(guò)其GPS接收天線21與GPS定位衛(wèi)星200通信，其接收太空中GPS定位 衛(wèi)星200中至少四顆GPS定位衛(wèi)星200發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)，并根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)的傳播速度及其傳播 時(shí)間計(jì)算出車輛與GPS定位衛(wèi)星200的距離D，再根據(jù)已知GPS定位衛(wèi)星200當(dāng)前位置(Xo， Y0，Zo)通過(guò)空間距離計(jì)算公式"=—尤°)2 + ^-y。" + P - 得出車輛位置信息(X， Y， Z) 。 GPS信號(hào)處理器20根據(jù)連續(xù)兩次接收的衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算車輛單位時(shí)間內(nèi)行駛的位移 來(lái)得出車輛的推定行駛速度，并根據(jù)上述車輛位置信息(X， Y， Z)及推定行駛速度推出行 駛過(guò)程中車輛導(dǎo)航行駛位置。同時(shí)微處理器10控制顯示模塊30在電子地圖上顯示車輛導(dǎo)航行 駛位置，使駕駛員隨時(shí)得知車輛是否按照車輛預(yù)設(shè)行駛路線行駛，便于駕駛員控制車輛行 駛，從而實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航。存儲(chǔ)模塊40用于存儲(chǔ)電子地圖及車輛預(yù)設(shè)行駛路線、車輛行駛位置、車輛行駛速度等信息。攝像處理模塊50用于拍攝影像并根據(jù)影像得出車輛實(shí)際行駛位移及實(shí)際行駛位置。請(qǐng)同 時(shí)參閱圖3，攝像處理模塊50包括攝像單元51、影像識(shí)別單元52、特征擷取單元53、坐標(biāo)編 譯單元54及坐標(biāo)比較單元55。攝像單元51用于持續(xù)拍攝車輛實(shí)際行駛路線上路面參照環(huán)境的 影像。影像識(shí)別單元52用于根據(jù)影像中的相同信息量識(shí)別攝像單元51連續(xù)拍攝的兩張照片中 的同一實(shí)體所對(duì)應(yīng)的影像。特征擷取單元53擷取兩張圖片中同一實(shí)體所對(duì)應(yīng)影像的位置特征。坐標(biāo)編譯單元54將該位置特征編譯為坐標(biāo)。坐標(biāo)比較單元55對(duì)兩個(gè)坐標(biāo)進(jìn)行比較得出車輛 實(shí)際行駛位移，進(jìn)而得出車輛實(shí)際行駛位置。導(dǎo)航更正模塊60用于根據(jù)攝像處理模塊50得出的車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位 置。存儲(chǔ)模塊40還用于存放一預(yù)定矢量，該預(yù)定矢量為決定是否更正電子地圖上車輛導(dǎo)航行 駛位置的臨界值。微處理器10還用于計(jì)算車輛實(shí)際行駛位置與車輛導(dǎo)航行駛位置間的位置矢 量差，并將所述位置矢量差與預(yù)定矢量比較。若所述位置矢量差的大小和角度其中之一大于 或等于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng)的大小和角度，則車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置之間誤差 較大，微處理器10發(fā)出更正指令至導(dǎo)航更正模塊60。導(dǎo)航更正模塊60響應(yīng)更正指令根據(jù)車輛 實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置，使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行 駛位置一致，便于駕駛員控制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線行駛，提高GPS導(dǎo)航裝置100的導(dǎo)航準(zhǔn) 確度。輸入模塊70用于駕駛員和微處理器10交互。駕駛員可通過(guò)輸入模塊70輸入信息至微處理 器10。微處理器10根據(jù)輸入信息完成駕駛員的請(qǐng)求。如駕駛員通過(guò)輸入模塊70設(shè)定車輛的行 駛路線，微處理器10控制顯示模塊30在電子地圖上顯示駕駛員所設(shè)定的路線，方便駕駛員控 制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線行駛。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)500及其導(dǎo)航裝置100通過(guò)攝像處理模塊50計(jì)算車輛實(shí)際行駛位置。導(dǎo)航更 正模塊60根據(jù)所述車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置，使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航 行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一致，便于駕駛員控制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線行駛，提高 GPS導(dǎo)航裝置100的導(dǎo)航準(zhǔn)確度。如圖3所示，其為車輛導(dǎo)航方法的流程圖。流程開始，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)工作，同時(shí)執(zhí)行步驟 S803及S811。步驟S803， GPS信號(hào)處理器20通過(guò)其GPS接收天線21與GPS定位衛(wèi)星200通信，其接收GPS 定位衛(wèi)星200發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)。步驟S805， GPS信號(hào)處理器20根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)的傳播速度及傳播時(shí)間計(jì)算出車輛與GPS定位 衛(wèi)星200的距離D，再根據(jù)已知GPS定位衛(wèi)星200當(dāng)前位置(Xo， Yo， Zo)通過(guò)空間距離計(jì)算公 式0 = V(n。)2 +(「。2 +(H。)2得出車輛位置信息(x， y， z)。步驟S807， GPS信號(hào)處理器20根據(jù)連續(xù)兩次發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算車輛單位時(shí)間內(nèi)行駛的 位移來(lái)得出車輛的推定行駛速度。步驟S809， GPS信號(hào)處理器20根據(jù)車輛位置信息(X， Y， Z)及車輛推定行駛速度計(jì)算出行駛過(guò)程中的車輛導(dǎo)航行駛位置。同時(shí)微處理器10控制顯示模塊30在電子地圖上顯示車輛導(dǎo)航行駛位置，使駕駛員隨時(shí)得知車輛是否按照車輛預(yù)設(shè)行駛路線行駛，從而實(shí)現(xiàn)車輛導(dǎo)航。 步驟S811，攝像處理模塊50開始工作，攝像單元51拍攝車輛實(shí)際行駛路線上路面參照環(huán)境的影像以監(jiān)測(cè)車輛的實(shí)際行駛狀況。步驟S813，影像識(shí)別單元52根據(jù)影像中的相同信息量識(shí)別攝像單元51連續(xù)拍攝的兩張照片中的同一實(shí)體所對(duì)應(yīng)的影像。步驟S815，特征擷取單元53擷取兩張圖片中同一實(shí)體所對(duì)應(yīng)影像的位置特征。步驟S817，坐標(biāo)編譯單元54將特征擷取單元53擷取的位置特征編譯為坐標(biāo)。步驟S819，坐標(biāo)比較單元55對(duì)兩個(gè)坐標(biāo)進(jìn)行比較得出車輛實(shí)際行駛位移，進(jìn)而得出車輛實(shí)際行駛位置。步驟S820，微處理器10計(jì)算車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置間的位置矢量差。 步驟S822，微處理器10比較所述位置矢量差的大小和角度是否均小于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng) 的大小和角度。若所述位置矢量差的大小和角度均小于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng)的大小和角度，則 所述車輛位置矢量差可忽略，電子地圖顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一致。 導(dǎo)航更正模塊60不需要在電子地圖上更正車輛導(dǎo)航行駛位置，返回步驟S820。若所述位置矢 量差的大小和角度其中之一大于或者等于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng)的大小和角度，則電子地圖顯示 的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置誤差較大，影響駕駛員控制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線 行駛，進(jìn)入步驟S824。步驟S824，微處理器10發(fā)出更正指令至導(dǎo)航更正模塊。步驟S826，導(dǎo)航更正模塊60響應(yīng)更正指令根據(jù)車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置 ，使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一致，便于駕駛員控制車輛按 照預(yù)設(shè)行駛路線行駛，提高GPS導(dǎo)航裝置100的導(dǎo)航準(zhǔn)確度。上述車輛導(dǎo)航方法通過(guò)攝像處理模塊50計(jì)算車輛實(shí)際行駛位置。導(dǎo)航更正模塊60根據(jù)所 述車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置，使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛 實(shí)際行駛位置一致，便于駕駛員控制車輛按照預(yù)設(shè)行駛路線行駛，提高GPS導(dǎo)航裝置100的 導(dǎo)航準(zhǔn)確度。
權(quán)利要求
1.一種車輛導(dǎo)航裝置，包括GPS信號(hào)處理器和顯示模塊，所述GPS信號(hào)處理器通過(guò)其天線接收GPS定位衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)并根據(jù)所述衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算車輛導(dǎo)航行駛位置；所述顯示模塊用于在電子地圖上顯示車輛導(dǎo)航行駛位置，其特征在于所述車輛導(dǎo)航裝置還包括攝像處理模塊，用于拍攝影像并根據(jù)影像得出車輛實(shí)際行駛位置；導(dǎo)航更正模塊，用于根據(jù)車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一致。
5.一種車輛導(dǎo)航方法，其包括如下步驟 接收衛(wèi)星信號(hào)；根據(jù)衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算出車輛導(dǎo)航行駛位置； 拍攝影像；根據(jù)影像計(jì)算出車輛實(shí)際行駛位置； 根據(jù)車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置。
6.如權(quán)利要求5所述的車輛導(dǎo)航方法，其特征在于所述車輛導(dǎo)航方法還包括如下步驟計(jì)算車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置間的矢量差；判斷所述矢量差的大小和角度是否均小于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng)的大小和角度；若所述矢量差的大小和角度其中之一大于或者等于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng)的大小和角度，則根據(jù)車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置。
7.如權(quán)利要求6所述的車輛導(dǎo)航方法，其特征在于所述車輛導(dǎo)航方法還包括如下步驟若所述矢量差的大小和角度均小于所述預(yù)定矢量對(duì)應(yīng)的大小和角度，返回到計(jì)算車輛 導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置間的矢量差的步驟。
8.如權(quán)利要求5所述的的車輛導(dǎo)航方法，其特征在于所述根據(jù)影像 計(jì)算出車輛實(shí)際行駛位置的步驟還包括如下步驟識(shí)別影像；擷取位置特征；編譯為坐標(biāo)；比較坐標(biāo)得出車輛實(shí)際行駛位置。
9.如權(quán)利要求5所述的的車輛導(dǎo)航方法，其特征在于所述根據(jù)衛(wèi)星 信號(hào)計(jì)算出車輛導(dǎo)航行駛位置的步驟還包括如下步驟 計(jì)算車輛位置信息； 計(jì)算車輛推定行駛速度； 計(jì)算車輛導(dǎo)航行駛位置。
全文摘要
一種車輛導(dǎo)航裝置，包括GPS信號(hào)處理器、顯示模塊、攝像處理模塊及導(dǎo)航更正模塊。所述GPS信號(hào)處理器通過(guò)其天線接收GPS定位衛(wèi)星發(fā)射的衛(wèi)星信號(hào)并根據(jù)所述衛(wèi)星信號(hào)計(jì)算車輛導(dǎo)航行駛位置。所述顯示模塊用于在電子地圖上顯示車輛導(dǎo)航行駛位置。所述攝像處理模塊用于拍攝影像并根據(jù)影像得出車輛實(shí)際行駛位置。所述導(dǎo)航更正模塊用于根據(jù)車輛實(shí)際行駛位置更正車輛導(dǎo)航行駛位置使電子地圖上顯示的車輛導(dǎo)航行駛位置與車輛實(shí)際行駛位置一致。從而提高GPS導(dǎo)航裝置的導(dǎo)航準(zhǔn)確度。本發(fā)明還揭露了一種車輛導(dǎo)航裝置的導(dǎo)航方法。
文檔編號(hào)G01C21/26GK101334285SQ20071020097
公開日2008年12月31日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者楊富吉, 許英豪, 鐘文宏 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司