專利名稱：有相機(jī)輔助的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)方法和接收器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式信號(hào)無(wú)線電定位接收器，其集成到另一主機(jī)系統(tǒng)(如，例 如通用計(jì)算機(jī)、PDA或手機(jī))中，所述主機(jī)系統(tǒng)使用由相機(jī)提供的數(shù)據(jù)以便幫助定位過(guò)程。
背景技術(shù)：
全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GNSS)，例如GPS (全球定位系統(tǒng))、GL0NASS或伽利略依賴于 接收從多個(gè)繞軌道運(yùn)行的衛(wèi)星廣播的無(wú)線電信號(hào)，且使用這些信號(hào)中含有的信息來(lái)確定從 接收器到所接收的衛(wèi)星中的每一者的距離或范圍。在已知衛(wèi)星的軌道的情況下，于是可用 幾何方式確定GPS接收器的絕對(duì)時(shí)間和位置。與GNSS無(wú)線電定位系統(tǒng)相反，已開(kāi)發(fā)出慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(INS)以便用獨(dú)立的方式基 于允許導(dǎo)出速度方向和速度的嵌入式傳感器信息來(lái)提供定位信息。INS系統(tǒng)通常包含專用 慣性測(cè)量單元(IMU)，例如加速計(jì)和螺旋儀。通常，INS系統(tǒng)能夠提供更加可靠的定位信息， 但也相當(dāng)昂貴且需要較高的處理能力。以下描述主要涉及GPS全球定位系統(tǒng)，如GNSS系統(tǒng)。然而，本發(fā)明不限于此特定 系統(tǒng)，而是也可在基于相同原理的無(wú)線電定位系統(tǒng)(例如，GL0NASS系統(tǒng)或GALILEO系統(tǒng)) 的接收器中使用，且可延伸到本發(fā)明可適用于的其它未來(lái)無(wú)線電定位系統(tǒng)。在原始GPS無(wú)線電定位系統(tǒng)的情況下，操作GPS衛(wèi)星(也指示為宇宙飛船或SV) 中的每一者在分別參考為“Li”和“L2”且位于1572. 42MHz和1227. 60MHz的兩個(gè)載波頻率 下發(fā)射導(dǎo)航無(wú)線電信號(hào)。Ll和L2載波由兩個(gè)數(shù)字測(cè)距代碼序列調(diào)制，所述兩個(gè)數(shù)字測(cè)距代 碼序列稱為C/A(粗捕獲)代碼和P(Y)代碼，后者主要限于美國(guó)政府和軍隊(duì)。由商用GPS接收器使用的C/A代碼在Ll和L2載波中調(diào)制。對(duì)于每一 GPS衛(wèi)星 唯一的C/A代碼是偽隨機(jī)Gold代碼，其包括1023個(gè)位或“碼片”的重復(fù)，其中轉(zhuǎn)變速率為 1.023MHz，且所述代碼通常簡(jiǎn)稱為PRN。C/A代碼因此每毫秒自身重復(fù)。測(cè)距代碼序列與共 用精確時(shí)間參考(由每一衛(wèi)星上裝載的精確時(shí)鐘保持且與主時(shí)鐘同步的“GPS時(shí)間”)同步。 使用C/A代碼的PSK調(diào)制的效果是在IMHz的帶寬上擴(kuò)展經(jīng)調(diào)制的信號(hào)的頻譜。Ll和L2載波兩者進(jìn)一步攜載50bps導(dǎo)航消息——NAV代碼。所述導(dǎo)航消息含有 GPS衛(wèi)星的坐標(biāo)(作為時(shí)間的函數(shù))、時(shí)鐘校正和大氣數(shù)據(jù)，以及其它信息。通過(guò)每當(dāng)NAV 位為“1”時(shí)反轉(zhuǎn)C/A代碼的邏輯值且否則使其保持不變來(lái)對(duì)NAV消息進(jìn)行編碼。為了捕獲這些代碼和執(zhí)行位置確定，GPS接收器針對(duì)每一所接收的衛(wèi)星產(chǎn)生C/A 代碼的一局部復(fù)本——PRN代碼，其被調(diào)整為在接近于1. 023MHz的頻率下運(yùn)行的局部NC0。 隨后將所述代碼時(shí)間移位、在接收器的相關(guān)引擎中與接收到的信號(hào)相關(guān)，且在可根據(jù)噪聲 電平而或長(zhǎng)或短的時(shí)間內(nèi)集成，直到針對(duì)特定值的時(shí)間移位獲得相關(guān)值的峰值為止，所述 特定值的時(shí)間移位取決于接收器與衛(wèi)星之間的距離。實(shí)現(xiàn)最優(yōu)相關(guān)所需的時(shí)間移位量(或偽距離)是衛(wèi)星與GPS接收器之間的距離的 指示。GPS的內(nèi)部時(shí)鐘通常受到相對(duì)于GPS衛(wèi)星時(shí)鐘的較大誤差的影響。為了解決此誤差， GPS接收器必須捕獲至少四個(gè)衛(wèi)星以提供位置確定，包括三個(gè)空間坐標(biāo)χ、y、ζ和時(shí)間t。
GPS接收器試圖在不太清楚或不知道衛(wèi)星信號(hào)的位置的情況下在相位偏移-多普 勒位移空間中定位足夠數(shù)目的衛(wèi)星信號(hào)的階段通常稱為“捕獲”狀態(tài)。由于宇宙飛船和接收 器的運(yùn)動(dòng)的緣故，所以一旦找到峰值，其多普勒頻率和相位偏移便不斷改變。在“追蹤”狀 態(tài)下，系統(tǒng)必須跟隨相關(guān)峰值的漂移，以便提供有效的位置確定。隨GPS和其它GNSS系統(tǒng)出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是信號(hào)強(qiáng)度(其對(duì)于地球表面上的GPS 信號(hào)通常為_(kāi)130dBmW)在每當(dāng)天空的視線受到阻礙時(shí)(且特別是在建筑物內(nèi))進(jìn)一步衰減 時(shí)變得過(guò)弱。所達(dá)到的電平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于噪聲底限，因此只能通過(guò)使用統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)接收所述信 號(hào)，且因此需要更多處理能力。在GPS信號(hào)接收質(zhì)量較差且因此信噪比(SNR)過(guò)高的區(qū)域 (也叫做城市峽谷)中，GPS信號(hào)可能丟失。為了克服此問(wèn)題，已提出無(wú)縫導(dǎo)航系統(tǒng)，以便處理暫時(shí)無(wú)法獲得GPS信號(hào)的情況。第W02004/070號(hào)國(guó)際專利申請(qǐng)案揭示了一種基于緊密GPS/INS集成的導(dǎo)航解決 方案，其中卡爾曼(Kalman)濾波器處理來(lái)自相關(guān)傳感器系統(tǒng)(例如慣性測(cè)量單元或IMU) 和GPS的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)先前已通過(guò)共用時(shí)鐘單元同步。此解決方案確實(shí)提供了導(dǎo)航的更 好的準(zhǔn)確性和彈性，但另一方面其內(nèi)在地意味著用于同步的大量硬件額外開(kāi)銷，且需要大 量處理能力。此解決方案因此不適合處理能力和空間有限的小型便攜式裝置。第US6876945號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)案提供了集成INS/GPS系統(tǒng)的另一實(shí)例，其中慣性 測(cè)量單元(IMU)與超聲波多普勒速度測(cè)量傳感器(UVM)之間的耦合在無(wú)法獲得GPS信號(hào)時(shí) 提供了改進(jìn)的無(wú)縫導(dǎo)航能力。UVM用以在GPS信號(hào)喪失期間輔助IMU,以便跟上集成導(dǎo)航系 統(tǒng)的準(zhǔn)確性水平。此解決方案然而未使用任何視覺(jué)裝置作為用于GPS輔助的備用數(shù)據(jù)供應(yīng)
ο因此需要提供一種導(dǎo)航系統(tǒng)和方法，其在效率方面克服了上文提及的現(xiàn)有技術(shù)的 問(wèn)題，且使用視覺(jué)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標(biāo)是充分利用可用資源為導(dǎo)航方法和系統(tǒng)提供更好的彈性。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供一種使用從相機(jī)導(dǎo)出的位置數(shù)據(jù)的導(dǎo)航方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，借助于在便攜式裝置中計(jì)算導(dǎo)航信息的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，所述 便攜式裝置包括經(jīng)布置以從多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星接收導(dǎo)航信號(hào)的GNSS接收器，且包括用以從所 述導(dǎo)航信號(hào)中提取GNSS位置信息的GNSS處理器。所述GNSS接收器還經(jīng)布置以從相機(jī)模 塊獲得圖像數(shù)據(jù)。所述方法包括以下步驟-從相機(jī)模塊導(dǎo)出一組位置信息；-將相機(jī)導(dǎo)出的位置信息提供到導(dǎo)航處理器；-使用所述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息和所述導(dǎo)航信號(hào)來(lái)產(chǎn)生GNSS接收器的位置確 定；-基于所述產(chǎn)生的位置確定來(lái)計(jì)算導(dǎo)航信息。還通過(guò)用于相機(jī)輔助的GNSS導(dǎo)航的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，所述裝置包括相機(jī)模 塊和GNSS模塊，其通過(guò)接口連接到導(dǎo)航軟件使用的導(dǎo)航備用模塊。根據(jù)本發(fā)明的裝置和方法提供一種無(wú)縫導(dǎo)航系統(tǒng)，其在GPS信號(hào)較弱或無(wú)法獲得 時(shí)具備備用位置信息供應(yīng)器，且其在處理能力方面的要求有限。其可容易地在現(xiàn)有的具備
4相機(jī)的便攜式裝置(如新一代移動(dòng)電話)中集成和使用。


將借助對(duì)實(shí)施例的描述來(lái)更好地理解本發(fā)明，所述描述是以實(shí)例方式給出且由圖 式加以說(shuō)明，圖式中圖1展示根據(jù)本發(fā)明的包括GNSS、相機(jī)和補(bǔ)充導(dǎo)航模塊的系統(tǒng)的邏輯視圖；圖2展示根據(jù)本發(fā)明常規(guī)和相機(jī)輔助的導(dǎo)航階段的狀態(tài)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是指一種在如圖1上描述的便攜式裝置或主機(jī)系統(tǒng)101上運(yùn)行的導(dǎo)航系統(tǒng) 和相關(guān)導(dǎo)航方法。主機(jī)系統(tǒng)101含有GNSS接收器104，優(yōu)選為GPS接收器104，其集成RF 前端106 (其接收由衛(wèi)星發(fā)送的導(dǎo)航信號(hào)112)和GNSS處理器105。GNSS接收器104可為 蜂窩式電話、PDA(便攜式數(shù)字助理)等等中的模塊；然而其也可以是可插拔模塊中，所述可 插拔模塊可借助于適當(dāng)?shù)目偩€連接到代管裝置101，例如為GPS PC卡。根據(jù)圖1上說(shuō)明的優(yōu)選實(shí)施例，“GPS接收器” 104通過(guò)通信接口 107耦合到主機(jī) 系統(tǒng)的相機(jī)模塊102。將相機(jī)模塊102描繪為具有其鏡頭113 ；其還含有傳感器103，例如 CXD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器。接口 107不但用于相機(jī)模塊102與GNSS接收器模塊104之間的連接；其還將模塊 102、104兩者連接到所謂的導(dǎo)航備用模塊111。根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航備用模塊111是一借助 于常規(guī)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)112以外的其它定位輸入來(lái)源，在常規(guī)衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)112無(wú)法提供合 適且可靠的定位時(shí)輔助導(dǎo)航軟件110的導(dǎo)航過(guò)程的模塊。所述導(dǎo)航備用模塊優(yōu)選含有例如 監(jiān)視衛(wèi)星信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度的傳感器管理器單元108，以及負(fù)責(zé)處理傳感器數(shù)據(jù)輸出且導(dǎo)出 位置信息的繪制模塊109。根據(jù)本發(fā)明，除了衛(wèi)星信號(hào)112以外使用的輸入來(lái)源是由相機(jī)模塊103提供的圖 像數(shù)據(jù)。主要處理圖像數(shù)據(jù)輸出以便知道含有GNSS接收器104的便攜式裝置101目前是在 移動(dòng)還是靜止不動(dòng)?？衫鐝南鄼C(jī)模塊記錄的圖像序列中導(dǎo)出一組位置信息，其于是允許 基于那些圖像序列估計(jì)運(yùn)動(dòng)速度。雖然此導(dǎo)出位置信息的步驟據(jù)推測(cè)是由所謂的繪制模塊 109實(shí)行，但對(duì)于運(yùn)行圖像數(shù)據(jù)處理算法的物理位置沒(méi)有限制，且也可設(shè)想此算法可在嵌入 在相機(jī)模塊102中的硬件上運(yùn)行，這意味著繪制模塊109在此情況下將以物理方式包含在 相機(jī)模塊中。因此，從硬件實(shí)施方案的角度來(lái)看，圖1上說(shuō)明的實(shí)施例不應(yīng)被認(rèn)為是限制性 的，其用途主要是展示功能與模塊之間的邏輯劃分。從圖像輸出中導(dǎo)出位置信息的另一選擇也可為使用地標(biāo)特征。當(dāng)在圖像上辨認(rèn)出 地標(biāo)時(shí)(例如，由于圖像處理算法提取所需的特征)，所提取的地標(biāo)特征可允許檢索精確位 置，只要此特征已與精確位置或地理坐標(biāo)相關(guān)聯(lián)即可，這例如是因?yàn)橄惹耙驯嬲J(rèn)出地標(biāo)并 使其與GPS確定的位置確定相關(guān)聯(lián)。在此情況下，導(dǎo)出位置信息的步驟可簡(jiǎn)單地在于以存 儲(chǔ)在裝置101的存儲(chǔ)器中(可能直接存儲(chǔ)在相機(jī)模塊102中)的一組已知位置繪制所提取 的特征。為了效率起見(jiàn)，用位置坐標(biāo)繪制地標(biāo)的步驟可離線進(jìn)行。為了節(jié)省電力的目的，可能僅在GPS接收器104開(kāi)啟時(shí)執(zhí)行地標(biāo)特征辨認(rèn)，而地標(biāo) 特征可包含在當(dāng)GPS接收器104關(guān)閉時(shí)已由相機(jī)拍攝的圖像中。
導(dǎo)出一組位置信息(例如運(yùn)動(dòng)速度、方向)的步驟是提供與對(duì)于螺旋儀和加速計(jì) 或任何慣性測(cè)量單元的類似種類的輔助。所提議的輔助解決方案可能不會(huì)達(dá)到由慣性傳感 器提供的精確度；然而，其有效率地利用現(xiàn)有資源，且不需要額外硬件，特別是當(dāng)代管接收 器的裝置已包含圖像傳感器時(shí)(經(jīng)常是這種情況)?；趫D像的輔助在功能上也容易使用， 僅有的要求是代管相機(jī)的裝置101不是放在口袋里或任何其無(wú)法拍攝圖像快照的地方。已從相機(jī)模塊102導(dǎo)出的所述組位置信息被饋入到導(dǎo)航處理器，所述導(dǎo)航處理器 可為GNSS接收器104的GNSS處理器105 (例如DSP)，但此并非必須。在不同的實(shí)施例中， 其例如可為主機(jī)系統(tǒng)101的處理器，其通過(guò)共用總線連接到相機(jī)和GNSS模塊102、104兩 者。所述導(dǎo)航處理器使用所述組相機(jī)導(dǎo)出的信息和導(dǎo)航信號(hào)112兩者，以便計(jì)算GNSS接收 器104的位置確定或位置坐標(biāo)。用于定位過(guò)程的兩組可獲得的信息提供信息冗余，這給出 了最大的靈活性，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性和彈性，例如在只能間歇性地獲得GNSS導(dǎo)航信號(hào) 112的情況下。因此，所述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息既能用作備用信息又能用作補(bǔ)充信息。圖2展示狀態(tài)圖，其說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例，重點(diǎn)突出其彈性。一旦 導(dǎo)航開(kāi)始(步驟201)，GNSS接收器104便進(jìn)入信號(hào)捕獲模式(步驟202)。在此步驟期間， 可在獨(dú)立模式下(例如使用先前提到的地標(biāo))校準(zhǔn)相機(jī)(步驟203)。也可能基于從衛(wèi)星導(dǎo) 航信號(hào)112導(dǎo)出的基于衛(wèi)星的位置信息來(lái)執(zhí)行校準(zhǔn)步驟203。GNSS接收器104與相機(jī)模塊 102之間的耦合206允許考慮到所計(jì)算的基于GNSS的位置確定來(lái)處理相機(jī)導(dǎo)出的信息，并 執(zhí)行所需的繪制和調(diào)整。在可在此階段期間獨(dú)立計(jì)算位置坐標(biāo)的意義上，用于校準(zhǔn)的耦合206的模式優(yōu)選 是寬松的。根據(jù)圖2上說(shuō)明的優(yōu)選實(shí)施例，GNSS組定位信息勝過(guò)相機(jī)導(dǎo)出的信息，因而校 準(zhǔn)步驟203用虛線繪制，以便展示相機(jī)導(dǎo)航輔助處在被動(dòng)模式。然而，也可能考慮相機(jī)模 塊102和GNSS接收器根據(jù)緊密模式而耦合，且可在根據(jù)由模塊102、104中的任一者提供的 最準(zhǔn)確且可靠的信息來(lái)選擇性地調(diào)整定位位置確定時(shí)，執(zhí)行相互校準(zhǔn)以便增強(qiáng)結(jié)果的準(zhǔn)確 性?；趫D像的輔助因此可如此被用以交叉檢驗(yàn)從衛(wèi)星信號(hào)導(dǎo)出的位置。根據(jù)圖2的視圖，導(dǎo)航過(guò)程在模式210中開(kāi)始，其中僅使用GNSS信號(hào)來(lái)實(shí)行定位 過(guò)程(步驟202)。步驟204對(duì)應(yīng)于選擇性激活導(dǎo)航處理器中對(duì)相機(jī)導(dǎo)出的位置信息的使 用。當(dāng)從所述多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)所述導(dǎo)航信號(hào)112的接收較差或缺乏時(shí)，可進(jìn)行此激活，由此 可提前確定閾值，例如SNR比的特定水平。所述激活可例如由傳感器管理模塊108觸發(fā)，所 述傳感器管理模塊108執(zhí)行導(dǎo)航模式中的切換(步驟207)，且開(kāi)始階段211，其中相機(jī)導(dǎo)出 的位置信息由導(dǎo)航處理器有效地使用。在此模式211中，當(dāng)不再能獲得衛(wèi)星信號(hào)112時(shí)，相機(jī)輔助的導(dǎo)航可進(jìn)入航位推測(cè) (dead-reckoning)模式(未說(shuō)明)。但是需要根據(jù)GNSS接收器104的運(yùn)動(dòng)的連貫性(其 需要保持均勻)來(lái)確認(rèn)航位推測(cè)模式。因此，從相機(jī)模塊102導(dǎo)出一組位置信息的步驟205 可包括功率管理特征，其具有用于航位推測(cè)模式的休眠模式循環(huán)。只要未檢測(cè)到速度或方 向的變化，相機(jī)模塊102就保持處在休眠模式。例如傳感器管理模塊108進(jìn)行的激活需要更 多處理(例如，來(lái)自繪制模塊109)，以用于在遵循GNSS接收器104的路徑的同時(shí)導(dǎo)出位置 信息。根據(jù)本發(fā)明的此航位推測(cè)備用導(dǎo)航特征在步行運(yùn)動(dòng)的情況下或?qū)τ谑覂?nèi)使用(其中 信號(hào)接收一般比戶外差)可能相當(dāng)有用。如下一段落中解釋，當(dāng)相機(jī)模塊102辨認(rèn)出例如 房間的相同環(huán)境時(shí)對(duì)位置未改變的指示是用于在重新開(kāi)始新的信號(hào)捕獲階段時(shí)幫助GNSS
6導(dǎo)航過(guò)程的一則有用信息。例如當(dāng)捕獲且可靠地追蹤到足夠數(shù)目的衛(wèi)星信號(hào)時(shí)，可撤消相機(jī)輔助模式。將切 換回去之前的檢驗(yàn)步驟說(shuō)明為與之前基于衛(wèi)星信號(hào)112質(zhì)量追蹤使用的選擇性激活步驟 204相同。在導(dǎo)航模式已切換回(步驟208)GNSS常規(guī)模式之后，另一階段210'開(kāi)始，其中 只使用衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)112。對(duì)于此新階段210'，相機(jī)輔助階段211將已允許基于所述組相 機(jī)導(dǎo)出的位置信息限制用于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)112的新捕獲(步驟202')的搜索空間，且因此在 搜索過(guò)程中提供輔助，其將減少如此做所需的捕獲時(shí)間和處理能力兩者。雖然捕獲時(shí)間的 此增加已在航位推測(cè)步驟或就在相機(jī)輔助步驟之后重點(diǎn)突出，但將明白此類幫助也可從導(dǎo) 航過(guò)程一開(kāi)始201提供，且更具體來(lái)說(shuō)未必在模式切換207、208之后提供。還將明白，箭頭210、210'、211對(duì)應(yīng)于其中有效地使用或不使用相機(jī)輔助的導(dǎo)航 模式的時(shí)間序列；反饋循環(huán)分別僅指示每一階段中的鎖定。所揭示的方法和導(dǎo)航系統(tǒng)用于容易地共同集成到任何具備相機(jī)的便攜式裝置 (像配備有GPS接收器的新一代移動(dòng)電話)中。然而，針對(duì)硬件實(shí)施方案說(shuō)明的實(shí)例不應(yīng)被 認(rèn)為在結(jié)構(gòu)選擇方面有限制性。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，接口 107、模塊108、109 和處理器105不應(yīng)被解釋為在電路選擇以及所支持的標(biāo)準(zhǔn)和通信協(xié)議方面具有任何限制。 還可設(shè)想考慮一種解決方案，其中執(zhí)行導(dǎo)航方法所需的模塊大部分是基于軟件而不是基于 硬件，從而使得與導(dǎo)航軟件的協(xié)作更加容易。確切地說(shuō)，提供這樣的軟件模塊將是有利的其啟動(dòng)將執(zhí)行從相機(jī)模塊102導(dǎo)出 位置信息的步驟205以及相機(jī)輔助導(dǎo)航過(guò)程中涉及且在本文獻(xiàn)中早先提到的任何步驟(包 含GNSS接收器104的位置確定產(chǎn)生和導(dǎo)航信息的計(jì)算)。可例如作為隨GPS模塊配送的導(dǎo) 航軟件111的外接附件(add-on)來(lái)供應(yīng)此模塊。本發(fā)明不限于前述實(shí)例，而是在隨附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)允許若干變化形式和實(shí) 施例。所述相機(jī)可用來(lái)例如根據(jù)對(duì)道路圖案的辨認(rèn)來(lái)檢測(cè)移動(dòng)，例如用于通過(guò)辨認(rèn)白線的 位置來(lái)檢測(cè)路線的變化。本發(fā)明既不限于單個(gè)相機(jī)的情況，也不限于單鏡頭成像系統(tǒng)的情 況。本發(fā)明的方法還包含使用立體成像系統(tǒng)的情況。根據(jù)本發(fā)明的另一變化形式，從相機(jī)模塊導(dǎo)出的位置信息不需要形成圖像。例如 在駕駛時(shí)，相機(jī)可能會(huì)檢測(cè)到環(huán)境光的突然變化，并推斷出車輛已進(jìn)入隧道或離開(kāi)隧道。此 相機(jī)導(dǎo)出的位置信息可用來(lái)改進(jìn)位置確定和計(jì)算導(dǎo)航信息。參考元件列表
101主機(jī)系統(tǒng)102相機(jī)模塊103相機(jī)傳感器(例如，CCD)104GNSS接收器模塊105GNSS處理器
權(quán)利要求
一種在便攜式裝置(101)中計(jì)算導(dǎo)航信息的方法，所述裝置(101)包括GNSS接收器(104)，其中所述GNSS接收器(104)經(jīng)布置以從多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星接收導(dǎo)航信號(hào)(112)，且包括GNSS處理器(105)，用以從所述導(dǎo)航信號(hào)(112)中提取GNSS位置信息，所述GNSS接收器(104)進(jìn)一步經(jīng)布置以從相機(jī)模塊(102)獲得數(shù)據(jù)，所述方法包括以下步驟從所述相機(jī)模塊(102)導(dǎo)出一組位置信息(205)；將所述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息提供到導(dǎo)航處理器；使用所述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息和所述導(dǎo)航信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述GNSS接收器(104)的位置確定；基于所述產(chǎn)生的位置確定來(lái)計(jì)算導(dǎo)航信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中從由所述相機(jī)模塊(102)記錄的圖像序列獲得所 述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息，且所述方法包括根據(jù)所述圖像序列估計(jì)所述接收器的運(yùn)動(dòng)的步驟。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中根據(jù)所述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信 息與所述GNSS接收器(104)的均勻運(yùn)動(dòng)的一致性來(lái)確認(rèn)航位推測(cè)位置估計(jì)模式。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括基于所述組相機(jī)導(dǎo)出 的位置信息來(lái)限制用于捕獲從所述多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星接收的所述導(dǎo)航信號(hào)(112)的搜索空間 的步驟。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中當(dāng)從所述多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)所述 導(dǎo)航信號(hào)(112)的所述接收較差或缺乏時(shí)，選擇性地激活(204)在所述導(dǎo)航處理器中對(duì)所 述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息的使用。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括在來(lái)自所述相機(jī)模塊 (102)的所述圖像數(shù)據(jù)中辨認(rèn)地標(biāo)特征的步驟，其中所述從所述相機(jī)模塊導(dǎo)出所述組相機(jī) 導(dǎo)出的位置信息(205)的步驟在于檢索所述地標(biāo)特征的先前已知位置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中僅在所述GNSS接收器(104)開(kāi)啟時(shí)執(zhí)行所述辨 認(rèn)地標(biāo)特征的步驟，所述地標(biāo)特征包含在當(dāng)所述GNSS接收器關(guān)閉時(shí)由所述相機(jī)模塊(102) 拍攝的先前圖像中。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述從所述相機(jī)模塊(102)導(dǎo) 出一組位置信息的步驟(205)包含功率管理特征。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括校準(zhǔn)(203)所述組相 機(jī)導(dǎo)出的位置信息的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中通過(guò)耦合(206)到從接收自所述多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星 的所述導(dǎo)航信號(hào)(112)導(dǎo)出的基于衛(wèi)星的位置信息來(lái)執(zhí)行所述校準(zhǔn)步驟。
11.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其用于實(shí)行根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的步驟。
12.一種用于相機(jī)輔助的GNSS導(dǎo)航的裝置，其包括相機(jī)模塊(102)和GNSS模塊(104)， 所述相機(jī)模塊(102)和GNSS模塊(104)通過(guò)接口(107)連接到由實(shí)行根據(jù)權(quán)利要求1到 10中任一權(quán)利要求所述的步驟的導(dǎo)航軟件(110)使用的導(dǎo)航備用模塊(111)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，所述導(dǎo)航備用模塊(111)進(jìn)一步包括用于管理所述 相機(jī)模塊(102)和所述GNSS模塊(104)的傳感器(103、106)的傳感器管理模塊(108)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其中所述導(dǎo)航處理器是所述GNSS處理器(105)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在便攜式裝置中計(jì)算導(dǎo)航信息的方法，所述便攜式裝置包括經(jīng)布置以從多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星接收導(dǎo)航信號(hào)的GNSS接收器，和用以從所述導(dǎo)航信號(hào)中提取GNSS位置信息的GNSS處理器。所述GNSS接收器還經(jīng)布置以從相機(jī)模塊獲得圖像數(shù)據(jù)。所述方法包括以下步驟從所述相機(jī)模塊導(dǎo)出一組位置信息；將所述相機(jī)導(dǎo)出的位置信息提供到導(dǎo)航處理器；使用所述組相機(jī)導(dǎo)出的位置信息和所述導(dǎo)航信號(hào)產(chǎn)生所述GNSS接收器的位置確定；基于所述產(chǎn)生的位置確定計(jì)算導(dǎo)航信息。
文檔編號(hào)G01S19/48GK101952737SQ200880124958
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月11日
發(fā)明者朱利安·比勒什 申請(qǐng)人:高通股份有限公司