一種實景導航系統的製作方法
2023-12-02 13:48:56
一種實景導航系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種實景導航系統，包括：GPS接收器、行車方向獲取模塊、地圖導航模塊、實景採集模塊和顯示模塊；其中，顯示模塊，用於實時顯示所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像，同時，在所述實景圖像中實時顯示所述地圖導航模塊所獲得的最佳行車方向，進行實景導航。具有以下優點：(1)將導航信息疊加顯示到實景圖像中，從而為駕駛人員提供直觀的導航引導，提高了駕駛人員的駕駛體驗；(2)向實景圖像中增加了POI圖標圖示和導航路線顯示的輔助導航功能，駕駛人員可選擇啟動或不啟動該輔助導航功能，因此，滿足了駕駛人員的不同導航需求，進一步提高了導航體驗。
【專利說明】一種實景導航系統
【技術領域】
[0001]本發明屬於導航【技術領域】，具體涉及一種實景導航系統。
【背景技術】
[0002]隨著電子技術和經濟的發展、以及私人汽車的普及，車載導航設備的使用越來越普及。
[0003]車載導航設備主要包括兩個部分，一部分是硬體設備，主要包括GPS接收器以及顯示設備；另一部分是能夠控制導航硬體設備的導航軟體。通過車載導航設備，向駕駛人員提供汽車位置、路線計算、語音引導、行駛速度、實時交通等信息，從而輔助駕駛人員駕駛，使駕駛人員快速到達目的地。
[0004]然而，現有導航設備只是基於預存儲的電子地圖進行導航，駕駛人員在使用該導航設備進行車載導航時，需要將電子地圖所顯示的導航信息轉化為當前所處實際環境的具體導航信息，才能確定當前行車方向，一方面，易分散駕駛人員的注意力，不利於行車安全；另一方面，也降低了導航體驗。因此，現有導航方法已難以滿足人們的需求。
【發明內容】
[0005]針對現有技術存在的缺陷，本發明提供一種實景導航系統，可有效解決上述問題。
[0006]本發明採用的技術方案如下:
[0007]本發明提供一種實景導航系統，包括:
[0008]GPS接收器，用於實時接收被導航車輛的當前地理位置信息；
[0009]行車方向獲取模塊，用於實時獲取被導航車輛的當前行車方向；
[0010]地圖導航模塊，用於接收並存儲目標地點的名稱信息，以所述GPS接收器所接收到的所述當前地理位置信息為始發地，獲得所述始發地到所述目標地點的最佳導航路線，進而獲得所述被導航車輛當前所在位置到達所述目標地點的最佳行車方向；
[0011]實景採集模塊，用於根據預設定的實景採集參數，實時採集其取景範圍內的實景圖像；其中，所述實景採集參數包括採集原點、採集角度、採集方向、近距點值以及遠距點值；所述採集原點即為所述被導航車輛的當前位置點；所述採集方向即為所述被導航車輛的當前行車方向；
[0012]顯示模塊，用於實時顯示所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像，同時，在所述實景圖像中實時顯示所述地圖導航模塊所獲得的最佳行車方向，進行實景導航。
[0013]優選的，所述實景採集模塊為安裝於所述被導航車輛的攝像頭。
[0014]優選的，所述採集角度指所述實景採集模塊的俯仰角。
[0015]優選的，還包括:圖像預處理模塊，用於對所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像進行預處理，然後，再將預處理後的實景圖像顯示到所述顯示模塊。
[0016]優選的，所述預處理包括:對所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像的亮度和色度進行調整。
[0017]優選的，通過所述地圖導航模塊，獲得實時導航地圖；
[0018]還包括:
[0019]POI圖標資料庫，用於存儲若干個POI名稱信息與POI圖標信息的對應關係；
[0020]POI圖標設置模塊，用於接收需要顯示的指定POI名稱信息；
[0021]圖層建立模塊，用於將所述實景採集模塊採集到的所述實景圖像作為下圖層，將所述地圖導航模塊所獲得的所述實時導航地圖作為上圖層；其中，所述上圖層位於所述下圖層的正上方；所述下圖層正對所述顯示模塊的顯示窗口，所述上圖層位於所述顯示模塊的顯示窗口的外部；
[0022]投影模型建立模塊，用於在所述實時導航地圖所在的圖層上建立三維坐標系，並在該三維坐標系中建立投影模型，該投影模型的投影視角與所述實景採集設備的採集視角相同，且該投影模型的投影空間與所述實景採集設備的取景範圍完全相同；
[0023]投影模塊，用於採用所述投影模型建立模塊所建立的投影模型，對所述實時導航地圖進行投影操作，得到投影后的實時導航地圖；
[0024]判斷模塊，用於判斷所述投影后的實時導航地圖中，是否存在所述POI圖標設置模塊所設置的指定POI名稱信息；
[0025]查找模塊，用於當所述判斷模塊的判斷結果為是時，查找所述POI圖標資料庫，獲得與所述指定POI名稱信息對應的指定POI圖標；
[0026]描畫模塊，用於在所述投影后的實時導航地圖中的對應位置描畫所述查找模塊所查找到的所述指定POI圖標；
[0027]顯示模塊，用於將所述描畫模塊所描畫的指定POI圖標顯示到所述實景圖像的對應位置，並將已描畫所述指定POI圖標的實景圖像進行最終顯示。
[0028]優選的，所述描畫模塊基於以下策略描畫所述指定POI圖標:
[0029]設POI圖標顯示位置與被導航車輛當前位置之間的距離為L ；
[0030]則:設定POI圖標顯示大小與距離L之間的線性關係；8卩:L值越大，POI圖標顯示越小；L值越小，POI圖標顯示越大。
[0031]優選的，通過所述地圖導航模塊，獲得實時導航地圖；
[0032]還包括:
[0033]圖層建立單元，用於將所述實景採集模塊採集到的所述實景圖像作為下圖層，將所述地圖導航模塊所獲得的所述實時導航地圖作為上圖層；其中，所述上圖層位於所述下圖層的正上方；所述下圖層正對所述顯示模塊的顯示窗口，所述上圖層位於所述顯示模塊的顯示窗口的外部；
[0034]投影模型建立單元，用於在所述實時導航地圖所在的圖層上建立三維坐標系，並在該三維坐標系中建立投影模型，該投影模型的投影視角與所述實景採集設備的採集視角相同，且該投影模型的投影空間與所述實景採集設備的取景範圍完全相同；
[0035]投影單元，用於採用所述投影模型建立單元所建立的投影模型，對所述實時導航地圖進行投影操作，得到投影后的實時導航地圖；
[0036]描畫單元，用於在所述投影后的實時導航地圖中，按預設計的描畫策略描畫當前取景範圍內的最佳導航路線；
[0037]顯示模塊，用於將所述描畫單元所描畫的最佳導航路線顯示到所述實景圖像的對應位置，並將已描畫所述最佳導航路線的實景圖像進行最終顯示。
[0038]優選的，所述預設計的描畫策略是指:設置所描畫的最佳導航路線的寬度、顏色和動畫展示效果。
[0039]本發明提供的實景導航系統，具有以下優點:
[0040](I)將導航信息疊加顯示到實景圖像中，從而為駕駛人員提供直觀的導航引導，提高了駕駛人員的駕駛體驗；
[0041](2)向實景圖像中增加了 POI圖標圖示和導航路線顯示的輔助導航功能，駕駛人員可選擇啟動或不啟動該輔助導航功能，因此，滿足了駕駛人員的不同導航需求，進一步提高了導航體驗。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0042]圖1為本發明提供的實景導航系統的結構示意圖；
[0043]圖2為本發明建立的三維坐標系。
【具體實施方式】
[0044]以下結合附圖對本發明進行詳細說明:
[0045]如圖1所示，本發明提供一種實景導航系統，包括:
[0046]GPS接收器，用於實時接收被導航車輛的當前地理位置信息；
[0047]行車方向獲取模塊，用於實時獲取被導航車輛的當前行車方向；
[0048]地圖導航模塊，用於接收並存儲目標地點的名稱信息，以所述GPS接收器所接收到的所述當前地理位置信息為始發地，獲得所述始發地到所述目標地點的最佳導航路線，進而獲得所述被導航車輛當前所在位置到達所述目標地點的最佳行車方向；
[0049]實景採集模塊，用於根據預設定的實景採集參數，實時採集其取景範圍內的實景圖像；其中，所述實景採集參數包括採集原點、採集角度、採集方向、近距點值以及遠距點值；所述採集原點即為所述被導航車輛的當前位置點；所述採集方向即為所述被導航車輛的當前行車方向；其中，採集角度指所述實景採集模塊的俯仰角。
[0050]顯示模塊，用於實時顯示所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像，同時，在所述實景圖像中實時顯示所述地圖導航模塊所獲得的最佳行車方向，進行實景導航。
[0051]當然，為了進一步提高導航體驗，在實景採集模塊採集到原始的實景圖像後，可以首先對實景圖像進行預處理，例如，對實景圖像的亮度、色度進行調整等，然後，再將預處理後的實景圖像顯示到所述顯示模塊。
[0052]本發明中，實景採集模塊可以採用安裝於車輛前方的攝像頭，通過調整攝像頭的採集方向，使攝像頭採集方向即為駕駛人員視線方向，也即為被導航車輛的當前行車方向，通過實景採集模塊實時採集車輛前方的真實場景圖，並將具體導航數據顯示到該真實場景圖中，因此，實現了三維現實場景的實景導航，駕駛人員在行車過程中，能夠非常輕鬆的獲知行車方向，提高了駕駛人員的導航體驗。
[0053]本發明提供的實景導航系統，在實現上述實景導航的基本功能後，根據實際需要，也可以靈活增加各類導航輔助功能，滿足駕駛人員的不同行車需求。本發明對所設置的導航輔助功能的具體功能形式並不限制，以下僅僅介紹兩種具體的導航輔助功能:
[0054](一)POI圖標顯示功能
[0055]POI圖標顯示功能是指:在實景採集模塊所採集到的實景圖像中，顯示當前採集範圍內的POI圖標，其中，POI圖標是指駕駛人員預設置的興趣圖標，例如，餐廳圖標、漢堡包店圖標、充電站圖標、加油站圖標、醫院圖標、超市圖標或洗手間圖標等；並且，POI圖標的顯示位置即為實景圖像中對應的建築物，例如，在行車過程中，如果當前實景圖像中出現醫院建築物，則在該醫院建築物上重點顯示醫院圖標，也就是說，實現了 POI圖標與實景建築物的匹配顯示，從而使駕駛人員能夠迅速定位到感興趣的建築物。具體的，通過以下技術實現:
[0056]POI圖標資料庫，用於存儲若干個POI名稱信息與POI圖標信息的對應關係；Ρ0Ι圖標資料庫根據實際需要，可定時更新，不斷加入各類駕駛人員感興趣的POI圖標。此外，本發明對POI圖標的具體設計樣式也不限制，只要能夠實現通過觀察POI圖標，即可快速使人獲知其所代表的POI名稱即可，例如，對於漢堡包店的POI圖標，可以設計為一個漢堡包的圖片；對於餐廳的POI圖標，可以設計為刀叉的圖片；對於超市的POI圖標，可以設計為一個購物車的圖片。
[0057]POI圖標設置模塊，用於接收需要顯示的指定POI名稱信息；也就是說，由於POI圖標資料庫中存儲了大量的POI名稱信息與POI圖標信息的對應關係，而針對駕駛員的具體需要，如果某個時刻，其需求為快速定位到附近的一個加油站，則通過POI圖標設置模塊，設置需要顯示的指定POI名稱信息為加油站，則在後續過程中，只會定位並顯示附件加油站的POI圖標。
[0058]圖層建立模塊，用於將所述實景採集模塊採集到的所述實景圖像作為下圖層，將所述地圖導航模塊所獲得的所述實時導航地圖作為上圖層；其中，所述上圖層位於所述下圖層的正上方；所述下圖層正對所述顯示模塊的顯示窗口，所述上圖層位於所述顯示模塊的顯示窗口的外部；
[0059]投影模型建立模塊，用於在所述實時導航地圖所在的圖層上建立三維坐標系，並在該三維坐標系中建立投影模型，該投影模型的投影視角與所述實景採集設備的採集視角相同，且該投影模型的投影空間與所述實景採集設備的取景範圍完全相同；
[0060]投影模塊，用於採用所述投影模型建立模塊所建立的投影模型，對所述實時導航地圖進行投影操作，得到投影后的實時導航地圖；
[0061]由於地圖導航模塊輸出的原始的實時導航地圖與實景圖像不在同一坐標系下，因此，對於某一相同元素，例如，醫院A，原始的實時導航地圖的虛擬元素與實景圖像中的實景元素無法重合，導致難以將實時導航地圖與實景圖像進行有效關聯。因此，本發明中，對原始的實時導航地圖進行上述投影操作，從而使投影后的實時導航地圖與實景圖像進行有效關聯，又由於投影后的實時導航地圖位於實景圖像的下層，因此，實現了實時導航地圖和實景圖像的相同元素重合的效果，例如，實景圖像上顯示的某一醫院建築物，與實時導航地圖中的醫院建築物重合。
[0062]判斷模塊，用於判斷所述投影后的實時導航地圖中，是否存在所述POI圖標設置模塊所設置的指定POI名稱信息；
[0063]查找模塊，用於當所述判斷模塊的判斷結果為是時，查找所述POI圖標資料庫，獲得與所述指定POI名稱信息對應的指定POI圖標；
[0064]描畫模塊，用於在所述投影后的實時導航地圖中的對應位置描畫所述查找模塊所查找到的所述指定POI圖標；其中，可設置不同的描畫策略，在對應位置描畫指定POI圖標，例如，設POI圖標顯示位置與被導航車輛當前位置之間的距離為LJU:設定POI圖標顯示大小與距離L之間的線性關係；8卩:L值越大，POI圖標顯示越小山值越小，POI圖標顯示越大。
[0065]顯示模塊，用於將所述描畫模塊所描畫的指定POI圖標顯示到所述實景圖像的對應位置，並將已描畫所述指定POI圖標的實景圖像進行最終顯示。
[0066]由於投影后的實時導航地圖與實景圖像上下元素完全對應，因此，在實時導航地圖中的某一位置A描畫指定POI圖標，即可將所描畫的指定POI圖標顯示到實景圖像上，從而實現了 POI圖標與實景建築物的匹配顯示，方便駕駛人員迅速定位到感興趣的建築物。
[0067]( 二)導航路線顯示功能
[0068]導航路線顯示功能是指:在實景採集模塊所採集到的實景圖像中，顯示當前採集範圍內的導航路線，並且，所顯示的導航路線可疊加到實景圖像的對應道路上，從而方便駕駛人員直觀獲知行車方向，迅速到達目的地。具體的，通過以下技術實現:
[0069]圖層建立單元，用於將所述實景採集模塊採集到的所述實景圖像作為下圖層，將所述地圖導航模塊所獲得的所述實時導航地圖作為上圖層；其中，所述上圖層位於所述下圖層的正上方；所述下圖層正對所述顯示模塊的顯示窗口，所述上圖層位於所述顯示模塊的顯示窗口的外部；
[0070]投影模型建立單元，用於在所述實時導航地圖所在的圖層上建立三維坐標系，並在該三維坐標系中建立投影模型，該投影模型的投影視角與所述實景採集設備的採集視角相同，且該投影模型的投影空間與所述實景採集設備的取景範圍完全相同；
[0071]投影單元，用於採用所述投影模型建立單元所建立的投影模型，對所述實時導航地圖進行投影操作，得到投影后的實時導航地圖；
[0072]描畫單元，用於在所述投影后的實時導航地圖中，按預設計的描畫策略描畫當前取景範圍內的最佳導航路線；其中，預設計的描畫策略包括但不限於:設置所描畫的最佳導航路線的寬度、顏色和動畫展示效果等，從而提高駕駛人的視覺體驗度和導航逼真度。
[0073]顯示模塊，用於將所述描畫單元所描畫的最佳導航路線顯示到所述實景圖像的對應位置，並將已描畫所述最佳導航路線的實景圖像進行最終顯示。
[0074]為突出導航路線顯示的逼真度，可以以道路的形式顯示導航路線，也就是說，導航路線具有一個較寬的寬度，例如3?6釐米，因此，如果將導航路線顯示在實景圖像中的真實道路上，存在導航路線遮擋真實道路的不足，因此，可以將導航路線顯示到天空，與實景圖像中的真實道路上下對稱。具體實現過程為:
[0075]如果不進行導航路線翻轉，則需建立如圖2所示的三維坐標系，此時，眼睛位置位於原點，投影方向為Z軸負方向，顯示的導航路線是垂直於視線的；而如果需要進行導航路線翻轉，則將投影方向沿X軸旋轉270度，將導航路線旋轉到眼睛上側、且與視線的水平平面平行的一個平面，即可實現導航路線漂浮在天空之中的效果。
[0076]需要強調的是，本發明中，導航路線顯示功能中涉及到的圖層建立單元，與POI圖標顯示功能中的圖層建立模塊，可以通過一個功能模塊實現，也可以通過兩個功能模塊實現，本發明對此並不限制。對於投影模型建立單元、投影單元、描畫單元分別與投影模型建立模塊、投影模塊和描畫模塊的關係，和圖層建立單元與圖層建立模塊的關係相同，不再贅述。
[0077]綜上所述，本發明提供的實景導航系統，具有以下優點:
[0078](I)將導航信息疊加顯示到實景圖像中，從而為駕駛人員提供直觀的導航引導，提高了駕駛人員的駕駛體驗；
[0079](2)向實景圖像中增加了 POI圖標圖示和導航路線顯示的輔助導航功能，駕駛人員可選擇啟動或不啟動該輔助導航功能，因此，滿足了駕駛人員的不同導航需求，進一步提高了導航體驗。
[0080](3)在技術實現上，具有實現過程簡單、配置複雜度低、運行速度快等優點，可以應用於車載導航系統，也可以作為APP，安裝到手機等終端設備，具有使用靈活多樣的優點。
[0081]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種實景導航系統，其特徵在於，包括: 6？8接收器，用於實時接收被導航車輛的當前地理位置信息； 行車方向獲取模塊，用於實時獲取被導航車輛的當前行車方向； 地圖導航模塊，用於接收並存儲目標地點的名稱信息，以所述⑶3接收器所接收到的所述當前地理位置信息為始發地，獲得所述始發地到所述目標地點的最佳導航路線，進而獲得所述被導航車輛當前所在位置到達所述目標地點的最佳行車方向； 實景採集模塊，用於根據預設定的實景採集參數，實時採集其取景範圍內的實景圖像；其中，所述實景採集參數包括採集原點、採集角度、採集方向、近距點值以及遠距點值；所述採集原點即為所述被導航車輛的當前位置點；所述採集方向即為所述被導航車輛的當前行車方向； 顯示模塊，用於實時顯示所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像，同時，在所述實景圖像中實時顯示所述地圖導航模塊所獲得的最佳行車方向，進行實景導航。
2.根據權利要求1所述的實景導航系統，其特徵在於，所述實景採集模塊為安裝於所述被導航車輛的攝像頭。
3.根據權利要求1所述的實景導航系統，其特徵在於，所述採集角度指所述實景採集模塊的俯仰角。
4.根據權利要求1所述的實景導航系統，其特徵在於，還包括:圖像預處理模塊，用於對所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像進行預處理，然後，再將預處理後的實景圖像顯示到所述顯示模塊。
5.根據權利要求4所述的實景導航系統，其特徵在於，所述預處理包括:對所述實景採集模塊所採集到的所述實景圖像的亮度和色度進行調整。
6.根據權利要求5所述的實景導航系統，其特徵在於，通過所述地圖導航模塊，獲得實時導航地圖； 還包括: ？01圖標資料庫，用於存儲若干個？01名稱信息與？01圖標信息的對應關係； ？01圖標設置模塊，用於接收需要顯示的指定？01名稱信息； 圖層建立模塊，用於將所述實景採集模塊採集到的所述實景圖像作為下圖層，將所述地圖導航模塊所獲得的所述實時導航地圖作為上圖層；其中，所述上圖層位於所述下圖層的正上方；所述下圖層正對所述顯示模塊的顯示窗口，所述上圖層位於所述顯示模塊的顯示窗口的外部； 投影模型建立模塊，用於在所述實時導航地圖所在的圖層上建立三維坐標系，並在該三維坐標系中建立投影模型，該投影模型的投影視角與所述實景採集設備的採集視角相同，且該投影模型的投影空間與所述實景採集設備的取景範圍完全相同； 投影模塊，用於採用所述投影模型建立模塊所建立的投影模型，對所述實時導航地圖進行投影操作，得到投影后的實時導航地圖； 判斷模塊，用於判斷所述投影后的實時導航地圖中，是否存在所述？01圖標設置模塊所設置的指定？01名稱信息； 查找模塊，用於當所述判斷模塊的判斷結果為是時，查找所述？01圖標資料庫，獲得與所述指定？01名稱信息對應的指定？01圖標； 描畫模塊，用於在所述投影后的實時導航地圖中的對應位置描畫所述查找模塊所查找到的所述指定？01圖標； 顯示模塊，用於將所述描畫模塊所描畫的指定？01圖標顯示到所述實景圖像的對應位置，並將已描畫所述指定？01圖標的實景圖像進行最終顯示。
7.根據權利要求6所述的實景導航系統，其特徵在於，所述描畫模塊基於以下策略描畫所述指定？01圖標: 設？01圖標顯示位置與被導航車輛當前位置之間的距離為I ； 則:設定？01圖標顯示大小與距離I之間的線性關係；即丄值越大，？01圖標顯示越小；I值越小，？01圖標顯示越大。
8.根據權利要求5所述的實景導航系統，其特徵在於，通過所述地圖導航模塊，獲得實時導航地圖； 還包括: 圖層建立單元，用於將所述實景採集模塊採集到的所述實景圖像作為下圖層，將所述地圖導航模塊所獲得的所述實時導航地圖作為上圖層；其中，所述上圖層位於所述下圖層的正上方；所述下圖層正對所述顯示模塊的顯示窗口，所述上圖層位於所述顯示模塊的顯示窗口的外部； 投影模型建立單元，用於在所述實時導航地圖所在的圖層上建立三維坐標系，並在該三維坐標系中建立投影模型，該投影模型的投影視角與所述實景採集設備的採集視角相同，且該投影模型的投影空間與所述實景採集設備的取景範圍完全相同； 投影單元，用於採用所述投影模型建立單元所建立的投影模型，對所述實時導航地圖進行投影操作，得到投影后的實時導航地圖； 描畫單元，用於在所述投影后的實時導航地圖中，按預設計的描畫策略描畫當前取景範圍內的最佳導航路線； 顯示模塊，用於將所述描畫單元所描畫的最佳導航路線顯示到所述實景圖像的對應位置，並將已描畫所述最佳導航路線的實景圖像進行最終顯示。
9.根據權利要求8所述的實景導航系統，其特徵在於，所述預設計的描畫策略是指:設置所描畫的最佳導航路線的寬度、顏色和動畫展示效果。
【文檔編號】G01C21/36GK104359487SQ201410637458
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月13日 優先權日:2014年11月13日
【發明者】朱小瑩, 石福, 劉方 申請人:瀋陽美行科技有限公司