专利名称：导航装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及导航领域，更具体而言，涉及一种导4元装置。
背景技术：
GPS (Global Position System,全球定位系统)是以全球24颗 定位人造卫星做基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速 度等4言息的一种无线电导4元和定位系统。GPS的定位原理是用户 接收卫星发射的信号，从中获取卫星与用户之间的距离、时钟校正 和大气4交正等参凄t，通过凄t据处理确定用户的位置。现在，民用 GPS的定位精度可达10m以内。另外，欧洲、俄国、中国也相互合 作或者独立地开发了各自的卫星定位系统，例如欧盟的伽利略 (GALILEO)系统、俄罗斯的GLONASS (Global Orbit Navigation Satellite System,全球轨道导航卫星系统)系统，中国的北斗星系 统等。这些卫星定位系统的定位原理相同，主要区别在于定位^"度。
GPS具有的特殊功能很早就引起了汽车界人士的关注，当美国 在海湾战争后宣布开》文一部分GPS的系统后，汽车界立即纟爪住这一 契机，投入资金开发汽车导航系统，对汽车进行定位和导向显示， 并迅速4殳入使用。
图1示出了一种常失见导航系统的结构示意图。图中，导4元系统 以下部分组成4妄收才几100，用于接收来自卫星定位系统的反映当 前位置的导航数据(例如，地理位置坐标)；导航主机200，其根据
接收机的导航数据调取当前位置的电子地图，并叠加导4元提示信
息；显示终端250，其连接至导航主机200，用于呈现该电子地图。
在现实实践当中，*接收才几100、导航主才几200和显示终端250 可以集成在一起，可以用PDA (Personal Digital Assistant,个人凌史 字助理)、智能手机等实现。集成后的导航装置体积很小，功率消 耗低，所以可以很容易地安装于交通工具例如汽车的驾驶台上，并 4吏用汽车电源供电运4亍。
从图1可以看到，现有导4元系统提供的电子地图通常是2维 (2D )地图。图2示出了 一种现有导航系统提供的2D电子地图的 屏幕截图。2D电子地图具有简洁易懂、数据量小易于保存和无线 传输、便于计算机采用矢量技术进行图像处理等优点。
然而，对于某些用户而言，2D电子地图过于4由象，不够直，见， 不利于他们操作使用。
为了增强图2所示2D电子地图的直观特性，开发了一种带视 角的2D电子地图。图3示出了一种现有导4元系统才是供的带—见角2D 电子地图的屏幕截图。图3所示的2D电子地图，通过计算才几进4亍 矢量处理后，以带一见角的形式呈现给用户。相对于图2所示的2D 电子地图，其形成了部分的3D视觉效果，从而更加直观。
但这种带视角的2D电子地图并不是真正的3维立体地图，其 并没有真实地反映外界3D地表特征。真实世界中的两幢大厦可能 外7见完全不同，^旦在这种带—见角的3D电子地图里，这两幢大厦通 常会用完全相同的大厦模型来显示。因此，这种带视角的2D电子 地图仍然不够直7见，不方i"更某些用户的^f吏用。
鉴于以上原因，现有技术中又开发了一种真3D电子地图。图 4示出了 一种现有导4元系统提供的3D电子地图的屏幕截图。该3D 电子地图清楚真实直3见地反映了外界地理特征，然而其凄t据量太 大，不利于数据保存、数据传输和数据处理。
因此，人们需要一种3D电子地图的解决方案，能够解决上述 相关4支术中的问题。
发明内容
本发明实施例旨在提供一种导航装置，能够解决现有技术中的 3D电子地图数据量太大，不利于数据保存、数据传输和数据处理 的问题。
本发明的一个实施例提供了一种导4元装置，包括接收机，用 于通过无线网接收来自卫星定位系统的反映当前位置的导航数据； 才l像装置，其用于实时拍才聂现场的地理景7见以形成实时地理图4象； 导航主机，其根据接收机的导航数据调取当前位置的电子地图，以 及对摄像装置的实时地理图4象进行识别，4艮据识别结果将实时地理 图像适当地叠加到电子地图上，并叠加导航提示信息，生成新的实 时三维电子地图；显示终端，其连接至导航主机，用于呈现实时三 维电子地图。
通过上述技术方案，本发明实现了如下技术效果
本发明提供的上述实施例为用户提供了实时影像与电子地图 动态叠加的4支术，从而为用户导航4是供了直》见真实的三维体-睑，并 且解决了现有技术中的3D电子地图数据量太大，不利于数据保存、 数据传输和数据处理的问题。
此处所说明的附图用来才是供对本发明的进一步理解，构成本申 请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并
不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1示出了一种常规导航系统的结构示意图2示出了 一种现有导航系统提供的2D电子地图的屏幕截图3示出了一种现有导航系统提供的带视角2D电子地图的屏 幕截图4示出了一种现有导航系统提供的3D电子地图的屏幕截图5示出了才艮据本发明实施例的电子地图实现方法；
图6示出了根据本发明实施例的对拍摄的地理图像进行识别的 流程图7示出了根据本发明一个实施例的导航系统的结构示意图； 图8示出了根据本发明实施例的导航主机的结构方框图； 图9示出了根据本发明另 一实施例的导航系统的结构示意图； 图10示出了根据本发明又 一 实施例的导航系统的结构示意图。
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
图5示出了根据本发明实施例的电子地图实现方法，包括以下 步骤
步骤SIO,导航装置获取反映当前位置的导航数据(例如地理 坐标lt据)，才艮据定位结果调耳又当前位置的电子地步骤S20，拍才聂形成当前位置的实时i也理图4象，可以利用安装 于交通工具例如车辆外部或轿厢内的掘J象装置拍才聂现场的地理景 )见，以形成所述实时地理图^f象；
步-骤S30,对拍才聂的实时地理图{象进4亍识别，才艮据识别结果将 实时地理图像适当地叠加到电子地图上，生成新的实时三维电子地 图。
值得注意的是，步骤S10和S20显然可以是并行的，也可以是 串行的，并且二者没有特定的先后秩序。
与常规电子地图不同的是，在本发明实施例中不向用户提供原 始的电子地图，而是将叠加了实时地理图像的电子地图提供给用 户。显然实时地理图像的直观性非常好，并且它是现场实拍，所以 避免了数据保存等过程。
可以才艮据导航tt据本地或者远程调取当前位置的电子地图。本 地调取电子地图具体可以包括使用导航装置中的接收机卫星定位 系统获取导航数据；根据导航数据从本地保存的电子地图数据库中 调取电子i也图。
远程调取电子地图具体包括使用接收机通过无线网从控制中 心获取导航Jt据；才艮据导航J丈据，从本地l呆存的电子地图凄t据库中 调取电子地图，或者通过无线网从控制中心保存的电子地图数据库 中调取电子;也图。
该无线网可以是移动通信网络， <接收才几可以是能够*接收移动通 信信号的独立的移动终端，或集成于导航装置中的移动模块。
上述方法中可以利用安装于交通工具例如车辆上的摄像装置 拍掘j见场的i也理景，见，以形成实时;也理图^f象。
图6示出了才艮据本发明实施例的对拍才聂的地理图像进行识别和 叠加的流禾呈图，具体来i兌，识别可以包4舌以下步艰《
步艰《S302，识别出实时i也理图^f象中的图^f象元素，例如桥梁、河 流、纟失道、十字if各口、大厦、力口油站等；
步骤S304，将图^f象元素与电子地图中的彩:据进行匹配，确定这 些图像元素是当前位置中的哪个地理标志。例如电子地图中的数据 表明当前位置有八一立交桥，而识别出的图像元素中包括一座桥 梁，则确认该桥梁为八一立交桥。又例如电子地图数据库中的数据 表明当前位置有多座已命名的大厦，而识别出的图4象元素中包4舌多 座大厦，那么才艮据这些大厦的相互位置关系，即可确i人这些大厦分 别是电子地图数据库中的哪座大厦。
具体来说，根据识别结果将实时地理图像适当地叠加到电子地 图上可以包4舌以下步艰朵
步骤S306,在实时地理图像上各个已经识别出的图像元素旁边 才示注其已i口、別出的i也理名称；
步骤S308,将标注好地理名称的实时地理图像代替原电子地图 提供给用户。
可以看出，利用上述的方法，即可实现现场实时地理图^f象与电 子地图的叠加。
导4元提示信息可以包括^各线信息。可以由用户设定目的地信 息，然后在本地导航装置中根据目的地信息计算出路线信息。也可 以在导航系统中引入远程的控制中心，由控制中心利用自己保存的 电子地图数据库计算出路线信息，其中，由用户设定目的地信息， 导航装置将目的地信息通过无线网传送给远程的控制中心，由控制 中心根据目的地信息计算出路线信息，然后控制中心将路线信息通 过无线网传送给导航装置。
由于控制中心的性能远远强于本地导航装置，所以可以提供更 强的导航功能。例如，可以提供更加丰富的信息作为增值服务信息， 包括交通信息、气象信息、路况信息、以及沿线风景信息等。其中， 使用4妄收才几耦合无线网，无线网耦合控制中心。这样导航装置就可 以通过无线网获耳又控制中心所提供的增值服务信息，例如，交通信 息、气象信息、路况信息、以及沿线风景信息等，将其加入导航提 示信息中或直接用于路线计算。
本地保存电子地图库以及计算路线信息，虽然功能可能不如远 程的控制中心，但可以省略掉通信网和控制中心，可以为用户节省 通信费用。
下面将才艮据图7到图10描述才艮据本发明实施例的，用于实现 上述导航电子地图生成方法的导4元系统。
图7示出了根据本发明 一 个实施例的导航系统的结构示意图， 其由导航装置和卫星定位系统组成。
导航装置包括
接收机100,用于接收来自卫星定位系统50的反映当前位置的 导航Jt据，其可以通过手才几、PDA、 GPS蓝牙导航才莫块等各种形式 实现；
才i/像装置500,其用于实时拍摄现场的地理景观以形成实时地 理图像，其可以由摄像头配合云台构成，配合安装于车辆等交通工 具的外部或，乔厢内，正只于4亍进方向，其通过有线方式或无线方式连 接至导航主机200，向其提供拍摄的实时地理图像；
导航主机200,其根据接收机100的导航数据调取当前位置的 电子地图，以及对摄像装置200的实时地理图像进行识别，才艮据识 别结果将实时地理图像适当地叠加到电子地图上，并叠加导航提示 信息，生成新的实时三维电子地显示纟冬端250,其连4妄至导4元主才几200,用于呈J见该实时三维 电子地图，其输出可以是图像，还可以包括声音输出，例如用声音 才是示地名和纟是示行进方向等。
上述的导航装置相对于现有的导航装置，增加了摄像装置500， 所以能提供实时三维电子地图，从而为用户导航提供了直观真实的 三维体马全。
另外，该导航系统中的卫星定位系统50是由多颗定位卫星组 成，用于为导航装置提供导航数据，可以为全球定位系统、伽利略 系统、北斗星系统、或全5求轨道导航卫星系统。导航主才几200可以和4妄收才几100集成在一起、还可以和显示终 端250集成到一起，该集成装置可以通过专用的GPS导航仪、或者 加载GPS导航软件的智能手机、PDA、便携式电脑等实现。
云台可以是固定支架。另外，为了能够调整才l泉头视角，云台 可以具有万向调整结构。进一步的，可以通过导航主才几200发送控 制命令，使云台调整摄像头视角。
进一步的，为了防止车辆移动带来摄像头的颠簸，从而导致图 像的抖动，可以使云台具有阻尼结构，以减弱摄像头的震动。
图8示出了根据本发明实施例的导航主机200的结构方框图， 包括
存储模块202,用于保存电子地图库；
调取模块204,用于根据导航数据从电子地图库中调取当前位 置的电子:l也识别模块206,用于对实时地理图像进行识别；
生成模块208,用于根据识别结果将实时地理图像适当地叠加 到电子地图上，并叠加导航提示信息，生成新的实时三维电子地图。
通过上述结构实现了根据本发明实施例的导航主机200 。
图9示出了根据本发明另 一 实施例的导航系统的结构示意图， 其与图7所示的导航系统的区别在于，其增加了无线网300。具体 来说，该实施例的导航装置包括
接收机100，用于通过无线网300接收来自卫星定位系统50 的反映当前位置的导航数据；
摄像装置500，其用于实时拍摄现场的地理景观以形成实时地 理图像，摄像装置500可以安装于交通工具的外部或轿厢内，正对 4亍进方向，其通过有线方式或无线方式连^妄至导爿元主一几200;
导航主机200，其根据接收机100的导航数据调取当前位置的 电子地图，以及对摄像装置500的实时地理图像进行识别，根据识 别结果将实时地理图像适当地叠加到电子地图上，并叠加导航提示 信息，生成新的实时三维电子地显示终端250,其连4妄至导航主4几200,用于呈现实时三维电 子地图。
显然，上述的导航装置相对于现有的导航装置，增加了摄像装 置500，所以能提供实时三维电子地图，从而为用户导航提供了直 观真实的三维体-验。
另外，相对于图7而言，本装置利用无线网来为导航装置接收 导航数据，这为导航装置提供了另 一种接收导航数据的方式。
具体来说，如图8所示，导4元主机200可以包括
存储才莫块202,用于保存电子地图库；
调取模块204，用于根据导航数据从电子地图库中调取当前位 置的电子地识别模块206,用于对实时地理图像进行识别；
生成模块208,用于根据识别结果将实时地理图像适当地叠加 到电子地图上，并根据用户输入的目的地信息计算出路线信息，作 为导航提示信息进行叠加，生成新的实时三维电子地图。
另外，在该导4元系统中，无线网300可以是移动通信网络，4妾 4文才几100可以是独立的移动终端例如手才几，或者可以是集成于导航 装置中的移动模块。
图7的实施例中已经详细描述了该导航系统中的卫星定位系统 50,所以这里不再赘述。
图IO示出了4艮据本发明另一实施例的导航系统的结构示意图， 相对于图9的实施例，该导^^系统新增了控制中心400。
具体来说，无线网300可以耦合至远程的控制中心400,控制 中心400用于保存电子地图库。导航主机包括
调取模块204,用于根据导航数据从电子地图库中调取当前位 置的电子地识别模块206,用于对实时地理图像进行识别；
生成模块208，用于根据识别结果将实时地理图像适当地叠加 到电子地图上，并叠加从控制中心获取的路线信息作为导航提示信 息，生成新的实时三维电子地图。
可以看出，在该导航系统中，导航装置可以省略图8的存储模 块202。
又例如，控制中心400可以是由才几动车管理部门授权和组建的， 它可以提供随时观察辖区内指定监控的汽车的动态和交通情况而
获得的交通信息，了解道路维修等获得的路况信息，各地的气象信 息、以及沿线风景信息。
这样，控制中心400可以用于提供增值服务信息，包括交通信 息、气象信息、风景信息和路况信息中的至少一种，导航主机200 可以通过4妄收才几100和无线网300， /人控制中心400获取上述的增 值服务信息，并将其加入到所述导航提示信息中或直接用于导航路 线计算。
上述的实施例为用户提供了更多的导航信息，有利于用户更好 地驾驶。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下 才支术效果
本发明提供的上述实施例为用户提供了实时影像与电子地图 动态叠加的技术，从而为用户导航提供了直观真实的三维体验，并 且解决了现有技术中的3D电子地图数据量太大，不利于数据保存、 数据传输和数据处理的问题。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或 各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算 装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们 可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成 电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模 块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的石更件和软件结合。应 该明白，这些具体实施中的变4b对于本领 易见的，不脱离本发明的精神保护范围
以上所述^f又为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发 明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进 等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种导航装置，其特征在于，包括接收机，用于通过无线网接收来自卫星定位系统的反映当前位置的导航数据；摄像装置，用于实时拍摄现场的地理景观以形成实时地理图像；导航主机，其根据所述接收机的所述导航数据调取当前位置的电子地图，以及对所述摄像装置的所述实时地理图像进行识别，根据识别结果将所述实时地理图像适当地叠加到所述电子地图上，并叠加导航提示信息，生成新的实时三维电子地图；显示终端，其连接至所述导航主机，用于呈现所述实时三维电子地图。
2. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述摄像装置 安装于交通工具的外部，正对4于进方向。
3. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述摄像装置 安装于交通工具的4乔厢内，透过窗口正^H亍进方向。
4. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述摄像装置 通过有线方式或无线方式连4妄至所述导航主才几。
5. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述无线网是 移动通信网络，所述4妄收才几是独立的移动终端或集成于所述导 航装置中的移动模块。
6. 根据权利要求1或5所述的导航装置，其特征在于，所述导航 主才几与所述显示终端集成在一起。
7. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述导航主机 包括存储模块，用于保存电子地图库；调取模块，用于根据所述导航数据从所述电子地图库中 调取当前位置的所述电子地图；识别模块，用于对所述实时地理图像进行识别；生成模块，用于根据识别结果将所述实时地理图像适当 地叠加到所述电子地图上，并根据用户输入的目的地信息计算 出路线信息，作为导航提示信息进行叠加，生成新的所述实时 三维电子地图。
8. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述无线网还 耦合至远程的控制中心，所述控制中心用于保存电子地图库， 所述导4元主一几包4舌调取模块，用于根据所述导航数据从所述电子地图库中 调取当前位置的所述电子地图；识别才莫块，用于对所述实时地理图〗象进^f亍识别；生成模块，用于根据识别结果将所述实时地理图像适当 地叠加到所述电子地图上，并叠加从所述控制中心获取的所述 路线信息作为导航提示信息，生成新的所述实时三维电子地 图。
9. 根据权利要求1所述的导航装置，其特征在于，所述无线网还 耦合至远程的控制中心，所述控制中心用于提供增值服务信 息，所述导航主机还用于通过所述接收机和所述无线网从所述 控制中心获取所述增值服务信息，并将其加入到所述导航提示 信息中或直接用于导航路线计算。
10. 根据权利要求9所述的导航装置，其特征在于，所述增值服务 信息包括交通信息、气象信息、风景信息和路况信息中的至少 一种。
全文摘要
本发明提供了一种导航装置，包括接收机，用于通过无线网接收来自卫星定位系统的反映当前位置的导航数据；摄像装置，其用于实时拍摄现场的地理景观以形成实时地理图像；导航主机，其根据接收机的导航数据调取当前位置的电子地图，以及对摄像装置的实时地理图像进行识别，根据识别结果将实时地理图像适当地叠加到电子地图上，并叠加导航提示信息，生成新的实时三维电子地图；显示终端，其连接至导航主机，用于呈现实时三维电子地图。本发明为用户提供了实时影像与电子地图动态叠加的技术，从而为用户提供了直观真实的三维体验。
文档编号G08G1/0962GK101109647SQ20071014306
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月22日 优先权日2007年8月22日
发明者勍 薛 申请人:广东瑞图万方科技有限公司