专利名称：车辆导航装置及导航方法
技术领域：
本发明涉及一种导航装置及导航方法，尤其涉及一种车辆导航装置及导航方法。
技术背景随着社会的发展和技术的进步，车上安装全球定位系统(Global Positioning System ，GPS)导航装置已经成为车辆的一个发展趋势。通常，驾驶员在车辆上安装GPS导航装置来实现车辆导航。该种GPS导航装置接收太空中 GPS定位卫星发射的卫星信号，并根据该卫星信号配合电子地图来实现车辆导航。然，GPS定位卫星发射的卫星信号一般为每秒更新一次，且在有建筑或者金属等阻隔物 的情况下卫星信号不能到达GPS导航装置，GPS导航装置在导航车辆行驶过程中将不能够准确 地计算出当前车辆的实际行驶位置。即电子地图上显示的车辆导航行驶位置和车辆的实际行 驶位置存在一定的误差，影响驾驶员控制车辆按照预设行驶路线行驶。发明内容有鉴于此，有必要提供一种可提高GPS导航准确度的导航装置。 此外，还有必要提供一种可提高GPS导航准确度的导航方法。一种车辆导航装置，包括GPS信号处理器、显示模块、摄像处理模块及导航更正模块， 所述GPS信号处理器通过其天线接收GPS定位卫星发射的卫星信号并根据所述卫星信号计算车 辆导航行驶位置；所述显示模块用于在电子地图上显示车辆导航行驶位置；所述摄像处理模 块用于拍摄影像并根据影像得出车辆实际行驶位置；所述导航更正模块用于根据车辆实际行 驶位置更正车辆导航行驶位置使电子地图上显示的车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置一 致。一种车辆导航方法，其包括如下步骤 接收卫星信号；根据卫星信号计算出车辆导航行驶位置； 拍摄影像；根据影像计算出车辆实际行驶位置； 根据车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置。上述车辆导航装置及其导航方法通过所述摄像处理模块计算车辆实际行驶位置。所述导航更正模块根据所述车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置，使电子地图上显示的车辆导 航行驶位置与车辆实际行驶位置一致，便于驾驶员控制车辆按照预设行驶路线行驶，提高所 述GPS导航装置的导航准确度。
图l为车辆导航系统的实体示意图。 图2为车辆导航系统的模块示意图。 图3为图2所示摄像处理模块的示意图。 图4为车辆导航系统的导航方法流程图。
具体实施方式
请同时参阅图1及图2，车辆导航系统500包括装配于车辆上的导航装置lOO和位于太空中 的GPS定位卫星200。导航装置100包括通过总线90相互连接的微处理器10、 GPS信号处理器20、显示模块30、 存储模块40、摄像处理模块50、导航更正模块60及输入模块70。微处理器10用于控制及协调 其它各模块工作。GPS信号处理器20通过其GPS接收天线21与GPS定位卫星200通信，其接收太空中GPS定位 卫星200中至少四颗GPS定位卫星200发射的卫星信号，并根据卫星信号的传播速度及其传播 时间计算出车辆与GPS定位卫星200的距离D，再根据已知GPS定位卫星200当前位置(Xo， Y0，Zo)通过空间距离计算公式"=—尤°)2 + ^-y。" + P - 得出车辆位置信息(X， Y， Z) 。 GPS信号处理器20根据连续两次接收的卫星信号计算车辆单位时间内行驶的位移 来得出车辆的推定行驶速度，并根据上述车辆位置信息(X， Y， Z)及推定行驶速度推出行 驶过程中车辆导航行驶位置。同时微处理器10控制显示模块30在电子地图上显示车辆导航行 驶位置，使驾驶员随时得知车辆是否按照车辆预设行驶路线行驶，便于驾驶员控制车辆行 驶，从而实现车辆导航。存储模块40用于存储电子地图及车辆预设行驶路线、车辆行驶位置、车辆行驶速度等信息。摄像处理模块50用于拍摄影像并根据影像得出车辆实际行驶位移及实际行驶位置。请同 时参阅图3，摄像处理模块50包括摄像单元51、影像识别单元52、特征撷取单元53、坐标编 译单元54及坐标比较单元55。摄像单元51用于持续拍摄车辆实际行驶路线上路面参照环境的 影像。影像识别单元52用于根据影像中的相同信息量识别摄像单元51连续拍摄的两张照片中 的同一实体所对应的影像。特征撷取单元53撷取两张图片中同一实体所对应影像的位置特征。坐标编译单元54将该位置特征编译为坐标。坐标比较单元55对两个坐标进行比较得出车辆 实际行驶位移，进而得出车辆实际行驶位置。导航更正模块60用于根据摄像处理模块50得出的车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位 置。存储模块40还用于存放一预定矢量，该预定矢量为决定是否更正电子地图上车辆导航行 驶位置的临界值。微处理器10还用于计算车辆实际行驶位置与车辆导航行驶位置间的位置矢 量差，并将所述位置矢量差与预定矢量比较。若所述位置矢量差的大小和角度其中之一大于 或等于所述预定矢量对应的大小和角度，则车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置之间误差 较大，微处理器10发出更正指令至导航更正模块60。导航更正模块60响应更正指令根据车辆 实际行驶位置更正车辆导航行驶位置，使电子地图上显示的车辆导航行驶位置与车辆实际行 驶位置一致，便于驾驶员控制车辆按照预设行驶路线行驶，提高GPS导航装置100的导航准 确度。输入模块70用于驾驶员和微处理器10交互。驾驶员可通过输入模块70输入信息至微处理 器10。微处理器10根据输入信息完成驾驶员的请求。如驾驶员通过输入模块70设定车辆的行 驶路线，微处理器10控制显示模块30在电子地图上显示驾驶员所设定的路线，方便驾驶员控 制车辆按照预设行驶路线行驶。车辆导航系统500及其导航装置100通过摄像处理模块50计算车辆实际行驶位置。导航更 正模块60根据所述车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置，使电子地图上显示的车辆导航 行驶位置与车辆实际行驶位置一致，便于驾驶员控制车辆按照预设行驶路线行驶，提高 GPS导航装置100的导航准确度。如图3所示，其为车辆导航方法的流程图。流程开始，GPS导航系统工作，同时执行步骤 S803及S811。步骤S803， GPS信号处理器20通过其GPS接收天线21与GPS定位卫星200通信，其接收GPS 定位卫星200发射的卫星信号。步骤S805， GPS信号处理器20根据卫星信号的传播速度及传播时间计算出车辆与GPS定位 卫星200的距离D，再根据已知GPS定位卫星200当前位置(Xo， Yo， Zo)通过空间距离计算公 式0 = V(n。)2 +(「。2 +(H。)2得出车辆位置信息(x， y， z)。步骤S807， GPS信号处理器20根据连续两次发射的卫星信号计算车辆单位时间内行驶的 位移来得出车辆的推定行驶速度。步骤S809， GPS信号处理器20根据车辆位置信息(X， Y， Z)及车辆推定行驶速度计算出行驶过程中的车辆导航行驶位置。同时微处理器10控制显示模块30在电子地图上显示车辆导航行驶位置，使驾驶员随时得知车辆是否按照车辆预设行驶路线行驶，从而实现车辆导航。 步骤S811，摄像处理模块50开始工作，摄像单元51拍摄车辆实际行驶路线上路面参照环境的影像以监测车辆的实际行驶状况。步骤S813，影像识别单元52根据影像中的相同信息量识别摄像单元51连续拍摄的两张照片中的同一实体所对应的影像。步骤S815，特征撷取单元53撷取两张图片中同一实体所对应影像的位置特征。步骤S817，坐标编译单元54将特征撷取单元53撷取的位置特征编译为坐标。步骤S819，坐标比较单元55对两个坐标进行比较得出车辆实际行驶位移，进而得出车辆实际行驶位置。步骤S820，微处理器10计算车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置间的位置矢量差。 步骤S822，微处理器10比较所述位置矢量差的大小和角度是否均小于所述预定矢量对应 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预定矢量对应的大小和角度，则 所述车辆位置矢量差可忽略，电子地图显示的车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置一致。 导航更正模块60不需要在电子地图上更正车辆导航行驶位置，返回步骤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预定矢量对应的大小和角度，则电子地图显示 的车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置误差较大，影响驾驶员控制车辆按照预设行驶路线 行驶，进入步骤S824。步骤S824，微处理器10发出更正指令至导航更正模块。步骤S826，导航更正模块60响应更正指令根据车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置 ，使电子地图上显示的车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置一致，便于驾驶员控制车辆按 照预设行驶路线行驶，提高GPS导航装置100的导航准确度。上述车辆导航方法通过摄像处理模块50计算车辆实际行驶位置。导航更正模块60根据所 述车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置，使电子地图上显示的车辆导航行驶位置与车辆 实际行驶位置一致，便于驾驶员控制车辆按照预设行驶路线行驶，提高GPS导航装置100的 导航准确度。
权利要求
1.一种车辆导航装置，包括GPS信号处理器和显示模块，所述GPS信号处理器通过其天线接收GPS定位卫星发射的卫星信号并根据所述卫星信号计算车辆导航行驶位置；所述显示模块用于在电子地图上显示车辆导航行驶位置，其特征在于所述车辆导航装置还包括摄像处理模块，用于拍摄影像并根据影像得出车辆实际行驶位置；导航更正模块，用于根据车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置使电子地图上显示的车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置一致。
5.一种车辆导航方法，其包括如下步骤 接收卫星信号；根据卫星信号计算出车辆导航行驶位置； 拍摄影像；根据影像计算出车辆实际行驶位置； 根据车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置。
6.如权利要求5所述的车辆导航方法，其特征在于所述车辆导航方法还包括如下步骤计算车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置间的矢量差；判断所述矢量差的大小和角度是否均小于所述预定矢量对应的大小和角度；若所述矢量差的大小和角度其中之一大于或者等于所述预定矢量对应的大小和角度，则根据车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置。
7.如权利要求6所述的车辆导航方法，其特征在于所述车辆导航方法还包括如下步骤若所述矢量差的大小和角度均小于所述预定矢量对应的大小和角度，返回到计算车辆 导航行驶位置与车辆实际行驶位置间的矢量差的步骤。
8.如权利要求5所述的的车辆导航方法，其特征在于所述根据影像 计算出车辆实际行驶位置的步骤还包括如下步骤识别影像；撷取位置特征；编译为坐标；比较坐标得出车辆实际行驶位置。
9.如权利要求5所述的的车辆导航方法，其特征在于所述根据卫星 信号计算出车辆导航行驶位置的步骤还包括如下步骤 计算车辆位置信息； 计算车辆推定行驶速度； 计算车辆导航行驶位置。
全文摘要
一种车辆导航装置，包括GPS信号处理器、显示模块、摄像处理模块及导航更正模块。所述GPS信号处理器通过其天线接收GPS定位卫星发射的卫星信号并根据所述卫星信号计算车辆导航行驶位置。所述显示模块用于在电子地图上显示车辆导航行驶位置。所述摄像处理模块用于拍摄影像并根据影像得出车辆实际行驶位置。所述导航更正模块用于根据车辆实际行驶位置更正车辆导航行驶位置使电子地图上显示的车辆导航行驶位置与车辆实际行驶位置一致。从而提高GPS导航装置的导航准确度。本发明还揭露了一种车辆导航装置的导航方法。
文档编号G01C21/26GK101334285SQ20071020097
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者杨富吉, 许英豪, 钟文宏 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司