專利名稱：導航系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及導^L領域，更具體而言，涉及一種導^^系統。
背景技術：
GPS (Global Position System,全球定位系統)是以全3求24顆 定位人造衛星4故基礎，向全3求各地全天候地提供三維位置、三維速 度等信息的一種無線電導航和定位系統。GPS的定位原理是用戶 接收衛星發射的信號，從中獲取衛星與用戶之間的距離、時鐘校正 和大氣校正等參數，通過數據處理確定用戶的位置。現在，民用 GPS的定位精度可達10m以內。另外，歐洲、俄國、中國也相互合 作或者獨立地開發了各自的衛星定4立系統，例如歐盟的伽利略 (GALILEO)系統、俄羅斯的GLONASS ( Global Orbit Navigation Satellite System,全球軌道導4元衛星系統)系統，中國的北斗星系 統等。這些衛星定位系統的定位原理相同，主要區別在于定位4青度。
GPS具有的特殊功能很早就引起了汽車界人士的關注，當美國 在海灣戰爭后宣布開》丈一部分GPS的系統后，汽車界立即4爪住這一 契機，投入資金開發汽車導航系統，對汽車進行定位和導向顯示， 并迅速投入使用。
圖1示出了一種常^見導4元系統的結構示意圖。圖中，導4元系統 以下部分組成接收機100，用于接收來自衛星定位系統的反映當 前位置的導舶Jt據(例如，地理位置坐標)；導航主才幾200,其4艮據
接收機的導航Jt據調取當前位置的電子地圖，并疊加導航提示信
息；顯示終端250,其連接至導航主機200，用于呈現該電子地圖。
在現實實踐當中，4妄收才幾100、導4元主才幾200和顯示終端250 可以集成在一起，可以用PDA (Personal Digital Assistant,個人凄t 字助理)、智能手機等實現。集成后的導航裝置體積很小，功率消 耗低，所以可以很容易地安裝于交通工具例如汽車的駕駛臺上，并 使用汽車電源供電運行。
從圖1可以看到，現有導航系統提供的電子地圖通常是2維 (2D)地圖。圖2示出了一種現有導航系統^是供的2D電子地圖的 屏幕截圖。2D電子地圖具有簡潔易懂、數據量小易于保存和無線 傳輸、便于計算機采用矢量技術進行圖像處理等優點。
然而，對于某些用戶而言，2D電子地圖過于抽象，不夠直^L， 不利于他們操作使用。
為了增強圖2所示2D電子地圖的直觀特性，開發了一種帶視 角的2D電子地圖。圖3示出了一種現有導航系統提供的帶視角2D 電子地圖的屏幕截圖。圖3所示的2D電子地圖，通過計算機進行 矢量處理后，以帶3見角的形式呈現給用戶。相對于圖2所示的2D 電子地圖，其形成了部分的3D視覺效果，從而更加直7見。
但這種帶視角的2D電子地圖并不是真正的3維立體地圖，其 并沒有真實地反映外界3D地表特征。真實世界中的兩幢大廈可能 外7見完全不同，但在這種帶^L角的3D電子地圖里，這兩幢大廈通 常會用完全相同的大廈模型來顯示。因此，這種帶視角的2D電子 地圖仍然不夠直觀，不方便某些用戶的使用。
鑒于以上原因，現有技術中又開發了一種真3D電子地圖。圖 4示出了一種現有導4元系統l是供的3D電子地圖的屏幕截圖。該3D 電子地圖清楚真實直觀地反映了外界地理特征，然而其^t據量太 大，不利于數據保存、數據傳輸和數據處理。
因此，人們需要一種3D電子地圖的解決方案，能夠解決上述 相關4支術中的問題。
發明內容
本發明實施例旨在提供一種導航系統，能夠解決現有技術中的 3D電子地圖數據量太大，不利于數據保存、數據傳輸和數據處理 的問題。
本發明的一個實施例提供了一種導航系統，包括導航裝置， 其包括接收機，用于通過無線網接收來自衛星定位系統的反映當 前位置的導航數據；攝像裝置，其用于實時拍攝現場的地理景觀以 形成實時地理圖像；導航主機，其根據接收機的導航數據調取當前 位置的電子地圖，以及對攝像裝置的實時地理圖像進行識別，根據 識別結果將實時地理圖像適當地疊加到電子地圖上，并疊加導航提 示信息，生成新的實時三維電子地圖；顯示終端，其連接至導航主 機，用于呈現實時三維電子地圖；衛星定位系統，其由多顆定位衛 星組成，用于為導航裝置提供導航數據；無線網，用于耦合導航裝 置和衛星定位系統。
通過上述技術方案，本發明實現了如下技術效果
本發明提供的上述實施例為用戶提供了實時影像與電子地圖 動態疊加的技術，從而為用戶導航提供了直觀真實的三維體驗，并
且解決了現有技術中的3D電子地圖數據量太大，不利于數據保存、 數據傳輸和數據處理的問題。
此處所，說明的附圖用來4是供對本發明的進一步理解，構成本申 i青的一部分，本發明的示意性實施例及其i兌明用于解釋本發明，并 不構成對本發明的不當限定。在附圖中
圖1示出了一種常規導航系統的結構示意圖2示出了 一種現有導航系統提供的2D電子地圖的屏幕截圖3示出了一種現有導航系統提供的帶一見角2D電子地圖的屏 幕截圖4示出了 一種現有導4元系統^是供的3D電子地圖的屏幕截圖5示出了4艮據本發明實施例的電子地圖實現方法；
圖6示出了根據本發明實施例的對拍攝的地理圖像進行識別的 流程圖7示出了才艮據本發明 一個實施例的導4元系統的結構示意圖； 圖8示出了根據本發明實施例的導航主機的結構方框圖； 圖9示出了根據本發明另 一 實施例的導航系統的結構示意圖； 圖IO示出了根據本發明又一實施例的導航系統的結構示意圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖并結合實施例，來詳細說明本發明。
圖5示出了才艮據本發明實施例的電子地圖實現方法，包括以下 步驟
步驟SIO，導航裝置獲取反映當前位置的導浙Jt據(例如地理 坐標數據)，根據定位結果調取當前位置的電子地步驟S20，拍才聶形成當前位置的實時地理圖^f象，可以利用安裝 于交通工具例如車輛外部或轎廂內的掘/像裝置拍4聶現場的地理景 只見，以形成所述實時地理圖l象；
步艱《S30,對拍#聶的實時地理圖<象進4于識別，才艮據識別結果將 實時地理圖4象適當地疊加到電子地圖上，生成新的實時三維電子地 圖。
值得注意的是，步驟S10和S20顯然可以是并行的，也可以是 串行的，并且二者沒有特定的先后秩序。
與常規電子地圖不同的是，在本發明實施例中不向用戶提供原 始的電子地圖，而是將疊加了實時地理圖像的電子地圖提供給用 戶。顯然實時地理圖像的直觀性非常好，并且它是現場實拍，所以 避免了數據保存等過程。
可以4艮據導4充數據本地或者遠程調取當前位置的電子地圖。本 地調取電子地圖具體可以包括使用導航裝置中的接收機衛星定位 系統獲取導航數據；根據導航數據從本地保存的電子地圖數據庫中 調耳又電子地圖。
遠程調取電子地圖具體包括使用接收機通過無線網從控制中 心獲取導航數據；根據導航數據，從本地保存的電子地圖數據庫中 調取電子地圖，或者通過無線網從控制中心保存的電子地圖數據庫 中調耳又電子地圖。
該無線網可以是移動通信網絡，4妄收沖幾可以是能夠*接收移動通 信信號的獨立的移動終端，或集成于導航裝置中的移動模塊。
上述方法中可以利用安裝于交通工具例如車輛上的掘J象裝置 拍才聶現場的地理景7見，以形成實時地理圖J象。
圖6示出了 4艮據本發明實施例的對拍攝的地理圖〗象進^f亍識別和 疊加的流禾呈圖，具體來"i兌，i只別可以包:fe以下步艱《
步艱《S302，識別出實時;也理圖^f象中的圖〗象元素，例如橋梁、河 流、《失道、十字3各口、大廈、加油站等；
步-驟S304,將圖〗象元素與電子地圖中的凝:據進行匹配，確定這 些圖像元素是當前位置中的哪個地理標志。例如電子地圖中的數據 表明當前位置有八一立交橋，而識別出的圖像元素中包括一座橋 梁，則確iUt橋梁為八一立交橋。又例如電子地圖數據庫中的數據 表明當前位置有多座已命名的大廈，而識別出的圖像元素中包括多 座大廈，那么才艮據這些大廈的相互位置關系，即可確i人這些大廈分 別是電子地圖數據庫中的哪座大廈。
具體來說，沖艮據識別結果將實時地理圖像適當地疊加到電子地 圖上可以包括以下步驟
步驟S306，在實時地理圖像上各個已經識別出的圖像元素旁邊 標注其已識別出的;也理名稱；
步驟S308，將標注好地理名稱的實時地理圖像代替原電子地圖 提供給用戶。
可以看出，利用上述的方法，即可實現現場實時地理圖像與電 子;也圖的疊力o。
導航纟是示信息可以包括^各線信息。可以由用戶i殳定目的地/f言 息，然后在本地導航裝置中根據目的地信息計算出路線信息。也可 以在導航系統中引入遠程的控制中心，由控制中心利用自己保存的 電子地圖數據庫計算出路線信息，其中，由用戶設定目的地信息， 導航裝置將目的地信息通過無線網傳送給遠程的控制中心，由控制 中心根據目的地信息計算出路線信息，然后控制中心將路線信息通
過無線網傳送給導航裝置。
由于控制中心的性能遠遠強于本地導航裝置，所以可以提供更 強的導航功能。例如，可以提供更加豐富的信息作為增值服務信息， 包括交通信息、氣象信息、路況信息、以及沿線風景信息等。其中， 使用接收機耦合無線網，無線網耦合控制中心。這樣導航裝置就可 以通過無線網獲取控制中心所提供的增值服務信息，例如，交通信 息、氣象信息、路況信息、以及沿線風景信息等，將其加入導航提 示信息中或直接用于路線計算。
本地保存電子地圖庫以及計算路線信息，雖然功能可能不如遠 程的控制中心，但可以省略掉通信網和控制中心，可以為用戶節省 通信費用。
下面將根據圖7到圖10描述根據本發明實施例的，用于實現 上述導航電子地圖生成方法的導航系統。
圖7示出了才艮據本發明一個實施例的導航系統的結構示意圖， 其由導4元裝置和衛星定位系統組成。
導航裝置包括
接收機100，用于接收來自衛星定位系統50的反映當前位置的 導航數據，其可以通過手機、PDA、 GPS藍牙導舵^莫塊等各種形式 實現；
攝像裝置500,其用于實時拍攝現場的地理景觀以形成實時地 理圖像，其可以由攝像頭配合云臺構成，配合安裝于車輛等交通工 具的外部或，斧廂內，正對行進方向，其通過有線方式或無線方式連 接至導航主機200，向其提供拍攝的實時地理圖像；
導航主機200,其根據接收機100的導航數據調取當前位置的 電子地圖，以及對攝像裝置200的實時地理圖像進行識別，根據識 別結果將實時地理圖像適當地疊加到電子地圖上，并疊加導航提示 信息，生成新的實時三維電子地顯示纟冬端250，其連4妄至導4元主4幾200，用于呈5見該實時三維 電子地圖，其輸出可以是圖像，還可以包括聲音輸出，例如用聲音 4是示地名和纟是示行進方向等。
上述的導航裝置相對于現有的導航裝置，增加了攝像裝置500, 所以能提供實時三維電子地圖，從而為用戶導航提供了直觀真實的 三維體-驗。
另外，該導航系統中的衛星定位系統50是由多顆定位衛星組 成，用于為導航裝置提供導航數據，可以為全球定位系統、伽利略 系統、北斗星系統、或全J求4九道導航衛星系統。 導航主才幾200可以和4妾收才幾100集成在一起、還可以和顯示終 端250集成到一起，該集成裝置可以通過專用的GPS導航儀、或者 加載GPS導航軟件的智能手機、PDA、便攜式電腦等實現。
云臺可以是固定支架。另外，為了能夠調整攝像頭視角，云臺 可以具有萬向調整結構。進一步的，可以通過導4元主才幾200發送控 制命令，使云臺調整攝像頭視角。
進一步的，為了防止車輛移動帶來^/泉頭的顛簸，乂人而導致圖 像的抖動，可以使云臺具有阻尼結構，以減弱攝像頭的震動。
圖8示出了根據本發明實施例的導航主機200的結構方框圖， 包括
存儲才莫塊202,用于保存電子地圖庫；
調取模塊204，用于根據導航數據從電子地圖庫中調取當前位 置的電子地識別模塊206,用于對實時地理圖像進行識別；
生成模塊208,用于根據識別結果將實時地理圖像適當地疊加 到電子地圖上，并疊加導航提示信息，生成新的實時三維電子地圖。
通過上述結構實現了根據本發明實施例的導航主機200。
圖9示出了根據本發明另 一 實施例的導航系統的結構示意圖， 其與圖7所示的導4元系統的區別在于，其增加了無線網300。具體 來"i兌，該實施例的導4元裝置包括
接收機100，用于通過無線網300接收來自衛星定位系統50 的反映當前位置的導航數據；
攝像裝置500，其用于實時拍攝現場的地理景觀以形成實時地 理圖像，攝像裝置500可以安裝于交通工具的外部或轎廂內，正對 4亍進方向，其通過有線方式或無線方式連4妄至導4元主才幾200;
導航主機200，其根據接收機100的導航數據調取當前位置的 電子地圖，以及對攝像裝置500的實時地理圖像進行識別，根據識 別結果將實時地理圖像適當地疊加到電子地圖上，并疊加導航提示 ^f言息，生成新的實時三維電子i也顯示終端250,其連接至導航主機200，用于呈現實時三維電 子地圖。
顯然，上述的導航裝置相對于現有的導航裝置，增加了攝像裝 置500，所以能提供實時三維電子地圖，從而為用戶導航提供了直 )(見真實的三維體-驗。
另外，相對于圖7而言，本裝置利用無線網來為導航裝置接收 導航數據，這為導航裝置提供了另一種接收導航數據的方式。
具體來說，如圖8所示，導4元主才幾200可以包括
存儲;漠塊202，用于保存電子地圖庫；
調取模塊204,用于根據導航數據從電子地圖庫中調取當前位 置的電子地識別模塊206，用于對實時地理圖像進行識別；
生成模塊208，用于根據識別結果將實時地理圖像適當地疊加 到電子地圖上，并根據用戶輸入的目的地信息計算出路線信息，作 為導航提示信息進行疊加，生成新的實時三維電子地圖。
另夕卜，在該導航系統中，無線網300可以是移動通信網絡，接 收機100可以是獨立的移動終端例如手機，或者可以是集成于導航 裝置中的移動模塊。
圖7的實施例中已經詳細描述了該導航系統中的衛星定位系統 50，所以這里不再贅述。
圖10示出了根據本發明另 一實施例的導航系統的結構示意圖， 相對于圖9的實施例，該導航系統新增了控制中心400。
具體來說，無線網300可以耦合至遠程的控制中心400，控制 中心400用于保存電子地圖庫。導航主機包括
調取模塊204,用于根據導航數據從電子地圖庫中調取當前位 置的電子地識別模塊206,用于對實時地理圖像進行識別；
生成模塊208,用于根據識別結果將實時地理圖像適當地疊加 到電子地圖上，并疊加從控制中心獲取的路線信息作為導航提示信 息，生成新的實時三維電子i也圖。
可以看出，在該導航系統中，導航裝置可以省略圖8的存儲模 塊202。
又例如，控制中心400可以是由機動車管理部門授權和組建的， 它可以提供隨時觀察轄區內指定監控的汽車的動態和交通情況而
獲得的交通信息，了解道路維修等獲得的路況信息，各地的氣象信 息、以及沿線風景信息。
這樣，控制中心400可以用于提供增值服務信息，包括交通信 息、氣象信息、風景信息和if各況信息中的至少一種，導航主才幾200 可以通過^妄收才幾100和無線網300， /人控制中心400獲取上述的增 值服務信息，并將其加入到所述導航提示信息中或直接用于導航路 線計算。
上述的實施例為用戶提供了更多的導航信息，有利于用戶更好 地駕駛。
從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下 技術效果
本發明提供的上述實施例為用戶提供了實時影像與電子地圖 動態疊加的技術，從而為用戶導航提供了直觀真實的三維體驗，并 且解決了現有技術中的3D電子地圖數據量太大，不利于數據保存、 數據傳輸和凝:據處理的問題。
顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或 各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算 裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們 可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲
在存儲裝置中由計算裝置來執行，或者將它們分別制作成各個集成 電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模 塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。應 該明白，
易見的，不脫離本發明的精神保護范圍
以上所述^f又為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發 明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。 凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進 等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種導航系統，其特征在于，包括導航裝置，其包括接收機，用于通過無線網接收來自衛星定位系統的反映當前位置的導航數據；攝像裝置，其用于實時拍攝現場的地理景觀以形成實時地理圖像；導航主機，其根據所述接收機的所述導航數據調取當前位置的電子地圖，以及對所述攝像裝置的所述實時地理圖像進行識別，根據識別結果將所述實時地理圖像適當地疊加到所述電子地圖上，并疊加導航提示信息，生成新的實時三維電子地圖；顯示終端，其連接至所述導航主機，用于呈現所述實時三維電子地圖；所述衛星定位系統，其由多顆定位衛星組成，用于為所述導航裝置提供所述導航數據；所述無線網，用于耦合所述導航裝置和所述衛星定位系統。
2. 根據權利要求1所述的導航系統，其特征在于，所述攝像裝置 安裝于交通工具的外部，正對4于進方向。
3. 根據權利要求1所述的導航系統，其特征在于，所述攝像裝置 安裝于交通工具的轎廂內，透過窗口正對行進方向。
4. 根據權利要求1所述的導航系統，其特征在于，所述攝像裝置 通過有線方式或無線方式連4妄至所述導4元主才幾。
5. 根據權利要求1所述的導航系統，其特征在于，所述無線網是 移動通信網絡，所述接收機是獨立的移動終端或集成于所述導 航裝置中的移動模塊。
6. 根據權利要求1或5所述的導航系統，其特征在于，所述導航 主才幾與所述顯示終端集成在一起。
7. 才艮據4又利要求1所述的導力元系統，其特征在于，所述導航主枳i 包括存儲模塊，用于保存電子地圖庫；調取4莫塊，用于才艮據所述導航^t據從所述電子地圖庫中 調耳又當前位置的所述電子地圖；識別才莫塊，用于對所述實時地理圖l象進^f亍識別；生成模塊，用于根據識別結果將所述實時地理圖像適當 地疊加到所述電子地圖上，并根據用戶輸入的目的地信息計算 出路線信息，作為導航提示信息進行疊加，生成新的所述實時 三維電子地圖。
8. 才艮據4又利要求1所述的導航系統，其特征在于，所述無線網還 耦合至遠程的控制中心，所述控制中心用于保存電子地圖庫， 所述導4元主才幾包4舌調取模塊，用于根據所述導航數據從所述電子地圖庫中 調取當前位置的所述電子地圖； 識別模塊，用于對所述實時地理圖像進行識別；生成模塊，用于根據識別結果將所述實時地理圖像適當 地疊加到所述電子地圖上，并疊加乂人所述控制中心獲耳又的所述 路線信息作為導航提示信息，生成新的所述實時三維電子地
9. 根據權利要求1所述的導航系統，其特征在于，所述無線網還 耦合至遠程的控制中心，所述控制中心用于提供增值服務信控制中心獲取所述增值服務信息，并將其加入到所述導航提示 信息中或直接用于導航路線計算。
10. 根據權利要求9所述的導航系統，其特征在于，所述增值服務 信息包括交通信息、氣象信息、風景信息和^^兄信息中的至少 一種。
全文摘要
本發明提供了一種導航系統，包括導航裝置，其包括接收機，用于通過無線網接收來自衛星定位系統的反映當前位置的導航數據；攝像裝置，其用于實時拍攝現場的地理景觀以形成實時地理圖像；導航主機，其根據接收機的導航數據調取當前位置的電子地圖，以及對攝像裝置的實時地理圖像進行識別，根據識別結果將實時地理圖像適當地疊加到電子地圖上，并疊加導航提示信息，生成新的實時三維電子地圖；顯示終端，其連接至導航主機，用于呈現實時三維電子地圖；由多顆定位衛星組成的衛星定位系統；無線網，用于耦合導航裝置和衛星定位系統。本發明為用戶提供了實時影像與電子地圖動態疊加的技術，從而為用戶提供了直觀真實的三維體驗。
文檔編號G01C21/36GK101109642SQ20071014305
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月22日 優先權日2007年8月22日
發明者勍 薛 申請人:廣東瑞圖萬方科技有限公司