CN101685022A

CN101685022A - 可即时生成立体地图影像的方法及其相关导航系统

Info

Publication number: CN101685022A
Application number: CN200810161720A
Authority: CN
Inventors: 苏炳贤
Original assignee: Wistron Corp
Current assignee: Wistron Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-03-31

Abstract

一种可即时生成立体地图影像的方法及其相关导航系统。其中即时生成3D影像的方法包含有以不同视角即时撷取对应一区域的一第一影像以及一第二影像、依据该区域所在位置产生相对应的一区域地图数据、依据该第一影像以及该第二影像生成并输出一立体影像，以及于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

Description

可即时生成立体地图影像的方法及其相关导航系统

技术领域

本发明涉及一种生成影像的方法及其相关导航系统，特别是涉及一种即时生成立体地图影像的方法及其相关导航系统。

背景技术

随着卫星定位科技的进步，全球定位系统已广泛地应用于现今生活当中，其中导航装置即为一最具代表性的例子。而随着导航装置越来越普及于交通导航上的应用，其所能提供的地图资讯以及导航功能也就越来越丰富，进而使导航装置所显示的导航影像也渐趋于精致化，从过去简易2D地图影像到现在越来越普及的3D立体地图影像，其目的就是要在导航过程中提供使用者更为精准的导航功能。然而不论是2D平面地图影像或3D立体地图影像，大多均是由地图数据维护人员在进行地图数据的调查与修正后，再交由美工绘图人员依据其所获取的地图数据事先建模绘制而成，因此与使用者于行车过程中实际所看到的真实场景存在有一段不小的落差，也因此常会让使用者在辨识地图场景上做出错误的判断。

此外，就传统地图数据更新流程而言，端赖导航系统服务业者派遣地图数据维护人员进行地图数据的调查与修正，如此做法不仅费时费工，且由于地图更新数据相当地庞大，因此导航装置的地图数据更新速度通常较为缓慢。如此一来，导航装置所提供的地图数据往往无法精确地反应即时的道路状况。

发明内容

本发明提供一种即时生成立体地图影像的方法，其包含有：以不同视角即时撷取对应一区域的一第一影像以及一第二影像；依据该区域所在位置产生相对应的一区域地图数据；依据该第一影像以及该第二影像生成并输出一立体影像；以及于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

本发明还提供一种可即时生成立体地图影像的导航系统，其包含有一第一影像撷取装置，用来撷取对应一区域的一第一影像；一第二影像撷取装置，用来撷取对应该区域的一第二影像，该第一影像与该第二影像具有相异的视角；以及一导航模块，电连接于该第一影像撷取装置以及该第二影像撷取装置。该导航模块包含有一图资处理装置，用来根据该区域产生相对应的一区域地图数据；一影像控制装置，用来依据该第一影像以及该第二影像生成一立体影像；以及一显示装置，用来输出该立体影像，该影像控制装置另用来控制该显示装置于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

附图说明

图1为依据本发明一实施例所提出的导航系统的功能方块图。

图2为依据本发明一实施例所提出的可即时生成立体地图影像的方法的流程图。

附图符号说明

10 导航系统 12 第一影像撷取装置

14 第二影像撷取装置 16 导航模块

18 图资处理装置 20 影像控制装置

22 显示装置 24 全球定位系统单元

26 储存单元 28 比对单元

具体实施方式

请参阅图1，图1为依据本发明一实施例所提出的一导航系统10的功能方块图。导航系统10包含有一第一影像撷取装置12、一第二影像撷取装置14以及一导航模块16。第一影像撷取装置12用来撷取对应一区域的一第一影像，第二影像撷取装置14用来撷取对应该区域的一第二影像，第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14可为一般常见的影像撷取设备，如照相机或摄影机等，上述该第一影像与该第二影像具有相异的视角，也就是说，第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14针对同一区域以不同的拍摄角度来进行该第一影像以及该第二影像的撷取。导航模块16电连接于第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14，导航模块16包含有一图资处理装置18、一影像控制装置20以及一显示装置22。图资处理装置18用来根据该区域产生相对应的一区域地图数据，图资处理装置18包含有一全球定位系统(Global Positioning System，GPS)单元24、一储存单元26以及一比对单元28。全球定位系统单元24用来根据该区域取得相对应的位置数据，如经纬度座标等。储存单元26用来储存一地图相关数据。比对单元28则是电连接于全球定位系统单元24以及储存单元26，比对单元28用来比对该位置数据以及该地图相关数据以产生该区域地图数据。影像控制装置20用来依据该第一影像以及该第二影像生成一立体影像。显示装置22用来输出该立体影像，显示装置22亦可为一般常见的影像显示设备，如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)。此外，影像控制装置20可另用来控制显示装置22于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

接着请参阅图2，图2为依据本发明一实施例所提供的可即时生成立体地图影像的方法的流程图，其方法包含下列步骤。

步骤200：第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14以不同视角即时撷取对应该区域的该第一影像以及该第二影像；

步骤202：全球定位系统单元24取得对应该区域的位置数据；

步骤204：比对单元28比对该位置数据以及一已储存于储存单元26的地图相关数据以产生相对应的该区域地图数据；

步骤206：影像控制装置20依据该第一影像以及该第二影像生成并控制显示装置22输出一立体影像；

步骤208：影像控制装置20控制显示装置22于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

以下针对本发明的导航系统10如何即时生成立体地图影像的作动流程进行详细的说明。请同时参阅图1以及图2，当使用者于行车过程中启动导航系统10时，导航系统10的第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14就会以各自不同的拍摄角度开始撷取车辆前方区域(即可视为上述的该区域)的景象(步骤200)，进而产生相对应的该第一影像以及该第二影像。由此可知，该第一影像所包含的影像内容与该第二影像所包含的影像内容实质上相同，而差异之处在于其所拍摄角度的不同。当第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14以不同的拍摄角度分别撷取该第一影像以及该第二影像时，全球定位系统单元24亦会取得对应该区域的位置数据(步骤202)，如该区域的经纬度座标等。接着图资处理装置18内的比对单元28就会将从全球定位系统单元24所传来的该位置数据与储存单元26中已预先建立并储存的地图相关数据进行比对，藉以从该地图相关数据取得对应该位置数据的该区域地图数据(步骤204)，此处储存单元26中已预先建立并储存的地图相关数据可为对应一特定地理范围的地图数据，如台北市地图数据，而区域地图数据的内容则是位于上述特定地理范围内某一区域(如台北市内某一十字路口)的地图导航资讯，如道路名称、转弯资讯、道路速限、交通状况等。接下来，在步骤206中，影像控制装置20就会根据分别从第一影像撷取装置12以及第二影像撷取装置14所传来的该第一影像以及该第二影像生成该立体影像，进而控制显示装置22输出该立体影像以供使用者观看。为了让使用者可以更为简便观看到该立体影像，在此实施例中，影像控制装置20以裸眼式立体显示方式控制显示装置22显示该立体影像。所谓的裸眼式立体显示方式，顾名思义，即使用者不需配戴立体眼镜即可观看到立体影像，常见的方式有全像式(E-holographic)、体积式(Volumetric)、多平面式(Multi-Planar)，以及2D多工式(Multiplexed 2D)，以下以2D多工式立体显示为例来进行步骤206的说明。

一般而言，2D多工式立体显示是在同一显示系统上分别提供使用者左右眼不同视角的平面影像，接着再藉由视觉暂留的特性，让使用者的大脑将不同视角的平面影像迭合并认知为具有景深以及层次感的立体影像，此即2D多工式立体显示的作用原理。而2D多工式立体显示又可再细分为空间多工(Spatial-multiplexed)或时间多工(Time-multiplexed)立体显示。在空间多工立体显示方面，将液晶显示器的显示像素(Pixel)分成若干个奇数像素及偶数像素的影像，奇数像素影像对应使用者一眼的影像，而偶数像素影像则是对应使用者另一眼的影像，接着再利用柱状透镜(Lenticular Lens)将光线分光，进而将奇数像素影像与偶数像素影像分别投影至使用者的双眼以供使用者观看到立体影像。相较于空间多工立体显示，时间多工立体显示方式则是控制立体影像显示器在某一时间点将影像投影到使用者的一眼，而在下一个时间点，则是将影像投影至使用者的另一眼，当投射至左右眼的影像切换速度够快时，使用者的大脑就会因视觉暂留作用而不会感受到影像的切换，进而将双眼所观看的影像迭合为立体影像。综上所述，在步骤206中，若影像控制装置20采用空间多工立体显示方式，则影像控制装置20就可控制显示装置22以奇偶数像素显示的方式且在每秒30幅影像的显示速度下显示该第一影像以及该第二影像，进而让使用者的左右眼各自看到该第一影像以及该第二影像，如此使用者即可观看到由该第一影像以及该第二影像所迭合而成的该立体影像。若影像控制装置20采用时间多工立体显示方式，则影像控制装置20利用此一方法控制显示装置22依序交错地显示该第一影像以及该第二影像，进而让使用者的左右眼各自看到该第一影像以及该第二影像，如此使用者即可观看到由该第一影像以及该第二影像所迭合而成的该立体影像。上述影像控制装置20所采用的裸眼式立体显示方式可不受限制，也就是说，影像控制装置20亦可采用现有技术中所常见的其他裸眼式立体显示方式，如上述的多平面式等。

在影像控制装置20依据该第一影像以及该第二影像生成并控制显示装置22输出该立体影像之后，影像控制装置20就会接着控制显示装置22于该输出的立体影像上显示该区域地图数据(步骤208)，也就是说，在使用者观看到该立体影像的同时，影像控制装置20亦会控制显示装置22以影像迭合显示的方式显示该区域地图数据，藉以让使用者可看到结合了该区域地图数据的立体影像，如此一来，使用者不仅可藉由导航系统10的显示装置22看到具有景深及层次感的即时立体影像，还可通过迭合于其上的该区域地图数据，准确的得知目前所需的行车交通数据。上述所提及的影像迭合技术可为现有技术中常见的影像处理技术，以下以透明影像混合技术(Alpha Blending)为例来进行步骤208的说明。首先，数字影像是由许多的像素所构成，像素就是数字影像中最基本的单位，而任一像素会在萤幕上表示某一个颜色，此一颜色是由红、绿、蓝以不同比例混合产生的。一般数字影像的红、绿、蓝颜色显示是各占1字节(1byte)，所以一个像素占有3个字节的数据储存空间。但是另外有一种影像是1个像素会占有4个字节，此称为32字节影像。此一32字节影像中的每一个像素除了存放各占1字节的红、绿、蓝颜色显示之外，额外多出来的字节称为Alpha，其代表不透明度(Opacity)，数值越高代表像素越不透明，如此一来，就可以藉由Alpha字节数值的控制来产生半透明重迭影像的效果。综上所述，在步骤208中，影像控制装置20即可利用上述透明影像混合技术来调整该区域地图数据的透明度藉以产生半透明的该区域地图数据，并在控制依据该第一影像以及该第二影像显示装置22生成并输出该立体影像之后，控制显示装置22接着显示半透明的该区域地图数据(假设在每秒30幅影像的显示速度下)，如此一来，使用者即可观看到迭合有该区域地图数据的该立体影像。

相较于先前技术利用事先绘制好的3D图像模块来提供使用者立体的导航资讯，本发明所提供的导航系统是利用双镜头来撷取不同视角的环境影像以生成立体影像，藉以即时地提供使用者于行车过程中所需的导航资讯。如此一来，通过即时生成的图资影像，本发明所提供的导航系统不仅可精确地反应道路即时状况，好让使用者更为快速地掌握目前的行车交通资讯，同时更可通过立体化的图资影像，让使用者在辨识地图场景以及行车路径选择上做出更为精准的判断。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims

1.一种可即时生成立体地图影像的方法，其包含有：

以不同视角即时撷取对应一区域的一第一影像以及一第二影像；

依据该区域所在位置产生相对应的一区域地图数据；

依据该第一影像以及该第二影像生成并输出一立体影像；以及

于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中以不同视角即时撷取对应该区域的该第一影像以及该第二影像是利用一第一影像撷取装置以及一第二影像撷取装置以不同视角分别撷取对应该区域的该第一影像以及该第二影像。

3.如权利要求1所述的方法，其中依据该区域所在位置产生相对应的该区域地图数据包含有：

取得对应该区域的位置数据；以及

比对该位置数据以及一已储存的地图相关数据以产生相对应的该区域地图数据。

4.如权利要求1所述的方法，其中依据该第一影像以及该第二影像生成并输出该立体影像是以裸眼式立体显示方式生成并输出该立体影像。

5.如权利要求4所述的方法，其中以裸眼式立体显示方式生成并输出该立体影像是以空间多工或时间多工立体显示方式生成并输出该立体影像。

6.一种可即时生成立体地图影像的导航系统，其包含有：

一第一影像撷取装置，用来撷取对应一区域的一第一影像；

一第二影像撷取装置，用来撷取对应该区域的一第二影像，该第一影像系与该第二影像具有相异的视角；以及

一导航模块，电连接于该第一影像撷取装置以及该第二影像撷取装置，该导航模块包含有：

一图资处理装置，用来根据该区域产生相对应的一区域地图数据；

一影像控制装置，用来依据该第一影像以及该第二影像生成一立体影像；以及

一显示装置，用来输出该立体影像，该影像控制装置还用来控制该显示装置于该输出的立体影像上显示该区域地图数据。

7.如权利要求6所述的导航系统，其中该图资处理装置包含有：

一全球定位系统单元，用来根据该区域取得相对应的位置数据；以及

一储存单元，用来储存一地图相关数据；以及

一比对单元，电连接于该全球定位系统单元以及该储存单元，用来比对该位置数据以及该地图相关数据以产生该区域地图数据。

8.如权利要求6所述的导航系统，其中该影像控制装置用来以裸眼式立体显示方式控制该显示装置生成该立体影像。

9.如权利要求8所述的导航系统，其中该影像控制装置用来以空间多工或时间多工立体显示方式控制该显示装置生成该立体影像。

10.如权利要求6所述的导航系统，其中该第一影像撷取装置以及该第二影像撷取装置为照相机或摄影机。

11.如权利要求6所述的导航系统，其中该显示装置为一液晶显示器。