CN104422439A - 导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法。该导航方法包括以下步骤：以一拍摄方向拍摄建筑物，得到初始图像并采集该拍摄方向；根据第一预设规则和该拍摄方向对初始图像进行处理，并得到第一图像；从数据库中找出和第一图像匹配的比对图像；提取和比对图像对应的位置信息，并确定一当前位置；在电子地图上显示该当前位置。本发明的导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法，通过拍摄建筑物，并将拍摄的图像和数据库中预存的比对图像进行比对找出匹配的比对图像，提取相应的位置信息并在电子地图上显示相应的位置，从而不依赖卫星定位实现了导航定位，即使无法搜索到足够的卫星仍能提供准确的导航定位服务。

Description

导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法。

背景技术

随着通信技术和电子地图的发展，出现了越来越多的导航设备和方法，有一些导航设备的性能甚至和专业的电子导航设备不相上下。

目前，利用到电子地图的导航方式主要有两种：（1）利用GPS（全球卫星定位系统）模块结合电子地图来实现导航，手机根据GPS模块来定位当前的经纬度，然后电子地图按照当前的位置给出导航线路，并且根据位置的变化实时调整导航路径。这种方式简单便捷，但是也有其不足之处，当带有GPS模块的导航设备处于室内或者高架道路下面，或者茂密的森林时，可能因为无法搜索到足够多的卫星而不能导航。（2）利用AGPS系统（辅助全球卫星定位系统）结合电子地图来实现导航。AGPS系统通过手机定位服务器作为辅助服务器来协助GPS接收器完成测距和定位服务。辅助服务器有比一般GPS接收器强大得多的功率来接受GPS信号。在这种情况下，辅助服务器通过网络与手机的GPS接收器通信。由于有了移动网络的协助，接收器的效率比没有协助的时候有了很大的提高。这种导航方式定位速度快，但仍然存在无法搜索到卫星的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的导航装置及导航方法均依赖于卫星定位，因而在无法搜索到足够卫星的情况下完全无法提供导航服务的缺陷，提出一种导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种导航方法，其特点在于，

包括以下步骤：

S₁、以一拍摄方向拍摄一建筑物，得到一初始图像，并采集该拍摄方向；

S₂、根据一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理，并得到一第一图像；

S₃、从一数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像，该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息；

S₄、提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息，并根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置；

S₅、在一电子地图上显示该当前位置。

该拍摄方向可以通过测量用于拍摄的装置相对于各个平面的角度来采集，也可以通过测量拍摄的装置相对于一直角坐标系中的三个坐标轴的角度来采集。该导航方法通过拍摄建筑物得到的图像，和该数据库中的预存的比对图像比对，然后进一步提取和比对结果一致的该至少一比对图像对应的该至少一位置信息。上述导航方法不依赖于卫星定位，只需要能够连接到该数据库即可进行定位导航。

该第一预设规则可以是根据该拍摄方向对该初始图像进行处理，使得处理后得到的该第一图像能够近似地和以一预设角度对同一建筑物进行拍摄得到的图像保持一致。这样，在该数据库中预存的该多个比对图像可以是以该预设角度对建筑物进行拍摄得到的图像。这样不仅有利于减少占用数据库的存储空间，还能够提高图像匹配的效率。该第一预设规则也可以是调整该初始图像的大小，从而将该初始图像中最大的子图像的大小调整到一预设的尺寸范围内。进一步地，对该初始图像中的子图像进行整体平移使得最大的子图像的位置平移至该初始图像中间。

举例来说，该第一预设规则还可以是对拍摄得到的图像进行文字识别。例如拍摄的照片中有“中央大厦”字样，则对其进行提取（也可以不是自动提取，而是人工输入“中央大厦”作为图像的附属特征），处理后的第一图像除了图像特征，还将“中央大厦”作为一个特征。根据处理后的图像及文字信息一起在数据库中以加快检索，从而更快捷、更方便地得到相应的检索结果。

该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，这里的位置信息指地理位置信息，举例来说地理位置信息可以包括路名和门牌号码。另外，为了便于检索，该数据库中的部分比对图像中还保存了附属的文字信息，作为检索的参考关键词。举例来说，数据库中可能有多幅“中央大厦”的图片（即，既有A市的中央大厦，也有B市的中央大厦）。当用户拍摄了一张照片，并附有“中央大厦”的特征信息时，数据库收到该图片及文字特征信息后，首先找出所有与“中央大厦”相关的图片，然后从中检索出最接近的比对图像。数据库对于图像的检索采用的方式可以是基于颜色特征进行检索，也可以是其它现有的图像检索方式，在此不再赘述。

较佳地，S₁还包括：测量该建筑物的距离；

S₂包括以下步骤：

S₂₁、根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放，缩放比例等于该标准距离和该距离的比值；

S₂₂、根据该第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

任意的初始图像经过上述步骤的缩放处理后，其大小均相当于实在该标准距离上进行拍摄得到的，起到了使初始图像标准化的效果。初始图像的尺寸是标准化的，这使得和该数据库中预存的该多个比对图像的匹配能够以更高效的方式进行。

较佳地，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。预设的该标准拍摄方向可以是任意的，但必须是确定的方向，其和各个平面之间有着确定的角度。

由于任意的初始图像能够缩放处理为标准化的尺寸，因此将该多个比对图像均设置为预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像，能够大大减少该数据库中所需预存的比对图像的数量。

较佳地，S₅后还包括以下步骤：

S₆、根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

较佳地，S₃包括以下步骤：

S₃₁、读取至少一标签信息，该数据库预设有多个分类标签，每个预存的比对图像对应于至少一分类标签；

S₃₂、从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像；

S₃₃、从S₃₂中找出的所有比对图像中，找出和该第一图像匹配的至少一比对图像。

该至少一标签可以通过一用户界面由用户输入。由于在导航定位的实际使用中，用户有可能对于当前位置的大致区域范围或是拍摄的该建筑物的一些信息有一些了解。根据该至少一标签信息先选出相一致的分类标签对应的所有比对图像，能够减少搜索并进行比对的比对图像数量，提高导航定位的速度并减少一次导航定位中需要进行的运算量。其中该多个分类标签可以包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。

此外，在S₃₃中可以采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。灰度匹配是基于像素的，特征匹配则是基于区域的，特征匹配在考虑像素灰度的同时还应考虑诸如空间整体特征、空间关系等因素。

较佳地，在S₂和S₃之间包括以下步骤：

在S₂和S₃之间包括以下步骤：

S_2a、从该第一图像中移除噪声图像信息，该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像；

S_2b、采用邻域平均法对执行S_2a后得到的该第一图像进行滤波。

子图像可能是较小的图块，举例来说可能是在拍摄一幢大楼时，拍摄到的过往行人或汽车，这些较小的图块对于比对毫无帮助，并且由于其在图像中所占面积很多时候都明显较小，因而能够容易地去除掉。而在去除掉这些较小的图块后，能够更好的突出图像的其他特征，更便于比对。S_2a中移除该噪声图像信息主要起到的作用是去除无助于比对的一些小图块，S_2b则是去除一些更小的噪声点，有助于利用特征匹配算法对图像进行比对。

本发明还提供了一种导航装置，其特点在于，包括一摄像模块、一图像处理模块、一图像比对模块和一电子地图模块；

该摄像模块包括一拍摄单元和一三维罗盘，该拍摄单元用于以一拍摄方向拍摄一建筑物、以得到一初始图像，该三维罗盘用于采集该拍摄方向；

该图像处理模块包括一预处理单元和一图像传输单元，该预处理单元用于根据预存的一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理、并得到一第一图像，该图像传输单元用于将该第一图像传输至该图像比对模块；

该图像比对模块包括一数据库和一比对单元，该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，该比对单元用于从该数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息；

该电子地图模块预存有一电子地图，该电子地图模块用于从该图像比对模块获取该至少一位置信息、根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置并在该电子地图上显示该当前位置。

其中，该三维罗盘是电子罗盘的一种，既可指示方向，也可指示载体的倾斜角。该比对单元可采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。

较佳地，该摄像模块还包括一测距单元，该测距单元用于测量该建筑物到该拍摄单元的距离；

该预处理单元用于根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放、缩放比例等于该标准距离和该距离的比值，然后根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

根据光学成像原理可知，由焦距、像距即可确定物距。常规的拍摄单元在拍摄成像的同时实际已经能够近似地测量被拍摄物的距离。该测距单元既可以是通过其他方式进行测距，也可以是通过该拍摄单元拍摄时调整焦距的过程来测得该建筑物到该拍摄单元的距离。

较佳地，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

较佳地，该导航装置还包括一路线生成模块，该路线生成模块用于根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

较佳地，该数据库预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该图像比对模块还包括一标签读取单元，该标签读取单元用于读取至少一标签信息、并从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后指令该比对单元从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息。

其中，该多个分类标签可以包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。根据该至少一标签信息先选出相一致的分类标签对应的所有比对图像，能够减少搜索并进行比对的比对图像数量，提高导航定位的速度并减少一次导航定位中需要进行的运算量。而在很多情况下，用户能够根据建筑物的外形容易地对建筑物类型进行大致的判断，也可能能够大致知晓自身所在的大致位置比如位于什么城市的什么区县等。因此，该多个分类标签在很多情况下都能为定位导航提供辅助信息，从而加快导航定位的速度。

较佳地，该图像处理模块还包括一噪声移除单元和一均值滤波器，该噪声移除单元用于从该预处理单元得到的该第一图像中移除噪声图像信息、其中该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像，该均值滤波器用于采用邻域平均法对该噪声移除单元处理后的该第一图像进行滤波，该图像传输单元用于将该均值滤波器处理后的该第一图像传输至该图像比对模块。

本发明还提供了一种导航装置，其特点在于，包括一摄像模块、一图像处理模块、一通信模块和一电子地图模块；

该摄像模块包括一拍摄单元和一三维罗盘，该拍摄单元用于以一拍摄方向拍摄一建筑物、以得到一初始图像，该三维罗盘用于采集该拍摄方向；

该图像处理模块包括一预处理单元和一图像传输单元，该预处理单元用于根据预存的一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理、并得到一第一图像，该图像传输单元用于将该第一图像传输至该通信模块；

该通信模块包括一发送单元和一接收单元，该发送单元用于将该第一图像发送至一服务器，该服务器和该导航装置相匹配，该接收单元用于从该服务器接收该至少一位置信息，该至少一位置信息为该服务器从一数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取出的和该至少一比对图像对应的信息，其中该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息；

该电子地图模块预存有一电子地图，该电子地图模块用于从该接收单元获取该至少一位置信息，并根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置并在该电子地图上显示该当前位置。

容易理解地，如果该电子地图模块获取的仅有一位置信息，则无需依靠输入的指令就能将该位置信息确定为当前位置进行显示。而如果该电子地图模块获取的位置信息有不止一个，则会将获取的所有位置信息提供给用户，由用户通过输入的指令确定其中的一个为当前位置。该服务器可采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。

利用该服务器来存储该多个比对图像并在需要时搜索和该第一图像匹配的该至少一比对图像，使得该导航装置无需用于存储该多个比对图像的大量存储空间，并且搜索匹配的比对图像所需要的运算也不用由该导航装置来承担，从而大大降低了对该导航装置的存储空间和运算能力的要求。这就使得该导航装置更容易做到小型化、便携化。

较佳地，该摄像模块还包括一测距单元，该测距单元用于测量该建筑物到该拍摄单元的距离；

该预处理单元用于根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放、缩放比例等于该标准距离和该距离的比值，然后根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

较佳地，该导航装置还包括一路线生成模块，该路线生成模块用于根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

较佳地，该通信模块还包括一标签读取单元，该标签读取单元用于读取至少一标签信息，该发送单元还用于将该至少一标签信息发送至该服务器，该服务器预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该服务器用于从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像。

该多个分类标签可以包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。

较佳地，该图像处理模块还包括一噪声移除单元和一均值滤波器，该噪声移除单元用于从该预处理单元得到的该第一图像中移除噪声图像信息、其中该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像，该均值滤波器用于采用邻域平均法对该噪声移除单元处理后的该第一图像进行滤波，该图像传输单元用于将该均值滤波器处理后的该第一图像传输至该通信模块，该发送单元用于将该噪声移除单元处理后的该第一图像发送至一服务器。

移除噪声图像信息不仅有利于比对，还能够使得发送至该服务器的该第一图像可以变得更小，便于更快速的发送。

较佳地，该导航装置为一手机。

很多手机本身就具备了摄像功能、信息传输的功能和/或电子地图的功能，因而只需在原有基础上增设其余组件或对软件模块进行改动就能够作为该导航装置，能够节省一定的成本，并且也能够作为对手机的基础功能的扩展，便于用户出行携带。

本发明还提供了一种服务器，其特点在于，包括一数据库、一数据传输单元和一比对单元，该数据库预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，该比对单元用于从该数据库中找出和一第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息，该数据传输单元用于从一导航装置接收该第一图像以及向该导航装置发送该至少一位置信息。

较佳地，该数据库还预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该数据传输单元还用于接收该导航装置发送的至少一标签信息，该比对单元用于从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

其中，该多个分类标签可包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。该比对单元可采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。

本发明还提供了一种导航系统，其特点在于，包括上述的导航装置和相匹配的服务器。

本发明还提供了一种上述导航系统的使用方法，其特点在于，包括以下步骤：

S₁、该拍摄单元以一拍摄方向拍摄一建筑物以得到一初始图像，该三维罗盘采集该拍摄方向；

S₂、该图像处理模块对该初始图像进行处理并得到一第一图像，并将该第一图像传输至该通信模块；

S₃、该通信模块将该第一图像发送至该服务器；

S₄、该服务器从该数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息；

S₅、该服务器将该至少一位置信息发送至该通信模块；

S₆、该电子地图模块从该通信模块获取该至少一位置信息，根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置，并在该电子地图上显示该当前位置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明的导航方法、装置、服务器、导航系统及其使用方法，通过拍摄建筑物，并将拍摄的图像和数据库中预存的比对图像进行比对找出匹配的比对图像，提取相应的位置信息并在电子地图上显示相应的位置，从而不依赖卫星定位实现了导航定位，即使无法搜索到足够的卫星仍能提供准确的导航定位服务。

附图说明

图1为本发明实施例1的导盲方法的流程图。

图2为本发明实施例1的导盲装置的示意图。

图3为本发明实施例2的导盲方法的流程图。

图4为本发明实施例3的导盲装置的示意图。

图5为本发明实施例4的服务器的示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，本发明实施例1的一种导航方法包括以下步骤：

S₁、以一拍摄方向拍摄一建筑物，得到一初始图像，并采集该拍摄方向；

S₂、根据一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理，并得到一第一图像；

S₃、从一数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像，该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息；

S₄、提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息，并根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置；

S₅、在一电子地图上显示该当前位置。

该拍摄方向可以通过测量用于拍摄的装置相对于各个平面的角度来采集，也可以通过测量拍摄的装置相对于一直角坐标系中的三个坐标轴的角度来采集。该导航方法通过拍摄建筑物得到的图像，和该数据库中的预存的比对图像比对，然后进一步提取和比对结果一致的该至少一比对图像对应的该至少一位置信息。上述导航方法不依赖于卫星定位，只需要能够连接到该数据库即可进行定位导航。

该第一预设规则可以是根据该拍摄方向对该初始图像进行处理，使得处理后得到的该第一图像能够近似地和以一预设角度对同一建筑物进行拍摄得到的图像保持一致。这样，在该数据库中预存的该多个比对图像可以是以该预设角度对建筑物进行拍摄得到的图像。这样不仅有利于减少占用数据库的存储空间，还能够提高图像匹配的效率。该第一预设规则也可以是调整该初始图像的大小，从而将该初始图像中最大的子图像的大小调整到一预设的尺寸范围内。进一步地，对该初始图像中的子图像进行整体平移使得最大的子图像的位置平移至该初始图像中间。该第一预设规则还可以中的最大的子图像将该初始图像

在一优选实施例中，S₁还包括：测量该建筑物的距离；

S₂包括以下步骤：

S₂₁、根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放，缩放比例等于该标准距离和该距离的比值；

S₂₂、根据该第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

任意的初始图像经过上述步骤的缩放处理后，其大小均相当于实在该标准距离上进行拍摄得到的，起到了使初始图像标准化的效果。初始图像的尺寸是标准化的，这使得和该数据库中预存的该多个比对图像的匹配能够以更高效的方式进行。

优选地，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

由于任意的初始图像能够缩放处理为标准化的尺寸，因此将该多个比对图像均设置为预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像，能够大大减少该数据库中所需预存的比对图像的数量。

参考图2所示，本实施例的导航装置包括一摄像模块1、一图像处理模块2、一图像比对模块3和一电子地图模块4。

该摄像模块1包括一拍摄单元11和一三维罗盘12，该拍摄单元11用于以一拍摄方向拍摄一建筑物、以得到一初始图像，该三维罗盘12用于采集该拍摄方向。

该图像处理模块2包括一预处理单元21和一图像传输单元22，该预处理单元21用于根据预存的一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理、并得到一第一图像，该图像传输单元22用于将该第一图像传输至该图像比对模块3。

该图像比对模块3包括一数据库31和一比对单元32，该数据库31中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，该比对单元32用于从该数据库31中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息。

该电子地图模块4预存有一电子地图，该电子地图模块4用于从该图像比对模块3获取该至少一位置信息、根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置并在该电子地图上显示该当前位置。

其中，该三维罗盘12是电子罗盘的一种，既可指示方向，也可指示载体的倾斜角。该比对单元32可采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。

在一优选实施例中，该摄像模块1还包括一测距单元，该测距单元用于测量该建筑物到该拍摄单元11的距离。该预处理单元21用于根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放、缩放比例等于该标准距离和该距离的比值，然后根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

该测距单元可以是通过该拍摄单元11拍摄时调整焦距的过程来测得该建筑物到该拍摄单元11的距离，也可以通过采用现有常规的测距手段测量该建筑物到该拍摄单元11的距离。

优选地，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

实施例2

参考图3所示，本实施例的导航方法和实施例1相比，差别仅在于：

S₅后还包括以下步骤：

S₆、根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

在S₂和S₃之间包括以下步骤：

S_2a、从该第一图像中移除噪声图像信息，该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像；

S_2b、采用邻域平均法对执行S_2a后得到的该第一图像进行滤波。

S₃包括以下步骤：

S₃₁、读取至少一标签信息，该数据库预设有多个分类标签，每个预存的比对图像对应于至少一分类标签；

S₃₂、从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像；

S₃₃、从S₃₂中找出的所有比对图像中，找出和该第一图像匹配的至少一比对图像。

该至少一标签可以通过一用户界面由用户输入。由于在导航定位的实际使用中，用户有可能对于当前位置的大致区域范围或是拍摄的该建筑物的一些信息有一些了解。根据该至少一标签信息先选出相一致的分类标签对应的所有比对图像，能够减少搜索并进行比对的比对图像数量，提高导航定位的速度并减少一次导航定位中需要进行的运算量。其中该多个分类标签可以包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。

此外，在S₃₃中可以采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。灰度匹配是基于像素的，特征匹配则是基于区域的，特征匹配在考虑像素灰度的同时还应考虑诸如空间整体特征、空间关系等因素。

子图像可能是较小的图块，举例来说可能是在拍摄一幢大楼时，拍摄到的过往行人或汽车，这些较小的图块对于比对毫无帮助，并且由于其在图像中所占面积很多时候都明显较小，因而能够容易地去除掉。而在去除掉这些较小的图块后，能够更好的突出图像的其他特征，更便于比对。S_2a中移除该噪声图像信息主要起到的作用是去除无助于比对的一些小图块，S_2b则是去除一些更小的噪声点，有助于利用特征匹配算法对图像进行比对。

本实施例的导航装置和实施例1相比，差别仅在于：

该导航装置还包括一路线生成模块，该路线生成模块用于根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。该数据库31预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该图像比对模块3还包括一标签读取单元，该标签读取单元用于读取至少一标签信息、并从该数据库31中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后指令该比对单元32从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息。

其中，该多个分类标签可以包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。根据该至少一标签信息先选出相一致的分类标签对应的所有比对图像，能够减少搜索并进行比对的比对图像数量，提高导航定位的速度并减少一次导航定位中需要进行的运算量。而在很多情况下，用户能够根据建筑物的外形容易地对建筑物类型进行大致的判断，也可能能够大致知晓自身所在的大致位置比如位于什么城市的什么区县等。因此，该多个分类标签在很多情况下都能为定位导航提供辅助信息，从而加快导航定位的速度。

并且，该图像处理模块2还包括一噪声移除单元和一均值滤波器，该噪声移除单元用于从该预处理单元21得到的该第一图像中移除噪声图像信息、其中该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像，该均值滤波器用于采用邻域平均法对该噪声移除单元处理后的该第一图像进行滤波，该图像传输单元22用于将该均值滤波器处理后的该第一图像传输至该图像比对模块3。

实施例3

如图4所示，本实施例的导航装置和实施例1相比，差别仅在于：用以通信模块5代替了该图像比对模块3，该图像处理模块2中的该图像传输单元22用于将该第一图像传输至该通信模块5。

其中，该通信模块5包括一发送单元51和一接收单元52，该发送单元51用于将该第一图像发送至一服务器，该服务器和该导航装置相匹配，该接收单元52用于从该服务器接收该至少一位置信息，该至少一位置信息为该服务器从一数据库31中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取出的和该至少一比对图像对应的信息，其中该数据库31中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息。

该服务器可采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。利用该通信模块5来达到和该服务器信息交互的作用，从而可以利用该服务器来存储该多个比对图像并在需要时搜索和该第一图像匹配的该至少一比对图像，使得该导航装置无需用于存储该多个比对图像的大量存储空间，并且搜索匹配的比对图像所需要的运算也不用由该导航装置来承担，从而大大降低了对该导航装置的存储空间和运算能力的要求。这就使得该导航装置更容易做到小型化、便携化。

优选地，该摄像模块1还包括一测距单元，该测距单元用于测量该建筑物到该拍摄单元11的距离。该预处理单元21用于根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放、缩放比例等于该标准距离和该距离的比值，然后根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

该导航装置可以为一手机。很多手机本身就具备了摄像功能、信息传输的功能和/或电子地图的功能，因而只需在原有基础上增设其余组件或对软件模块进行改动就能够作为该导航装置使用。采用手机作为该导航装置能够节省一定的成本，并且也能够作为对手机的基础功能的扩展，还便于用户出行携带。

实施例4

本实施例的导航装置和实施例3相比，差别仅在于：

该导航装置还包括一路线生成模块，该路线生成模块用于根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。该通信模块5还包括一标签读取单元，该标签读取单元用于读取至少一标签信息，该发送单元51还用于将该至少一标签信息发送至该服务器，该服务器预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该服务器用于从该数据库31中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像。

该图像处理模块2还包括一噪声移除单元和一均值滤波器，该噪声移除单元用于从该预处理单元21得到的该第一图像中移除噪声图像信息、其中该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像，该均值滤波器用于采用邻域平均法对该噪声移除单元处理后的该第一图像进行滤波，该图像传输单元22用于将该均值滤波器处理后的该第一图像传输至该通信模块5，该发送单元51用于将该噪声移除单元处理后的该第一图像发送至一服务器。

移除噪声图像信息不仅有利于比对，还能够使得发送至该服务器的该第一图像可以变得更小，便于更快速的发送。该多个分类标签可以包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。

实施例5

如图5所示，本实施例的服务器，包括一数据库63、一数据传输单元62和一比对单元61，该数据库63预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，该比对单元61用于从该数据库63中找出和一第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息，该数据传输单元62用于从一导航装置接收该第一图像以及向该导航装置发送该至少一位置信息。

优选地，该数据库63还预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该数据传输单元62还用于接收该导航装置发送的至少一标签信息，该比对单元61用于从该数据库63中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。其中，该多个分类标签可包括若干地理区域标签和/或若干建筑物类型标签。该比对单元61可采用灰度匹配算法或特征匹配算法来判断比对图像和该第一图像是否匹配。

实施例6

本实施例的导航系统包括实施例3或实施例4的导航装置和与之相匹配的服务器。与之相匹配的服务器可以是实施例5的服务器。

本实施例的导航系统的使用方法，包括以下步骤：

S₁、该拍摄单元11以一拍摄方向拍摄一建筑物以得到一初始图像，该三维罗盘12采集该拍摄方向；

S₂、该图像处理模块2对该初始图像进行处理并得到一第一图像，并将该第一图像传输至该通信模块5；

S₃、该通信模块5将该第一图像发送至该服务器；

S₄、该服务器从该数据库63中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息；

S₅、该服务器将该至少一位置信息发送至该通信模块5；

S₆、该电子地图模块4从该通信模块5获取该至少一位置信息，根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置，并在该电子地图上显示该当前位置。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

S₁、以一拍摄方向拍摄一建筑物，得到一初始图像，并采集该拍摄方向；

S₂、根据一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理，并得到一第一图像；

S₃、从一数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像，该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息；

S₄、提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息，并根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置；

S₅、在一电子地图上显示该当前位置。

2.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，S₁还包括：

测量该建筑物的距离；

S₂包括以下步骤：

S₂₁、根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放，缩放比例等于该标准距离和该距离的比值；

S₂₂、根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

3.如权利要求2所述的导航方法，其特征在于，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

4.如权利要求1所述的导航方法，其特征在于，S₅后还包括以下步骤：

S₆、根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

5.如权利要求1至4中任意一项所述的导航方法，其特征在于，S₃包括以下步骤：

S₃₁、读取至少一标签信息，该数据库预设有多个分类标签，每个预存的比对图像对应于至少一分类标签；

S₃₂、从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像；

S₃₃、从S₃₂中找出的所有比对图像中，找出和该第一图像匹配的至少一比对图像。

6.如权利要求1-4中任意一项所述的导航方法，其特征在于，在S₂和S₃之间包括以下步骤：

S_2a、从该第一图像中移除噪声图像信息，该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像；

S_2b、采用邻域平均法对执行S_2a后得到的该第一图像进行滤波。

7.一种导航装置，其特征在于，包括一摄像模块、一图像处理模块、一图像比对模块和一电子地图模块；

该摄像模块包括一拍摄单元和一三维罗盘，该拍摄单元用于以一拍摄方向拍摄一建筑物、以得到一初始图像，该三维罗盘用于采集该拍摄方向；

该图像处理模块包括一预处理单元和一图像传输单元，该预处理单元用于根据预存的一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理、并得到一第一图像，该图像传输单元用于将该第一图像传输至该图像比对模块；

该图像比对模块包括一数据库和一比对单元，该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，该比对单元用于从该数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息；

该电子地图模块预存有一电子地图，该电子地图模块用于从该图像比对模块获取该至少一位置信息、根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置并在该电子地图上显示该当前位置。

8.如权利要求7所述的导航装置，其特征在于，该摄像模块还包括一测距单元，该测距单元用于测量该建筑物到该拍摄单元的距离；

该预处理单元用于根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放、缩放比例等于该标准距离和该距离的比值，然后根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

9.如权利要求8所述的导航装置，其特征在于，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

10.如权利要求7所述的导航装置，其特征在于，该导航装置还包括一路线生成模块，该路线生成模块用于根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

11.如权利要求7-10中任意一项所述的导航装置，其特征在于，该数据库预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该图像比对模块还包括一标签读取单元，该标签读取单元用于读取至少一标签信息、并从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后指令该比对单元从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息。

12.如权利要求7-10中任意一项所述的导航装置，其特征在于，该图像处理模块还包括一噪声移除单元和一均值滤波器，该噪声移除单元用于从该预处理单元得到的该第一图像中移除噪声图像信息、其中该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像，该均值滤波器用于采用邻域平均法对该噪声移除单元处理后的该第一图像进行滤波，该图像传输单元用于将该均值滤波器处理后的该第一图像传输至该图像比对模块。

13.一种导航装置，其特征在于，包括一摄像模块、一图像处理模块、一通信模块和一电子地图模块；

该摄像模块包括一拍摄单元和一三维罗盘，该拍摄单元用于以一拍摄方向拍摄一建筑物、以得到一初始图像，该三维罗盘用于采集该拍摄方向；

该图像处理模块包括一预处理单元和一图像传输单元，该预处理单元用于根据预存的一第一预设规则和该拍摄方向对该初始图像进行处理、并得到一第一图像，该图像传输单元用于将该第一图像传输至该通信模块；

该通信模块包括一发送单元和一接收单元，该发送单元用于将该第一图像发送至一服务器，该服务器和该导航装置相匹配，该接收单元用于从该服务器接收该至少一位置信息，该至少一位置信息为该服务器从一数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取出的和该至少一比对图像对应的信息，其中该数据库中预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息；

该电子地图模块预存有一电子地图，该电子地图模块用于从该接收单元获取该至少一位置信息，并根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置并在该电子地图上显示该当前位置。

14.如权利要求13所述的导航装置，其特征在于，该摄像模块还包括一测距单元，该测距单元用于测量该建筑物到该拍摄单元的距离；

该预处理单元用于根据该距离和预设的一标准距离对该初始图像进行同比例缩放、缩放比例等于该标准距离和该距离的比值，然后根据该第一预设规则和该拍摄方向对缩放后的该初始图像进行处理，并得到该第一图像。

15.如权利要求13所述的导航装置，其特征在于，该导航装置还包括一路线生成模块，该路线生成模块用于根据该当前位置和一目标位置在该电子地图上生成导航路线。

16.如权利要求13-15中任意一项所述的导航装置，其特征在于，该通信模块还包括一标签读取单元，该标签读取单元用于读取至少一标签信息，该发送单元还用于将该至少一标签信息发送至该服务器，该服务器预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该服务器用于从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像。

17.如权利要求13-15中任意一项所述的导航装置，其特征在于，该图像处理模块还包括一噪声移除单元和一均值滤波器，该噪声移除单元用于从该预处理单元得到的该第一图像中移除噪声图像信息、其中该噪声图像信息为该第一图像中长度小于一长度阈值或宽度小于一宽度阈值的子图像，该均值滤波器用于采用邻域平均法对该噪声移除单元处理后的该第一图像进行滤波，该图像传输单元用于将该均值滤波器处理后的该第一图像传输至该通信模块，该发送单元用于将该噪声移除单元处理后的该第一图像发送至该服务器。

18.如权利要求13-15中任意一项所述的导航装置，其特征在于，该导航装置为一手机。

19.一种服务器，其特征在于，包括一数据库、一数据传输单元和一比对单元，该数据库预存有多个比对图像以及和该多个比对图像一一对应的多个位置信息，该比对单元用于从该数据库中找出和一第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息，该数据传输单元用于从一导航装置接收该第一图像以及向该导航装置发送该至少一位置信息。

20.如权利要求19所述的服务器，其特征在于，该数据库还预设有多个分类标签、每个预存的比对图像对应于至少一分类标签，该数据传输单元还用于接收该导航装置发送的至少一标签信息，该比对单元用于从该数据库中找出和与该至少一标签信息一致的分类标签对应的所有比对图像、然后从中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像，该多个比对图像均为以预设的一标准拍摄方向拍摄该标准距离外的建筑物所得到的图像。

21.一种导航系统，其特征在于，包括如权利要求13-18中任意一项所述的导航装置和如权利要求19或20所述的服务器。

22.一种如权利要求21所述的导航系统的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

S₁、该拍摄单元以一拍摄方向拍摄一建筑物以得到一初始图像，该三维罗盘采集该拍摄方向；

S₂、该图像处理模块对该初始图像进行处理并得到一第一图像，并将该第一图像传输至该通信模块；

S₃、该通信模块将该第一图像发送至该服务器；

S₄、该服务器从该数据库中找出和该第一图像匹配的至少一比对图像并提取和该至少一比对图像对应的至少一位置信息；

S₅、该服务器将该至少一位置信息发送至该通信模块；

S₆、该电子地图模块从该通信模块获取该至少一位置信息，根据输入的指令确定该至少一位置信息中的一个作为当前位置，并在该电子地图上显示该当前位置。