CN112485815A - 精确定位信息和gnss定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置及方法 - Google Patents

精确定位信息和gnss定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及通过计算对影像中的设施对象与精确地图的对象进行匹配来获取的精确定位信息和基于全球导航卫星系统获取的GNSS定位信息之间的定位差值，并通过通信网络使包含计算出的定位差值的分布式信息分布到周边的装置及方法。本发明通过获取包含拍摄位于道路周边的一个以上设施而获得的设施对象的图像的影像信息，对所获取的影像信息中的设施对象与精确地图的对象进行匹配来获取针对影像拍摄位置的精确定位信息，计算影像拍摄位置中的精确定位信息与相应的影像拍摄位置的GNSS定位信息之间的定位差值并分布到周边，从而使周边的多个终端利用分布的定位差值对基于全球导航卫星系统获取的当前定位进行校正，由此可提高自身的定位准确性。

Description

精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生 成装置及方法
技术领域
本发明涉及与基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS(Global NavigationSatellite System：全球导航卫星系统)定位信息之间的定位差有关的分布式信息生成装置及其方法，尤其，涉及通过计算对影像中的设施对象与精确地图的对象进行匹配来获取的精确定位信息和基于全球导航卫星系统获取的GNSS定位信息之间的定位差值，并通过通信网络使包含计算出的定位差值的分布式信息分布到周边的装置及方法。
背景技术
全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)是能够利用人造卫星确认到飞机、船舶、车辆等的位置的系统，现有美国的全球定位系统(GPS)、俄罗斯的格洛纳斯(GLONASS)、欧盟的伽利略(Galileo)、中国的北斗等。
当这种全球导航卫星系统设置于车辆等时，利用相应车辆的位置信息提供导航功能等。
但是，这种全球导航卫星系统存在如下问题：由于电离层的影响(±5米)、天文历误差(±2.5米)、卫星时钟误差(±2米)、传播路径误差(±1米)、对流层的影响(±0.5米)、数值误差(±1米)，多径误差(±1米)等原因而存在误差，并且在不易测量卫星信号的地下停车场、隧道、市区等情况下，GNSS信息的准确性下降。
由于受各种影响，基于GNSS的定位信息与实际位置发生误差，因而存在难以提供准确的基于位置的服务(LBS，location based service)的缺点。
另一方面，尽管已经开发出可以最小化与实际位置之间的误差的系统或装置，但由于这种系统或装置非常昂贵，因此通常使用受到限制。从而对能够以低成本最小化GNSS误差的技术的需求不断增长。
现有技术文献
专利文献0001：韩国授权专利第10-1448268号(名称：物流跟踪设备的GNSS误差校正装置及方法)
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供通过获取包含拍摄位于道路周边的设施而获得的设施对象的图像的影像信息，对上述所获取的影像信息中的设施对象与精确地图的对象进行匹配来获取针对影像拍摄位置的精确定位信息，计算上述拍摄位置中的精确定位信息与相应的拍摄位置的GNSS定位信息之间的定位差值并使其分布的关于定位差的分布式信息生成装置及方法。
技术方案
本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置的特征在于，包括：GNSS接收器，定期生成包含定位时间点和GNSS定位信息的GNSS信息；摄像部，固定于车辆，在车辆行驶中，与所述定位时间点相对应地生成包含至少一个设施对象的图像的影像信息；存储部，针对每个设施对象存储有包含与属性及特征点空间坐标有关的信息的精确地图；以及控制部，以如下方式进行控制，即，基于所述影像信息、所述精确地图及所述GNSS信息，获取在所述定位时间点的拍摄位置的精确定位信息，计算出作为所述GNSS定位信息与精确定位信息之差的定位差值，定期生成分布式信息来分布到外部，所述分布式信息包含所述GNSS信息、所述定位差值及所述精确定位信息。
所述设施对象可包含路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌、信号机、信号灯、路灯、柱子、井盖、路缘石、中央隔离带、消火栓及建筑物中的至少一种。
所述控制部可包括：地图搜索部，在所述精确地图中，以与所述GNSS定位信息相对应的地点为基准来对在所述GNSS接收器的误差半径内存在的至少一个固有对象进行搜索；影像搜索部，在所述影像信息中识别并提取与所述搜索的固有对象相对应的设施对象；相对位置获取部，通过分析所述影像信息，以所述拍摄位置为基准计算针对所述提取的设施对象的特征点的相对位置；精确定位信息获取部，基于所述搜索到的固有对象的特征点空间坐标及所述计算出的相对位置，计算出所述拍摄位置的精确定位信息；以及分布式信息生成部，通过求出所述GNSS定位信息与所述精确定位信息之差来计算出所述定位差值，并生成所述分布式信息。
所述分布式信息还可包含与发送功率有关的信息。
所述GNSS信息还可包含与GNSS卫星接收数量有关的信息。
在所述影像信息中与位于路面的关注区域的设施对象的每个特征点对应的影像区域以所述拍摄位置为基准，与精确地图上的相同对象的相对坐标一一对应，所述相对位置获取部可通过考虑地面的倾斜度和摄像头的方向角，以所述拍摄位置为基准从所述影像信息计算出路面的每个地点的相对位置。
本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，通过基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置执行，其特征在于，包括：步骤(a)，定期获取包含定位时间点和GNSS定位信息的GNSS信息；步骤(b)，获取在车辆行驶中与所述定位时间点相对应地拍摄且包含至少一个设施对象的图像的影像信息；步骤(c)，基于所述精确地图、所述影像信息及所述GNSS信息，获取与所述定位时间点的拍摄位置有关的精确定位信息；步骤(d)，计算作为所述GNSS定位信息与所述精确定位信息之差的定位差值；以及步骤(e)，生成包含所述GNSS信息、所述定位差值及所述精确定位信息的分布式信息，所述精确地图包含与每个设施对象属性及特征点空间坐标有关的信息。
技术效果
本发明通过获取包含拍摄位于道路周边的一个以上的设施而获得的设施对象的图像的影像信息，对所述所获取的影像信息中的设施对象与精确地图的对象进行匹配来获取影像拍摄位置的精确定位信息，计算所述影像拍摄位置中的精确定位信息与相应的影像拍摄位置的GNSS定位信息之间的定位差值并分布到周边，从而使周边的多个终端利用分布的定位差值对基于全球导航卫星系统来获取的当前定位进行校正，由此可提高自身的定位准确性。
附图说明
图1为说明本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置及方法的例示图。
图2为示出本发明的与基于影像和精确地图的精确位置和GNSS信息之间的定位差有关的分布式信息生成装置的结构的框图。
图3至图7为示出本发明实施例的设施的例的图。
图8为详细示出控制部的框图。
图9为示出本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法的流程图。
图10为详细示出精确定位信息的获取过程的流程图。
图11为说明固有对象的搜索过程的例示图。
图12至图14为示出以拍摄位置为基准计算针对设施对象的特征点的相对位置的过程的例示图。
附图标记：
100：分布式信息生成装置
110：摄像部 120：GNSS接收器
130：通信部 140：存储部
150：显示部 160：语音输出部
170：控制部
具体实施方式
本发明中所使用的技术术语仅仅用于说明特定实施例，而并非限制本发明。除非在本发明中定义为特别相反的含义，本发明中所使用的技术术语应以本发明所属领域的技术人员普遍理解的含义来解释，而不应以过于包容的含义或过度缩小的含义来解释。当在本发明中所使用的技术术语为不能准确表达本发明思想的错误的技术术语时，应由本领域技术人员能够正确理解的技术术语代替来理解。并且，在本发明中所使用的普通术语应根据词典上的定义或前后文脉来进行解释，并且不应以过度缩小的含义来解释。
并且，在说明书中，除非在文脉上明确表示不同的含义，单数的表达包括复数的表达。在本说明书中，“构成”或“包括”等术语不应被解释为必须包括本发明中所记载的多个结构要素或多个步骤，而是应解释为可以不包括一些结构要素或一些步骤，或者可以还包括另外的结构要素或步骤。
并且，本发明中所使用的第一、第二等包含序数的术语可用于说明多个结构要素，但结构要素不受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个结构要素和另一个结构要素。在不脱离本发明的权利范围的情况下，第一结构要素可以被称为第二结构要素，第二结构要素也可以被称为第一结构要素。
以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例，与附图标记无关地对于相同或类似的结构要素赋予了相同的附图标记，并且将省略对此的重复说明。
并且，在说明本发明的过程中，当判断对相关的公知技术的具体说明有可能混淆本发明主旨时，将省略其详细说明。附图仅仅用于易于理解本发明的思想，而不应被解释为通过附图限制本发明的思想。
首先，对本发明中的术语进行整理。
设施对象作为包含在上述精确地图中的设施，包含路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌、信号机、信号灯、路灯、柱子、井盖、路缘石、中央隔离带、消火栓及建筑物中的至少一种。
即，设施对象是指可包含在精确地图中的所有类型的设施，其为包含各种路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌、信号机、信号灯、路灯、柱子、井盖、路缘石、中央隔离带、消火栓，建筑物等的概念，本发明中可以应用这些对象中的至少一种。例如，路面上所标记的中心线、实线车道、虚线车道、左转箭头、直箭头、慢速菱形标志、限速区等可在路面标出的所有标记均包含于设施对象，设置于道路或地面上的路灯、柱子、井盖、消火栓、路缘石、中央隔离带、标牌等结构物和其结构物上的各种标记以及信号机、信号灯、设置于信号机和信号灯的各种标牌和标记、建筑物等也均包含于设施对象。
精确地图作为针对每个设施对象，相应对象的属性及相应对象的特征点的空间坐标信息被数据库化的地图信息，包含于精确地图的每个设施对象的特征点与相应特征点的空间坐标信息一一对应。其中，设施对象的特征点是指设施的特征位置，可以是各种设施对象的顶点、设施对象的中心点或构成设施对象的线。这种精确地图是精确制作与车辆的自动驾驶或基于位置的服务(LBS)所需的所有设施对象有关的信息的电子地图，可应用于自动驾驶车辆、道路管理、交通管理、资产管理等。
图1为说明本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置及方法的例示图。
本发明的与基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS(全球导航卫星系统)定位信息之间的定位差有关的分布式信息生成装置(以下“分布式信息生成装置100”)及方法涉及计算对影像中的设施对象与精确地图的对象进行匹配来获取的精确定位信息和基于全球导航卫星系统获取的GNSS定位信息之间的定位差值，并通过通信网络使包含计算出的定位差值的分布式信息分布到周边的装置及方法。
参照图1，分布式信息生成装置100通过无线通信网络向周边行驶中的车辆、周边的行人所拥有的智能手机等移动终端200以及通信中继器30传输包含定位差值的分布式信息，从而向周边使用基于全球导航卫星系统的定位信息的所有终端或所要获取定位信息的所有可进行无线通信的终端传递分布式信息。
接收分布式信息的多个终端利用分布式信息中所包含的定位差值等来对基于全球导航卫星系统的定位信息进行校正，从而不仅可使GNSS误差最小化，而且使因无全球导航卫星系统而无法掌握位置信息的终端定位自身位置。
图2为示出本发明的与基于影像和精确地图的精确位置与GNSS信息之间的定位差有关的分布式信息生成装置(以下“分布式信息生成装置”)的结构的框图。
如图2所示，分布式信息生成装置100包括摄像部110、GNSS接收器120、通信部130、存储部140、显示部150、语音输出部160及控制部170中的至少一个。图2所示分布式信息生成装置100的所有结构要素并非都是必要结构要素，而是可以通过比图2所示的结构要素更多或更少的结构要素来实现。
本发明的分布式信息生成装置100可适用于诸如智能手机、便携式终端、移动终端、可折叠终端、个人数字助理、便携式多媒体播放器终端、远程信息处理终端、导航终端、个人计算机、笔记本电脑、触屏平板电脑、平板电脑、超极本、可穿戴设备(例如，包括智能手表、智能眼镜、头戴式显示器等)、无线宽带终端、互联网协议电视终端、智能电视、数字广播终端、音频视频导航终端、音频/视频系统、柔性终端、数字标牌装置等的多种终端。
并且，本发明的分布式信息生成装置100也可设置于移动单元的一侧。在此情况下，上述移动单元包括车辆、摩托车、自行车、滑板车等。
GNSS接收器120执行定期生成GNSS信息的功能。其中，GNSS信息包含与定位时间点及影像的拍摄位置有关的GNSS定位信息，另外，还可包含与GNSS卫星接收数量有关的信息。总之，GNSS定位信息是指由GNSS接收器120获取的拍摄位置的位置信息。
其中，上述影像的拍摄位置是指用于生成包含设施对象的图像的影像信息的摄像部110的位置，更加详细地，是指摄像部110中的图像传感器的中心点位置。大部分的单独的模块通过合并来被利用，因而在下文中，可在GNSS定位信息中对GNSS接收器120与摄像部110之间的空间坐标差异进行校正来计算出摄像部110的准确的空间信息，从而可获取上述影像的拍摄位置。
即，上述GNSS接收器120接收从多个卫星传输的GNSS信号，通过计算上述所接收的GNSS信号来产生相应的定位时间点中的GNSS接收器120的位置数据(或位置信息)。
另一方面，与GNSS卫星接收数量有关的信息是有助于本发明的接收分布式信息的终端在多个分布式信息中确定利用哪个分布式信息的优先顺序的信息。GNSS卫星接收数量越多，则基于全球导航卫星系统的位置信息越准确，因而本发明的用于接收分布式信息的终端优先利用GNSS卫星接收数量多的GNSS信息。
并且，上述GNSS接收器120接收的信号也可以配置为利用作为包含电气和电子工程师协会(IEEE)提出的无线局域网(LAN)及一些红外通信等的无线局域网的无线网络标准规范的802.11；作为包含蓝牙、超宽带(UWB)、无线个域网等的无线个人网(PAN，PersonalArea Network)的标准规范的802.15；作为包含城市宽带网络(Fixed Wireless Access：FWA)等的无线城域网(MAN，Metropolitan Area Network)、宽带无线接入(BroadbandWireless Access：BWA)的标准规范的802.16；作为包含无线宽带(Wibro)、车辆环境中的无线接入(WAVE)、无线城域网(WiMAX)等的无线城域网(MBWA)的移动互联网标准规范的802.20等无线通信方式向上述分布式信息生成装置100提供上述影像拍摄位置的GNSS定位信息。
上述摄像部110在车辆行驶中执行与GNSS接收器120的定位时间点相对应地生成将包含至少一个设施对象的图像的影像信息的功能。
上述摄像部110对由图像传感器(摄像头模块或摄像头)获得的静止影像或视频等图像帧进行处理，也可以根据编解码器(CODEC)对由上述图像传感器获得的相应的多个图像数据以符合每个规范的方式编码/解码来通过通信部130传输。上述经处理的图像帧可通过上述控制部170的控制显示于上述显示部150。作为一例，上述摄像头拍摄对象(或被摄体)(例如，设施)，并输出与所拍摄的影像(被摄体影像)相对应的视频信号。
并且，在上述摄像部110中处理的图像帧存储于上述存储部140，或者也可通过上述通信部130向服务器(未示出)或其他终端(未示出)传输。
并且，上述摄像部110也可向上述控制部170提供通过360度摄像头(未示出)获取的(或拍摄的)全景影像(或全景影像信息)。在此情况下，上述360度摄像头可以拍摄二维或三维形式的全景影像。
并且，上述摄像部110通过上述控制部170的控制而获得与包含位于道路周边的一个以上的设施对象的特定区域有关的影像信息(例如，包含静止影像、视频等)。
其中，设施对象是指可包含在精确地图中的所有类型的设施，其为包含各种路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌、信号机、信号灯、路灯、柱子、井盖、路缘石、中央隔离带、消火栓，建筑物等的概念，本发明中可以应用这些对象中的至少一种。例如，路面上所标记的中心线、实线车道、虚线车道、左转箭头、直箭头、慢速菱形标志、限速区等可在路面标出的所有标记均包含于设施对象，设置于道路或地面上的路灯、柱子、井盖、消火栓、路缘石、中央隔离带、标牌等结构物和其结构物上的各种标记以及信号机、信号灯、设置于信号机和信号灯的各种标牌和标记、建筑物等也均包含于设施对象。
图3至图7为示出本发明实施例的设施的例的图。
如图3所示，警告标志是用于向道路使用人员告知道路状态危险或在道路或其附近存在危险物的标牌。在此情况下，上述警告标志包含十字形交叉路口、T字形交叉路口、Y字形交叉路口、┤型交叉路口、├型交叉路口、优先道路、右并道、左并道、环形交叉路口、铁路道口、右弯道、左弯道、右左双弯道、左右双弯道、双向通行、上坡、下坡、道路变窄、无右车道、无左车道、右侧通行、双侧通行、中央隔离带起点、中央隔离带终点、信号机、湿滑道路、河边道路、路面不平、减速带、落石路、人行横道、儿童保护区、自行车道、道路施工、飞机、逆风、隧道、桥梁、野生动物保护区、危险区及经常性拥堵区中的至少一种。
并且，如图4所示，为了道路交通的安全，管制标志表示各种限制和禁止等管制，并表示限速等或禁止通行等。在此情况下，上述管制标志包含禁止通行、汽车禁止通行、货车禁止通行、公共汽车禁止通行、双轮车及摩托化自行车禁止通行、汽车、双轮车及摩托化自行车禁止通行、拖拉机、耕种机及手推车禁止通行、自行车禁止通行、禁止进入、禁止直行、禁止右转、禁止左转、禁止掉头、禁止超车、禁止停车、禁止泊车、车重量限制、车高度限制、车宽度限制、确保车间距离、最大限速、最小限速、慢行、临时停车、避让、禁止行人行走及危险物装载车辆禁止通行中的至少一种。
并且，如图5所示，指示标志用于人行横道、专用车道、自行车道等，表示为了道路的通行方法、通行分类等道路交通的安全而必要的指示。在此情况下，上述指示标志包含汽车专用道、自行车专用道、自行车及行人兼用道路、环形交叉路口、直行、右转、左转、直行及右转、直行及左转、左右转、掉头、左转及掉头、两侧通行、右侧通行、左侧通行、按行驶方向的通行分类、迂回路、自行车及行人通行分类、停车场、自行车停车场、行人专用道、人行横道、老年人保护区、儿童保护区、残疾人保护区、自行车专用车道、自行车横穿马路、单向通行、不受保护的左转、公交车专用车道、高乘载车辆专用车道及优先通行中的至少一种。
并且，如图6所示，辅助标志用于补充上述警告标志、上述管制标志及上述指示标志来向道路使用人员告知特定内容，表示可停车区域的时间和距离、牵引区域等。在此情况下，上述辅助标志包含距离、区域、日期、时间、前方优先道路、安全速度、气象状态、路面状态、交通管制、通行管制、注意通行标志说明、路段起点、路段、路段终点、右方向、左方向、前方、重量、路宽、解除及牵引区域中的至少一种。
并且，如图7所示，为了道路交通的安全，路面标志通过在路面标上记号、文字、线等向道路使用人员告知标牌的内容，表示车道、人行横道、停车线、限速等。在此情况下，上述路面标志包含中心线、掉头区域线、车道、公交车专用车道、路线更改限制线、道路障碍物、禁止右转、禁止左转、禁止直行、禁止直行及左转、禁止直行及右转、禁止左右转、禁止掉头、禁止停车、禁止停泊车辆、限速、儿童保护区内限速、慢行、临时停车、避让、停车、禁止停车区、引导线、左转引导车道、环形交叉路口避让线、引导、人行横道预告、停车线、安全区、自行车横道、自行车专用道、自行车优先道路、儿童保护区、老年人保护区、残疾人保护区、行驶方向、车道变更及上坡面中的至少一种。
上述路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌类型、信号机及信号灯不限于路面的例示，只要是以多种方式向道路使用人员告知的标记，就不受限制。
重新参照图2进行说明。
上述通信部130通过有线/无线通信网络与内部的任意结构要素进行通信或通过无线通信网络向外部的终端传输分布式信息。在此情况下，上述外部的任意终端可包括服务器(未示出)、其他终端(未示出)等。其中，无线互联网技术包括无线局域网(WLAN)、数字生活网络联盟(DLNA，Digital Living Network Alliance)、车辆环境中的无线接入(Wireless Access in Vehicular Environments)、无线宽带(Wibro)、无线城域网(Wimax)、高速下行链路分组接入(HSDPA，High Speed Downlink Packet Access)、高速上行链路分组接入(HSUPA，High Speed Uplink Packet Access)、电气和电子工程师协会802.16、电气和电子工程师协会802.11p、长期演进(LTE)、长期演进-高级(LTE-A)、LTE V2X(C'V2X)、无线移动宽带业务(WMBS)、5G等，上述通信部130在包括上述中未列出的互联网技术在内的范围内，根据至少一个无线互联网技术接收和发送数据。并且，近距离通信技术可以包括蓝牙、射频识别、红外通信、超宽带、无线个域网(ZigBee)、近场通信(NFC)、超声通信(Ultra Sound Communication：USC)、可见光通信(Visible Light Communication：VLC)、无线局域网、无线网络直接联结(Wi-Fi Direct)等。并且，作为有线通信技术，可以利用电力线通信(PLC)、通用串行总线(USB)通信、以太网、串口通信、光/同轴电缆通信等多种技术。
并且，上述通信部130可以通过通用串行总线与任意终端相互传输信息。
并且，上述通信部130在根据用于移动通信的技术标准或通信方式(例如，车辆环境中的无线接入、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、码分多址2000(CDMA2000)、增强型语音数据优化或增强型语音数据(EV-DO，Enhanced Voice-Data Optimized orEnhanced Voice-Data Only)、宽带码分多址(WCDMA)、高速下行链路分组接入、高速上行链路分组接入、长期演进(LTE)、高级长期演进(LTE-A)等)建立的移动通信网络上与基站、上述服务器、上述其他终端等接收和发送无线信号。
并且，通过上述控制部170的控制，上述通信部130通过无线通信向周边播放分布式信息。周边的基站、转发器、外部的服务器、外部的其他终端可利用接收到的分布式信息对基于全球导航卫星系统的定位信息进行校正。
如后述，分布式信息包含GNSS信息、精确定位信息及GNSS定位信息与精确定位信息之间的定位差值，另外，还可包含与发送功率有关的信息。并且，GNSS信息包含与定位时间点和GNSS定位信息有关的信息，另外，还可包含与GNSS卫星接收数量有关的信息。
上述存储部140针对每个设施对象存储有包含与属性及特征点空间坐标有关的信息的精确地图。精确地图是指针对所有设施对象，相应对象的属性及相应对象的特征点的绝对空间坐标被数据库化的信息。其中，设施对象的特征点是指设施的特征位置，可以是各种设施对象的顶点、设施对象的中心点或构成设施对象的线。这种精确地图是精确制作与车辆的自动驾驶或基于位置的服务(LBS)所需的所有设施对象有关的信息的电子地图，可应用于自动驾驶车辆、道路管理、交通管理、资产管理等。
并且，上述存储部140存储多种用户界面、图形用户界面等。
并且，上述存储部140存储本发明的分布式信息生成装置100操作时所需的数据和程序等。
即，上述存储部140可以存储在本发明的分布式信息生成装置100中驱动的多个应用程序、用于操作本发明的分布式信息生成装置100的多个数据、多个指令。这种应用程序中的至少一部分可通过无线通信从外部服务器下载。并且，这种应用程序中的至少一部分可在出厂时起就已经存在于本发明的分布式信息生成装置100上，以执行本发明的分布式信息生成装置100的基本功能。另一方面，应用程序存储于上述存储部140并设置于本发明的分布式信息生成装置100，可通过被驱动来使控制部170执行本发明的分布式信息生成装置100的操作(或功能)。
并且，上述存储部140可包括闪存型、硬盘型，多媒体卡微型(Multimedia CardMicro Type)、卡型内存(例如，SD或XD存储器等)、磁存储器、磁盘、光盘、随机存取存储器、静态随机存取存储器、只读存储器、电可擦可编程只读存储器、可编程只读存储器中的至少一种存储介质。并且，本发明的分布式信息生成装置100可通过运行在互联网上执行存储部140的存储功能的网络存储器或与上述网络存储器相关地被操作。
并且，上述存储部140通过上述控制部170的控制来存储每个定位时间点的全球导航卫星系统信息、相应定位时间点的精确定位信息、相应定位时间点的定位差值，相应定位时间点的分布式信息等。
上述显示部150可通过上述控制部170的控制来利用存储于上述存储部140的用户界面和/或图形用户界面显示诸如多种菜单等的多种内容。其中，显示在上述显示部150的内容包含多种文本或图像数据(包含各种信息数据)以及包含图标、列表菜单、组合框等数据的菜单画面。并且，上述显示部150可以是触摸屏。
并且，上述显示部150可以包括液晶显示器、薄膜晶体管液晶显示器、有机发光二极管、柔性显示器、三维显示器、电子墨水显示器及发光二极管中的至少一种。
并且，上述显示部150通过上述控制部170的控制来显示每个定位时间点的GNSS信息、相应定位时间点的精确定位信息、相应定位时间点的定位差值、相应定位时间点的分布式信息等。
上述语音输出部160通过上述控制部170的控制来输出包含在由规定信号处理的信号中的语音信息。其中，上述语音输出部160可包括接收器、扬声器、蜂鸣器等。
并且，上述语音输出部160输出由上述控制部170生成的引导语音。
并且，上述语音输出部160通过上述控制部170输出与每个定位时间点的GNSS信息、相应定位时间点的精确定位信息、相应定位时间点的定位差值、相应定位时间点的分布式信息等相对应的语音信息(或声音效果)。
上述控制部(控制器或微控制器单元)170执行对本发明的分布式信息生成装置100整体控制的功能。
并且，上述控制部170利用存储于上述存储部140的程序及数据来执行对本发明的分布式信息生成装置100整体控制的功能。上述控制部170可包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、总线，随机存取存储器、只读存储器、中央处理器、图形处理器等可通过总线相连接。控制部170可以访问存储部140来利用存储于存储部140的操作系统(O/S)进行引导，可以利用存储于存储部140的各种程序、内容、数据等来执行多种操作，可通过多种输入装置接口输入信息来设置并调整画面或环境。
并且，控制部170能够以如下方式进行控制，即，以由摄像部110获取的影像信息、精确地图及GNSS信息为基础来获取与作为针对GNSS信息的定位时间点的拍摄位置的精确位置有关的精确定位信息。接着，控制部170计算上述GNSS定位信息与精确定位信息之差的定位差值，并定期生成包含定位差值的分布式信息来向外部分布。
图8为详细示出控制部的框图。
参照图8，控制部170包括地图搜索部171、影像搜索部172、相对位置获取部173、精确定位信息获取部174及分布式信息生成部175中的至少一个。
首先，地图搜索部171以与GNSS信息的GNSS定位信息相对应的地点为基准，在精确地图中对在上述GNSS接收器120的误差半径内存在的固有对象进行搜索或确认。
其中，固有对象是指与其他设施对象相比具有固有属性的设施对象。例如，虚线车道由于属性相同的对象在每个规定距离反复出现，因而不能被视为是固有对象，但在路面上标记的左转标志或掉头标志等路面标志在规定区域内可以唯一存在，因此可以被视为是固有对象。当然，在误差半径出现多个左转标志或掉头标志的情况下，不能被视为是固有对象，但是当以与GNSS定位信息相对应的地点为基准，在GNSS接收器120的误差半径内存在具有唯一属性的设施对象时，可以将该对象视为是固有对象。当然，例如像直行标志和右转标志一同存在的情况，也可将多个设施对象一同组合而成的形式确定为固有对象。
另一方面，GNSS接收器120的误差半径(例如，25m～30m)根据GNSS接收器120的类型或特性来确定。
当以与GNSS定位信息相对应的地点为基准，搜索到在GNSS接收器120的误差半径内存在的固有对象时，影像搜索部172在影像信息中识别并提取与搜索的固有对象相对应的设施对象。
影像搜索部172利用多种影像算法分析影像信息，并提取与搜索的固有对象的属性相对应的设施对象。在此情况下，影像搜索部172也可以利用机器学习或深度学习等。影像搜索部172可通过分析设施对象的属性和形象等来在影像信息中准确地提取与搜索的固有对象相对应的设施对象。
相对位置获取部173通过分析影像信息来计算针对以上述拍摄位置为基准提取的设施对象的特征点的相对位置。
精确定位信息获取部174以搜索到的固有对象的特征点空间坐标及计算出的相对位置为基础来计算与拍摄位置有关的精确定位信息。固有对象的特征点的空间坐标可在精确地图中容易获取。因此，精确定位信息获取部174可对从固有对象的特征点的空间坐标计算出的相对位置进行逆计算，来计算出作为与拍摄位置有关的精确位置信息的精确定位信息。最终，精确定位信息是指对精确地图中的对象与影像中的设施对象相互进行匹配来获取的拍摄位置的精确位置信息。
分布式信息生成部175通过求出GNSS定位信息与精确定位信息之差来计算定位差值，并生成分布式信息。其中，分布式信息包含GNSS信息、定位差值及精确定位信息，另外，还可包含与发送功率有关的信息。分布式信息中所包含的GNSS信息、定位差值、精确定位信息及与分布式信息的发送功率有关的信息均为与GNSS信息的定位时间点同步的时间内的信息。
另一方面，与分布式信息的发送功率有关的信息是有助于本发明的接收分布式信息的终端在多个分布式信息中确定利用哪个分布式信息的优先顺序的信息。与分布式信息的发送功率有关的信息用于计算传输分布式信息的终端到接收分布式信息的终端的距离。因此，接收分布式信息的外部终端可通过比较分布式信息的发送功率和所接收的分布式信息的信号强度来计算到传输分布式信息的分布式信息生成装置的距离，从而可以优先利用传输距离近的分布式信息。
GNSS接收器120定期(periodically)生成GNSS信息，摄像部110与GNSS信息的定位时间点相对应地定期生成影像信息，因而控制部170的每个结构要素171～175与GNSS信息的定位时间点相对应地定期执行上述功能来生成分布式信息。以如上所述的方式生成的分布式信息通过通信部130传递到其他车辆或外部的移动终端。
并且，上述控制部170可通过显示部150和/或语音输出部160输出上述所生成的分布式信息。
以下，参照图1至图14对本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法进行详细说明。
图9为示出本发明的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法(以下“分布式信息生成方法”)的流程图。
本发明的分布式信息生成方法通过本发明的分布式信息生成装置来执行，两种发明实际上属于相同的发明，因而将省略重复说明。
当GNSS接收器120定期生成包含定位时间点和GNSS定位信息的GNSS信息时，控制部170从上述GNSS接收器120定期获取GNSS信息(步骤S100)。
摄像部110在车辆行驶中与GNSS接收器120的定位时间点相对应地生成包含至少一个设施对象的图像的影像信息。当通过摄像部110生成影像信息时，控制部170在车辆行驶中从上述摄像部110获取与上述定位时间点相对应地拍摄的影像信息(步骤S200)。
接着，控制部170以上述精确地图、上述影像信息及上述GNSS信息为基础来获取与上述定位时间点的拍摄位置有关的精确定位信息(步骤S300)。
控制部170计算作为上述GNSS定位信息与上述精确定位信息之差的定位差值(步骤S400)。
然后，控制部170生成包含GNSS信息、定位差值及精确定位信息的分布式信息(步骤S500)。分布式信息另外还可包含与发送功率有关的信息，生成的分布式信息可通过通信部130传递到外部。包含于分布式信息中的GNSS信息、定位差值、精确定位信息及与发送功率有关的信息均为与GNSS信息的定位时间点同步的时间内的信息。
图10为详细示出精确定位信息获取过程的流程图。
首先，控制部170以与GNSS信息的GNSS定位信息相对应的地点为基准，在精确地图中搜索在上述GNSS接收器120的误差半径内存在的固有对象(步骤S310)。
图11为说明固有对象的搜索过程的例示图。
参照图11，以GNSS信息的GNSS定位信息相对应的地点A为基准，GNSS接收器120的误差半径R内存在如下设施对象，即，左转标志1110、直行标志1120、1140、右转标志1130、停车线1121、双实线的中心线11以及虚线车道12。
在此情况下，由于中心线11和虚线车道12继续重复，因而不能成为固有对象，由于左转标志1110和右转标志1130是在相应的误差半径内唯一属性的对象，因而可以成为固有对象。
另一方面，在直行标志1120、1140的情况下，由于在误差半径存在2个相应的属性，因而不能单独成为固有对象。但若前方的直行标志1120与停车线1121一同组合，则可与后方的直行标志1140相互区分，因而2个直行标志1120、1140均可视为是固有对象。
当搜索到固有对象，控制部170在影像信息中识别并提取与搜索的固有对象相对应的设施对象(步骤S320)。控制部可利用多种影像算法分析设施的属性和形象等在影像信息中准确地提取与搜索的固有对象相对应的设施对象。
在从影像信息中提取与搜索到的固有对象相对应的设施对象之后，控制部170通过分析影像信息来计算针对以上述拍摄位置为基准从上述影像信息中提取的设施对象的特征点的相对位置(步骤S330)。
接着，控制部170以基于所提取的设施对象的空间坐标及从拍摄位置到所提取的设施对象为止的相对位置为基础，计算与拍摄位置的精确定位信息(步骤S340)。
图12至图14为示出以拍摄位置为基准计算针对设施对象的特征点的相对位置的过程的例示图。
图12的(a)部分为例示从上部观察车辆前方的关注区域的图，图12的(b)部分为例示通过摄像头观察该车辆前方的关注区域的图。
参照图12的(a)部分，在地面上绘制的网格是虚拟网格，并且每个网格的交点与空间坐标相匹配。若通过摄像头观察这种地面的网格，则看起来可能如图12(b)所示。在城市道路的情况下，网格的大小可大致与3m×3m或3m×5m相对应，但不限于此，而是能够设置为适当的尺寸。
总之，假设道路平坦且摄像头被固定，则通过摄像头拍摄的影像信息中的地面部分，即道路部分的每个地点与空间坐标一一匹配。并且，由于摄像头被固定，能够以摄像头的拍摄位置为基准来确定道路部分的每个地点的相对位置。因此，若分析由摄像头拍摄的影像信息，则能够以摄像头的拍摄位置为基准，可以计算出路面的每个地点的相对位置。若在影像信息中知道特定设施对象的特征点的空间坐标，则反过来可通过特征点的空间坐标和在影像信息中计算出的相对位置掌握摄像头的拍摄位置。当然可以掌握道路的倾斜度和摄像头的姿势信息，因而可以鉴于其来以摄像头的拍摄位置为基准计算道路的每个地点的相对位置。
即，影像信息中与位于路面的关注区域的设施对象的每个特征点相对应的影像区域以上述拍摄位置为基准，与精确地图上的相同对象的相对坐标一一对应。
本发明利用这种原理，可从精确地图中掌握位于路面的设施对象的特征点的空间坐标，从而反过来可由此精确地获取作为摄像头的拍摄位置的精确定位信息。
另一方面，图12的(a)部分和图12的(b)部分中，地面的关注区域(ROI，region ofinterest)是为了例示而示出的，其不限于路面的例示，在影像信息中，地面部分的每个地点可与空间坐标一一匹配。进而，影像信息中以拍摄位置为基准来掌握对象的相对位置的方式除了标记在地面部分的设施对象之外，还可适用于具有高度的设施对象。
但是与掌握具有高度的设施对象的相对位置的情况相比，通过掌握位于路面的设施对象的相对位置来获取精确定位信息时更加精确，同时具有可减少计算时的计算量的优点。
图13为例示通过安装在道路中行驶的车辆的摄像部拍摄的影像信息的图面，图14为例示适用关注区域的影像信息的图面。
参照图13及图14，摄像头的影像信息中存在中心线、虚线车道、左转标志1110、直行标志1120及右转标志1130的设施对象。
假设左转标志1110、直行标志1120及右转标志1130为图11中搜索的固有对象，则控制部170可通过分析影像信息来在每个影像信息中识别并提取作为与所搜索的固有对象相对应的设施对象的左转标志1110、直行标志1120及右转标志1130。在仅处理关注区域的情况下，控制部170可提取直行标志1120及右转标志1130。
接着，控制部170通过分析影像信息来计算针对所提取的设施对象1120、1130的特征点的拍摄位置的相对位置。
固有对象1110、1120、1130的特征点的绝对空间坐标包含于精确地图中，因而控制部170以针对固有对象1120、1130的特征点的空间坐标及针对设施对象1120、1130的特征点的拍摄位置的相对位置为基础来计算与拍摄位置有关的精确定位信息。
如前所述，本发明的实施例可获取包含位于道路周边的一个以上的设施对象的图像的影像信息，依据上述所获取的影像信息、精确地图、相应的影像拍摄位置的GNSS定位信息等来针对影像拍摄位置计算精确定位信息，计算上述影像拍摄位置中的精确定位信息与相应的影像拍摄位置的GNSS定位信息之间的定位差值并分布到周边。接收定位差值的周边的终端利用定位差值对基于全球导航卫星系统的GNSS定位信息进行校正，从而可提高当前位置信息的准确性。
只要是所属领域技术人员，就可在不脱离本发明的本质特性的范围内对上述内容进行多种修改及变形。因此本发明中的实施例并非限定本发明的技术思想而是用于说明，本发明技术思想的范围并不局限于这种实施例。本发明的保护范围应以权利要求范围来进行解释，与其等同范围内的所有技术思想应被解释为包含在本发明的权利范围内。

Claims (12)

1.一种基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置，其特征在于，包括：
GNSS接收器，定期生成包含定位时间点和GNSS定位信息的GNSS信息；
摄像部，固定于车辆，在车辆行驶中，与所述定位时间点相对应地生成包含至少一个设施对象的图像的影像信息；
存储部，针对每个设施对象存储有包含与属性及特征点空间坐标有关的信息的精确地图；以及
控制部，其以如下方式进行控制，即，基于所述影像信息、所述精确地图及所述GNSS信息，获取所述定位时间点的拍摄位置的精确定位信息，计算出作为所述GNSS定位信息与精确定位信息之差的定位差值，并定期生成分布式信息来分布到外部，
所述分布式信息包含所述GNSS信息、所述定位差值及所述精确定位信息。
2.根据权利要求1所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置，其特征在于，
所述设施对象作为包含在所述精确地图中的设施，包含路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌、信号机、信号灯、路灯、柱子、井盖、路缘石、中央隔离带、消火栓及建筑物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置，其特征在于，所述控制部包括：
地图搜索部，在所述精确地图中，以与所述GNSS定位信息相对应的地点为基准来对在所述GNSS接收器的误差半径内存在的至少一个固有对象进行搜索；
影像搜索部，在所述影像信息中识别并提取与搜索的所述固有对象相对应的设施对象；
相对位置获取部，通过分析所述影像信息，以所述拍摄位置为基准计算所提取的所述设施对象的特征点的相对位置；
精确定位信息获取部，基于搜索到的所述固有对象的特征点空间坐标及计算出的所述相对位置，计算出所述拍摄位置的精确定位信息；以及
分布式信息生成部，通过求出所述GNSS定位信息与所述精确定位信息之差来计算所述定位差值，并生成所述分布式信息。
4.根据权利要求1或3所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置，其特征在于，
所述分布式信息还包含与发送功率有关的信息。
5.根据权利要求1所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置，其特征在于，
所述GNSS信息还包含与GNSS卫星接收数量有关的信息。
6.根据权利要求3所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置，其特征在于，
在所述影像信息中与位于路面的关注区域中的设施对象的每个特征点相对应的影像区域，以所述拍摄位置为基准与精确地图上的相同对象的相对坐标一一对应，
所述相对位置获取部通过考虑地面的倾斜度和摄像头的方向角，以所述拍摄位置为基准从所述影像信息计算针对路面的每个地点的相对位置。
7.一种基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，该方法通过基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成装置执行，其特征在于，包括：
步骤(a)，定期获取包含定位时间点和GNSS定位信息的GNSS信息；
步骤(b)，获取在车辆行驶中与所述定位时间点相对应地拍摄且包含至少一个设施对象的图像的影像信息；
步骤(c)，基于所述精确地图、所述影像信息及所述GNSS信息，获取所述定位时间点的拍摄位置的精确定位信息；
步骤(d)，计算作为所述GNSS定位信息与所述精确定位信息之差的定位差值；以及
步骤(e)，生成包含所述GNSS信息、所述定位差值及所述精确定位信息的分布式信息，
所述精确地图包含与每个设施对象属性及特征点空间坐标有关的信息。
8.根据权利要求7所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，其特征在于，
所述设施对象作为包含在所述精确地图中的设施，包含路面标志、警告标志、管制标志、指示标志、辅助标志、标牌、信号机、信号灯、路灯、柱子、井盖、路缘石、中央隔离带、消火栓及建筑物中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，其特征在于，所述步骤(c)包括：
步骤(c1)，在所述精确地图中，以与所述GNSS定位信息相对应的地点为基准来对在所述GNSS接收器的误差半径内存在的至少一个固有对象进行搜索；
步骤(c2)，在所述影像信息中识别并提取与搜索到的所述固有对象相对应的设施对象；
步骤(c3)，通过分析所述影像信息，以所述拍摄位置为基准计算所提取的所述设施对象的特征点的相对位置；
步骤(c4)，基于搜索到的所述固有对象的特征点空间坐标及计算出的所述相对位置，计算出所述拍摄位置的精确定位信息；以及
步骤(c5)，通过求出所述GNSS定位信息与所述精确定位信息之差来计算所述定位差值，并生成所述分布式信息。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，其特征在于，
所述分布式信息还包含与发送功率有关的信息。
11.根据权利要求7所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，其特征在于，
所述GNSS信息还包含与GNSS卫星接收数量有关的信息。
12.根据权利要求9所述的基于影像和精确地图的精确定位信息和GNSS定位信息之间的定位差的分布式信息生成方法，其特征在于，
在所述影像信息中与位于路面的关注区域的设施对象的每个特征点相对应的影像区域，以所述拍摄位置为基准与精确地图上的相同对象的相对坐标一一对应，
在所述步骤(c3)中，通过考虑地面的倾斜度和摄像头的方向角，以所述拍摄位置为基准从所述影像信息计算针对路面的每个地点的相对位置。
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