CN113532468A - 一种导航方法和相关设备 - Google Patents

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CN113532468A CN202010294790.4A CN202010294790A CN113532468A CN 113532468 A CN113532468 A CN 113532468A CN 202010294790 A CN202010294790 A CN 202010294790A CN 113532468 A CN113532468 A CN 113532468A
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Abstract

本申请实施例公开了一种导航方法和相关设备，针对为车辆规划的导航路径，可以通过人眼的最大可视距离，在该导航路径中确定当前的车辆位置对应的道路消失点，即平行道路的视觉消失点。并根据导航路径，确定针对该道路消失点的导航引导方向相对于车辆行驶方向的偏转角度。如此，在可以体现车辆所处的路况环境的路况视频帧中，可以根据该偏转角度，确定相对该车辆位置的该偏转角度下的道路消失点在路况视频帧中所处的第一位置。从而，实现根据第一位置，确定该路况视频帧中的从车辆位置指向道路消失点的目标引导线。该方法无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了成本过高对AR导航的限制。

Description

一种导航方法和相关设备
技术领域
本申请涉及导航领域，特别是涉及一种导航方法和相关设备。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，可以实现将文字、图像、三维模型、音乐、视频等虚拟信息模拟仿真后，应用到真实世界中，两种信息互为补充，从而实现对真实世界的“增强”。
随着AR技术的日趋成熟，AR导航应运而生，AR导航可以在实时采集的现实道路视频中，通过AR技术生成与现实道路场景贴合的引导元素，例如引导线等，从而可以相对于一般导航更为直观的对用户进行导航指示。引导线可以是用于引导行驶轨迹的线条。通过引导线可以直观的向用户展示当前需要行驶的方向。
然而，相关技术中在三维(3Dimensions，3D)场景中渲染引导线时，需要精确的道路数据、3D场景坐标，并通过多种算法包括相机姿态跟踪算法、图像检测与识别算法以及AR融合算法等相互配合才能实现。
基于获取高精度的道路数据以及3D场景数据需要昂贵的设备得到，提高了AR导航成本，从而限制了AR导航在实际场景中的广泛应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种导航方法和相关设备，无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了成本过高对AR导航的限制。
本申请实施例公开了如下技术方案：
一方面，本申请实施例提供了一种导航方法，所述方法包括：
根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
可选的，所述确定在所述视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线，包括：
根据所述路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系和所述第一位置，确定所述道路消失点在所述三维空间中的第二位置；
根据所述第二位置，确定在所述三维空间中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
可选的，所述根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，包括：
根据图像采集设备的俯仰角，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的竖直坐标，所述图像采集设备用于采集所述路况视频帧；
根据所述图像采集设备的航向角和所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的水平坐标；
根据所述竖直坐标和所述水平坐标，确定所述第一位置。
可选的，所述目标引导线凹向所述第一位置在所述路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧，或者，凹向所述第二位置在所述三维空间中相对车辆行驶方向的一侧。
可选的，所述目标引导线是根据贝塞尔曲线确定的。
可选的，所述贝塞尔曲线为三阶贝塞尔曲线，所述三阶贝塞尔曲线包括两个中间控制点和两端控制点，所述两端控制点分别为所述车辆位置和所述第二位置，靠近所述车辆位置的中间控制点位于车辆行驶方向上，靠近所述第二位置的中间控制点位于所述第二位置相对车辆行驶方向的一侧。
可选的，所述方法还包括：
将所述目标导航线以带状形式渲染至所述路况视频帧中。
一方面，本申请实施例提供了一种导航装置，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
第二确定单元，用于根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
第三确定单元，用于根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
第四确定单元，用于根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
在一种可能的实现方式中，第四确定单元，具体用于：
根据所述路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系和所述第一位置，确定所述道路消失点在所述三维空间中的第二位置；
根据所述第二位置，确定在所述三维空间中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
在一种可能的实现方式中，第三确定单元，具体用于：
根据图像采集设备的俯仰角，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的竖直坐标，所述图像采集设备用于采集所述路况视频帧；
根据所述图像采集设备的航向角和所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的水平坐标；
根据所述竖直坐标和所述水平坐标，确定所述第一位置。
在一种可能的实现方式中，述目标引导线凹向所述第一位置在所述路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧，或者，凹向所述第二位置在所述三维空间中相对车辆行驶方向的一侧。
在一种可能的实现方式中，所述目标引导线是根据贝塞尔曲线确定的。
在一种可能的实现方式中，所述贝塞尔曲线为三阶贝塞尔曲线，所述三阶贝塞尔曲线包括两个中间控制点和两端控制点，所述两端控制点分别为所述车辆位置和所述第二位置，靠近所述车辆位置的中间控制点位于车辆行驶方向上，靠近所述第二位置的中间控制点位于所述第二位置相对车辆行驶方向的一侧。
在一种可能的实现方式中，第四确定单元，具体用于：
将所述目标导航线以带状形式渲染至所述路况视频帧中。
一方面，本申请实施例提供了一种导航设备，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：
根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
可选的，所述处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：
根据所述路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系和所述第一位置，确定所述道路消失点在所述三维空间中的第二位置；
根据所述第二位置，确定在所述三维空间中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
可选的，所述处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：
根据图像采集设备的俯仰角，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的竖直坐标，所述图像采集设备用于采集所述路况视频帧；
根据所述图像采集设备的航向角和所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的水平坐标；
根据所述竖直坐标和所述水平坐标，确定所述第一位置。
可选的，所述目标引导线凹向所述第一位置在所述路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧，或者，凹向所述第二位置在所述三维空间中相对车辆行驶方向的一侧。
可选的，所述目标引导线是根据贝塞尔曲线确定的。
可选的，所述贝塞尔曲线为三阶贝塞尔曲线，所述三阶贝塞尔曲线包括两个中间控制点和两端控制点，所述两端控制点分别为所述车辆位置和所述第二位置，靠近所述车辆位置的中间控制点位于车辆行驶方向上，靠近所述第二位置的中间控制点位于所述第二位置相对车辆行驶方向的一侧。
可选的，所述处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：
将所述目标导航线以带状形式渲染至所述路况视频帧中。
一方面，本申请实施例提供了一种机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得装置执行上述导航方法。
由上述技术方案可以看出，针对为车辆规划的导航路径，可以通过人眼的最大可视距离，在该导航路径中确定当前的车辆位置对应的道路消失点，即平行道路的视觉消失点。并根据导航路径，确定针对该道路消失点的导航引导方向相对于车辆行驶方向的偏转角度。如此，在可以体现车辆所处的路况环境的路况视频帧中，可以根据该偏转角度，确定相对该车辆位置的该偏转角度下的道路消失点在路况视频帧中所处的第一位置。也就是说，通过根据导航数据确定的导航路径和根据定位技术确定的车辆位置，可以确定出上述偏转角度，并根据该偏转角度确定道路消失点在该路况视频帧中的具体位置。从而，实现根据第一位置，确定该路况视频帧中的从车辆位置指向道路消失点的目标引导线。该方法无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了成本过高对AR导航的限制。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本申请实施例提供的一种路况视频帧示意图；
图1b为本申请实施例提供的一种导航路径示意图；
图1c为本申请实施例提供的一种导航路径示意图；
图1d为本申请实施例提供的一种路况视频帧示意图；
图1e为本申请实施例提供的一种路况视频帧示意图；
图2为本申请实施例提供的一种导航方法流程图；
图3为本申请实施例提供的一个平面直角坐标系示意图；
图4为本申请实施例提供的一种路况视频帧示意图；
图5为本申请实施例提供的一种目标引导线示意图；
图6为本申请实施例提供的一种导航装置示意图；
图7为本申请实施例提供的一种终端设备的框图；
图8为本申请实施例提供的一种服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
目前，增强现实(Augmented Reality，AR)导航过程需要精确的道路数据和3D场景坐标，获取这些高精度的数据需要昂贵的设备来得到，提高了AR导航成本，限制了AR导航在实际场景中的广泛应用。
为此，本申请实施例提供了一种导航方法，该方法无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了成本对AR导航的限制。
首先，对本申请实施例的执行主体进行介绍。本申请提供的导航方法可以通过数据处理设备执行，该数据处理设备可以是终端设备。其中，终端设备中可以获取车辆的导航路径、路况视频帧等相关数据，并通过本申请实施例提供的导航方法，确定路况视频帧中的引导线，以实现AR导航。该终端设备例如可以是智能手机、计算机、个人数字助理(PersonalDigital Assistant，PDA)、平板电脑、销售终端(Point of Sales，POS)、车载电脑、行车记录仪等设备。
该数据处理设备还可以是服务器，该服务器可以是向终端设备提供AR导航服务的服务器，服务器通过从终端设备处获取车辆的导航路径、路况视频帧等相关数据，并执行本申请实施例提供的导航方法，确定该路况视频帧中的引导线，以发送给终端设备，以使终端设备根据该引导线渲染至路况视频帧中，从而实现AR导航。该服务器可以是独立的服务器，也可以是集群中的服务器或云服务器。
接下来以终端设备作为执行主体，并结合实际应用场景对本申请实施例提供的导航方法进行介绍。其中，该终端设备可以采集包括车辆所处的路况环境的路况视频，如为行车记录仪。
在本申请实施例中，主要通过为车辆规划的导航路径来确定路况视频帧中的引导线，从而将引导线渲染至路况视频帧中，实现AR导航。其中，该导航路径可以是根据车辆起始地与目的地规划出的导航路径。该路况视频帧可以是终端设备采集的体现车辆所处路况环境的视频中的一帧。例如如图1a所示的一种路况视频帧示意图。该引导线可以是用于引导车辆行驶轨迹的线条。
下面对该导航方法进行详细介绍。
在本申请实施例中，终端设备可以获取车辆的导航路径，并根据最大可视距离，确定该导航路径中针对车辆位置的道路消失点。其中，最大可视距离可以是指人眼可见的最远距离，道路消失点可以是指平行道路的视觉消失点。
例如，参见图1b，该图示出了本申请实施例提供的一种导航路径示意图，如图1b所示，假设用户希望从起始地A到达目的地D，在二维的俯视平面地图中展示出为该车辆规划的导航路径101(深灰色曲线)，其中的浅灰色曲线为地图中的道路数据。用户可以从起始地A沿该导航路径101行驶到达目的地D。如此，终端设备可以根据最大可视距离d即200米和车辆向目的地D的行驶方向，确定该导航路径101中针对车辆位置B(即黑色圆点)的道路消失点C(即黑色圆点)。
基于导航路径101中包括了为车辆规划的到达目的地D的引导数据，参见图1c，终端设备可以根据该导航路径101以及和车辆向目的地D的行驶方向，确定导航路径101上该道路消失点C处的切线，作为导航路径为该车辆规划的道路消失点C处的导航引导方向102，以及确定导航路径101上该车辆位置B处的切线，作为在车辆位置B处的车辆行驶方向103。从而，确定道路消失点C的导航引导方向102相对车辆行驶方向103的偏转角度α，该偏转角度α可以是指道路消失点的导航引导方向与车辆行驶方向间的夹角。
可以理解，该道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度体现了道路消失点相对车辆行驶方向的位置关系，且该位置关系也适用于车辆在当前的车辆位置处采集的路况视频帧。由此，终端设备可以根据该道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度，确定道路消失点在车辆对应的路况视频帧中的位置记为第一位置。从而，确定在路况视频帧中从车辆位置指向第一位置的目标引导线。
如图1d所示，该图示出了本申请实施例提供的一种路况视频帧示意图，该路况视频帧中的车辆位置为B’，车辆行驶方向为103’。根据三维空间中道路消失点与车辆位置的距离即最大可视距离d，确定在路况视频帧中道路消失点与车辆位置B’的距离为d’，并依据路况视频帧中道路消失点位于相对车辆行驶方向103’的偏转角度α的位置上，确定出道路消失点在路况视频帧中的第一位置C’。从而，如图1e所示，根据第一位置C’，确定出路况视频帧中从车辆位置B’指向道路消失点的目标引导线104。
该方法无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了数据成本过高对AR导航的限制。
接下来，将以终端设备为执行主体，对本申请实施例提供的导航方法进行介绍。参见图2，该图示出了本申请实施例提供的一种导航方法流程图，所述方法可以包括：
S201：根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点。
其中，该最大可视距离可以是根据人眼可见的最远距离。本申请实施例不限定该最大可视距离的具体数值，它可以是根据实验得到的在满足经验值范围内的任意一个距离，如为200米。
上述导航路径可以是根据车辆起始地与目的地规划出的导航路径。本申请实施例不限定该导航路径的精度，该导航路径可以是具有导航功能的普通地图软件确定的导航数据。
该车辆位置可以是指当前车辆在该导航路径中所处的位置。在具体实现中，可以通过全球定位系统(Global Positioning System,GPS)进行定位得到该车辆位置。
在本申请实施例中，针对为车辆规划的导航路径，可以根据最大可视距离，在该导航路径中确定针对当前的车辆位置的道路消失点。
S202：根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度。
在本申请实施例中，可以通过该导航路径和该导航路径中从起始地至目的地的引导方向，确定导航路径中在道路消失点的切线方向，作为道路消失点的导航引导方向。并确定在导航路径中当前的车辆位置处的切线方向，作为车辆行驶方向。从而，确定出道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度。
S203：根据偏转角度，确定道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置。
其中，路况视频帧可以是终端设备采集的体现车辆所处路况环境的视频中的一帧。在本申请实施例中，车辆对应的路况视频帧可以是车辆处于当前的车辆位置时终端设备采集的一帧路况视频帧。
基于道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度也同样适用于车辆的路况视频帧中。由此，可以根据该偏转角度，确定道路消失点在车辆对应的路况视频帧所处的位置，记为第一位置。
需要说明，本申请实施例不限定确定道路消失点在路况视频帧中第一位置的具体方式，可以根据实际场景和不同需求，选择适合的方式确定。如通过前述中根据偏转角度和最大可视距离的方式来确定。
实际场景中，用于采集路况视频帧的图像采集设备通常可以调节，以供驾驶员通过调节使该图像采集设备采集适合方位、角度的路况信息。该图像采集设备可以是上述提及的终端设备。
通常可以通过俯仰角和航向角来标识对图像采集设备的调节情况。其中，俯仰角可以是图像采集设备的拍摄方向与水平面的夹角，航向角可以是图像采集设备的拍摄方向与车辆行驶方向的夹角。
然而，当通过对图像采集设备的调整，使得图像采集设备的拍摄方向与车辆行驶方向不平行时，如使图像采集设备向上/下偏转、向左/右偏转时，将导致所采集的路况视频帧展示图像采集设备发生偏转情况下的场景内容，影响在路况视频帧中确定道路消失点位置的准确性。
由此，在一种可能的实现方式中，在S203中确定道路消失点在路况视频帧中位置时，应将图像采集设备的俯仰角和航向角考虑在内，该S203中确定道路消失点在路况视频帧中第一位置的方法，包括：
S301：根据图像采集设备的俯仰角，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的竖直坐标。
为了方便描述该种确定道路消失点在路况视频帧中第一位置的方式，下面首先为路况视频帧建立一个平面直角坐标系。如图3所示，可以以水平方向为横轴、以竖直方向为纵轴，以路况视频帧的左上角作为原点。
可以理解，该道路消失点是根据人眼的最大可视距离得到的，其与无穷远的地平线M(灰色线段)处的竖直坐标应当相同。由此，可以通过确定地平线的竖直坐标来得到该道路消失点的竖直坐标。
由于图像采集设备的光心在路况视频帧中对应位置的竖直坐标为地平线M的竖直坐标。由此，当图像采集设备发生相对水平面的向上或向下的偏转时，可以根据图像采集设备的俯仰角
Figure BDA0002451770610000101
并通过公式(1)，
Figure BDA0002451770610000102
计算光心在路况视频帧中对应位置的竖直坐标y0。进而，得到道路消失点的竖直坐标y0。其中，该图像采集设备的光心可以是其中凸透镜中央的点。f可以是图像采集设备的焦距。
S302：根据所述图像采集设备的航向角和所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的水平坐标。
当图像采集设备发生相对车辆行驶方向的向左或向右的偏转时，可以根据图像采集设备的航向角θ和偏转角度α，通过公式(2)，
Figure BDA0002451770610000103
计算得到道路消失点的水平坐标x0。
S303：根据所述竖直坐标和所述水平坐标，确定所述第一位置。
由此，得到道路消失点在路况视频帧中第一位置的坐标为(x0，y0)。
通过该方式也可以实现确定道路消失点在路况视频帧中的第一位置。
S204：根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
其中，路况视频帧中的车辆位置可以是在路况视频帧中底部的中间位置。
基于该第一位置即为在路况视频帧中该道路消失点所在的位置，由此，可以根据该第一位置，确定路况视频帧中从车辆位置指向道路消失点的目标引导线，并将目标引导线渲染至路况视频帧中，以引导用户按照目标引导线引导的行驶轨迹行驶。
本申请实施例不限定目标引导线的渲染方式，如图1e所示，可以直接将目标引导线以线状形式渲染至路况视频帧中进行显示。
在一种可能的实现方式中，还可以将目标引导线以带状形式渲染至路况视频帧中。其中，该带状形式可以是通过将引导线进行扩大得到的平面即带状的形式。参见图4，该图示出了本申请实施例提供的一种路况视频帧示意图，如图4所示，将图1e中线状形式的目标引导线104扩大为带状形式的引导线104’，以渲染至路况视频帧中。
在具体实现中，可以以线状形式的目标引导线为中心，并按照预设的带状宽度范围平移，得到对应的带状形式的目标引导线。通过该种带状形式的渲染方式，可以更直观、更突出的向用户提供行驶轨迹的引导。
由上述技术方案可以看出，针对为车辆规划的导航路径，可以通过人眼的最大可视距离，在该导航路径中确定当前的车辆位置对应的道路消失点，即平行道路的视觉消失点。并根据导航路径，确定针对该道路消失点的导航引导方向相对于车辆行驶方向的偏转角度。如此，在可以体现车辆所处的路况环境的路况视频帧中，可以根据该偏转角度，确定相对该车辆位置的该偏转角度下的道路消失点在路况视频帧中所处的第一位置。也就是说，通过根据导航数据确定的导航路径和根据定位技术确定的车辆位置，可以确定出上述偏转角度，并根据该偏转角度确定道路消失点在该路况视频帧中的具体位置。从而，实现根据第一位置，确定该路况视频帧中的从车辆位置指向道路消失点的目标引导线。该方法无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了成本过高对AR导航的限制。
另外，相关技术中的AR导航方式涉及了大量的图像识别和坐标解算等步骤，对设备的计算能力要求较高。本申请的方案对计算资源的要求较低，可以适用于大多数配置较低的设备。
可以理解，S204中是在路况视频帧即二维场景中确定目标引导线的。在一种可能的实现方式中，还可以在三维空间中确定目标引导线。由此，S204中确定目标引导线的方法可以包括：
S401：根据所述路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系和第一位置，确定所述道路消失点在所述三维空间中的第二位置。
可以理解，路况视频帧中展示了车辆所处路况的三维空间场景画面，且路况视频帧与对应的三维空间具有位置映射关系。该位置映射关系可以用于将路况视频帧中的位置映射至三维空间中的对应位置。
由此，在本申请实施例中，可以根据路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系，以及道路消失点在路况视频帧中的第一位置，确定道路消失点在三维空间中的第二位置。
在具体实现中，路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系的生成方式包括：通过如前述S301中的方式建立路况视频帧对应的平面直角坐标系，通过下述方式建立三维空间的空间直角坐标系：以车辆上图像采集设备在地面的投影点为原点，以图像采集设备的拍摄方向即观察方向为纵轴(y轴)，以竖直向上的方向为竖轴(z轴)，以该图像采集设备的向前拍摄方向向右偏转90度的向右指向为横轴(x轴)。然后，根据相关技术中的方案，基于构建的这两个坐标系，得到路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系。
在具体实现中，可以预先构建出该路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系，以用于在三维空间中确定道路消失点。若未预先构建出该位置映射关系，可以通过道路消失点的光线几何关系来确定。
S402：根据第二位置，确定在所述三维空间中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
其中，该三维空间中的车辆位置为对应的空间直角坐标系中的原点。
基于该第二位置即为道路消失点在三维空间中的位置，由此，可以根据第二位置，确定在三维空间中从车辆位置指向道路消失点的目标引导线。
如此，通过三维空间确定的目标引导线更有空间立体感，可以提升用户应用AR导航的体验感。
可以理解，在路况视频帧中，当道路消失点未处于车辆行驶的正前方时，所确定的目标引导线为曲线。对于目标引导线为曲线的情形，在一种可能的实现方式中，对于路况视频帧，所确定的目标引导线可以凹向第一位置在路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧。
可以理解，可以通过车辆行驶方向将路况视频帧分为两侧，分别为路况视频帧中相对车辆行驶方向的左侧和相对车辆行驶方向的右侧，当目标引导线为曲线时，道路消失点的第一位置应位于该路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧如左侧或右侧。
在本申请实施例中，在确定目标引导线时，随着从车辆位置指向第一位置的过程中，确定曲线的曲率即弯曲程度逐渐增大。即所确定的目标引导线凹向第一位置在路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧。
类似的，对于三维空间，也可以根据车辆行驶方向，将三维空间分为三维空间中相对车辆行驶方向的左侧和相对车辆行驶方向的右侧，且当目标引导线为曲线时，道路消失点的第二位置应位于该三维空间中相对车辆行驶方向的一侧如左侧或右侧。
在本申请实施例中，对于三维空间，在确定目标引导线时，在随着从车辆位置指向第二位置的过程中，可以确定曲线的曲率即弯曲程度逐渐增大。即所确定的目标引导线凹向第二位置在三维空间中相对车辆行驶方向的一侧。
该方式符合曲线道路在人眼视野中的成像特点，使得所确定的目标引导线更符合真实场景，提高了用户体验。
在本申请实施例中，为了提高目标引导线的规范性，在一种可能的实现方式中，在三维空间中，可以根据贝塞尔曲线确定目标引导线。其中，贝塞尔曲线是应用于二维图形应用程序的数学曲线，贝塞尔曲线由线段与控制点组成，控制点是可拖动的点，可以通过控制该控制点的位置确定曲线。通过该方式，可以使确定的目标引导线更规范。
基于目前的道路通常通过三维贝塞尔曲线设计和建造，为此，在一种可能的实现方式中，在三维空间中，可以通过三阶贝塞尔曲线确定目标引导线。
其中，该三阶贝塞尔曲线可以是通过四个控制点在平面或在三维空间中定义的曲线，四个控制点分别为P0、P1、P2和P3。三阶贝塞尔曲线的参数形式为B(t)＝P0(1-t)3+3P1t(1-t)2+3P2t(1-t)+P3t3，t∈[0,1]。三阶贝塞尔曲线起始于P0并走向P1、沿P2的方向延伸至P3。一般情况下，三阶贝塞尔曲线不会经过P1或P2，这两个中间控制点用于提供方向控制。
在本申请实施例中，对于用于确定目标引导线的四个控制点，其中的两个两端控制点即P0和P3分别为车辆位置和第二位置，靠近车辆位置P0的中间控制点P1位于车辆行驶方向即图像采集设备的拍摄方向上，靠近第二位置即P3的中间控制点P2位于第二位置相对车辆行驶方向的一侧。
参见图5，该图示出了本申请实施例提供的一种目标引导线示意图，该图中包括了一个平面直角坐标系，该平面直角坐标系是根据三维空间中去除竖轴(z轴)后得到的对应于地面的平面直角坐标系，该平面直角坐标系仅包括三维空间对应的空间直角坐标系中的横轴和纵轴。
如图5所示，假设车辆位置在三维空间中的位置为(0，0)，道路消失点在三维空间中的第二位置为(X0，Y0)，可以设置靠近车辆位置P0的中间控制点P1的位置为(0，Y0/3),靠近第二位置即P3的中间控制点P2的位置为(X0/8，3Y0/4)。通过这四个控制点，可以确定出经过P0和P3的目标引导线。通过将中间控制点P1设置于车辆行驶方向上，可以保证生成的目标引导线的形态稳定，平滑逼真。
该方法基于目前道路设计和建造原理，通过三阶贝塞尔曲线确定目标引导线，使得确定的目标引导线更贴合路况视频帧或对应的三维空间中的真实道路，进而体现了用户体验。
本申请实施例提供了一种导航装置，参见图6，该图示出了本申请实施例提供的一种导航装置示意图，所述装置包括：
第一确定单元601，用于根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
第二确定单元602，用于根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
第三确定单元603，用于根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
第四确定单元604，用于根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
在一种可能的实现方式中，第四确定单元604，具体用于：
根据所述路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系和所述第一位置，确定所述道路消失点在所述三维空间中的第二位置；
根据所述第二位置，确定在所述三维空间中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
在一种可能的实现方式中，第三确定单元603，具体用于：
根据图像采集设备的俯仰角，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的竖直坐标，所述图像采集设备用于采集所述路况视频帧；
根据所述图像采集设备的航向角和所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的水平坐标；
根据所述竖直坐标和所述水平坐标，确定所述第一位置。
在一种可能的实现方式中，述目标引导线凹向所述第一位置在所述路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧，或者，凹向所述第二位置在所述三维空间中相对车辆行驶方向的一侧。
在一种可能的实现方式中，所述目标引导线是根据贝塞尔曲线确定的。
在一种可能的实现方式中，所述贝塞尔曲线为三阶贝塞尔曲线，所述三阶贝塞尔曲线包括两个中间控制点和两端控制点，所述两端控制点分别为所述车辆位置和所述第二位置，靠近所述车辆位置的中间控制点位于车辆行驶方向上，靠近所述第二位置的中间控制点位于所述第二位置相对车辆行驶方向的一侧。
在一种可能的实现方式中，第四确定单元604，具体用于：
将所述目标导航线以带状形式渲染至所述路况视频帧中。
由上述技术方案可以看出，针对为车辆规划的导航路径，可以通过人眼的最大可视距离，在该导航路径中确定当前的车辆位置对应的道路消失点，即平行道路的视觉消失点。并根据导航路径，确定针对该道路消失点的导航引导方向相对于车辆行驶方向的偏转角度。如此，在可以体现车辆所处的路况环境的路况视频帧中，可以根据该偏转角度，确定相对该车辆位置的该偏转角度下的道路消失点在路况视频帧中所处的第一位置。也就是说，通过根据导航数据确定的导航路径和根据定位技术确定的车辆位置，可以确定出上述偏转角度，并根据该偏转角度确定道路消失点在该路况视频帧中的具体位置。从而，实现根据第一位置，确定该路况视频帧中的从车辆位置指向道路消失点的目标引导线。该方法无需依赖高精度的地图数据以及3D地图数据等，降低了成本过高对AR导航的限制。
关于上述实施例中的装置，其中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本实施例提供一种导航设备，导航设备可以是终端设备，图7是根据一示例性实施例示出的一种终端设备700的框图。例如，终端设备700可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图7，终端设备700可以包括以下一个或多个组件：处理组件702，存储器704，电源组件706，多媒体组件708，音频组件710，输入/输出(I/O)的接口712，传感器组件714，以及通信组件716。
处理组件702通常控制终端设备700的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件702可以包括一个或多个处理器720来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件302可以包括一个或多个模块，便于处理组件702和其他组件之间的交互。例如，处理部件702可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件308和处理组件702之间的交互。
存储器704被配置为存储各种类型的数据以支持在终端设备300的操作。这些数据的示例包括用于在装置700上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器704可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件706为终端设备700的各种组件提供电力。电源组件306可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置300生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件708包括在所述终端设备700和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件708包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当终端设备300处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件710被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件710包括一个麦克风(MIC)，当装置700处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器704或经由通信组件716发送。在一些实施例中，音频组件310还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口312为处理组件702和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件714包括一个或多个传感器，用于为终端设备300提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件714可以检测到终端设备300的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为终端设备700的显示器和小键盘，传感器组件714还可以检测终端设备700或终端设备700一个组件的位置改变，用户与终端设备700接触的存在或不存在，终端设备700方位或加速/减速和终端设备700的温度变化。传感器组件714可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件714还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件714还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件716被配置为便于终端设备700和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端设备700可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信部件716经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信部件716还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
图8是本申请实施例中服务器的结构示意图。该服务器800可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(central processing units，CPU)822(例如，一个或一个以上处理器)和存储器832，一个或一个以上存储应用程序842或数据844的存储介质830(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器832和存储介质830可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质830的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对服务器中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器822可以设置为与存储介质830通信，在服务器800上执行存储介质830中的一系列指令操作。
服务器800还可以包括一个或一个以上电源826，一个或一个以上有线或无线网络接口850，一个或一个以上输入输出接口858，一个或一个以上键盘856，和/或，一个或一个以上操作系统841，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。
在示例性实施例中，导航设备可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器704，上述指令可由导航设备的处理器如终端设备700中的处理器720或服务器800中的中央处理器822执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
一种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由导航设备的处理器执行时，使得导航设备能够执行一种导航方法：
根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导航方法，其特征在于，所述方法包括：
根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置，确定在所述视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线，包括：
根据所述路况视频帧与对应的三维空间的位置映射关系和所述第一位置，确定所述道路消失点在所述三维空间中的第二位置；
根据所述第二位置，确定在所述三维空间中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，包括：
根据图像采集设备的俯仰角，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的竖直坐标，所述图像采集设备用于采集所述路况视频帧；
根据所述图像采集设备的航向角和所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述路况视频帧中的水平坐标；
根据所述竖直坐标和所述水平坐标，确定所述第一位置。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述目标引导线凹向所述第一位置在所述路况视频帧中相对车辆行驶方向的一侧，或者，凹向所述第二位置在所述三维空间中相对车辆行驶方向的一侧。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标引导线是根据贝塞尔曲线确定的。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述贝塞尔曲线为三阶贝塞尔曲线，所述三阶贝塞尔曲线包括两个中间控制点和两端控制点，所述两端控制点分别为所述车辆位置和所述第二位置，靠近所述车辆位置的中间控制点位于车辆行驶方向上，靠近所述第二位置的中间控制点位于所述第二位置相对车辆行驶方向的一侧。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述目标导航线以带状形式渲染至所述路况视频帧中。
8.一种导航装置，其特征在于，所述装置包括：
第一确定单元，用于根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
第二确定单元，用于根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
第三确定单元，用于根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
第四确定单元，用于根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
9.一种导航设备，其特征在于，包括有存储器，以及一个或者一个以上的程序，其中一个或者一个以上程序存储于存储器中，且经配置以由一个或者一个以上处理器执行所述一个或者一个以上程序包含用于进行以下操作的指令：
根据最大可视距离，在车辆的导航路径中确定车辆位置对应的道路消失点；
根据所述导航路径，确定所述道路消失点的导航引导方向相对车辆行驶方向的偏转角度；
根据所述偏转角度，确定所述道路消失点在所述车辆对应的路况视频帧中的第一位置，所述路况视频帧用于体现所述车辆所处的路况环境；
根据所述第一位置，确定在所述路况视频帧中从车辆位置指向所述道路消失点的目标引导线。
10.一种机器可读介质，其上存储有指令，当由一个或多个处理器执行时，使得装置执行如权利要求1至7中任意一项所述的导航方法。
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