TWI475191B - 用於實景導航之定位方法、定位系統及電腦可讀取儲存媒體 - Google Patents

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    • G01—MEASURING; TESTING
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Description

用於實景導航之定位方法、定位系統及電腦可讀取儲存媒體
本發明有關於一種定位方法及定位系統，尤指一種用於實景導航之定位方法及定位系統。
隨著全球定位系統(Global Position System,GPS)和各式電子裝置(如智慧型手機)的成熟發展，汽車導航的功能越趨於完善和多元化，其中實景導航更可於具備攝影機的電子裝置中實現。目前市面上支援實景導航的電子裝置，多半是利用內建攝影機來擷取實景影像，並且將擷取的實景影像即時地顯示在導航軟體中，取代原先導航軟體的2D或3D地圖資料庫中的地圖。搭配原先導航軟體所欲顯示的導航資訊，使用者便能更清楚的於實景街道上了解導航軟體所指示的路徑，大大提高了導航指示的辨識率。
目前的實景導航功能，僅是將實景與導航個別分開處理。導航軟體仍是依據原先地圖資料庫中的道路和路口資訊來規劃路徑，透過攝影機所取得的實景影像僅用於取代原先所欲顯示的地圖，導航軟體再將導航資訊顯示於被實景影像取代的地圖上，最終達到實景導航的目的。然而，當GPS定位的精準度降低或是導航裝置處於遮蔽環境而無法定位時，導航資訊就會出現錯誤或是無法進行導航，使得實景導航失去效用。
本發明提供一種用於實景導航之定位方法、定位系統及電腦可讀取儲存媒體，以解決上述之問題。
本發明之申請專利範圍揭露一種用於實景導航之定位方法，其包含接收一衛星定位訊號；根據該衛星定位訊號計算一衛星定位座標；擷取一行進路徑之一實景影像；辨識該實景影像中是否存在一指標；若該實景影像中存在該指標，根據該指標計算一輔助定位座標；以及根據該衛星定位座標與該輔助定位座標計算對應該行進路徑之一目前座標。
本發明之申請專利範圍另揭露根據該衛星定位座標與該輔助定位座標計算對應該行進路徑之一目前座標之步驟另包含根據該衛星定位訊號之訊號強度指定一第一權重予該衛星定位座標；根據該指標之辨識度指定一第二權重予該輔助定位座標；以及分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算該目前座標。
本發明之申請專利範圍另揭露分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算該目前座標之步驟另包含以下列公式計算該目前座標(Xc,Yc)：(Xc ,Yc )=；其中，(X1,Y1)為該衛星定位座標，(X2,Y2)為該輔助定位座標，W1為該第一權重，且W2為該第二權重。
本發明之申請專利範圍另揭露該指標為一里程型指標，根據該指標計算一輔助定位座標之步驟另包含根據該里程型指標於一地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該指標為一物件型指標，根據該指標計算一輔助定位座標之步驟另包含比對該物件型指標與該行進路徑於一地圖資料庫中之至少一周邊景點(scenic spot)；自該至少一周邊景點中選取與該物件型指標相符之一周邊景點；以及根據選取的該周邊景點於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
本發明之申請專利範圍另揭露一種用於實景導航之定位系統，其包含：一訊號接收單元，用以接收一衛星定位訊號；一影像擷取單元，用以擷取一行進路徑之一實景影像；以及一處理單元，電性連接於該訊號接收單元與該影像擷取單元，該處理單元根據該衛星定位訊號計算一衛星定位座標，且辨識該實景影像中是否存在一指標，若該實景影像中存在該指標，該處理單元根據該指標計算一輔助定位座標，且根據該衛星定位座標與該輔助定位座標計算對應該行進路徑之一目前座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該處理單元根據該衛星定位訊號之訊號強度指定一第一權重予該衛星定位座標，根據該指標之辨識度指定一第二權重予該輔助定位座標，且分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算該目前座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該處理單元以下列公式計算該目前座標(Xc,Yc)：(Xc,Yc )=；其中，(X1,Y1)為該衛星定位座標，(X2,Y2)為該輔助定位座標，W1為該第一權重，且W2為該第二權重。
本發明之申請專利範圍另揭露該用於實景導航之定位系統另包含一儲存單元，電性連接於該處理單元，用以儲存一地圖資料庫，其中該指標為一里程型指標，該處理單元根據該里程型指標於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該用於實景導航之定位系統另包含一儲存單元，電性連接於該處理單元，用以儲存一地圖資料庫，其中該指標為一物件型指標，該處理單元比對該物件型指標與該行進路徑於該地圖資料庫中之至少一周邊景點，自該至少一周邊景點中選取與該物件型指標相符之一周邊景點，且根據選取的該周邊景點於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
本發明之申請專利範圍另揭露一種電腦可讀取儲存媒體，用以儲存一組指令，該組指令執行下列步驟：於接收一衛星定位訊號後，根據該衛星定位訊號計算一衛星定位座標；於擷取一行進路徑之一實景影像後，辨識該實景影像中是否存在一指標；若該實景影像中存在該指標，根據該指標計算一輔助定位座標；以及根據該衛星定位座標與該輔助定位座標計算對應該行進路徑之一目前座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該組指令執行下列步驟：根據該衛星定位訊號之訊號強度指定一第一權重予該衛星定位座標；根據該指標之辨識度指定一第二權重予該輔助定位座標；以及分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算該目前座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該組指令執行下列步驟：以下列公式計算該目前座標(Xc,Yc)：(Xc ,Yc )=；其中，(X1,Y1)為該衛星定位座標，(X2,Y2)為該輔助定位座標，W1為該第一權重，且W2為該第二權重。
本發明之申請專利範圍另揭露該指標為一里程型指標，該組指令執行下列步驟：根據該里程型指標於一地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
本發明之申請專利範圍另揭露該指標為一物件型指標，該組指令執行下列步驟：比對該物件型指標與該行進路徑於一地圖資料庫中之至少一周邊景點；自該至少一周邊景點中選取與該物件型指標相符之一周邊景點；以及根據選取的該周邊景點於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
綜上所述，當處理單元辨識出影像擷取單元所擷取之實景影像中存在指標時，處理單元即會根據辨識出的指標計算輔助定位座標，並且根據衛星定位座標與輔助定位座標計算對應行進路徑之目前座標。換言之，本發明係透過由實景影像中取得輔助定位座標，並且將此輔助定位座標與衛星定位座標結合，藉以將實景與導航整合在一起，而達到以實景影像輔助定位的效果。因此，當衛星定位的精準度降低或是導航裝置處於遮蔽環境而收不到衛星定位訊號時，本發明即可藉由影像擷取單元所擷取之實景影像來輔助定位，進而提升導航資訊的精確度，並且發揮實景導航的最大效能。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第1圖至第4圖，第1圖為本發明一實施例之用於實景導航之定位系統1的功能方塊圖，第2圖為第1圖中的定位系統1裝設於車輛3中的示意圖，第3圖為本發明一實施例之用於實景導航之定位方法的流程圖，第4圖為第3圖中的步驟S110的詳細流程圖，其中第3圖中的定位方法係利用第1圖中的定位系統1來實現。
如第1圖所示，定位系統1包含一訊號接收單元10、一影像擷取單元12、一處理單元14、一儲存單元16以及一顯示單元18，其中處理單元14電性連接於訊號接收單元10、影像擷取單元12、儲存單元16與顯示單元18。於實際應用中，定位系統1可為智慧型手機、導航裝置或其它具有衛星定位與影像擷取功能之電子裝置；訊號接收單元10可為GPS模組或其它衛星定位模組；影像擷取單元12可為電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)感測器、互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)感測器或其它影像感測器；處理單元14可為具有具有資料運算/處理功能之處理器或控制器；儲存單元16可為硬碟、記憶體或其它可用來儲存資料之裝置；顯示單元18可為液晶顯示器或其它顯示器。一般而言，定位系統1中還會設有運作時必要的軟硬體元件，如電源供應器、作業系統、天線等，視實際應用而定。
儲存單元16用以儲存一地圖資料庫160。訊號接收單元10用以接收一衛星定位訊號100(第3圖中的步驟S10)，並且將衛星定位訊號100傳送至處理單元14，使得處理單元14可根據衛星定位訊號100計算一衛星定位座標(第3圖中的步驟S12)。如第1圖與第2圖所示，當車輛30沿著一行進路徑32前進，且用來實現本發明之定位方法的導航軟體已啟動時，影像擷取單元12用以擷取行進路徑32之一實景影像120(第3圖中的步驟S14)，並且將此實景影像120傳送至處理單元14。在接收到實景影像120後，處理單元14會辨識實景影像120中是否存在一指標(第3圖中的步驟S16)。若實景影像120中存在指標，處理單元14即會根據此指標計算一輔助定位座標(第3圖中的步驟S18)。接著，處理單元14再根據衛星定位座標與輔助定位座標計算對應行進路徑32之一目前座標(第3圖中的步驟S20)，此目前座標即為車輛30在行進路徑32上之目前位置。若實景影像120中不存在任何指標，則回到步驟S14。
於此實施例中，處理單元14可根據衛星定位訊號100之訊號強度指定一第一權重予衛星定位座標(第4圖中的步驟S200)，並且根據指標之辨識度指定一第二權重予輔助定位座標(第4圖中的步驟S202)。接著，處理單元14再分別以第一權重與第二權重對衛星定位座標與輔助定位座標進行加權，以計算對應行進路徑32之目前座標(第4圖中的步驟S204)。於此實施例中，處理單元14可以下列公式一計算目前座標(Xc,Yc)，其中(X1,Y1)為上述之衛星定位座標，(X2,Y2)為上述之輔助定位座標，W1為上述之第一權重，且W2為上述之第二權重。
於此實施例中，衛星定位訊號100之訊號強度與第一權重之對應關係可參閱下表1，且指標之辨識度指定與第二權重之對應關係可參閱下表2。需說明的是，表1與表2為用來實現本發明的其中一個實施例，衛星定位訊號100之訊號強度與第一權重之對應關係以及指標之辨識度指定與第二權重之對應關係可根據實際應用而做不同的設定。換言之，本發明並不限於表1與表2的設定方式。
請參閱第5圖，第5圖為第1圖中的影像擷取單元12所擷取的實景影像120中存在指標34的示意圖。如第5圖所示，指標34為一里程型指標，其中里程型指標34上顯示道路類型以及里程數。當處理單元14辨識出實景影像120中存在里程型指標34時，處理單元14即會根據里程型指標34於地圖資料庫160中之位置計算上述之輔助定位座標。接著，處理單元14根據里程型指標34之辨識度指定第二權重予輔助定位座標，再將輔助定位座標與第二權重代入上述之公式一，以計算目前座標。里程型指標34之辨識度可涵蓋處理單元14自實景影像120中辨識出里程型指標34的辨識程度以及處理單元14自地圖資料庫160中找出里程型指標34之位置的辨識程度，但不以此為限。
請參閱第6圖，第6圖為第1圖中的影像擷取單元12所擷取的實景影像120中存在另一指標36的示意圖。如第6圖所示，指標36為一物件型指標，其中物件型指標36為測速照相機，但不以此為限。物件型指標36可為行進路徑32上可能會出現的測速照相機、加油站、便利商店、路牌、天橋等周邊景點。當處理單元14辨識出實景影像120中存在物件型指標36時，處理單元14會比對物件型指標36與行進路徑32於地圖資料庫160中之至少一周邊景點(例如，測速照相機、加油站、便利商店、路牌、天橋等)，並且自至少一周邊景點中選取與物件型指標36相符之一周邊景點。接著，處理單元14再根據選取的周邊景點於地圖資料庫160中之位置(亦即，物件型指標36於地圖資料庫160中之位置)計算上述之輔助定位座標。接著，處理單元14根據物件型指標36之辨識度指定第二權重予輔助定位座標，再將輔助定位座標與第二權重代入上述之公式一，以計算目前座標。物件型指標36之辨識度可涵蓋處理單元14自實景影像120中辨識出物件型指標36的辨識程度以及處理單元14自地圖資料庫160中找出物件型指標36之位置的辨識程度，但不以此為限。
需說明的是，實景影像120中有可能同時存在一個以上的物件型指標36。若處理單元14可辨識出實景影像120中所有的物件型指標36，並且自地圖資料庫160中找出所有的物件型指標36之位置，則輔助定位座標的精確度就愈高，輔助定位座標之第二權重也就愈高，進而提高目前座標的精確度。
此外，若實景影像120中同時存在里程型指標34與物件型指標36，且處理單元14可辨識出實景影像120中的里程型指標34與物件型指標36，由於里程型指標34之辨識度通常會比物件型指標36之辨識度來得高，因此處理單元14可以里程型指標34為主來計算輔助定位座標。然而，若物件型指標36之辨識度比里程型指標34之辨識度來得高，處理單元14亦可以物件型指標36為主來計算輔助定位座標。當然，處理單元14亦可同時根據里程型指標34與物件型指標36來計算輔助定位座標。
在影像擷取單元12擷取行進路徑32之實景影像120後，處理單元14即會將此實景影像120即時地顯示於顯示單元18上，並且以根據上述之定位方法計算出之目前座標修正相關的導航資訊。藉此，本發明即可藉由影像擷取單元12所擷取之實景影像120來輔助定位，進而提升導航資訊的精確度，並且發揮實景導航的最大效能。
此外，第3圖與第4圖所示之定位方法之控制邏輯可以軟體設計來實現。此軟體可於任何具有資料處理功能之電子裝置中執行，例如智慧型手機、導航裝置或其它具有衛星定位與影像擷取功能之電子裝置。當然，控制邏輯中的各個部分或功能皆可透過軟體、硬體或軟硬體的組合來實現。此外，第3圖與第4圖所示之定位方法之控制邏輯可以儲存於電腦可讀取儲存媒體中的資料而具體化，其中電腦可讀取儲存媒體所儲存之代表指令的資料係可被電子裝置執行以產生控制命令，進而執行對應的功能。
綜上所述，當處理單元辨識出影像擷取單元所擷取之實景影像中存在指標時，處理單元即會根據辨識出的指標計算輔助定位座標，並且根據衛星定位座標與輔助定位座標計算對應行進路徑之目前座標。換言之，本發明係透過由實景影像中取得輔助定位座標，並且將此輔助定位座標與衛星定位座標結合，藉以將實景與導航整合在一起，而達到以實景影像輔助定位的效果。因此，當衛星定位的精準度降低或是導航裝置處於遮蔽環境而收不到衛星定位訊號時，本發明即可藉由影像擷取單元所擷取之實景影像來輔助定位，進而提升導航資訊的精確度，並且發揮實景導航的最大效能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1．．．定位系統
10．．．訊號接收單元
12．．．影像擷取單元
14．．．處理單元
16．．．儲存單元
18．．．顯示單元
30．．．車輛
32．．．行進路徑
34、36．．．指標
100．．．衛星定位訊號
120．．．實景影像
160．．．地圖資料庫
S10-S20、S200-S204．．．步驟
第1圖為本發明一實施例之用於實景導航之定位系統的功能方塊圖。
第2圖為第1圖中的定位系統裝設於車輛中的示意圖。
第3圖為本發明一實施例之用於實景導航之定位方法的流程圖。
第4圖為第3圖中的步驟S110的詳細流程圖。
第5圖為第1圖中的影像擷取單元所擷取的實景影像中存在指標的示意圖。
第6圖為第1圖中的影像擷取單元所擷取的實景影像中存在另一指標的示意圖。
S10-S20．．．步驟

Claims (18)

  1. 一種用於實景導航之定位方法，包含：接收一衛星定位訊號；根據該衛星定位訊號計算一衛星定位座標；擷取一行進路徑之一實景影像；辨識該實景影像中是否存在一指標；若該實景影像中存在該指標，根據該指標計算一輔助定位座標；指定一第一權重予該衛星定位座標；指定一第二權重予該輔助定位座標；以及分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算對應該行進路徑之一目前座標。
  2. 如請求項1所述之用於實景導航之定位方法，其中該第一權重係根據該衛星定位訊號之訊號強度而指定。
  3. 如請求項1所述之用於實景導航之定位方法，其中該第二權重係根據該指標之辨識度而指定。
  4. 如請求項1所述之用於實景導航之定位方法，其中分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算該目前座標之步驟另包含：以下列公式計算該目前座標(Xc,Yc)： 其中，(X1,Y1)為該衛星定位座標，(X2,Y2)為該輔助定位座 標，W1為該第一權重，且W2為該第二權重。
  5. 如請求項1所述之用於實景導航之定位方法，其中該指標為一里程型指標，根據該指標計算一輔助定位座標之步驟另包含：根據該里程型指標於一地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
  6. 如請求項1所述之用於實景導航之定位方法，其中該指標為一物件型指標，根據該指標計算一輔助定位座標之步驟另包含：比對該物件型指標與該行進路徑於一地圖資料庫中之至少一周邊景點；自該至少一周邊景點中選取與該物件型指標相符之一周邊景點；以及根據選取的該周邊景點於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
  7. 一種用於實景導航之定位系統，包含：一訊號接收單元，用以接收一衛星定位訊號；一影像擷取單元，用以擷取一行進路徑之一實景影像；以及一處理單元，電性連接於該訊號接收單元與該影像擷取單元，該處理單元根據該衛星定位訊號計算一衛星定位座標，且辨識該實景影像中是否存在一指標，若該實景影像中存在該指標，該處理單元根據該指標計算一輔助定位座標，指定一第一權重予該衛星定位座標，指定一第二權重予該輔助定位座標，且分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算對應 該行進路徑之一目前座標。
  8. 如請求項7所述之用於實景導航之定位系統，其中該處理單元根據該衛星定位訊號之訊號強度指定該第一權重予該衛星定位座標。
  9. 如請求項7所述之用於實景導航之定位系統，其中該處理單元根據該指標之辨識度指定該第二權重予該輔助定位座標。
  10. 如請求項7所述之用於實景導航之定位系統，其中該處理單元以下列公式計算該目前座標(Xc,Yc)： 其中，(X1,Y1)為該衛星定位座標，(X2,Y2)為該輔助定位座標，W1為該第一權重，且W2為該第二權重。
  11. 如請求項7所述之用於實景導航之定位系統，另包含一儲存單元，電性連接於該處理單元，用以儲存一地圖資料庫，其中該指標為一里程型指標，該處理單元根據該里程型指標於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
  12. 如請求項7所述之用於實景導航之定位系統，另包含一儲存單元，電性連接於該處理單元，用以儲存一地圖資料庫，其中該指標為一物件型指標，該處理單元比對該物件型指標與該行進路徑於該地圖資料庫中之至少一周邊景點，自該至少一周邊景點中選取與該物件型指標相符之一周邊景點，且根據選取的該周邊景點於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
  13. 一種電腦可讀取儲存媒體，用以儲存一組指令，該組指令執行 下列步驟：於接收一衛星定位訊號後，根據該衛星定位訊號計算一衛星定位座標；於擷取一行進路徑之一實景影像後，辨識該實景影像中是否存在一指標；若該實景影像中存在該指標，根據該指標計算一輔助定位座標，指定一第一權重予該衛星定位座標，且指定一第二權重予該輔助定位座標；以及分別以該第一權重與該第二權重對該衛星定位座標與該輔助定位座標進行加權，以計算對應該行進路徑之一目前座標。
  14. 如請求項13所述之電腦可讀取儲存媒體，該組指令執行下列步驟：根據該衛星定位訊號之訊號強度指定該第一權重予該衛星定位座標。
  15. 如請求項13所述之電腦可讀取儲存媒體，該組指令執行下列步驟：根據該指標之辨識度指定該第二權重予該輔助定位座標。
  16. 如請求項13所述之電腦可讀取儲存媒體，該組指令執行下列步驟：以下列公式計算該目前座標(Xc,Yc)： 其中，(X1,Y1)為該衛星定位座標，(X2,Y2)為該輔助定位座 標，W1為該第一權重，且W2為該第二權重。
  17. 如請求項13所述之電腦可讀取儲存媒體，其中該指標為一里程型指標，該組指令執行下列步驟：根據該里程型指標於一地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
  18. 如請求項13所述之電腦可讀取儲存媒體，其中該指標為一物件型指標，該組指令執行下列步驟：比對該物件型指標與該行進路徑於一地圖資料庫中之至少一周邊景點；自該至少一周邊景點中選取與該物件型指標相符之一周邊景點；以及根據選取的該周邊景點於該地圖資料庫中之位置計算該輔助定位座標。
TW101111827A 2012-04-03 2012-04-03 用於實景導航之定位方法、定位系統及電腦可讀取儲存媒體 TWI475191B (zh)

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