TWI584224B - 三維地圖產生方法 - Google Patents

Description

三維地圖產生方法

本發明有關於一種地圖產生方法，特別是一種三維地圖產生方法。

隨著科技的進步，大多數的導航系統上都是利用二維地圖來進行導航。然而，由於使用者駕駛車輛行駛於道路上時，有時會經過高架橋和平面道路共存的路段，若是以二維地圖來進行指示，使用者常常會不清楚導航系統指示的是高架橋還是平面道路，則可能會造成走錯路的情況發生。

因此，導航系統上所使用的地圖仍有改善的空間。

有鑒於此，本發明提供一種三維地圖產生方法，藉以增加三維地圖產生的便利性，並且進行導航時，可以清楚地得知對應的路況，以避免以二維地圖來進行導航時，由其是在有高架橋和平面道路共存的情況，容易造成走錯路的情況發生，進而增加使用者的體驗。

本發明提供一種三維地圖產生方法，適於一三維地圖產生裝置。三維地圖產生方法包括下列步驟。感測三維地圖產生裝置與多個周圍物件的距離，以產生多個距離資訊。感測三維地圖產生裝置的高度狀態，以提供高度資訊。 感測三維地圖產生裝置的周圍影像，以提供多個影像資訊。提供周圍物件的底部輪廓。提供至少一局部二維地圖資訊。接收並依據距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊，產生至少一局部三維地圖。

根據本發明所揭露的三維地圖產生方法，藉由對感測的距離資訊、高度資訊、影像資訊以及所提供的周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊進行處理，以產生對應的局部三維地圖。如此一來，可增加三維地圖產生的便利性，並且進行導航時，可以清楚地得知對應的路況，以避免以二維地圖來進行導航時，由其是在有高架橋和平面道路共存的情況，容易造成走錯路的情況發生。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

100、400‧‧‧三維地圖產生裝置

110‧‧‧距離感測單元

120‧‧‧高度感測單元

130‧‧‧影像感測單元

140‧‧‧輪廓提供單元

150‧‧‧二維地圖資料庫

160‧‧‧處理單元

410‧‧‧匹配單元

420‧‧‧接合單元

此處所說明的圖式用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用於解釋本申請，並不構成對本申請的不當限定。在圖式中：

圖1是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生裝置的示意圖。

圖2是本發明一實施例之局部三維地圖的示意圖。

圖3是本發明一實施例之局部三維地圖的另一示意圖。

圖4是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生裝置的另一示意圖。

圖5是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生方法的流程圖。

圖6是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生方法的另一流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

如在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。如在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的“包含”或“包括”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定於”或者“包括但不限定於”。“大致”是指在可接收的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性耦接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性耦接於所述第二裝置，或通過其他裝置或耦接手段間接地電性耦接至所述第二裝置。說明書後續描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，並非用以限定本申請的範圍。本申請的保護範圍當視所附申請專利範圍所界定者為准。

還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者系統不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過 程、方法、商品或者系統所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，並不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者系統中還存在另外的相同要素。

在以下所列舉的各實施例中，將以相同的標號代表相同或相似的元件或物件。

圖1是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生裝置的示意圖。本實施例之三維地圖產生裝置100適於導航系統，也就是說，導航系統上可顯示三維地圖產生裝置100所產生的三維地圖，以增加使用者的體驗。並且，三維地圖產生裝置100可配置於行動載具上，例如車輛。

三維地圖產生裝置100包括多個距離感測單元110、高度感測單元120、多個影像感測單元130、輪廓提供單元140、二維地圖資料庫150與處理單元160。

距離感測單元110感測三維地圖產生裝置100與多個周圍物件的距離，以產生多個距離資訊。在本實施例中，距離感測單元110例如為雷達感測器或紅外線感測器。其中，周圍物件例如包括建築物、安全島與交通設施(如橋墩、公車站、人行道、河堤圍牆等)等。

高度感測單元120感測三維地圖產生裝置100的高度狀態，以提供高度資訊。在本實施例中，高度感測單元120可為定位儀器，例如全球定位系統(Global Positioning System,GPS)，用以提供三維地圖產生裝置100所處的海拔高度。

影像感測單元130感測三維地圖產生裝置100的周圍影像，以提供多個影像資訊。在本實施例中，影像感測單元130例如為電荷耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)攝影鏡頭或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)攝影鏡頭。其中，影像資訊例如包括周圍的道路、建築物、高架橋等影像。

輪廓提供單元140提供周圍物件的底部輪廓，以作為將周圍物件以三維成形的基底。其中，使用者可預先將周圍物件對應的底部輪廓儲存輪廓提供單元140中。

二維地圖資料庫150提供至少一局部二維地圖資訊。也就是說，使用者可預先將二維地圖資訊儲存至二維地圖資料庫150，以便後續的處理。

處理單元160耦接距離感測單元110、高度感測單元120、影像感測單元130、輪廓提供單元140與二維地圖資料庫150，接收並依據距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊，產生至少一局部三維地圖。

進一步來說，前述距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊對應到相同的地理位置參數。其中，地理位置參數可以包括經度和緯度。也就是說，處理單元160會隨時取得當前的地理位置參數，並將所接收到的所有資訊給予當前的地理位置參數，亦即相同的地理位置參數。如此一來，處理單元160可以依據地理位置參數，找到對應的距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與局部二維地圖資訊，以產生對應的三維地圖，如圖2或圖3所示，以增加三維地圖產生的便利性。

更進一步來說，在本實施例中，處理單元160更可依據影像資訊，計算影像資訊的像素值。也就是說，處理單元160可將接收的影像資訊以像素的方式分解，在對影像資訊中的各物件所對應的像素值進行計算，進而獲得周圍物 件的高度參數、道路的寬度參數、標線參數、交通物件的寬度和高度參數，以增加三維地圖產生的便利性。其中，交通物件例如為紅綠燈、警告標誌、指示標誌等。

圖2和圖3分別示出一般道路和有高架橋的三維地圖，並且圖2和圖3可應用於導航系統。如此一來，使用者利用三維地圖來進行導航時，可以清楚地得知對應的路況，以避免以二維地圖來進行導航時，由其是在有高架橋和平面道路共存的情況，容易造成走錯路的情況發生，進而增加使用者的體驗。

圖4是本發明一實施例之局部三維地圖的示意圖。本實施例之三維地圖產生裝置400包括多個距離感測單元110、高度感測單元120、多個影像感測單元130、輪廓提供單元140、二維地圖資料庫150、處理單元160、匹配單元410與接合單元420。其中，距離感測單元110、高度感測單元120、影像感測單元130、輪廓提供單元140、二維地圖資料庫150與處理單元160的實施方式可參考圖1之實施例的說明，故在此不再贅述。在本實施例中，至少一局部二維地圖資訊例如為多個，至少一局部三維地圖例如為多個。

匹配單元410耦接處理單元160，接收局部三維地圖，並將局部三維地圖進行匹配，以產生多個對應關係。也就是說，處理單元160所產生的局部三維地圖都會對應到一地理位置參數，而匹配單元410可根據這些地理位置參數，找到這些局部三維地圖之間的對應關係。

接合單元420耦接處理單元160與匹配單元420，接收局部三維地圖與對應關係，依據對應關係，以接合局部三維地圖。如此一來，可以有效增加三維地圖製作的完整性。

由上述實施例的說明，可以歸納出一種三維地圖產生方法。圖5是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生方法的流程圖。本發明所揭露的三維地圖產生方法適於導航系統。

在步驟S502中，感測三維地圖產生裝置與多個周圍物件的距離，以產生多個距離資訊。在步驟S504中，感測三維地圖產生裝置的高度狀態，以提供高度資訊。在步驟S506中，感測三維地圖產生裝置的周圍影像，以提供多個影像資訊。

在步驟S508中，提供周圍物件的底部輪廓。在步驟S510中，提供至少一局部二維地圖資訊。在步驟S512中，接收並依據距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊，產生至少一局部三維地圖。

在本實施例中，距離感測單元例如為雷達感測器或紅外線感測器；高度感測單元例如為定位單元；影像感測單元例如為電荷耦合元件攝影鏡頭或互補式金屬氧化物半導體攝影鏡頭。並且，距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊對應到相同的地理位置參數。其中，前述地理位置參數例如包括經度和緯度。

另外，步驟S512進一步包括依據影像資訊，計算影像資訊的像素值，以獲得周圍物件的高度參數、道路的寬度參數、標線參數、交通物件的寬度和高度參數，以作為產生至少一局部三維地圖的依據。

圖6是本發明一實施例所揭露的三維地圖產生方法的另一流程圖。本發明所揭露的三維地圖產生方法適於導航系統。另外，在本實施例中，至少一局部二維地圖資訊為多個，至少一局部三維地圖為多個。

在步驟S502中，感測三維地圖產生裝置與多個周圍物件的距離，以產生多個距離資訊。在步驟S504中，感測三維地圖產生裝置的高度狀態，以提供高度資訊。在步驟S506中，感測三維地圖產生裝置的周圍影像，以提供多個影像資訊。

在步驟S508中，提供周圍物件的底部輪廓。在步驟S510中，提供至少一局部二維地圖資訊。在步驟S512中，接收並依據距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊，產生至少一局部三維地圖。

在步驟S614中，接收上述局部三維地圖，並將局部三維地圖進行匹配，以產生多個對應關係。在步驟S616中，接收局部三維地圖與對應關係，依據對應關係，以接合局部三維地圖。

在本實施例中，距離感測單元例如為雷達感測器或紅外線感測器；高度感測單元例如為定位單元；影像感測單元例如為電荷耦合元件攝影鏡頭或互補式金屬氧化物半導體攝影鏡頭。並且，距離資訊、高度資訊、影像資訊、周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊對應到相同的地理位置參數。其中，前述地理位置參數例如包括經度和緯度。

另外，步驟S512進一步包括依據影像資訊，計算影像資訊的像素值，以獲得周圍物件的高度參數、道路的寬度參數、標線參數、交通物件的寬度和高度參數，以作為產生至少一局部三維地圖的依據。

綜合上述，本發明實施例所揭露的三維地圖產生方法，對感測的距離資訊、高度資訊、影像資訊以及所提供的周圍物件的底部輪廓與至少一局部二維地圖資訊進行處理，以產生對應的局部三維地圖。如此一來，可增加三維地 圖產生的便利性，並且進行導航時，可以清楚地得知對應的路況，以避免以二維地圖來進行導航時，由其是在有高架橋和平面道路共存的情況，容易造成走錯路的情況發生。另外，還可將多個局部三維地圖進行匹配及接合，以增加三維地圖製作的完整性。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (5)

1. 一種三維地圖產生方法，適於一三維地圖產生裝置，該三維地圖產生方法包括：感測該三維地圖產生裝置與多個周圍物件的距離，以產生多個距離資訊，其中該些周圍物件包括建築物、安全島與交通設施；感測該三維地圖產生裝置的一高度狀態，以提供一高度資訊；感測該三維地圖產生裝置的周圍影像，以提供多個影像資訊；提供該些周圍物件的底部輪廓；提供至少一局部二維地圖資訊；以及接收並依據該些距離資訊、該高度資訊、該些影像資訊、該些周圍物件的底部輪廓與該至少一局部二維地圖資訊，產生至少一局部三維地圖。
2. 如請求項1所述的三維地圖產生方法，其中該些距離資訊、該高度資訊、該些影像資訊、該些周圍物件的底部輪廓與該至少一局部二維地圖資訊對應到相同的一地理位置參數。
3. 如請求項1所述的三維地圖產生方法，其中該地理位置參數包括經度和緯度。
4. 如請求項1所述的三維地圖產生方法，其中該處理單元依據該些影像資訊，計算該些影像資訊的像素值，以獲得該些周圍物件的高度參數、道路的寬度參數、標線參數、交通物件的寬度和高度參數。
5. 如請求項1所述的三維地圖產生方法，其中該至少一局部二維地圖資訊為多個，該至少一局部三維地圖為多個，三維地圖產生方法更包括： 接收該些局部三維地圖，並將該些局部三維地圖進行匹配，以產生多個對應關係；以及接收該些局部三維地圖與該些對應關係，依據該些對應關係，以接合該些局部三維地圖。