一种实景导航系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种实景导航系统，包括：GPS接收器、行车方向获取模块、地图导航模块、实景采集模块和显示模块；其中，显示模块，用于实时显示所述实景采集模块所采集到的所述实景图像，同时，在所述实景图像中实时显示所述地图导航模块所获得的最佳行车方向，进行实景导航。具有以下优点：(1)将导航信息叠加显示到实景图像中，从而为驾驶人员提供直观的导航引导，提高了驾驶人员的驾驶体验；(2)向实景图像中增加了POI图标图示和导航路线显示的辅助导航功能，驾驶人员可选择启动或不启动该辅助导航功能，因此，满足了驾驶人员的不同导航需求，进一步提高了导航体验。
【专利说明】一种实景导航系统
【技术领域】
[0001]本发明属于导航【技术领域】，具体涉及一种实景导航系统。
【背景技术】
[0002]随着电子技术和经济的发展、以及私人汽车的普及，车载导航设备的使用越来越普及。
[0003]车载导航设备主要包括两个部分，一部分是硬件设备，主要包括GPS接收器以及显示设备；另一部分是能够控制导航硬件设备的导航软件。通过车载导航设备，向驾驶人员提供汽车位置、路线计算、语音引导、行驶速度、实时交通等信息，从而辅助驾驶人员驾驶，使驾驶人员快速到达目的地。
[0004]然而，现有导航设备只是基于预存储的电子地图进行导航，驾驶人员在使用该导航设备进行车载导航时，需要将电子地图所显示的导航信息转化为当前所处实际环境的具体导航信息，才能确定当前行车方向，一方面，易分散驾驶人员的注意力，不利于行车安全；另一方面，也降低了导航体验。因此，现有导航方法已难以满足人们的需求。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种实景导航系统，可有效解决上述问题。
[0006]本发明采用的技术方案如下:
[0007]本发明提供一种实景导航系统，包括:
[0008]GPS接收器，用于实时接收被导航车辆的当前地理位置信息；
[0009]行车方向获取模块，用于实时获取被导航车辆的当前行车方向；
[0010]地图导航模块，用于接收并存储目标地点的名称信息，以所述GPS接收器所接收到的所述当前地理位置信息为始发地，获得所述始发地到所述目标地点的最佳导航路线，进而获得所述被导航车辆当前所在位置到达所述目标地点的最佳行车方向；
[0011]实景采集模块，用于根据预设定的实景采集参数，实时采集其取景范围内的实景图像；其中，所述实景采集参数包括采集原点、采集角度、采集方向、近距点值以及远距点值；所述采集原点即为所述被导航车辆的当前位置点；所述采集方向即为所述被导航车辆的当前行车方向；
[0012]显示模块，用于实时显示所述实景采集模块所采集到的所述实景图像，同时，在所述实景图像中实时显示所述地图导航模块所获得的最佳行车方向，进行实景导航。
[0013]优选的，所述实景采集模块为安装于所述被导航车辆的摄像头。
[0014]优选的，所述采集角度指所述实景采集模块的俯仰角。
[0015]优选的，还包括:图像预处理模块，用于对所述实景采集模块所采集到的所述实景图像进行预处理，然后，再将预处理后的实景图像显示到所述显示模块。
[0016]优选的，所述预处理包括:对所述实景采集模块所采集到的所述实景图像的亮度和色度进行调整。
[0017]优选的，通过所述地图导航模块，获得实时导航地图；
[0018]还包括:
[0019]POI图标数据库，用于存储若干个POI名称信息与POI图标信息的对应关系；
[0020]POI图标设置模块，用于接收需要显示的指定POI名称信息；
[0021]图层建立模块，用于将所述实景采集模块采集到的所述实景图像作为下图层，将所述地图导航模块所获得的所述实时导航地图作为上图层；其中，所述上图层位于所述下图层的正上方；所述下图层正对所述显示模块的显示窗口，所述上图层位于所述显示模块的显示窗口的外部；
[0022]投影模型建立模块，用于在所述实时导航地图所在的图层上建立三维坐标系，并在该三维坐标系中建立投影模型，该投影模型的投影视角与所述实景采集设备的采集视角相同，且该投影模型的投影空间与所述实景采集设备的取景范围完全相同；
[0023]投影模块，用于采用所述投影模型建立模块所建立的投影模型，对所述实时导航地图进行投影操作，得到投影后的实时导航地图；
[0024]判断模块，用于判断所述投影后的实时导航地图中，是否存在所述POI图标设置模块所设置的指定POI名称信息；
[0025]查找模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，查找所述POI图标数据库，获得与所述指定POI名称信息对应的指定POI图标；
[0026]描画模块，用于在所述投影后的实时导航地图中的对应位置描画所述查找模块所查找到的所述指定POI图标；
[0027]显示模块，用于将所述描画模块所描画的指定POI图标显示到所述实景图像的对应位置，并将已描画所述指定POI图标的实景图像进行最终显示。
[0028]优选的，所述描画模块基于以下策略描画所述指定POI图标:
[0029]设POI图标显示位置与被导航车辆当前位置之间的距离为L ；
[0030]则:设定POI图标显示大小与距离L之间的线性关系；8卩:L值越大，POI图标显示越小；L值越小，POI图标显示越大。
[0031]优选的，通过所述地图导航模块，获得实时导航地图；
[0032]还包括:
[0033]图层建立单元，用于将所述实景采集模块采集到的所述实景图像作为下图层，将所述地图导航模块所获得的所述实时导航地图作为上图层；其中，所述上图层位于所述下图层的正上方；所述下图层正对所述显示模块的显示窗口，所述上图层位于所述显示模块的显示窗口的外部；
[0034]投影模型建立单元，用于在所述实时导航地图所在的图层上建立三维坐标系，并在该三维坐标系中建立投影模型，该投影模型的投影视角与所述实景采集设备的采集视角相同，且该投影模型的投影空间与所述实景采集设备的取景范围完全相同；
[0035]投影单元，用于采用所述投影模型建立单元所建立的投影模型，对所述实时导航地图进行投影操作，得到投影后的实时导航地图；
[0036]描画单元，用于在所述投影后的实时导航地图中，按预设计的描画策略描画当前取景范围内的最佳导航路线；
[0037]显示模块，用于将所述描画单元所描画的最佳导航路线显示到所述实景图像的对应位置，并将已描画所述最佳导航路线的实景图像进行最终显示。
[0038]优选的，所述预设计的描画策略是指:设置所描画的最佳导航路线的宽度、颜色和动画展示效果。
[0039]本发明提供的实景导航系统，具有以下优点:
[0040](I)将导航信息叠加显示到实景图像中，从而为驾驶人员提供直观的导航引导，提高了驾驶人员的驾驶体验；
[0041](2)向实景图像中增加了 POI图标图示和导航路线显示的辅助导航功能，驾驶人员可选择启动或不启动该辅助导航功能，因此，满足了驾驶人员的不同导航需求，进一步提高了导航体验。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为本发明提供的实景导航系统的结构示意图；
[0043]图2为本发明建立的三维坐标系。
【具体实施方式】
[0044]以下结合附图对本发明进行详细说明:
[0045]如图1所示，本发明提供一种实景导航系统，包括:
[0046]GPS接收器，用于实时接收被导航车辆的当前地理位置信息；
[0047]行车方向获取模块，用于实时获取被导航车辆的当前行车方向；
[0048]地图导航模块，用于接收并存储目标地点的名称信息，以所述GPS接收器所接收到的所述当前地理位置信息为始发地，获得所述始发地到所述目标地点的最佳导航路线，进而获得所述被导航车辆当前所在位置到达所述目标地点的最佳行车方向；
[0049]实景采集模块，用于根据预设定的实景采集参数，实时采集其取景范围内的实景图像；其中，所述实景采集参数包括采集原点、采集角度、采集方向、近距点值以及远距点值；所述采集原点即为所述被导航车辆的当前位置点；所述采集方向即为所述被导航车辆的当前行车方向；其中，采集角度指所述实景采集模块的俯仰角。
[0050]显示模块，用于实时显示所述实景采集模块所采集到的所述实景图像，同时，在所述实景图像中实时显示所述地图导航模块所获得的最佳行车方向，进行实景导航。
[0051]当然，为了进一步提高导航体验，在实景采集模块采集到原始的实景图像后，可以首先对实景图像进行预处理，例如，对实景图像的亮度、色度进行调整等，然后，再将预处理后的实景图像显示到所述显示模块。
[0052]本发明中，实景采集模块可以采用安装于车辆前方的摄像头，通过调整摄像头的采集方向，使摄像头采集方向即为驾驶人员视线方向，也即为被导航车辆的当前行车方向，通过实景采集模块实时采集车辆前方的真实场景图，并将具体导航数据显示到该真实场景图中，因此，实现了三维现实场景的实景导航，驾驶人员在行车过程中，能够非常轻松的获知行车方向，提高了驾驶人员的导航体验。
[0053]本发明提供的实景导航系统，在实现上述实景导航的基本功能后，根据实际需要，也可以灵活增加各类导航辅助功能，满足驾驶人员的不同行车需求。本发明对所设置的导航辅助功能的具体功能形式并不限制，以下仅仅介绍两种具体的导航辅助功能:
[0054](一)POI图标显示功能
[0055]POI图标显示功能是指:在实景采集模块所采集到的实景图像中，显示当前采集范围内的POI图标，其中，POI图标是指驾驶人员预设置的兴趣图标，例如，餐厅图标、汉堡包店图标、充电站图标、加油站图标、医院图标、超市图标或洗手间图标等；并且，POI图标的显示位置即为实景图像中对应的建筑物，例如，在行车过程中，如果当前实景图像中出现医院建筑物，则在该医院建筑物上重点显示医院图标，也就是说，实现了 POI图标与实景建筑物的匹配显示，从而使驾驶人员能够迅速定位到感兴趣的建筑物。具体的，通过以下技术实现:
[0056]POI图标数据库，用于存储若干个POI名称信息与POI图标信息的对应关系；Ρ0Ι图标数据库根据实际需要，可定时更新，不断加入各类驾驶人员感兴趣的POI图标。此外，本发明对POI图标的具体设计样式也不限制，只要能够实现通过观察POI图标，即可快速使人获知其所代表的POI名称即可，例如，对于汉堡包店的POI图标，可以设计为一个汉堡包的图片；对于餐厅的POI图标，可以设计为刀叉的图片；对于超市的POI图标，可以设计为一个购物车的图片。
[0057]POI图标设置模块，用于接收需要显示的指定POI名称信息；也就是说，由于POI图标数据库中存储了大量的POI名称信息与POI图标信息的对应关系，而针对驾驶员的具体需要，如果某个时刻，其需求为快速定位到附近的一个加油站，则通过POI图标设置模块，设置需要显示的指定POI名称信息为加油站，则在后续过程中，只会定位并显示附件加油站的POI图标。
[0058]图层建立模块，用于将所述实景采集模块采集到的所述实景图像作为下图层，将所述地图导航模块所获得的所述实时导航地图作为上图层；其中，所述上图层位于所述下图层的正上方；所述下图层正对所述显示模块的显示窗口，所述上图层位于所述显示模块的显示窗口的外部；
[0059]投影模型建立模块，用于在所述实时导航地图所在的图层上建立三维坐标系，并在该三维坐标系中建立投影模型，该投影模型的投影视角与所述实景采集设备的采集视角相同，且该投影模型的投影空间与所述实景采集设备的取景范围完全相同；
[0060]投影模块，用于采用所述投影模型建立模块所建立的投影模型，对所述实时导航地图进行投影操作，得到投影后的实时导航地图；
[0061]由于地图导航模块输出的原始的实时导航地图与实景图像不在同一坐标系下，因此，对于某一相同元素，例如，医院A，原始的实时导航地图的虚拟元素与实景图像中的实景元素无法重合，导致难以将实时导航地图与实景图像进行有效关联。因此，本发明中，对原始的实时导航地图进行上述投影操作，从而使投影后的实时导航地图与实景图像进行有效关联，又由于投影后的实时导航地图位于实景图像的下层，因此，实现了实时导航地图和实景图像的相同元素重合的效果，例如，实景图像上显示的某一医院建筑物，与实时导航地图中的医院建筑物重合。
[0062]判断模块，用于判断所述投影后的实时导航地图中，是否存在所述POI图标设置模块所设置的指定POI名称信息；
[0063]查找模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，查找所述POI图标数据库，获得与所述指定POI名称信息对应的指定POI图标；
[0064]描画模块，用于在所述投影后的实时导航地图中的对应位置描画所述查找模块所查找到的所述指定POI图标；其中，可设置不同的描画策略，在对应位置描画指定POI图标，例如，设POI图标显示位置与被导航车辆当前位置之间的距离为LJU:设定POI图标显示大小与距离L之间的线性关系；8卩:L值越大，POI图标显示越小山值越小，POI图标显示越大。
[0065]显示模块，用于将所述描画模块所描画的指定POI图标显示到所述实景图像的对应位置，并将已描画所述指定POI图标的实景图像进行最终显示。
[0066]由于投影后的实时导航地图与实景图像上下元素完全对应，因此，在实时导航地图中的某一位置A描画指定POI图标，即可将所描画的指定POI图标显示到实景图像上，从而实现了 POI图标与实景建筑物的匹配显示，方便驾驶人员迅速定位到感兴趣的建筑物。
[0067]( 二)导航路线显示功能
[0068]导航路线显示功能是指:在实景采集模块所采集到的实景图像中，显示当前采集范围内的导航路线，并且，所显示的导航路线可叠加到实景图像的对应道路上，从而方便驾驶人员直观获知行车方向，迅速到达目的地。具体的，通过以下技术实现:
[0069]图层建立单元，用于将所述实景采集模块采集到的所述实景图像作为下图层，将所述地图导航模块所获得的所述实时导航地图作为上图层；其中，所述上图层位于所述下图层的正上方；所述下图层正对所述显示模块的显示窗口，所述上图层位于所述显示模块的显示窗口的外部；
[0070]投影模型建立单元，用于在所述实时导航地图所在的图层上建立三维坐标系，并在该三维坐标系中建立投影模型，该投影模型的投影视角与所述实景采集设备的采集视角相同，且该投影模型的投影空间与所述实景采集设备的取景范围完全相同；
[0071]投影单元，用于采用所述投影模型建立单元所建立的投影模型，对所述实时导航地图进行投影操作，得到投影后的实时导航地图；
[0072]描画单元，用于在所述投影后的实时导航地图中，按预设计的描画策略描画当前取景范围内的最佳导航路线；其中，预设计的描画策略包括但不限于:设置所描画的最佳导航路线的宽度、颜色和动画展示效果等，从而提高驾驶人的视觉体验度和导航逼真度。
[0073]显示模块，用于将所述描画单元所描画的最佳导航路线显示到所述实景图像的对应位置，并将已描画所述最佳导航路线的实景图像进行最终显示。
[0074]为突出导航路线显示的逼真度，可以以道路的形式显示导航路线，也就是说，导航路线具有一个较宽的宽度，例如3?6厘米，因此，如果将导航路线显示在实景图像中的真实道路上，存在导航路线遮挡真实道路的不足，因此，可以将导航路线显示到天空，与实景图像中的真实道路上下对称。具体实现过程为:
[0075]如果不进行导航路线翻转，则需建立如图2所示的三维坐标系，此时，眼睛位置位于原点，投影方向为Z轴负方向，显示的导航路线是垂直于视线的；而如果需要进行导航路线翻转，则将投影方向沿X轴旋转270度，将导航路线旋转到眼睛上侧、且与视线的水平平面平行的一个平面，即可实现导航路线漂浮在天空之中的效果。
[0076]需要强调的是，本发明中，导航路线显示功能中涉及到的图层建立单元，与POI图标显示功能中的图层建立模块，可以通过一个功能模块实现，也可以通过两个功能模块实现，本发明对此并不限制。对于投影模型建立单元、投影单元、描画单元分别与投影模型建立模块、投影模块和描画模块的关系，和图层建立单元与图层建立模块的关系相同，不再赘述。
[0077]综上所述，本发明提供的实景导航系统，具有以下优点:
[0078](I)将导航信息叠加显示到实景图像中，从而为驾驶人员提供直观的导航引导，提高了驾驶人员的驾驶体验；
[0079](2)向实景图像中增加了 POI图标图示和导航路线显示的辅助导航功能，驾驶人员可选择启动或不启动该辅助导航功能，因此，满足了驾驶人员的不同导航需求，进一步提高了导航体验。
[0080](3)在技术实现上，具有实现过程简单、配置复杂度低、运行速度快等优点，可以应用于车载导航系统，也可以作为APP，安装到手机等终端设备，具有使用灵活多样的优点。
[0081]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种实景导航系统，其特征在于，包括: 6？8接收器，用于实时接收被导航车辆的当前地理位置信息； 行车方向获取模块，用于实时获取被导航车辆的当前行车方向； 地图导航模块，用于接收并存储目标地点的名称信息，以所述⑶3接收器所接收到的所述当前地理位置信息为始发地，获得所述始发地到所述目标地点的最佳导航路线，进而获得所述被导航车辆当前所在位置到达所述目标地点的最佳行车方向； 实景采集模块，用于根据预设定的实景采集参数，实时采集其取景范围内的实景图像；其中，所述实景采集参数包括采集原点、采集角度、采集方向、近距点值以及远距点值；所述采集原点即为所述被导航车辆的当前位置点；所述采集方向即为所述被导航车辆的当前行车方向； 显示模块，用于实时显示所述实景采集模块所采集到的所述实景图像，同时，在所述实景图像中实时显示所述地图导航模块所获得的最佳行车方向，进行实景导航。
2.根据权利要求1所述的实景导航系统，其特征在于，所述实景采集模块为安装于所述被导航车辆的摄像头。
3.根据权利要求1所述的实景导航系统，其特征在于，所述采集角度指所述实景采集模块的俯仰角。
4.根据权利要求1所述的实景导航系统，其特征在于，还包括:图像预处理模块，用于对所述实景采集模块所采集到的所述实景图像进行预处理，然后，再将预处理后的实景图像显示到所述显示模块。
5.根据权利要求4所述的实景导航系统，其特征在于，所述预处理包括:对所述实景采集模块所采集到的所述实景图像的亮度和色度进行调整。
6.根据权利要求5所述的实景导航系统，其特征在于，通过所述地图导航模块，获得实时导航地图； 还包括: ？01图标数据库，用于存储若干个？01名称信息与？01图标信息的对应关系； ？01图标设置模块，用于接收需要显示的指定？01名称信息； 图层建立模块，用于将所述实景采集模块采集到的所述实景图像作为下图层，将所述地图导航模块所获得的所述实时导航地图作为上图层；其中，所述上图层位于所述下图层的正上方；所述下图层正对所述显示模块的显示窗口，所述上图层位于所述显示模块的显示窗口的外部； 投影模型建立模块，用于在所述实时导航地图所在的图层上建立三维坐标系，并在该三维坐标系中建立投影模型，该投影模型的投影视角与所述实景采集设备的采集视角相同，且该投影模型的投影空间与所述实景采集设备的取景范围完全相同； 投影模块，用于采用所述投影模型建立模块所建立的投影模型，对所述实时导航地图进行投影操作，得到投影后的实时导航地图； 判断模块，用于判断所述投影后的实时导航地图中，是否存在所述？01图标设置模块所设置的指定？01名称信息； 查找模块，用于当所述判断模块的判断结果为是时，查找所述？01图标数据库，获得与所述指定？01名称信息对应的指定？01图标； 描画模块，用于在所述投影后的实时导航地图中的对应位置描画所述查找模块所查找到的所述指定？01图标； 显示模块，用于将所述描画模块所描画的指定？01图标显示到所述实景图像的对应位置，并将已描画所述指定？01图标的实景图像进行最终显示。
7.根据权利要求6所述的实景导航系统，其特征在于，所述描画模块基于以下策略描画所述指定？01图标: 设？01图标显示位置与被导航车辆当前位置之间的距离为I ； 则:设定？01图标显示大小与距离I之间的线性关系；即丄值越大，？01图标显示越小；I值越小，？01图标显示越大。
8.根据权利要求5所述的实景导航系统，其特征在于，通过所述地图导航模块，获得实时导航地图； 还包括: 图层建立单元，用于将所述实景采集模块采集到的所述实景图像作为下图层，将所述地图导航模块所获得的所述实时导航地图作为上图层；其中，所述上图层位于所述下图层的正上方；所述下图层正对所述显示模块的显示窗口，所述上图层位于所述显示模块的显示窗口的外部； 投影模型建立单元，用于在所述实时导航地图所在的图层上建立三维坐标系，并在该三维坐标系中建立投影模型，该投影模型的投影视角与所述实景采集设备的采集视角相同，且该投影模型的投影空间与所述实景采集设备的取景范围完全相同； 投影单元，用于采用所述投影模型建立单元所建立的投影模型，对所述实时导航地图进行投影操作，得到投影后的实时导航地图； 描画单元，用于在所述投影后的实时导航地图中，按预设计的描画策略描画当前取景范围内的最佳导航路线； 显示模块，用于将所述描画单元所描画的最佳导航路线显示到所述实景图像的对应位置，并将已描画所述最佳导航路线的实景图像进行最终显示。
9.根据权利要求8所述的实景导航系统，其特征在于，所述预设计的描画策略是指:设置所描画的最佳导航路线的宽度、颜色和动画展示效果。
【文档编号】G01C21/36GK104359487SQ201410637458
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月13日 优先权日:2014年11月13日
【发明者】朱小莹, 石福, 刘方 申请人:沈阳美行科技有限公司