一种车辆导航方法、装置及存储介质与流程

本发明属于导航技术领域，特别涉及一种车辆导航方法、装置及存储介质。

背景技术：

随着社会的发展，采用车辆出行越来越普遍，车辆在行驶过程中，会经常遇到分支较多的路口，例如高速公路立交桥，或者是城市道路立交桥，又或者是城市道路地面道路、高架道路、地下道路混合交通等路口，尤其是当许多分支的路口都是属于向同一个方向行驶，或者这些路口是向相近的方向上行驶的时候，又或者是这些路口先向相近的方向行驶然后再进行多方向分支的时候，车辆驾驶人员在车辆行驶过程中很难准确的分辨出来具体应该走哪个路口，从而很容易走错路口，造成绕路和时间的浪费。此外，如果驾驶人员采用减速或者停车的方式进行确认，则又容易造成严重的交通事故。

现有的在车辆上装的手机地图导航、行车记录仪导航、车机导航等导航设备，或者实景地图、路口放大地图等实景导航设备，又或者gps定位、惯性导航等位置采集设备都只是解决的导航问题，并且实景导航由于显示的实景多数为数字建模的方式模拟的实景或者是固定拍摄的照片的实景，从而与车辆行驶的实际路况和视角存在较大的差异；而导航提示的方式多为声音或者显示屏，则需要在分散车辆驾驶人员的注意力的情况下才能看到导航指示。因此在实际行车过程中，当存在多分支的路口的复杂路况时，并不能提供让车辆驾驶者快速响应，并做出正确决定的行车路线指示。

如何在驾驶者不分散注意力的情况下实现行车路线指示越来越成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种车辆导航方法、装置及存储介质，该方法实现车道行驶过程中的精确导航，使得导航的效率和精确度高。

本发明的目的在于提供一种车辆导航方法，包括，

图像采集装置采集预设范围内的图像数据；

采用图像识别技术获取已采集图像数据中的分支路口；

将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识；

将行车路线指示标识投射到驾驶者视野前方；

跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置。

可选地，所述图像采集装置采集预设范围内的图像数据之前还包括将所述图像采集装置采集的视场角与行车路线指示装置的视场角进行标定，具体包括以下步骤：

确定车辆的类型；

基于车辆的类型，获取车辆高度信息、车辆宽度信息、车玻璃的位置信息中一种或多种车辆信息；

根据车辆信息对所述图像采集装置和行车路线指示装置的视场角进行标定。

可选地，所述采用图像识别技术获取已采集图像数据中的分支路口还包括，

确定图像数据中是否具有车道线；

若图像数据中具有车道线，则识别出图像数据中的车道线，并划分车道和行进方向；

若图像数据中没有车道线，采取边沿检测算法或者梯度检测算法划分行进方向，并根据行进方向的宽度来划分当前行进方向上的车道。

可选地，所述将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识包括，

获取行车方向信息、前方路口的距离信息、方位信息中一种或多种导航信息；

基于上述导航信息，预设前方的分支路口类型；

基于上述导航信息和预设出的前方的分支路口类型，将划分出的车道与导航提示的车道进行匹配。

可选地，所述将划分出的车道与导航提示的车道进行匹配包括，

在一个行进方向上优先匹配划分出的车道数量最多的分支路口类型；和/或，

划分出的车道与导航提示的车道无法匹配出对应分支路口类型的情况下，以划分出的车道的最左侧车道为第一匹配对象，以此类推进行匹配。

可选地，所述跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置，具体包括以下步骤：

确定驾驶者视野范围；

将驾驶者视野范围作为投射行车路线指示标识的范围；

基于行车方向，投射行车路线指示标识，直到当前行车路线指示标识投射的方向为车辆行驶的正前方。

可选地，所述投射的行车路线指示标识的位置与驾驶者视野看到的前方的需要选择行进的道路分支路口的方向始终保持一致。

可选地，还包括，

基于车辆内部和车辆外部的光线，调整行车路线指示标识的显示状态。

本发明的另一目的在于提供一种车辆导航装置，包括，

图像采集装置，用于采集预设范围内的图像数据；

获取模块，用于采用图像识别技术获取已采集图像数据中的分支路口；

计算模块，用于将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识；

行车路线指示装置，用于将行车路线指示标识投射到驾驶者视野前方，

并跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的任一项所述的车辆导航方法。

本发明的车辆导航方法直接获取行车路线指示标识直接与行进中的车道相匹配导航，并跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置，让驾驶者不分散注意力的情况下实现行车路线指示，能够使得车辆驾驶者快速响应，使得驾驶者对路线把握更加准确，提升驾驶者的驾驶体验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例中的一种车辆导航方法流程示意图；

图2示出了本发明实施例中的一种车辆标定结果参考示意图；

图3示出了本发明实施例中的一种车辆导航装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的车辆导航方法进行详细地说明。

请参阅图1，本发明实施例中介绍了一种车辆导航方法，包括，首先，图像采集装置采集预设范围内的图像数据，具体的图像采集装置为摄像头；其次，采用图像识别技术获取已采集图像数据中的分支路口；然后，将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识；最后，通过行车路线指示装置将行车路线指示标识投射到驾驶者视野前方，具体的，是投射到车辆的前方挡风玻璃上，当然也可以是其他位于驾驶者视野前方，并不影响驾驶者视线的装置上，并且跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置。通过上述方法，直接获取行车路线指示标识，并直接与车辆行进中的车道相匹配导航，此外还跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置，让驾驶者不分散注意力的情况下实现更加直观的获取到行车路线指示，能够使得车辆驾驶者快速响应，使得驾驶者对路线把握更加准确，提升了驾驶者的驾驶体验。

本实施例中，在所述图像采集装置采集预设范围内的图像数据之前还包括将图像采集装置采集的视场角与行车路线指示装置的视场角进行标定，具体包括以下步骤：

首先，确定车辆的类型；由于车辆的类型不同，车辆的前挡风玻璃的角度不同，因此在预设图像采集装置安装角度和行车路线指示装置的安装角度时，车辆的前挡风玻璃角度，对于不同车型是固定的，因此需要匹配当前车辆的车型，并根据车型给出推荐的安装角度和位置，从而车型的确定使得图像采集装置和行车路线指示装置更加便于安装，且使得最终获得行车路线指示标识更加的精确。此外，需要说明的是：由于标定的核心是将摄像头采集到的路面信息与行车路线指示装置投射的信息进行标定，主要基于的原则是不同的车型车辆驾驶者的视野中线相对固定，由于驾驶者主要是左右转向和前向以及小幅度的上坡和下坡，因此，驾驶者的视野相对固定视野(眼睛)高度并不影响行车路线指示装置的投射效果，即每种车型下，驾驶者的视野范围也是相对固定的(忽略视野高度对行车视线范围的影响)。

其次，基于车辆的类型，获取以下一种或多种车辆信息：车辆高度、车辆宽度信息、车玻璃的位置；车型已知的条件下，获取车辆信息也是确定的，则能够使得设备的安装精确性更高。

然后，根据车辆信息对图像采集装置和行车路线指示装置的视场角进行标定。具体的，将图像采集装置安装于车玻璃的中间位置，行车路线指示装置安装于驾驶座位中心线上；示例性的，请参阅图2，图像采集装置为摄像头，图像采集装置的安装角度和位置需要保障图像采集装置采集到的图像视野为车辆车头的正前方，且车辆直行的行进方向与图像采集装置中线一致。行车路线指示装置的安装角度和位置需要保障行车路线指示装置投射的中线为车辆车头的正前方，且车辆直行的行进方向与行车路线指示装置的投射中线一致。这样的设置能够使得投射的行车路线指示标识更加的直观。

在具体的实施例中，以车玻璃为横向基准，以驾驶座位中心线为纵向基准，通过空间坐标系将图像采集装置和驾驶者视野进行坐标转换，得到图像采集装置的视场角与行车路线指示装置的视场角之间的匹配关系。标定后的行车指示的投影区域与行驶方向相对应，行车指示标识的显示范围在投影区域内可以左右浮动，因此对于驾驶者的视野位置也有一定的活动范围，从而不需要对驾驶者的个人信息进行特殊限定，且这样的设置能够使得投射的行车路线指示标识更加的直观，图2中以有四个行驶方向、且投影至车玻璃上为示例性说明，四个行驶方向分别为行驶方向1、行驶方向2、行驶方向3以及行驶方向4，行车指示投影即由行车指示标识装置进行投影，投影形成5个投影区域，分别为投影区域1、投影区域2、投影区域3、投影区域4以及投影区域5。

本实施例中，所述采用图像识别技术获取已采集图像数据中的分支路口还包括，确定图像数据中是否具有车道线；若图像数据中具有车道线，则识别出图像数据中的车道线，并划分车道和行进方向；若图像数据中没有车道线，采取边沿检测算法或者梯度检测算法划分行进方向，并根据行进方向的宽度来划分当前行进方向上的车道。进一步地，还包括识别出划分出的车道的类型，车道的类型可以但不限于直行、转弯、分支路口等。

示例性的，并根据行进方向的宽度来划分当前行进方向上的车道时按照以下情况划分：一般车道宽度为：2.8米～3.5米之间，例如在没有车道线的情况下，以护栏为行进方向边界，如果行进方向宽度判断为12米，由于车道到护栏是需要有间隔的(通常为0.3～0.5米，或者2米以内)，则应该划分为3个车道。

本实施例中，所述将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识包括，首先，获取以下一种或多种导航信息：行车方向、前方路口的距离信息、方位信息；然后，基于上述导航信息，预设前方的分支路口类型；其中，分支路口的类型与车道的类型一致，包括但不限于直行、转弯、分支路口等。最后，基于上述导航信息和预设出的前方的分支路口类型，将划分出的车道与导航提示的车道进行匹配。具体的，采用特征匹配的方法实现车道方向和车道数量的匹配关系，示例性的，选择一些车道上的标志性特征进行匹配，其中，标志性特征可以但不限于车道的最左侧护栏、车道分支的护栏、车道分支的地标线、车道最右侧的护栏、车道上的黄线以及车道上的实线，以这些标志性特征作为图像采集装置采集到的图像和导航提示的路口情况的特征进行匹配。

本实施例汇总，所述将划分出的车道与导航提示的车道进行匹配还包括对于划分出的车道不能完全与导航提示的车道匹配上的，即摄像头识别出来的车道结果与导航不一致的情况下，按如下原则进行匹配：1)、基于导航提示，在一个行进方向上优先匹配划分出的车道数量最多的分支路口类型；并以此为基础进行其他车道的匹配，如导航提示前方有4车道直行和2车道右转分支路口，那么当图像采集装置识别出4车道为一个独立的行进方向的时候，则将划分出的车道自动匹配到导航提示的前方4车道直行；然后在行驶过程中，若出现新的车道类型，则继续基于导航提示进行匹配；2)、基于导航提示，二者无法匹配出对应分支路口类型(车道类型)的情况下，以划分出的车道的最左侧车道为第一匹配对象，以此类推进行匹配。例如，图像采集装置识别出最左侧车道为左转车道时，与导航提示进行匹配，再依次进行其他单个车道的匹配。例如：摄像头识别车道为左转，导航提示为直行的情况的时候，以摄像头提示的信息为准，并在左转一定角度后，继续跟踪摄像头的采集到的图像数据，并根据实时采集到的数据修正行车路线指示标识的指示方向，向导航提示的直行方向引导。在对划分出的车道实时匹配的过程中，充分的考虑了摄像头识别出来的车道结果与导航不一致的情况，使得实时导航更加的精确。

本实施例中，所述将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识还包括基于匹配出的车道或分支路口的类型，形成于车道或分支路口相对应的行车路线指示标识，行车路线指示标识可以是带有箭头的指示标识，可以是直行箭头、转弯箭头等。

本实施例中，匹配出的车道线可以在车玻璃上显示，即显示到投影区域，也可以在车辆前方的路面上显示(即在玻璃的投影区域并不显示，驾驶员的直观感觉就是投射的行车路线指示标识投射在车辆前方的路面上)，无论上述哪种方法，均是实际的视觉可见的指示信息。从而使得车道与在车道上显示的行车路线指示标识更加的清晰，提升用户的使用体验。优选的，行车路线指示标识在车道显示过程中，始终与正在行进中的车道重合，在驾驶员的视野范围内，且车辆正在行进的车道上，始终能够看到一个行车路线指示标识。进一步优选地，行车路线指示标识的距离可以是但不限于20米、50米、200米等。

本实施例中，行车路线指示装置在投射时，仅投射行车路线指示标识，从而使得导航更加的简便，也能够减少行车路线指示装置的复杂度，整体上提升了导航的计算效率，也减少了导航设备的体积。

本实施例中，所述车辆导航方法还包括跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置，行车路线指示标识是基于驾驶者看到的路线都是实时计算得到的，而不是如导航系统事先规划好的。有效地保证了驾驶者的行车方向与真实需要行进的方向是一致的，避免了仅依赖导航系统，出现导航偏差的情况，例如：导航系统给出的方向只是计划需要走的，而如果驾驶者没有实际往那个方向走，而是往那个方向的相邻方向走的时候，全景地图是不能确定驾驶者行驶的方向出现了偏差的，之后偏差积累到了足够大了之后，导航才能提示出行驶路线出现了偏差。进一步，跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置具体包括以下步骤：

确定驾驶者的视野范围；其中，驾驶者的视野范围可以为车辆行驶方向，包含车辆可继续行进的分支路口及具体的一个车道。

将驾驶者视野范围作为投射行车路线指示标识的范围。进一步的，以驾驶者在驾驶位±60°的视角为投射行车路线指示标识的范围。

基于行车方向，投射行车路线指示标识，直到当前行车路线指示标识投射的方向为车辆行驶的正前方，即直到驾驶员视野正前方为止。具体的，当导航提示需要向左或者向右的时候，判断导航提示的需要行进的车道信息与当前的驾驶者车头朝向的车道信息是否一致，其中，如果二者一致，行车路线指示指向驾驶者视野的正前方，如果二者不一致，则行车路线指示指向驾驶者视野的需要转向的方向上去，直到导航提示的需要行进的车道信息与当前的驾驶者车头朝向的车道信息一致。进一步，对于车辆直行、转弯以及甚至需要进入分支路口行驶的情况下，由于现有的导航是通过gps北斗定位+惯性导航的方式来判断行车方向的，其判断结果是延时给出的，具有滞后性，从而是没有办法判断当前行驶方向是否与导航的指示的方向一致的。从而驾驶者通过行车路线指示标识的方向前行，且在前行一定距离之后，导航系统也会提示往前直行的导航提示信息。从而在车辆行驶过程中将行车路线标识与导航提示信息相结合，在直观的指示路线的同时，还依然采用导航提示信息进行辅助确认，从而使得对车辆的行驶导航更加的精确可靠，能够有效地减少走错路的情况。

以车辆要进入分支路口为例进行示例性说明，车辆在进入分支路口之后，由行车路线指示标识来提供分支路口的导航指引。在进入分支路口之前，行车路线指示标识指示驾驶者走到正确的分支路口上去，而且是通过摄像头获取分支路口的图像信息，并使用行车路线指示标识实时进行行车方向的指引，在此过程中，导航提示信息则进行间隔性的导航提醒，使得需要行进的车道信息始终与当前的驾驶者车头朝向的车道信息一致，不需要依靠导航的gps或者惯导来进行事后判断是走错了还是走对了。从而本发明通过行车路线指示来判断走的方向对不对，避免了通过导航来判断走的方向对不对，提高了导航的精确性和效率。

本实施例中，所述投射的行车路线指示标识的位置与驾驶者视野看到的前方的需要选择行进的道路分支路口的方向始终保持一致。

本实施例中，所述的车辆导航方法还包括，基于车辆内部和车辆外部的光线，调整行车路线指示标识的显示状态。具体的，根据车内和车外的环境光调整指示标识光斑的颜色、形状、强度和频率等，消除在车辆行驶过程中投射的行车路线指示标识对车辆驾驶者视线的干扰。进一步具体的，用点状、虚线状等光斑指示标识代替线状光斑指示标识，使用一定频率的闪烁光斑代替常亮光斑，使用绿色光斑代替白色光斑等手段来消除行车路线指示标识对车辆驾驶者视线的干扰。

请参阅图3，本发明实施例中还一种能够执行上述导航方法的车辆导航装置，包括，图像采集装置、获取模块、计算模块以及行车路线指示装置，其中，图像采集装置用于采集预设范围内的图像数据；获取模块用于采用图像识别技术获取已采集图像数据中的分支路口；计算模块用于将导航信息与获取的分支路口进行匹配，得到行车路线指示标识；行车路线指示装置用于将行车路线指示标识投射到驾驶者视野前方，并跟踪驾驶者视野范围的变化实时改变投射的行车路线指示标识的位置。本发明中行车路线指示标识是基于驾驶者看到的路线都是实时计算得到的，而不是如导航系统事先规划好的。有效地保证了驾驶者的行车方向与真实需要行进的方向是一致的，避免了仅依赖导航系统，出现导航偏差的情况，

本发明实施例中还介绍了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的车辆导航方法。

其中，处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(read-onlymemory，rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，ram)、磁碟或者光盘等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本发明实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。