專利名稱：帶有相機(jī)信息的導(dǎo)航裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，所述導(dǎo)航裝置經(jīng)設(shè)置以在顯示器上顯示導(dǎo)航方向。此外，本發(fā)明涉及一種包括此種導(dǎo)航裝置的交通工具和一種提供導(dǎo)航方向的方法。另外，本發(fā)明涉及一種計算機(jī)程序和一種數(shù)據(jù)載體。
背景技術(shù)：
基于全球定位系統(tǒng)(GPS)的現(xiàn)有技術(shù)導(dǎo)航裝置是眾所周知的，并且廣泛地用作車內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)。此種基于GPS的導(dǎo)航裝置涉及計算裝置，所述計算裝置與外部(或內(nèi)部)GPS接收器形成功能連接，并且能夠確定其全球位置。另外，所述計算裝置能夠確定開始地址與目的地地址之間的路線，而所述地址可由計算裝置的用戶輸入。通常通過軟件來啟用計算裝置，所述軟件用于根據(jù)地圖數(shù)據(jù)庫計算開始地址位置與目的地地址位置之間的“最佳”或“最優(yōu)”路線?！白罴选被颉白顑?yōu)”路線是基于預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)確定的，并且無需一定是最快或最短的路線。導(dǎo)航裝置可能通常安裝在交通工具的儀表板上，但是也可能形成為交通工具或汽車收音機(jī)的板上計算機(jī)的一部分。導(dǎo)航裝置也可能是如PDA等手持系統(tǒng)(的一部分)。通過使用從GPS接收器導(dǎo)出的位置信息，計算裝置可以規(guī)律的時間間隔確定其位置并且可將交通工具的當(dāng)前位置顯示給用戶。導(dǎo)航裝置也可包括用于存儲地圖數(shù)據(jù)的存儲器裝置和用于顯示地圖數(shù)據(jù)的選定部分的顯示器。此外，其可提供如何通過適當(dāng)?shù)膶?dǎo)航方向?qū)Ш剿_定路線的指令，所述指令顯示在顯示器上且/或作為可聽到的信號從揚(yáng)聲器中產(chǎn)生(例如，“100米以內(nèi)左轉(zhuǎn)”)。描繪將要實行的行為的圖形(例如，指示前面左轉(zhuǎn)的向左箭頭)可顯示在狀態(tài)條中，并且也可疊加在地圖本身中的合適交叉點/轉(zhuǎn)彎處等上。已知通過啟用車內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)來允許駕駛員在沿著導(dǎo)航系統(tǒng)計算的路線駕駛汽車的同時起始對路線的重新計算。在交通工具面臨建筑工程或嚴(yán)重堵車時，這一點是有用的。還已知能夠使用戶選擇導(dǎo)航裝置部署的路線計算算法的類型，從而選擇(例如)“正常”模式或“快速”模式(其以最短的時間計算路線，但查找出來的替代路線沒有正常模式多)。還已知允許用用戶定義的標(biāo)準(zhǔn)計算路線；例如，用戶可能偏好將由裝置所計算的風(fēng)景路線。裝置軟件于是將計算出各種路線，并且更青睞那些沿著其路線包含最多數(shù)目的標(biāo)記為(例如)景觀的興趣點(稱為P0I)的路線。在現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)航裝置顯示的地圖和大多數(shù)地圖一樣是對真實世界的高度風(fēng)格化或示意性的表示。許多人發(fā)現(xiàn)難以將真實世界的這種相當(dāng)抽象的版本轉(zhuǎn)換成可容易認(rèn)識和理解的東西。已知這樣的導(dǎo)航裝置其顯示地圖的(不完全)三維投影，所述投影可從交通工具上方和/或后方看到。這樣做是為了使用戶較容易理解所顯示的地圖數(shù)據(jù)，因為其對應(yīng)于用戶對世界的視覺感知。但是，這種(不完全)立體圖是風(fēng)格化或示意性的表示，其仍然相對難以被用戶理解。然而，使人們能容易且快速地跟隨顯示器上顯示的方向的需要在個人導(dǎo)航系統(tǒng)(例如可用作車內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng))中特別急迫。不難理解，交通工具駕駛員應(yīng)當(dāng)花盡可能少的時間來觀看和理解所顯示的地圖數(shù)據(jù)，因為他/她的主要精力應(yīng)當(dāng)集中在道路和交通上。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種克服上述問題中的至少一者并且為用戶顯示便于容易理解的指令的導(dǎo)航裝置。為了實現(xiàn)這個目的，本發(fā)明提供一種根據(jù)導(dǎo)言的導(dǎo)航裝置，其特征在于所述導(dǎo)航裝置進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以從相機(jī)接收饋送，并且所述導(dǎo)航裝置經(jīng)設(shè)置以在顯示器上顯示根據(jù)來自相機(jī)的饋送的相機(jī)圖像與導(dǎo)航方向的組合?！ねㄟ^將導(dǎo)航方向疊加或組合在相機(jī)圖像上，向駕駛員呈現(xiàn)一個便于容易且快速理解的用戶友好的視圖。用戶不需要對真實世界的抽象表示進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因為相機(jī)圖像是對用戶看到的真實生活視圖的一對一的表示。來自相機(jī)的饋送與導(dǎo)航方向的組合可能是所有類型的組合，例如將一者疊加在另一者上，同時在顯示器的不同部分上進(jìn)行展示。然而，組合也可能是時間上的組合，即，交替地展示相機(jī)饋送和導(dǎo)航方向。這可在預(yù)定時間間隔(例如5秒)之后改變，或可因用戶的輸入而改變。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述相機(jī)與所述導(dǎo)航裝置一體形成。這種導(dǎo)航裝置不需要外部相機(jī)饋送。所述導(dǎo)航裝置可(例如)以使得相機(jī)通過前面屏幕提供圖像的方式簡單地安裝在交通工具的儀表板上。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航方向是位置箭頭、路線、箭頭、興趣點、道路、建筑物、例如向量數(shù)據(jù)等地圖數(shù)據(jù)中的一者或一者以上，以上內(nèi)容至少存儲在存儲器單元中，例如硬盤、只讀存儲器、電可擦除可編程只讀存儲器和隨機(jī)存取存儲器。可顯示所有類型的導(dǎo)航方向。請注意，這些導(dǎo)航方向也可提供導(dǎo)航(查找路線)本身并不需要的信息，而是也可向用戶提供額外信息。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以將導(dǎo)航方向疊加在相機(jī)圖像上，使得導(dǎo)航方向的位置相對于相機(jī)圖像的相應(yīng)部分成預(yù)定義的空間關(guān)系。這向用戶提供可非常容易理解的圖像，因為所有的導(dǎo)航方向均可顯示成使其與相機(jī)圖像中的相應(yīng)項目的實際位置匹配。舉例來說，可將指示右轉(zhuǎn)的箭頭疊加在相機(jī)圖像上，使其與相機(jī)圖像中可看到的轉(zhuǎn)彎匹配。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航裝置包括處理單元、定位裝置和方位傳感器，所述定位裝置和所述方位傳感器經(jīng)設(shè)置以與處理單元通信，所述處理單元經(jīng)設(shè)置以使用來自所述定位裝置的讀數(shù)和所述方位傳感器來計算相機(jī)和/或?qū)Ш窖b置的位置和方位，處理單元基于所述位置和方位來計算導(dǎo)航方向在顯示器上的位置。知道相機(jī)和/或?qū)Ш窖b置的確切位置和方位，便可將導(dǎo)航方向較準(zhǔn)確地疊加在相機(jī)饋送上。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述定位裝置使用定位傳感技術(shù)來確定地理位置，所述技術(shù)例如為GPS、歐洲伽利略系統(tǒng)或其它任何全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)或以基于地面的信標(biāo)為基礎(chǔ)的定位傳感技術(shù)。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述處理單元通過比較定位裝置在連續(xù)時間點上確定的相機(jī)和/或?qū)Ш窖b置的位置，來計算相機(jī)相對于在使用中大致上垂直的第一旋轉(zhuǎn)軸的方位。通過比較相機(jī)和/或?qū)Ш窖b置在連續(xù)時間點上的位置，可計算相機(jī)和/或?qū)Ш窖b置的行進(jìn)方向。根據(jù)這一點，可計算相機(jī)的方位和方位變化。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航裝置包括羅盤，所述羅盤向處理單元提供羅盤讀數(shù)，所述處理單元經(jīng)設(shè)置以基于羅盤讀數(shù)計算相機(jī)相對于在使用中大致上垂直的第一旋轉(zhuǎn)軸的方位。羅盤提供了一種確定相機(jī)方位的容易且有利的方式。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述方位傳感器包括傾角傳感器(tilt sensor),用以確定相機(jī)相對于第二和第三旋轉(zhuǎn)軸的方位,所述第二和第三旋轉(zhuǎn)軸 在使用中大致上是水平的。為了用較準(zhǔn)確的方式相對于相機(jī)圖像來組合或疊加導(dǎo)航方向，相對于第二和/或第三方向來測量相機(jī)的旋轉(zhuǎn)方位。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述處理單元使用圖案辨別技術(shù)將導(dǎo)航方向疊加在相機(jī)圖像上，使得導(dǎo)航方向的位置相對于相機(jī)圖像的相應(yīng)部分成預(yù)定義的空間關(guān)系。通過使用圖案辨別技術(shù)，可將導(dǎo)航方向組合和/或疊加在相機(jī)饋送上，而無需知道相機(jī)的確切方位?？赏ㄟ^單單使用圖案辨別技術(shù)來完成對導(dǎo)航方向在顯示的相機(jī)圖像上的位置的確定，但是也可結(jié)合相機(jī)的所確定方位使用圖案辨別技術(shù)，這樣能進(jìn)一步提高準(zhǔn)確性。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航裝置使用地圖數(shù)據(jù)作為輸入以用于圖案識別技術(shù)。使用地圖數(shù)據(jù)可簡化圖案辨別技術(shù)，因為當(dāng)根據(jù)地圖數(shù)據(jù)大概知道(例如)道路在什么位置時較容易辨別出所述道路。這使得圖案辨別較準(zhǔn)確且/或可節(jié)約計算時間。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航裝置經(jīng)設(shè)置以接收檢校(calibration correction)、存儲這些檢校并在組合導(dǎo)航方向與相機(jī)圖像時應(yīng)用所述檢校。當(dāng)以使疊加在相機(jī)圖像上的導(dǎo)航方向相對于相機(jī)圖像具有預(yù)定義的空間關(guān)系的方式組合導(dǎo)航方向時，這尤其有利。可使用檢校來消除偏移誤差。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航裝置經(jīng)設(shè)置以接收或讀入相機(jī)設(shè)定并使用所述相機(jī)設(shè)定來計算導(dǎo)航方向在顯示器上的位置。不同的相機(jī)設(shè)定可導(dǎo)致不同的相機(jī)饋送。向?qū)Ш窖b置提供這些相機(jī)設(shè)定會進(jìn)一步提高導(dǎo)航方向與相機(jī)圖像的組合的準(zhǔn)確性。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航裝置進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以從一個以上的相機(jī)接收饋送，且所述導(dǎo)航裝置經(jīng)設(shè)置以選擇其中一個饋送在顯示器上顯示。所述一個以上的相機(jī)饋送提供不同的立體圖，其可(例如)由圖案辨別技術(shù)用來提高使用數(shù)學(xué)的圖案辨別的質(zhì)量。所述一個以上相機(jī)還可用來向用戶提供在不同相機(jī)角度間作出選擇的選項。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述相機(jī)對人類肉眼可看到的電磁頻譜范圍外的電磁輻射敏感。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述相機(jī)是紅外相機(jī)。這種相機(jī)使得導(dǎo)航裝置能夠在夜間使用。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述相機(jī)經(jīng)設(shè)置以拉近和/或拉遠(yuǎn)。這使得用戶可根據(jù)他或她的偏好來調(diào)整相機(jī)視圖。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種導(dǎo)航裝置，其中所述相機(jī)經(jīng)設(shè)置以根據(jù)(例如)導(dǎo)航裝置/交通工具的速度來拉近或拉遠(yuǎn)。這提供了一種依據(jù)導(dǎo)航裝置的速度自動調(diào)整的相機(jī)饋送。因此，在導(dǎo)航裝置的速度相對較高的情況下，相機(jī)可拉近以向用戶提供較遠(yuǎn)前方的較清楚的視圖。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種儀表板，其包括根據(jù)上述內(nèi)容的導(dǎo)航裝置。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種交通工具，其包括根據(jù)上述內(nèi)容的導(dǎo)航裝置。根據(jù)另一實施例，本發(fā)明涉及一種交通工具，其中所述交通工具包括交通工具傾角傳感器，以確定交通工具的傾角，從而將交通工具傾角讀數(shù)提供給導(dǎo)航裝置。這是測量交 通工具傾角的一種有利方式。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種提供導(dǎo)航方向的方法，所述方法包括-在顯示器上顯示導(dǎo)航方向，其特征在于所述方法進(jìn)一步包括-從相機(jī)接收饋送，和-在顯示器上顯示根據(jù)來自相機(jī)的饋送的相機(jī)圖像與相機(jī)圖像上的導(dǎo)航方向的組
八
口 o根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種計算機(jī)程序，所述程序當(dāng)加載在計算機(jī)設(shè)置上時經(jīng)設(shè)置以執(zhí)行上述方法。根據(jù)另一方面，本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)載體，其包括如上所述的計算機(jī)程序。


現(xiàn)在將參看隨附示意圖僅以舉例形式描述本發(fā)明的實施例，圖中相應(yīng)參考符號指示相應(yīng)部件，且其中圖I示意性描繪導(dǎo)航裝置的示意方框圖，圖2示意性描繪導(dǎo)航裝置的示意圖，圖3示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置的示意方框圖，圖4示意性描繪包括根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置的交通工具，圖5示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置，圖6示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置，圖7示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的相機(jī)，圖8a和圖Sb示意性描繪相機(jī)圖像因相機(jī)的不同傾角而在顯示器上的不同移動，圖9示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置10的功能性的流程圖，圖10示意性描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置，圖11描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)航裝置，和圖12描繪根據(jù)本發(fā)明另一實施例的導(dǎo)航裝置。
具體實施例方式圖I展示導(dǎo)航裝置10的實施例的示意方框圖，所述導(dǎo)航裝置包括執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算的處理器單元11。處理器單元11經(jīng)設(shè)置以與存儲指令和數(shù)據(jù)的存儲器單元通信，所述存儲器單元例如為硬盤12、只讀存儲器(ROM) 13、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM) 14和隨機(jī)存取存儲器(RAM) 15。所述存儲器單元可包括地圖數(shù)據(jù)22。這個地圖數(shù)據(jù)可能是二維地圖數(shù)據(jù)(緯度和經(jīng)度)，但也可能包括第三緯度(高度)。所述地圖數(shù)據(jù)可進(jìn)一步包括額外信息，例如關(guān)于加油站、興趣點的信息。所述地圖數(shù)據(jù)還可包括關(guān)于道路沿線的建筑物和物體的形狀的信息。處理器單元11還可經(jīng)設(shè)置以與一個或一個以上輸入裝置通信，所述輸入裝置例如為鍵盤16和鼠標(biāo)17。鍵盤16可(例如)為提供在顯示器18 (為觸摸屏)上的虛擬鍵盤。處理器單元11可進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以與一個或一個以上輸出裝置通信，所述輸出裝置例如為顯示器18、揚(yáng)聲器29和一個或一個以上用以讀取(例如)軟盤20或⑶ROM 21的讀取單元19。顯示器18可為常規(guī)計算機(jī)顯示器(例如，IXD)，或者可能是投影型顯示器，例如用來將儀器數(shù)據(jù)投影到汽車擋風(fēng)玻璃或擋風(fēng)板上的仰視型顯示器。顯示器18也可能是經(jīng)設(shè)置以充當(dāng)觸摸屏的顯示器，其使得用戶可通過用他的手指觸摸顯示器18來輸入指令和/或信息。 處理器單元11可進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以使用輸入/輸出裝置25與其它計算裝置或通信裝置通信。將輸入/輸出裝置25展示為經(jīng)設(shè)置以經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)27來準(zhǔn)備通信。揚(yáng)聲器29也可形成為導(dǎo)航裝置10的一部分。在導(dǎo)航裝置10用作車內(nèi)導(dǎo)航裝置的情況下，導(dǎo)航裝置10可使用汽車收音機(jī)、插件式計算機(jī)等的揚(yáng)聲器。處理器單元11可進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以與例如GPS接收器等定位裝置23通信，所述定位裝置提供關(guān)于導(dǎo)航裝置10的位置的信息。根據(jù)這個實施例，定位裝置23是基于GPS的定位裝置23。然而，將了解，導(dǎo)航裝置10可實施任何類型的定位傳感技術(shù)而不限于GPS。因此，其可使用例如歐洲伽利略系統(tǒng)等其它類型的GNSS (全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))來實施。同樣，其不限于基于衛(wèi)星的位置/速率系統(tǒng)，而是同樣可使用基于地面的信標(biāo)或其它任何類型的使裝置能夠確定其地理位置的系統(tǒng)來部署。然而應(yīng)了解，可能提供所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的更多和/或其它存儲器單元、輸入裝置和讀取裝置。另外，如果需要的話，其中一者或一者以上可能在物理上遠(yuǎn)離存儲器單元11定位。處理器單元11展示為一個方框，然而其可能包括若干并行運(yùn)轉(zhuǎn)或由一個主要處理器控制的可能遠(yuǎn)離彼此定位的處理單元，如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知的。將導(dǎo)航裝置10展示為計算機(jī)系統(tǒng)，但其可為任何帶有經(jīng)設(shè)置以執(zhí)行此處論述的功能的模擬和/或數(shù)字和/或軟件技術(shù)的信號處理系統(tǒng)。將了解，雖然圖I中將導(dǎo)航裝置10展示為多個組件，但導(dǎo)航裝置10可形成為單個裝置。導(dǎo)航裝置10可使用導(dǎo)航軟件,例如TomTom B. V.的稱為Navigator的導(dǎo)航軟件。Navigator軟件可在觸摸屏(即，通過觸控筆控制)口袋PC供電的PDA裝置(例如,CompaqiPaq)以及具有一體式GPS接收器23的裝置上運(yùn)行。組合的PDA和GPS接收器系統(tǒng)經(jīng)設(shè)計以用作交通工具內(nèi)導(dǎo)航系統(tǒng)。本發(fā)明還可用導(dǎo)航裝置10的其它任何設(shè)置來實施，例如帶有一體式GPS接收器/計算機(jī)/顯示器的裝置，或針對非交通工具用途(例如，針對步行者)或汽車之外的交通工具(例如，飛行器)設(shè)計的裝置。圖2描繪如上所述的導(dǎo)航裝置10。Navigator軟件當(dāng)在導(dǎo)航裝置10上運(yùn)行時致使導(dǎo)航裝置10在顯示器18處顯示正常導(dǎo)航模式屏幕，如圖2所示。這個視圖可使用文本、符號、聲音指導(dǎo)和移動地圖的組合提供駕駛指令。主要的用戶界面要素如下3D地圖占據(jù)大部分屏幕。應(yīng)注意，所述地圖也可展示為2D地圖。所述地圖展示導(dǎo)航裝置10的位置及其緊接的周圍環(huán)境，上述內(nèi)容的旋轉(zhuǎn)方式使得導(dǎo)航裝置10的移動方向始終是“向上”。在屏幕下部四分之一部分上運(yùn)行的可能是狀態(tài)條2。導(dǎo)航裝置10的當(dāng)前位置(如導(dǎo)航裝置10本身使用常規(guī)GPS位置查找方法所確定)及其方位(如根據(jù)其行進(jìn)方向所推斷)通過位置箭頭3描繪。所述裝置(使用存儲在存儲器裝置11、12、13、14、15中并被應(yīng)用于存儲器裝置11、12、13、14、15中存儲的地圖數(shù)據(jù)的路線計算算法)計算出來的路線4展示為陰影路徑。在路線4上，所有主要行為(例如，轉(zhuǎn)彎、十字路口、繞道等)均由覆蓋在路線4上的箭頭5來示意性描繪。狀態(tài)條2也可在其左側(cè)包含一個描繪下一行為(此處為右轉(zhuǎn))的示意圖標(biāo)6。狀態(tài)條2還展示到達(dá)下一行為(即，右轉(zhuǎn))的距離(此處距離為50米)，所述距離是從由裝置計算出來的整個路線的數(shù)據(jù)庫(即，定義將采用的路線的所有道路和相關(guān)行為的列表)中提取出來的。狀態(tài)條2還 展示當(dāng)前道路的名稱8、到達(dá)之前的估計時間9 (此處為2分40秒)、估計的實際到達(dá)時間25(上午11:36)以及離目的地的距離26(1. 4Km)。狀態(tài)條2可進(jìn)一步展示額外信息，例如移動電話型信號強(qiáng)度指示符形式的GPS信號強(qiáng)度。如上文已經(jīng)提到的，導(dǎo)航裝置可包括輸入裝置(例如觸摸屏)，其使得用戶可調(diào)用導(dǎo)航菜單(未展示)。從這個菜單中，可起始或控制其它導(dǎo)航功能。允許從本身非常容易調(diào)用的菜單屏幕(例如，從地圖顯示到菜單屏幕只隔一個步驟)中選擇導(dǎo)航功能大大簡化了用戶交互并且使其更快速且更容易。導(dǎo)航菜單包含讓用戶輸入目的地的選項。除了一體式的GPS接收器23或來自外部GPS接收器的GPS數(shù)據(jù)饋送之外，導(dǎo)航裝置10本身的實際物理結(jié)構(gòu)可能與任何常規(guī)手持計算機(jī)基本上并無區(qū)別。因此，存儲器裝置12、13、14、15存儲路線計算算法、地圖數(shù)據(jù)庫和用戶界面軟件；處理器單元12解譯和處理用戶輸入(例如，使用觸摸屏來輸入開始和目的地地址及其它所有控制輸入)并部署路線計算算法來計算最優(yōu)路線?！白顑?yōu)”可指例如最短時間或最短距離等標(biāo)準(zhǔn)或某些其它與用戶有關(guān)的因素。更具體地說，用戶使用所提供的輸入裝置(例如觸摸屏18、鍵盤16等)將他的開始位置和所需的目的地輸入到在導(dǎo)航裝置10上運(yùn)行的導(dǎo)航軟件中。用戶接著選擇計算行進(jìn)路線的方式提供了多種模式，例如“快速”模式，其非?？焖俚赜嬎懵肪€，但路線可能不是最短的；“完整”模式，其查看所有可能的路線并定位出最短的路線，但計算花費的時間較長等。其它選項是可能的，其中用戶定義一條有風(fēng)景的路線，例如經(jīng)過大多標(biāo)記為突出美景的視圖的興趣點(POI)，或者經(jīng)過兒童可能感興趣的大多P0I，或者使用最少的交叉點等。地圖數(shù)據(jù)庫中將道路本身描述為線條(即，向量(例如，開始點、結(jié)束點、道路方向，整個道路由數(shù)百個此種部分組成，每一部分由開始點/結(jié)束點方向參數(shù)來唯一地定義))，所述地圖數(shù)據(jù)庫是在導(dǎo)航裝置10上運(yùn)行的導(dǎo)航軟件的一部分(或由導(dǎo)航軟件以其它方式存取)。于是，地圖是一組此種道路向量，加上興趣點(POI)、加上道路名稱、加上例如公園邊界、河流邊界等其它地理特征，所有這些內(nèi)容根據(jù)向量來定義。所有地圖特征(例如，道路向量、POI等)均用對應(yīng)于或關(guān)聯(lián)于GPS坐標(biāo)系統(tǒng)的坐標(biāo)系統(tǒng)來定義，從而使得通過GPS系統(tǒng)確定的裝置位置能夠定位在地圖中展示的相關(guān)道路上。
路線計算使用作為導(dǎo)航軟件的一部分的復(fù)雜算法。應(yīng)用所述算法以獲得大量可能的不同路線。接著，所述導(dǎo)航軟件對比用戶定義的標(biāo)準(zhǔn)(或裝置默認(rèn)值)來對其作出評價，所述標(biāo)準(zhǔn)例如為完整模式掃描、帶有風(fēng)景路線、經(jīng)過博物館和沒有測速相機(jī)。接著，通過處理器單元11計算最符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)的路線，并接著將其作為向量、道路名稱和在向量結(jié)束點將采取的行為的序列(例如，對應(yīng)于沿著路線中的每條道路的預(yù)定距離，例如在100米之后，左轉(zhuǎn)到X街道)存儲在存儲器裝置12、13、14、15中的數(shù)據(jù)庫中。圖3描繪根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航裝置10的示意方框圖，其中相應(yīng)的參考符號指代圖I和2中相應(yīng)的部分。根據(jù)本發(fā)明提供相機(jī)24，所述相機(jī)24經(jīng)設(shè)置以向處理器單元11提供實時饋送。相機(jī)24在使用中定位成使其記錄用戶前方的道路。當(dāng)定位在汽車中時，將相機(jī)24定位成使其記錄交通工具前方的道路。相機(jī)24可與導(dǎo)航裝置10—體化，或者可在物理上與其分開。如果是分開的，那么相機(jī)24可經(jīng)由線纜或經(jīng)由無線連接連接到處理器單元11?？蓪⑾鄼C(jī)24定位在交通工具頂壁上或交通工具前面，例如靠近前燈。
導(dǎo)航裝置10也可具備一個以上相機(jī)24，以允許用戶可在不同的相機(jī)角度之間切換。還可提供后視相機(jī)。相機(jī)可為任何類型的相機(jī)，例如數(shù)碼相機(jī)或模擬相機(jī)。由相機(jī)24記錄的圖像顯示在顯示器18處。相機(jī)24也可為對人類肉眼可看到的電磁頻譜外的電磁輻射敏感的相機(jī)。相機(jī)可為能夠在夜間使用的紅外相機(jī)。圖4展示導(dǎo)航裝置10的一個實例，其定位在汽車I的儀表板上。導(dǎo)航裝置10包括導(dǎo)向在汽車I前方的道路處的相機(jī)24。圖4進(jìn)一步展示顯示器18是面向用戶的。根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)航裝置10經(jīng)設(shè)置以在顯示器18上顯示來自相機(jī)的實時饋送，并組合或疊加一個或一個以上導(dǎo)航方向。導(dǎo)航方向可為以下中的一者或一者以上位置箭頭3、路線4、箭頭5、興趣點、道路、建筑物和所有存儲在導(dǎo)航裝置10中的其它導(dǎo)航方向。這也可包含地圖數(shù)據(jù)本身，例如描述道路的向量數(shù)據(jù)。下文更詳細(xì)描述如何實現(xiàn)這個效果。由于道路崎嶇不平、引擎導(dǎo)致交通工具振動等，相機(jī)24提供的圖像將是不穩(wěn)定的。因此，導(dǎo)航裝置10可具備消除這些不合需要的振動以提供穩(wěn)定圖像的軟件。消除所述相機(jī)24提供的圖像的不合需要的振動的軟件在攝像機(jī)中廣泛使用，其中其是借助所謂的穩(wěn)定架(steady cam)而使用的。這是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員所已知的?？蛇M(jìn)一步對來自相機(jī)24的饋送進(jìn)行處理，以便提高圖像質(zhì)量。這個處理可包括調(diào)整亮度、對比度，但可為任何合適的濾光。可使用濾光片在下雨的情形下提高圖像質(zhì)量。來自相機(jī)24的饋送可在顯示器上實時顯示，但也可顯示為在特定時間點(例如每隔0.5秒)上更新的靜態(tài)形式?？梢罁?jù)導(dǎo)航裝置10交通工具的速度、行進(jìn)方向的變化(轉(zhuǎn)彎)來確定連續(xù)更新之間的適當(dāng)?shù)臅r間間隔。此外，導(dǎo)航裝置可經(jīng)設(shè)置以依據(jù)(例如)導(dǎo)航裝置/交通工具的速度來執(zhí)行拉近或拉遠(yuǎn)?？赏ㄟ^向相機(jī)24發(fā)送控制信號并提供執(zhí)行變焦操作的指令來執(zhí)行這個變焦操作。然而，也可通過用放大方式在顯示器18處顯示接收到的相機(jī)饋送的一部分來執(zhí)行變焦操作。實施例I圖5描繪本發(fā)明的第一實例。圖5展示由導(dǎo)航裝置10顯示的相機(jī)24所記錄的圖像的靜態(tài)形式?？梢钥闯?，通過處理器單元11疊加指示右轉(zhuǎn)的箭頭5。根據(jù)這個實施例，向用戶顯示用戶友好的圖像，以便于容易理解。這個實施例具有不需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)和數(shù)據(jù)處理的優(yōu)點。替代圖5中描繪的導(dǎo)航方向，也可顯示上述其它導(dǎo)航方向，包含立體形狀的導(dǎo)航方向，例如立體形狀的箭頭。實施例2圖6展示由相機(jī)24所記錄的圖像的另一靜態(tài)形式。根據(jù)這個實例，導(dǎo)航裝置10將路線4與箭頭5置加。以使得路線4和箭頭5在顯不器18上的位置對應(yīng)于相機(jī)24提供的圖像的方式將二者疊加。圖6清楚地展示對路線4的顯示使得路線4對應(yīng)于顯示器18上顯示的道路。此外，對箭頭5的顯示使得箭頭5在相機(jī)24提供的圖像中準(zhǔn)確地指示右轉(zhuǎn)。 將了解，通過將相機(jī)24提供的圖像與導(dǎo)航方向(例如箭頭5)疊加或組合，可容易地獲得圖5所示的實施例。但是，為了創(chuàng)建圖6中提供的圖像，需要更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理才能使相機(jī)24提供的圖像與導(dǎo)航方向匹配。下面將更詳細(xì)地解釋這一點。為了疊加導(dǎo)航方向以使導(dǎo)航方向相對于相機(jī)圖像中的相應(yīng)部分具有預(yù)定義的空間關(guān)系，需要知道確切的相機(jī)位置、方向和相機(jī)設(shè)定。如果知道了所有所述信息，處理單元11便計算(例如)道路在顯示器18上的位置，并與路線4疊加。首先，需要確定相機(jī)24的位置。可簡單地通過使用由處理單元11和/或定位裝置23確定的GPS信息完成這個操作。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用法，導(dǎo)航裝置10的位置信息和(因此)相機(jī)24的位置信息已經(jīng)在導(dǎo)航裝置10中可用。第二，需要確定相機(jī)24的方位。使用經(jīng)設(shè)置以與處理單元11通信的方位傳感器來進(jìn)行這個操作。方位傳感器可能是定位裝置23和傾角傳感器27、28。傾角傳感器27、28可能是陀螺儀。圖7描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的相機(jī)24。需要相對于如圖7中描繪的軸C確定第一旋轉(zhuǎn)方向。同樣，可簡單地使用由處理單元11和/或定位裝置23確定的GPS信息來進(jìn)行這個操作。通過比較導(dǎo)航裝置10在連續(xù)時間點上的位置，可確定導(dǎo)航裝置10的移動方向。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的用法，這個信息也已經(jīng)在導(dǎo)航裝置10中可用。假設(shè)相機(jī)24面向?qū)Ш窖b置10的行進(jìn)方向。然而，情況不一定是這樣，下文中將進(jìn)一步解釋。也可通過使用導(dǎo)航裝置或相機(jī)24中包括的(電子)羅盤來確定相機(jī)24的第一旋轉(zhuǎn)方向C。所述羅盤可能是電子羅盤或模擬羅盤。所述羅盤提供傳送給處理單元11的羅盤讀數(shù)。處理單元11基于所述羅盤讀數(shù)確定相機(jī)24的第一旋轉(zhuǎn)方向。為了進(jìn)一步確定相機(jī)24的方位，相機(jī)24可具備傾角傳感器27、28，如圖7描繪。傾角傳感器27、28經(jīng)設(shè)置以測量相機(jī)24的傾角。第一傾角傳感器27經(jīng)設(shè)置以測量圖7中的彎曲箭頭A指示的第二旋轉(zhuǎn)方向上的傾角，S卩，圍繞大致垂直于圖表面的軸的旋轉(zhuǎn)。第二旋轉(zhuǎn)方向上的傾角確定顯示器18上顯示的相機(jī)圖像中的水平線的高度。圖8a中示意性描繪此種旋轉(zhuǎn)對所顯示的相機(jī)圖像的影響。第二傾角傳感器28經(jīng)設(shè)置以測量因圍繞第三旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的傾角，其中所述第三旋轉(zhuǎn)軸是圖7中通過虛線B描繪的相機(jī)24的中心軸。圖Sb中示意性描繪此種旋轉(zhuǎn)對所顯示的相機(jī)圖像的影響。在使用中，第一旋轉(zhuǎn)軸大致是垂直的，且第二和第三旋轉(zhuǎn)軸相對于第一旋轉(zhuǎn)軸且相對于彼此大致垂直。將傾角傳感器27、28確定的傾角值傳送到處理器單元11。傾角傳感器27和28也可形成為單個一體式傾角傳感器。此外，可將相機(jī)設(shè)定(特別是相機(jī)24的透鏡的變焦系數(shù)、相機(jī)角度、焦距等)傳送到處理器單元11?；诳晒┨幚砥鲉卧?1用來描述相機(jī)24的位置、方向和設(shè)定的信息，處理器單元11確定將在顯示器18處的哪個位置顯示對應(yīng)于存儲在存儲器裝置11、12、13、14、15中的地圖數(shù)據(jù)的道路、十字路口、岔口、興趣點等。處理器單元11可基于這個信息將例如路線4、箭頭5、興趣點POI等導(dǎo)航方向疊加在處理器單元11所顯示的相機(jī)圖像上，使其與相機(jī)視圖重合。用使導(dǎo)航方向看起來浮在路面上方或與路面具有其它某種預(yù)定義的空間關(guān)系的方式疊加導(dǎo)航方向可能是有用的。
由于導(dǎo)航裝置10計算出任何交叉點或轉(zhuǎn)彎(或其它方向變化)有多遠(yuǎn)，所以其可大概算出顯示器18上顯示的導(dǎo)航方向的形狀應(yīng)如何，以及應(yīng)將導(dǎo)航方向定位在哪個位置上才能對應(yīng)于如來自相機(jī)24的饋送上顯示的方向變化的實際位置。然而由于若干原因可能會存在誤差。首先，導(dǎo)航裝置10可用許多方式安裝在交通工具儀表板上。舉例來說，當(dāng)通過比較導(dǎo)航裝置24在連續(xù)時間點上的位置來確定相機(jī)24相對于軸C的第一旋轉(zhuǎn)方向時，假設(shè)相機(jī)24是指向正前方的。然而，在相機(jī)24不是與交通工具恰好對準(zhǔn)的情況下，可能發(fā)生疊加的導(dǎo)航方向不匹配。如上所述，在相機(jī)24具備內(nèi)置羅盤的情況下，可通過將羅盤讀數(shù)與導(dǎo)航裝置10的確定行進(jìn)方向進(jìn)行比較來計算相機(jī)相對于軸C的第一旋轉(zhuǎn)方位。然而，仍然可能存在誤差，從而導(dǎo)致疊加的導(dǎo)航方向與相機(jī)饋送之間不匹配。此外，傾角傳感器27、28可能只能夠測量相對傾角，而無法測量絕對傾角。這意味著需要對導(dǎo)航裝置10進(jìn)行校準(zhǔn)，以便能夠在相機(jī)圖像上準(zhǔn)確地定位導(dǎo)航方向。為了補(bǔ)償這些誤差，導(dǎo)航裝置10可具備菜單選項，其使得用戶可調(diào)整顯示的圖像相對于顯示的相機(jī)圖像的相對位置。這個調(diào)整可由導(dǎo)航裝置10通過以下方式來執(zhí)行改變顯示導(dǎo)航方向的位置，和/或改變顯示相機(jī)圖像的位置，和/或改變相機(jī)24的方位。對于最后一個選項，相機(jī)24可具備致動裝置以改變其方位?？瑟毩⒂趯?dǎo)航裝置10來致動相機(jī)24。在相機(jī)24與導(dǎo)航裝置10 —體式形成的情況下，致動裝置可改變導(dǎo)航裝置10的方位或相機(jī)24僅相對于導(dǎo)航裝置10的方位。用戶可簡單地使用箭頭鍵來校準(zhǔn)導(dǎo)航方向的位置，使其與相機(jī)圖像匹配。舉例來說，如果相機(jī)24以使其圍繞圖7描繪的軸C向左傾斜的方式定位，那么導(dǎo)航方向相對于相機(jī)圖像中的相應(yīng)部分向右偏。用戶可簡單地通過使用左鍵箭頭將導(dǎo)航方向向左托拽來校正這個誤差。導(dǎo)航裝置10可進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以向用戶提供相對于顯示的相機(jī)圖像調(diào)整疊加的導(dǎo)航方向的所顯示的旋轉(zhuǎn)方位的選項。導(dǎo)航裝置10還可經(jīng)設(shè)置以向用戶提供校正立體圖不匹配的選項，所述不匹配例如由相機(jī)24的不同高度導(dǎo)致。位于汽車頂部上的相機(jī)24提供與位于交通工具的儀表板上或其前燈之間的相機(jī)24不同的道路視圖(不同的立體形狀)。為了使導(dǎo)航方向(例如3D方向(例如3D箭頭)或道路的向量表示)符合相機(jī)視圖，需要應(yīng)用導(dǎo)航方向的立體變形。這種立體變形從相機(jī)24的高度、相機(jī)設(shè)定和相機(jī)24在如圖7描繪的箭頭A方向上的第二旋轉(zhuǎn)方向下垂。處理器單元11存儲這些輸入的檢校，并向所有進(jìn)一步顯示的圖像應(yīng)用類似的檢校。處理器單元11可對相機(jī)24的測量出來的位置、方向和方位方面的所有進(jìn)一步變化進(jìn)行處理，以便一直確保導(dǎo)航方向的準(zhǔn)確疊加。這便于對因交通工具的方向變化或因速度斜坡、尖銳轉(zhuǎn)角、加速、剎車等及其它影響相機(jī)24方位的原因?qū)е碌南鄼C(jī)移動進(jìn)行準(zhǔn)確的補(bǔ)償。圖9描繪根據(jù)本發(fā)明第二實施例的導(dǎo)航裝置10的功能性的流程圖。流程圖中所示的步驟可由處理單元11執(zhí)行。請注意，所有關(guān)于輸入目的地地址、選擇路線等步驟均在此圖中被省略，因為這些步驟在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)是已知的。在第一步驟101中，接通導(dǎo)航裝置10，且用戶選擇相機(jī)程序。這在圖9中用“開始”來描繪。在第二步驟102中，處理單元11確定導(dǎo)航裝置10的位置。這通過使用來自例如 GPS裝置等定位裝置23的輸入來進(jìn)行，如上所述。在下一步驟103中，處理單元11確定導(dǎo)航裝置10的行進(jìn)方向。同樣，對此使用來自定位裝置23的輸入。接下來，在步驟104中，通過處理單元11確定相機(jī)24的方位和相機(jī)設(shè)定。同樣，使用來自定位裝置23的輸入。也使用來自傾角傳感器27、28的輸入來確定相機(jī)24的方位。根據(jù)步驟105，通過處理單元11在顯示器18上顯示相機(jī)圖像。在步驟106中，處理單元11疊加選定數(shù)目的導(dǎo)航方向(例如位置箭頭3、路線4、箭頭5、興趣點、道路、地圖數(shù)據(jù)等)。為了進(jìn)行此操作，使用所有收集到的信息來計算所顯示的導(dǎo)航方向的位置和形狀。如果需要的話，用戶可通過調(diào)整所疊加的導(dǎo)航方向的位置和/或形狀來校準(zhǔn)這個計算。這個可選步驟由步驟107描繪。在使用期間當(dāng)通常需要或希望時可重復(fù)步驟102-107。除了方向箭頭5之外，其它類型的虛擬標(biāo)志也可存儲在存儲器裝置12、13、14、15中。舉例來說，可存儲關(guān)于存儲在存儲器裝置12、13、14、15中的道路名稱、交通標(biāo)志、速度極限、測速相機(jī)或興趣點的圖標(biāo)。所有這些也可疊加在來自相機(jī)24的饋送上，其中所顯示的相機(jī)圖像中的空間位置對應(yīng)于虛擬標(biāo)志所涉及的真實世界特征。因此，處理單元11可從導(dǎo)航軟件中獲取包含這些真實世界特征的位置數(shù)據(jù)的2D地圖數(shù)據(jù)，并應(yīng)用可在將所述特征疊加在視頻饋送中時使其正確定位的幾何變換。在(例如)帶有導(dǎo)航裝置10的交通工具上山或下山時，傾角傳感器27、28檢測如圖7中描繪的箭頭A方向上的傾角。然而，為了將導(dǎo)航方向正確地疊加在相機(jī)圖像上，以便使導(dǎo)航方向與相機(jī)圖像重合時，不應(yīng)校正這個傾角。可通過向?qū)Ш窖b置提供包括高度信息的地圖數(shù)據(jù)來對此進(jìn)行設(shè)置?；诘貓D高度數(shù)據(jù)，導(dǎo)航裝置10計算相機(jī)24的對應(yīng)于交通工具正在行進(jìn)的道路的方位的傾角。將這個預(yù)測的傾角與傾角傳感器27、28檢測到的傾角進(jìn)行比較。用預(yù)測的傾角與檢測到的傾角之間的差別來調(diào)整疊加的導(dǎo)航方向的位置。在地圖數(shù)據(jù)不包括高度信息的情況下，交通工具可具備交通工具傾角傳感器30。交通工具傾角傳感器30經(jīng)設(shè)置以向處理單元11提供交通工具傾角讀數(shù)。接著，將交通工具傾角傳感器30的讀數(shù)與傾角傳感器27、28的讀數(shù)進(jìn)行比較，且使用因不合需要的振動等導(dǎo)致的差別來調(diào)整疊加的導(dǎo)航方向的位置。將了解，可想出對以上解釋和展示的實例的各種類型的更改。
圖10描繪地圖數(shù)據(jù)還包括描述道路沿線的物體(例如建筑物31)的數(shù)據(jù)的實例。根據(jù)這個實例，可用虛線或閃爍的線來展示疊加在建筑物31上的導(dǎo)航方向3、4、5。這使得用戶可看到原本會被建筑物擋住而無法看到的地圖數(shù)據(jù)、路線4和箭頭5。第三實施例根據(jù)第三實施例，通過使用圖案辨別技術(shù)將導(dǎo)航方向疊加在相機(jī)圖像上。近些年來，在對圖像幀(例如，由如相機(jī)24提供的視頻饋送)進(jìn)行實時分析以識別出視頻饋送中的實際物體的領(lǐng)域中已取得巨大進(jìn)步。這個領(lǐng)域中的文獻(xiàn)相當(dāng)廣泛例如可參考US5627915 (Princeton Video Image Inc.)，其中通過圖案識別軟件分析來自例如運(yùn)動館等場景的視頻；操作人員手動指示館內(nèi)的高對比度區(qū)域(例如，臺面上標(biāo)記的線；臺面邊緣；告示牌)，且所述軟件使用這些高對比度的地標(biāo)建立整個館的幾何模型。于是，軟件能夠分析實時視頻饋送以便查找這些地標(biāo)；于是其能夠獲取所存儲的由計算機(jī)產(chǎn)生的圖像(例如，告示牌的廣告)、向所存儲的圖像應(yīng)用幾何變換，以便當(dāng)使用圖像合成技術(shù)在參·考幾何模型界定的位置處插入視頻饋送中時，其在視頻觀看者看來仿佛是場景的完全自然·的部分。也可參看Facet Technology的US 2001/0043717 ;其揭示了一種可對從移動的交通工具中獲取的視頻進(jìn)行分析以便辨別道路標(biāo)志的系統(tǒng)?？傊?，應(yīng)用于實時視頻分析以便辨別真實世界特征的圖案辨別技術(shù)是一個廣泛且發(fā)展良好的領(lǐng)域。在一個實施方案中，導(dǎo)航裝置10部署圖案辨別軟件，以辨別來自相機(jī)24的視頻饋送中的真實世界特征，并以與視頻饋送中辨別的真實世界特征的預(yù)定義的空間關(guān)系在顯示器18上顯示導(dǎo)航方向(例如箭頭5)。舉例來說，視頻饋送可能顯示目前所述導(dǎo)航裝置10正在行進(jìn)的道路，且導(dǎo)航方向則是疊加在所述道路上的3D方向(例如，3D箭頭)。道路轉(zhuǎn)彎和其它特征可用圖形或圖標(biāo)的形式表示，并且定位成覆蓋其涉及的真實世界特征。可對處理單元11進(jìn)行編程，使其可辨別具有高視覺對比度并且與給定道路相關(guān)聯(lián)的特征。所述特征也可能是在一貫的方向上移動的交通工具或道路標(biāo)記(例如，邊緣標(biāo)記、中線標(biāo)記等)。請注意，導(dǎo)航裝置10經(jīng)編程以使其可辨別具有高視覺對比度并且與道路相關(guān)聯(lián)的特征。舉例來說，所述特征可能是在一致的方向上移動的交通工具或道路標(biāo)記。導(dǎo)航裝置10可(例如)編程有前方道路的幾何模型所述模型可能簡單到兩條線的程度。所述模型可能僅僅是經(jīng)存儲以形成地圖數(shù)據(jù)的向量數(shù)據(jù)，如上所述。于是，在使用中，圖案辨別軟件查找由相機(jī)24提供的實時視頻流中對應(yīng)于所存儲的幾何模型(例如，兩條線)的視覺特征。一旦其定位出這些特征，其實際上便已識別出前方的道路。這通常將要求對視頻饋送中辨別出的特征(例如，兩條線)應(yīng)用快速平移和變換，以實現(xiàn)與所存儲的模型的匹配；所述平移是x_y平移，以便使辨別出的特征與所存儲的模型近似地對準(zhǔn)。所述變換包含縮短視線，以對應(yīng)于不同的相機(jī)高度和兩條線之間的相對方位，從而對應(yīng)于不同的相機(jī)觀看角度和相機(jī)與道路之間的相對角度。同樣，可應(yīng)用變換，以便相對于辨別出的特征來對準(zhǔn)和成形所存儲的模型。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，圖案辨別算法具有地圖數(shù)據(jù)作為輸入是有利的。當(dāng)算法提前知道關(guān)于要辨別的圖案的資料時，可用較容易且較快速的方式進(jìn)行圖案辨別。根據(jù)可用的地圖數(shù)據(jù)可容易地獲得所述資料。一旦知道了變換，以下便是相對簡單的操作將預(yù)先存儲的箭頭圖標(biāo)成形以使其立體圖、形狀和方位對應(yīng)于任何給定視頻幀中的道路的立體圖、形狀和方位(多種類型的幾何變換可能適合此操作)，且接著使用常規(guī)圖像合成將方向箭頭疊加在顯示器中顯示的道路上。以看起來浮現(xiàn)在路面上方或與其具有其它某種預(yù)定義的空間關(guān)系的方式疊加箭頭可能是有用的。由于導(dǎo)航裝置10計算出任何交叉點或轉(zhuǎn)彎(或其它方向變化)有多遠(yuǎn)，所以其可大概算出顯示器18上顯示的導(dǎo)航方向應(yīng)當(dāng)如何成形才能對應(yīng)于視頻饋送上展示的方向上的變化的實際位置。將了解，導(dǎo)航裝置10也可使用上述實施例的組合。舉例來說，導(dǎo)航裝置可使用方位和定位測量來粗略地確定導(dǎo)航方向在顯示器18上的位置，并使用圖案辨別技術(shù)來確定導(dǎo)航方向在顯示器18上的位置。
將了解，可想到對以上提到的實施例的許多替代和更改。舉例來說，另一特征是也可將存儲在裝置存儲器12、13、14、15中的道路名稱、交通標(biāo)志(例如，單向、禁止通行、出口編號、地名等)、速度極限、測速相機(jī)和興趣點的指示疊加在視頻饋送上——視頻幀中的這個“視覺標(biāo)志”的空間位置可對應(yīng)于虛擬標(biāo)志涉及的真實世界特征。因此，可疊加速度極限(例如，文本“30mph”)，使其看起來仿佛覆蓋在有30mph速度極限的道路的路面上或是其一部分?？蓪⒋硖囟愋偷慕煌?biāo)志的圖標(biāo)疊加在視頻流上，使其出現(xiàn)在將有益地出現(xiàn)真實世界標(biāo)志的位置上。除了方向箭頭5之外，也可將其它類型的虛擬標(biāo)志存儲在存儲器裝置12、13、14、15中。舉例來說，可將關(guān)于道路名稱、交通標(biāo)志、速度極限、測速相機(jī)、公交車站、博物館、房屋編號或興趣點的圖標(biāo)存儲在存儲器裝置12、13、14、15中。所有這些均可也疊加在視頻饋送上，其中所顯示的視頻中的空間位置對應(yīng)于虛擬標(biāo)志所涉及的真實世界特征。因此，軟件可從導(dǎo)航軟件中獲取包含這些真實世界特征的位置數(shù)據(jù)的2D地圖數(shù)據(jù)，并應(yīng)用在所述特征疊加在視頻饋送中時使其正確定位的幾何變換。根據(jù)另一替代方案，圖案辨別技術(shù)也可經(jīng)設(shè)置以辨別道路上的物體，例如(舉例來說)其它交通工具或卡車。當(dāng)辨別出此種物體時，可將所顯示的路線4展示為虛線，例如圖11中所示。這提供用戶較容易理解的圖像。第四實施例根據(jù)第四實施例，來自相機(jī)24的饋送和導(dǎo)航方向(例如位置箭頭3、路線4、箭頭5、興趣點(POI)、道路、建筑物、地圖數(shù)據(jù)(如向量數(shù)據(jù)))并不疊加，而是以組合的方式在顯示器18上顯示?？赏ㄟ^將顯示器劃分成第一部分和第二部分來實現(xiàn)這種組合，其中第一部分顯示相機(jī)饋送，且第二部分顯示導(dǎo)航方向。然而，也可在時間上執(zhí)行組合，即，導(dǎo)航裝置可經(jīng)設(shè)置以依次輪流展示相機(jī)饋送和導(dǎo)航方向?？赏ㄟ^將相機(jī)饋送展示持續(xù)第一時期(例如，2秒)并接著將導(dǎo)航方向展示持續(xù)第二時期(例如，2秒)來實現(xiàn)這種效果。然而，導(dǎo)航裝置也可向用戶提供按其需要在相機(jī)饋送與導(dǎo)航方向之間切換的選項。當(dāng)然，可使用一個以上相機(jī)?？上蛴脩籼峁牡谝幌鄼C(jī)饋送切換成第二相機(jī)饋送的選項。用戶也可選擇同時在顯示器18上顯示一個以上相機(jī)饋送。
根據(jù)另一替代方案，用戶可拉近或拉遠(yuǎn)。當(dāng)拉遠(yuǎn)時，將逐漸在顯示器18上顯示導(dǎo)航裝置10的越來越多的環(huán)境。將了解，用戶可選擇(例如)直升機(jī)視圖(如圖2所示)，其中包含導(dǎo)航裝置10的位置。此種視圖提供從后方觀看導(dǎo)航裝置10(或交通工具)的圖像。當(dāng)然，此種視圖無法由固定在導(dǎo)航裝置10或交通工具上的相機(jī)提供。因此，導(dǎo)航裝置10可提供如圖12所展示的圖像，其中圖像中只有一部分是相機(jī)視圖，其周圍是地圖數(shù)據(jù)和導(dǎo)航方向。雖然上文已經(jīng)描述了本發(fā)明的特定實施例，但將了解，可用不同于所述的方式實踐本發(fā)明。舉例來說，本發(fā)明可采用含有描述上述方法的一個或一個以上機(jī)器可讀指令序 列的計算機(jī)程序或其中存儲著此種計算機(jī)程序的數(shù)據(jù)存儲媒體(例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)的形式。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員機(jī)將了解，軟件組件中的任一者也可形成為硬件組件。以上描述希望是說明性的而不是限制性的。因此，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將明白，可在不偏離隨附權(quán)利要求書的范圍的情況下對所描述的本發(fā)明進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1.一種可定位于車輛中的導(dǎo)航裝置(10)，所述裝置經(jīng)設(shè)置以接收來自相機(jī)(24)的、車輛前方道路的視頻饋送和來自定位裝置(23)的、指示所述裝置和/或相機(jī)的位置的數(shù)據(jù)，并且所述裝置進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以顯示來自所述相機(jī)(24)的視頻饋送的所述相機(jī)圖像和顯示器(18)上的導(dǎo)航方向(4、5)的組合，所述裝置的特征在于所述導(dǎo)航方向包括表示要跟隨的計劃路線的路徑(4)，并且所述裝置(10)經(jīng)設(shè)置以利用圖案識別技術(shù)來處理所述視頻饋送，以檢測所述相機(jī)圖像中的車輛前方道路并且將所述導(dǎo)航方向疊加到所述相機(jī)圖像上，使得所述導(dǎo)航方向和所述相機(jī)圖像相對于在所述相機(jī)圖像中示出的被檢測道路表面具有預(yù)定義的空間關(guān)系。
2.如權(quán)利要求I所述的導(dǎo)航裝置，其中所述導(dǎo)航方向進(jìn)一步包括在所述要跟隨的計劃路線上指出調(diào)動的箭頭(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的導(dǎo)航裝置，其中表示所述要跟隨的計劃路線的所述路徑(4)是實線或虛線。
4.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置(10)經(jīng)設(shè)置以接收檢校、存儲這些檢校并且在將所述導(dǎo)航方向(4、5)疊加到所述相機(jī)圖像上時應(yīng)用所述檢校。
5.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置(10)經(jīng)設(shè)置以從至少一個方位傳感器(23、27、28)接收讀數(shù)，以利用所述讀數(shù)計算所述裝置的方位，以及利用所計算的方位將所述導(dǎo)航方向(4、5)疊加到所述相機(jī)圖像上。
6.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置進(jìn)一步包括至少一個存儲器單元(12、13、14、15)，用以存儲與一個或更多個真實世界特征(22)相關(guān)聯(lián)的信息，并且所述裝置進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以接收相機(jī)(24)設(shè)定，并且其中利用與由虛擬標(biāo)志表示的存儲信息以及所述相機(jī)設(shè)定相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)來將表示所存儲的真實世界特征信息的所述虛擬標(biāo)志疊加到所述相機(jī)圖像上，使得所述虛擬標(biāo)志在顯示的相機(jī)圖像中具有對應(yīng)于所述真實世界特征的位置的空間位置。
7.一種導(dǎo)航裝置(10)，包括至少一個存儲器單元(12、13、14、15)用以存儲與一個或更多個真實世界特征(22)相關(guān)聯(lián)的信息，所述裝置經(jīng)設(shè)置以接收來自相機(jī)(24)的視頻饋送以及來自定位裝置(23)的、指示所述裝置和/或相機(jī)的位置的數(shù)據(jù)，并且所述裝置進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以顯示來自所述相機(jī)(24)的視頻饋送的相機(jī)圖像和顯示器(18)上的虛擬標(biāo)志的組合，所述裝置的特征在于 所述虛擬標(biāo)志表示存儲的真實世界特征信息，并且所述裝置進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以接收相機(jī)設(shè)定并且利用與由所述虛擬標(biāo)志表示的存儲信息以及所述相機(jī)設(shè)定相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)來將所述虛擬標(biāo)志疊加到所述相機(jī)圖像上，使得所述虛擬標(biāo)志在顯示的相機(jī)圖像中具有對應(yīng)于所述真實世界特征的位置的空間位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的導(dǎo)航裝置，其中所述虛擬標(biāo)志涉及以下中的一個或更多個道路名稱、交通標(biāo)志、速度極限、測速相機(jī)、建筑物和興趣點。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置(10)經(jīng)設(shè)置以利用圖案識別技術(shù)處理所述視頻饋送，以識別所述顯示的相機(jī)圖像中的真實世界特征的位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置(10)經(jīng)設(shè)置以接收接收檢校、存儲這些檢校正并且在將所述虛擬標(biāo)志疊加到所述相機(jī)圖像上時應(yīng)用所述檢校。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置經(jīng)設(shè)置以從至少一個方位傳感器(23、27、28)接收讀數(shù)，以利用所述讀數(shù)計算所述裝置的方位，以及利用所計算的方位將所述虛擬標(biāo)志疊加到所述相機(jī)圖像上。
12.根據(jù)在前權(quán)利要求中任一項所述的導(dǎo)航裝置，其中所述裝置(10)包括與所述裝置一體式形成的相機(jī)(24)。
13.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其可操作以安裝到可定位在車輛中的導(dǎo)航裝置(10)上，并經(jīng)設(shè)置以當(dāng)在所述裝置上執(zhí)行時 接收來自相機(jī)(24)的、車輛前方道路的視頻饋送和來自定位裝置(23)的、指示所述裝置和/或相機(jī)的位置的數(shù)據(jù)； 顯示來自所述相機(jī)(24)的視頻饋送的所述相機(jī)圖像和顯示器(18)上的導(dǎo)航方向(4、5)的組合；以及 利用圖案識別技術(shù)處理所述視頻饋送，以檢測在所述相機(jī)圖像中的所述車輛前方道路， 所述導(dǎo)航方向包括表示要跟隨的計劃路線的路徑(4)，并且所述導(dǎo)航方向被疊加到所述相機(jī)圖像上，使得所述導(dǎo)航方向和所述相機(jī)圖像相對于在所述相機(jī)圖像中示出的被檢測道路表面具有預(yù)定義的空間關(guān)系。
14.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，其可操作以安裝到導(dǎo)航裝置(10)上，所述導(dǎo)航裝置包括至少一個存儲器單元(12、13、14、15)用以存儲與一個或更多個真實世界特征(22)相關(guān)聯(lián)的信息，并且所述產(chǎn)品可操作以當(dāng)在所述裝置上執(zhí)行時經(jīng)設(shè)置以 接收來自相機(jī)(24)的視頻饋送、相機(jī)設(shè)定以及來自定位裝置(23)的、指示所述裝置和/或相機(jī)的位置的數(shù)據(jù)，以及 顯示來自所述相機(jī)的視頻饋送的所述相機(jī)圖像和顯示器(18)上的虛擬標(biāo)志的組合， 所述虛擬標(biāo)志表示存儲的真實世界特征信息，并且通過利用與由所述虛擬標(biāo)志表示的存儲信息以及所述相機(jī)設(shè)定相關(guān)聯(lián)的位置數(shù)據(jù)來將所述虛擬標(biāo)志疊加到所述相機(jī)圖像上，使得所述虛擬標(biāo)志在顯示的相機(jī)圖像中具有對應(yīng)于所述真實世界特征的位置的空間位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶有相機(jī)信息的導(dǎo)航裝置(10)。所述導(dǎo)航裝置(10)經(jīng)設(shè)置以在顯示器(18)上顯示導(dǎo)航方向(3、4、5)。所述導(dǎo)航裝置(10)進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以從相機(jī)(24)接收饋送。所述導(dǎo)航裝置(10)進(jìn)一步經(jīng)設(shè)置以在所述顯示器(18)上顯示根據(jù)來自所述相機(jī)(24)的饋送的相機(jī)圖像與所述導(dǎo)航方向(3、4、5)的組合。
文檔編號G01C21/36GK102798397SQ20121028489
公開日2012年11月28日 申請日期2005年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月6日
發(fā)明者彼得·安德烈亞斯·吉萊恩, 馬克·丹尼爾·馬圖 申請人:通騰科技股份有限公司