[发明专利]一种基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法及装置

权利要求书

1.一种基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法，包括非实景地图导航模式，其特征是在非实景地图导航模式中还采用双摄像头进行实时实景匹配导航，所述双摄像头包括水平排列的用于采集当前的道路信息的彩色摄像头和红外摄像头，两摄像头均与导航装置的控制处理器连接，在非实景地图模式下，用户当前的位置通过导航装置中的GPS定位系统确定，用户需要输入目的地，然后地图会自动计算出行驶路径并根据路径进行导航；所述实时实景匹配导航由用户启动或系统自动启动，实时实景匹配导航过程包括：（1）红外摄像头采集当前的影像并传输到导航装置的控制储存单元模块，控制储存单元模块接收到红外摄像头的影像进行灰度值划分来得到道路的轮廓；（2）控制储存单元模块将通过红外影像得到的道路轮廓与预先存储的非实景地图进行匹配，具体是通过基于灰度值重合算法实现匹配；在多层结构的道路上，若当前实景与非实景地图当前显示地图不匹配，则将非实景地图切换到另一层道路，重新将通过红外影像得到的道路轮廓与预先存储的所述另一层道路的非实景地图进行匹配，直到匹配成功；当匹配成功时，说明用户位于当前匹配成功的道路层，此时将非实景地图切换到当前匹配成功的道路层继续导航。

2.根据权利要求1所述的一种基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法，其特征在于步骤（2）中，若出现匹配失败的情况，则导航装置会发出匹配失败提示，告知用户可能存在道路改建因素，并记录下当前道路的相关信息，相关信息包括坐标、道路状况，若此时用户选择了非实景地图上没有显示的路径，则导航装置会进一步记录当前用户所行驶的路径信息；用户能将匹配失败后的当前道路的相关信息和所述路径信息通过USB输出模块输出到上位机上。

3.根据权利要求1所述的一种基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法，其特征在于步骤（1）中首先选中画面中心偏下的一个设定区域，将设定区域内所有点的灰度值作平均，得到灰度值D_c，然后根据路面与道路边缘的温差设定路面灰度值差系数K，对整个图像将灰度值范围在（D_c-K, D_c+K）范围内与范围外的点的灰度值二极化，得到道路的轮廓。

4.根据权利要求1所述的一种基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法，其特征在于步骤（2）取非实景地图当前位置的M×N范围，M×N表示选取的图像大小，作二值化处理，得到基于非实景地图的道路轮廓图即基准模板P₁，并记下当前导航指向标志的坐标位置D_p，D_p为一个坐标集合，将处理后的红外图像按比例d伸缩成M×N大小，作为目标模板，记为P₂；通过式（1）计算P₁与P₂的灰度值重合度P：

其中p₁(i, j)代表基准模板P1坐标为(i, j)点的灰度值，p₂(i, j)代表基准模板P2坐标为(i, j)点的灰度值；式(1)即统计P1与P2的M×N个点中灰度值相同的点的数量P；式中的Δ_x和Δ_y为位移调整，由于实景与非实景地图的观看角度不一致，因此在匹配时图像可能存在移位的情况，因此需要进行位置修正，通过搜索不同的Δ_x和Δ_y，使得式(1)有最大值，此时需要判断是否匹配成功，匹配成功与否通过式(2)和式(3)判断：

式(2)中，D_p(i-Δ_x, j-Δ_y)表示经过位置修正后，导航标志D_p在P₂模板中的对应位置；当P₁与P₂匹配时，D_p(i-Δ_x, j-Δ_y)应对P₂上的道路位置，即两者对应位置的灰度值应相等，因此通过计算式(3)中D_p(i-Δ_x, j-Δ_y)与P₂的灰度值重合像素数占D_p总像素数D的比例Q来判断P₁与P₂是否匹配，若Q大于某一个设定值，则认为P₁与P₂实现匹配，记录此时的Δ_x和Δ_y。