[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

说明书

技术领域

本发明属于车载导航技术领域，具体涉及基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法及装置。 

背景技术

现有便携式车载导航装置一般是通过简化的地图模型进行导航的。导航仪中的地图模型通常是把俯视角度的实景地图进行一系列的简化和修整，只保留主要干道和重要的建筑物，忽略道路边细节，这样就能大大减少地图的信息量，方便导航仪存储和保证显示的及时性。在导航的过程的，当前位置通过GPS全球定位来确定，目的地则通过用户输入，然后在地图上搜索出相应的地点。接着根据地图上的道路信息，计算出当前位置到目的地的路径，然后开始导航，这就是现有的导航系统的工作过程。 

应用简化的地图模型有一定的优势：信息量相对较少，方便储存；能快速显示和切换，对主要道路情况显示清晰及时；指向明确，用户可轻松得到指示等。这种地图模型能满足用户日常的需求，在道路不太复杂的情况下指向明确，走错的概率很低，因此也成为了市面上主流的导航配置。 

简化的地图模型对主要干道的导航能发挥很好的作用，但在有多条分支，路况复杂的地段，这种地图提供的信息非常有限，因此用户常常不能得到准确的指示。比如在有多个路口的环形干道上，用户常常会因为相邻路口靠得太近而走错道路。造成这种失误的原因，一种可能是简化的地图忽视了某些较小的路口，造成地图显示信息与实际不符，另一种可能是因为路口之间距离太短，定位精度不能区分出当前的转向。另外，随着城市道路的快速发展，道路已经形成了立体发展的趋势，高架桥在许多城市已经成为重要的道路方式。然而由于GPS是通过经纬度来实现平面定位的，对于同一经纬度上的海拔高度是无法区分的，因此常常会出现在高架桥上导航信息错乱的情况，其原因就是导航仪无法准确判断当前位置。另外，一些路边的的障碍，道路的施工改建等，也在一定程度上影响导航的质量。 

因此，用户希望一种实时的实景导航地图。但实景地图导航实现的难度很大，首先地图信息量太大，要浪费大量的空间去储存；其次，因为实景画面上信息量太多，道路指向不清 晰等，在实景影像上计算导航指向难度大，计算复杂。综述上面的原因，实景导航技术还处于开发研究阶段，要实现实景导航，则需要想办法克服以上困能。 

发明内容

本发明针对现有导航系统存在的无法定位高架桥等多层道路结构的正确位置，对道路的改建和修整不能及时反映等问题，提出了一种基于双摄像头的实时实景匹配车载导航方法及装置。本发明在普通的导航地图导航的基础上，采用普通摄像头和红外摄像头结合的方法，通过普通摄像头采集实时影像显示在导航仪屏幕，红外摄像头采集的图像则与原有的导航地图进行匹配，因此就可以把导航地图上的导航指示映射到实景图上，完成实景导航。本发明可以避免占用大量的储存空间来储存实景地图，计算量少，响应快，成本低。本发明通过如下技术方案实现。 

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，改方法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。 

进一步改进的，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。