[发明专利]一种通过摄像头加强导航功能的导航系统

权利要求书

1.一种车载导航系统，其特征在于，包括：车载GPS天线，摄像头，AR抬头显示器以及车载导航主机，其中，

所述车载GPS天线用于进行定位获得世界坐标系；

所述摄像头对前方路况进行实时图像采集，

所述车载导航主机包括：坐标系转换单元，其对所述摄像头采集的路况图像进行图像识别分析，把实际世界中的路面坐标系即世界坐标系转换成摄像头自己的坐标系即摄像头影像坐标系；模型生成单元，其根据摄像头影像坐标系生成行进路面的3D模型；虚拟导航信息生成单元，其根据行进路面的3D模型生成虚拟导航指示信息；输出单元，其将虚拟导航指示信息输出到所述AR抬头显示器；

所述AR抬头显示器将所述虚拟导航指示信息投射到挡风玻璃上，实现所述虚拟导航信息叠加至实际路面的效果。

2.根据权利要求1所述的车载导航系统，其特征在于，所述世界坐标系为：根据所述车载GPS天线定位给出的位置为坐标原点，以南向北作为Y轴，西向东作为X轴，垂直方向为Z轴，所述世界坐标系即为导航地图坐标系。

3.根据权利要求1所述的车载导航系统，其特征在于，所述世界坐标系到摄像头影像坐标系的转换公式为：

若世界坐标系坐标为(X,Y,Z)，摄像头影像坐标系对应坐标为(X',Y’,Z’)，则(X',Y’,Z’)＝T*C*[R]*(X,Y,Z)，

其中，矩阵[R]是旋转矩阵，C是采用摄像头内参矩阵的参数对摄像头畸变进行补偿的补偿系数，T矫正系数，是整车零件安装的个体误差，系统需要对每一辆特定的车型自动进行矫正。

4.根据权利要求3所述的车载导航系统，其特征在于，补偿系数C和矫正系数T通过下述方式获取：

选取若干车前盖的特征点作为参考点P1，P2,P3，P4…Pi，车前盖的参考点Pi在世界坐标系和摄像头影像坐标系这两个坐标系中的描述关系如下：

XPi′YPi′ZPi′=T*C*cosθ3sinθ30-sinθ3cosθ30001cosθ20-sinθ2010sinθ20cosθ21000cosθ1sinθ10-sinθ1cosθ1XPiYPiZPi]]>

根据所述摄像头采集的实时图像帧，获得车前盖上参考点Pi在摄像头影像坐标系中的坐标位置，并根据所述坐标位置通过求解上述线性方程组，获得实际的补偿系数C和矫正系数T。