导航定位装置及应用其的导航定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种导航定位装置，包括储存器、标志特征分析器、第一坐标融合器及第二坐标融合器。储存器储存有图资，图资包含交通标志特征及交通标志特征的标志坐标。标志特征分析器用以分析摄像画面是否具有交通标志特征。当摄像画面具有交通标志特征，标志特征分析器分析摄像画面中的交通标志特征，并依据标志坐标计算装置坐标。第一坐标融合器用以融合装置坐标与第一融合坐标，并以融合后坐标做为第二融合坐标。第二坐标融合器用以融合第二融合坐标、交通载具惯性信息与全球定位坐标，并以融合后的坐标做为更新的第一融合坐标。

【技术实现步骤摘要】
导航定位装置及应用其的导航定位方法
本专利技术是有关于一种导航定位装置及应用其的导航定位方法，且特别是有关于一种交通标志检测的导航定位装置及应用其的导航定位方法。
技术介绍
一般来说，全球定位系统定位信息是导航重要的依据。然而，在市区，卫星信号容易被建筑物屏蔽，导致一般导航定位装置的定位误差高达3公尺以上，此不符自动驾驶车导航精度要求。传统导航定位方法若要提高定位精准度，必须增加许多昂贵的硬件设备。因此，本领域业者努力地在不须建置昂贵硬件设备下，提高导航定位装置的定位精度。
技术实现思路
因此，本专利技术提出一种导航定位装置及应用其的导航定位方法，可改善前述现有问题。根据本专利技术的一实施例，提出一种导航定位装置。导航定位装置包括一储存器、一标志特征分析器、一第一坐标融合器及一第二坐标融合器。储存器储存有一图资，图资包含一交通标志特征及交通标志特征的一标志坐标。标志特征分析器用以分析一摄像画面是否具有交通标志特征；当摄像画面具有交通标志特征，分析摄像画面中的交通标志特征，并依据标志坐标计算导航定位装置的一装置坐标。第一坐标融合器用以融合装置坐标与一第一融合坐标，并以融合后坐标做为一第二融合坐标。第二坐标融合器用以融合第二融合坐标、一交通载具惯性信息与一全球定位坐标，并以融合后的坐标做为更新的第一融合坐标。根据本专利技术的另一实施例，提出一种导航定位方法。导航定位方法包括以下步骤。一标志特征分析器分析一摄像画面是否具有一交通标志特征，交通标志特征及交通标志特征的一标志坐标储存在一图资中；当摄像画面具有交通标志特征，标志特征分析器分析摄像画面中的交通标志特征，并依据标志坐标计算导航定位装置的一装置坐标；一第一坐标融合器融合装置坐标与一第一融合坐标，并以融合后坐标做为一第二融合坐标；以及，一第二坐标融合器融合第二融合坐标、一交通载具惯性信息与一全球定位坐标，并以融合后的坐标做为更新的第一融合坐标。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下：附图说明图1绘示依照本专利技术一实施例的交通标志检测的导航定位装置的功能方块图。图2A及2B图绘示依照本专利技术一实施例的导航定位装置的定位流程图。图3绘示图1的显示屏幕显示地图的画面。图4绘示图3的交通载具接近路口的屏幕显示画面。图5绘示图4的显示屏幕将更新的第一融合坐标显示在地图的画面。其中，附图标记：100：导航定位装置110：储存器120：控制器125：摄像器130：标志特征分析器140：第一坐标融合器150：第二坐标融合器170：全球定位系统定位器180：显示屏幕190：导航器C1：交通载具D1、D2：差值E1：定位误差F1：摄像画面M1：图资M12：地图M13：特征点M11：交通标志特征P1：地图位置P2：实际位置Q、Qcam：交通载具模型协方差矩阵R：测量协方差矩阵Xm：标志坐标S：系数S105～S185：步骤U1：交通载具惯性信息X’：中间产出值Xg：全球定位坐标第一融合坐标Xcam：装置坐标Xk：第二融合坐标具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。请参照图1，其绘示依照本专利技术一实施例的交通标志检测的导航定位装置100的功能方块图。导航定位装置100可配置于一交通载具C1(绘示于图3)，如汽车、机车或其它在路面上行走的交通工具，并用以提供一定位功能或一定位与导航功能。导航定位装置100包括储存器110、控制器120、摄像器125、标志特征分析器130、第一坐标融合器140、第二坐标融合器150、全球定位系统定位器170、显示屏幕180及导航器190。控制器120电性连接储存器110、标志特征分析器130、第一坐标融合器140、第二坐标融合器150、全球定位系统定位器170及显示屏幕180，以接收、传送、处理及控制此些元件的信号及/或数据。控制器120可将载入图资M1，并控制显示屏幕180显示图资M1及导航定位装置100的所在坐标。储存器110、控制器120、摄像器125、标志特征分析器130、第一坐标融合器140、第二坐标融合器150、全球定位系统定位器170及导航器190至少一者可以是采用半导体制程所制成的实体电路结构。此外，在一实施例中，储存器110、控制器120、摄像器125、标志特征分析器130、第一坐标融合器140、第二坐标融合器150、全球定位系统定位器170与导航器190至少二者可整合成单个电路结构。储存器110储存有图资M1。本实施例的图资M1除了包含道路信息外，更包含有数个交通标志特征M11及交通标志特征M11的标志坐标Xm。本文所指的坐标例如是全球经纬度。交通标志特征M11为路面上交通标志的特征。路面交通标志例如是邻近路口的标志，如斑马线、停止线、待转区、停车格与箭头至少一者，或其它已知的交通标志等。在另一实施例中，交通标志特征M11也可以位于路口以外的位置。此外，图资M1可储存在储存器110内。摄像器125用以撷取交通载具C1前方视野的摄像画面F1，以提供标志特征分析器130进行分析。标志特征分析器130用以分析摄像画面F1是否具有交通标志特征M11。当摄像画面F1具有交通标志特征M11，标志特征分析器130分析摄像画面F1中的交通标志特征M11，并依据标志坐标Xm计算导航定位装置100的装置坐标Xcam。第一坐标融合器140用以融合装置坐标Xcam与第一融合坐标并以融合后坐标做为第二融合坐标Xk。第二坐标融合器150用以融合第二融合坐标Xk、交通载具惯性信息U1与全球定位坐标Xg，并以融合后的坐标做为更新的第一融合坐标此外，交通载具惯性信息U1可由交通载具C1的惯性测量单元(InertialMeasurementUnit,IMU)提供。摄像器125可配置在导航定位装置100中。在另一实施例中，摄像器125可配置在交通载具C1，其摄像画面F1可通过有线或无线方式传输给导航定位装置100。如上述，由于装置坐标Xcam包含导航定位装置100与交通标志特征M11的相对坐标关系，使导航定位装置100计算出的装置坐标Xcam更接近导航定位装置100的实际坐标。如此，本专利技术实施例的导航定位装置100可以在不采用昂贵的硬件设备下，达到昂贵硬件设备才能达到的定位精准度。在一实施例中，本专利技术实施例的导航定位装置100可以在不采用昂贵的硬件设备下，将定位精准度提高至公分等级。此外，全球定位系统定位器170用以接收全球定位系统的卫星信号，并加以计算而获得导航定位装置100的当前(目前或最新)的全球定位坐标Xg。显示屏幕180可显示图资M1中与第一融合坐标相关的地图M12(地图M12也绘示于图3)，且将第一融合坐标显示在地图M12上，让驾驶可通过所显示的地图M12及第一融合坐标得知交通载具C1在地图M12的位置(以下称地图位置)。请参照图2A及2B，其绘示依照本专利技术一实施例的导航定位装置100的定位流程图。在步骤S105中，控制器120载入图资M1，并控制显示屏幕180显示图资M1。本实施例的图资M1除了包含道路信息外，更包含有数个交通标志特征M11及其标志坐标Xm。在步骤S110中，控制器120判断是否要初始化。例如，在导航定位装置100刚开机时，在完成第一次定位前的这段期间表示尚未初始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交通标志检测的导航定位装置，其特征在于，包括：一储存器，储存有一图资，该图资包含一交通标志特征及该交通标志特征的一标志坐标；一标志特征分析器，用以分析一摄像画面是否具有该交通标志特征；当该摄像画面具有该交通标志特征时，分析该摄像画面中的该交通标志特征，并依据该标志坐标计算该导航定位装置的一装置坐标；一第一坐标融合器，用以融合该装置坐标与一第一融合坐标，并以融合后坐标做为一第二融合坐标；以及一第二坐标融合器，用以融合该第二融合坐标、一交通载具惯性信息与一全球定位坐标，并以融合后的坐标做为更新的该第一融合坐标。

【技术特征摘要】
2017.12.05 TW 106142515;2017.09.18 US 62/559,6811.一种交通标志检测的导航定位装置，其特征在于，包括：一储存器，储存有一图资，该图资包含一交通标志特征及该交通标志特征的一标志坐标；一标志特征分析器，用以分析一摄像画面是否具有该交通标志特征；当该摄像画面具有该交通标志特征时，分析该摄像画面中的该交通标志特征，并依据该标志坐标计算该导航定位装置的一装置坐标；一第一坐标融合器，用以融合该装置坐标与一第一融合坐标，并以融合后坐标做为一第二融合坐标；以及一第二坐标融合器，用以融合该第二融合坐标、一交通载具惯性信息与一全球定位坐标，并以融合后的坐标做为更新的该第一融合坐标。2.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，更包括一控制器，在一初始化流程中，该控制器用以将该全球定位坐标做为该第一融合坐标；当该导航定位装置在该初始化流程且该摄像画面具有该交通标志特征时，该第一坐标融合器用以融合该装置坐标与该全球定位坐标，并以融合后坐标做为该第二融合坐标。3.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，更包括一控制器，当该导航定位装置在初始化流程且该摄像画面不具有该交通标志特征时，该控制器用以将该全球定位坐标做为该第二融合坐标。4.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，当该导航定位装置在一非初始化流程且该全球定位坐标有更新时，该第二坐标融合器用以融合该第二融合坐标、该交通载具惯性信息与更新后的该全球定位坐标，并以融合后的坐标做为更新的该第一融合坐标。5.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，当该导航定位装置在一非初始化流程且该全球定位坐标未更新时，该第二坐标融合器用以融合该第二融合坐标与该交通载具惯性信息，并以融合后的坐标做为更新的该第一融合坐标，其中该第二融合坐标包含该全球定位坐标的信息。6.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，更包括一控制器；当该导航定位装置在一非初始化流程、该全球定位坐标有更新且该摄像画面不具有该交通标志特征时，该控制器用以将该第一融合坐标做为该第二融合坐标。7.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，当该导航定位装置在一非初始化流程、该全球定位坐标有更新且该摄像画面具有该交通标志特征时，该第一坐标融合器用以融合该装置坐标与该第一融合坐标，并以融合后坐标做为更新的该第二融合坐标。8.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，该交通标志位于一路口，该标志特征分析器更用以：当该导航定位装置接近该路口，开始分析该摄像画面是否具有该交通标志特征。9.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，更包括：一全球定位系统定位器，用以提供该导航定位装置当前的该全球定位坐标。10.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，该交通标志为马路路面上的标志。11.如权利要求1所述的导航定位装置，其特征在于，该交通标志为斑马线、停止线、待转区、停车格与...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴明轩，彭毓瑩，陈斌勇，林哲聪，李纲，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71