專利名稱：一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算技術(shù)，特別是涉及一種當(dāng)導(dǎo)航系統(tǒng)無法有效 接收全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System ；GPS)的定位資訊時(shí)，輔助導(dǎo)航系統(tǒng) 不至于中斷導(dǎo)航的輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法。
背景技術(shù)：
全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System ；GPS)為一由美國(guó)軍方運(yùn)用太空 科技研發(fā)的技術(shù)，原理是利用與地球同步的衛(wèi)星，取其相對(duì)位置，測(cè)出使用者在三維空間中 的精確位置。此技術(shù)具有全天候、范圍全球覆蓋與快速省時(shí)高效率等優(yōu)點(diǎn)。GPS系統(tǒng)在技術(shù)局部轉(zhuǎn)移到民間后，除了運(yùn)用在精確定時(shí)、工程施工與勘探測(cè)繪等 各方面，與我們?nèi)粘Ｉ钭顬橄⑾⑾嚓P(guān)的莫過于汽車導(dǎo)航的應(yīng)用。首先，在汽車上安裝一 GPS導(dǎo)航裝置以供接收GPS定位資訊，再配合預(yù)先儲(chǔ)存的地圖資訊，通過導(dǎo)航軟件即可提供 駕駛?cè)司_即時(shí)的定位和移動(dòng)資訊。如此一來省卻了駕駛?cè)税磮D索驥的不便，大大提升了 行車的便利性。然而，即使擁有多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，GPS導(dǎo)航在實(shí)用上還是有美中不足的缺憾。除了 GPS衛(wèi) 星本身可能發(fā)生暫時(shí)性的故障之外，由于其定位功能是依賴人造衛(wèi)星由太空發(fā)出的信號(hào)， 太陽風(fēng)、大氣濃度變化、建筑物外型折射與遮蔽物(如隧道、橋下或停車場(chǎng))的影響都可能 造成導(dǎo)航中斷或誤判。因應(yīng)以上狀況，通?？沙韵氯齻€(gè)方向來加以解決其一為強(qiáng)化接收效能，其二為 尋求一暫時(shí)性替代的輔助導(dǎo)航(Dead Reckoning ；DR)技術(shù)，其三則為利用參考站的設(shè)置來 修正GPS的誤差。在強(qiáng)化接收效能方面，如中國(guó)臺(tái)灣專利公告1271535號(hào)「全球定位系統(tǒng)(GPS)天線 調(diào)整系統(tǒng)和方法以及GPS衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度顯示模塊和方法」，是揭露一產(chǎn)生衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)弱測(cè) 定數(shù)據(jù)供天線調(diào)整，藉以提升天線接收效能的方法。在尋求一暫時(shí)性替代的DR技術(shù)方面，當(dāng)信號(hào)來源中斷，導(dǎo)航系統(tǒng)自動(dòng)切換至輔助 導(dǎo)航模式，藉由車輪轉(zhuǎn)速傳感器取得汽車的行進(jìn)速度，配合預(yù)存的地圖資訊追蹤使用者定 位持續(xù)導(dǎo)航。在利用參考站的設(shè)置來修正GPS的誤差方面，最典型的是現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的地面差 分定位系統(tǒng)(Differential GPS ；以下簡(jiǎn)稱DGPS)，其是利用參考站的設(shè)置來修正GPS的誤 差，再?gòu)V播此即時(shí)誤差值供信息傳輸范圍內(nèi)的使用者加入運(yùn)算，藉以校正誤差。在中國(guó)臺(tái)灣 專利公告1227332號(hào)「校正GPS/DGPS定位偏差并消弭遮蔽障礙的裝置及方法」中，更進(jìn)一 步提出一種定點(diǎn)短距通訊的手法，藉以將精準(zhǔn)度提高達(dá)98%以上。在這些解決方向之中，相比較于DGPS在設(shè)備上的較高需求，雖然目前的DR技術(shù)精 確度并不高，但是卻有較高的應(yīng)用性，故廣為廠商所積極開發(fā)研究。然而，在目前DR技術(shù)中 車輪轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用，在下列情況中，行進(jìn)速度的估算會(huì)產(chǎn)生誤差車輪滑動(dòng)行進(jìn)、胎壓 或輪胎本身磨耗因素造成輪胎半徑變化，以及傳感器污損等。
由此可見，上述現(xiàn)有的GPS導(dǎo)航技術(shù)在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷， 而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之 道，但長(zhǎng)久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般方法又沒有適切的方法能夠解決 上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的輔助導(dǎo)航的速度 運(yùn)算方法，實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。本發(fā)明即針對(duì)現(xiàn)有的DR技術(shù)中，車輪轉(zhuǎn)速傳感器應(yīng)用的缺失，對(duì)行進(jìn)速度判斷的 需求提出一種解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的GPS導(dǎo)航技術(shù)中，普遍存在受到GPS衛(wèi)星本身可能 發(fā)生暫時(shí)性的故障，以及外物遮蔽或干擾等不利因素的影響，而導(dǎo)致導(dǎo)航中斷的嚴(yán)重問題， 而提供一種新的輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法與其應(yīng)用裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其在 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)中斷時(shí)，在持續(xù)提供定位資訊的一輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中，提供速度運(yùn)算資 訊，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出 的一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其是在行經(jīng)具有一交通標(biāo)線的路面，且無法有效接收一全 球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global PositioningSystem ；GPS)的定位資訊時(shí)，持續(xù)提供一導(dǎo)航畫面 以持續(xù)導(dǎo)航，該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置包含一存儲(chǔ)單元，預(yù)先儲(chǔ)存至少一地圖資訊；一影 像擷取單元，在該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置行經(jīng)具有該交通標(biāo)線的路面時(shí)，擷取涵蓋該交通 標(biāo)線的多個(gè)路面影像；一計(jì)時(shí)器，根據(jù)該些路面影像計(jì)算該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置在該路 面行經(jīng)該交通標(biāo)線的一單位時(shí)間，以及；一處理模塊，電性連接于該存儲(chǔ)單元、該影像擷取 單元與該計(jì)時(shí)器，藉以依據(jù)該些路面影像與該單位時(shí)間運(yùn)算出一行進(jìn)速度，并依據(jù)該地圖 資訊與該行進(jìn)速度提供該導(dǎo)航畫面。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的處理模塊包含一影像運(yùn)算模塊，用以 根據(jù)該些路面影像與該單位時(shí)間運(yùn)算出該行進(jìn)速度。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的影像運(yùn)算模塊包含一影像判斷程序。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的影像運(yùn)算模塊包含一速度運(yùn)算程序。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的交通標(biāo)線包含至少一實(shí)線線段。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的交通標(biāo)線為一車道線。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的影像擷取單元包括一電荷耦合裝置 (Charge Coupled Device ；CCD)0前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其中所述的GPS的定位資訊是通過一滿足國(guó)際航 運(yùn)電子協(xié)會(huì)第 0183 號(hào)(National Marine Electronic Association0183 ；NMEA 0183)通信 協(xié)議的信號(hào)加以傳遞。前述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，更包含一顯示單元，藉以呈現(xiàn)該導(dǎo)航畫面。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的 一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其是在行經(jīng)具有一交通標(biāo)線的路面，且無法有效接收一全 球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global PositioningSystem ；GPS)的定位資訊時(shí)，持續(xù)提供一導(dǎo)航畫面以持續(xù)導(dǎo)航，該方法包含下列步驟(a)預(yù)先儲(chǔ)存至少一地圖資訊；(b)在該GPS導(dǎo)航系統(tǒng) 終端裝置行經(jīng)具有該交通標(biāo)線的路面時(shí)，擷取涵蓋該交通標(biāo)線的多個(gè)路面影像；(c)計(jì)算 一使用者行經(jīng)該交通標(biāo)線的一單位線段的一單位時(shí)間；(d)依據(jù)該些路面影像所顯示的該 單位線段與該單位時(shí)間運(yùn)算出一行進(jìn)速度，以及；(e)依據(jù)該地圖資訊與該行進(jìn)速度產(chǎn)生 該導(dǎo)航畫面。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其中所述的交通標(biāo)線為一車道線。前述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其中所述的步驟(C)更包含步驟(CO)，其 是辨識(shí)該些路面影像中該單位線段的至少一端點(diǎn)，以根據(jù)一起始時(shí)間與一終止時(shí)間計(jì)算出 該單位時(shí)間。前述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其中所述的步驟(d)更包含步驟(d0)，其 是根據(jù)地域交通標(biāo)志的標(biāo)線號(hào)志設(shè)置規(guī)則定義該單位線段的一長(zhǎng)度。前述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其中所述的步驟(d)更包含步驟(dl)，其 是對(duì)該些路面影像定義一比例尺，藉以從該些路面影像所顯示的該單位線段的一位移長(zhǎng)度 運(yùn)算出該行進(jìn)速度。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上可知，為達(dá)到上述目 的，本發(fā)明提供了一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，包含一存儲(chǔ)單元、一影像擷取單元、一計(jì)時(shí) 器與一影像運(yùn)算模塊。在GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置無法有效接收一 GPS定位資訊時(shí)，可自動(dòng) 擷取多個(gè)路面影像，并藉由辨識(shí)一交通標(biāo)線的一端點(diǎn)，計(jì)算使用者行經(jīng)該交通標(biāo)線的一單 位時(shí)間?；蛘叨x一單位時(shí)間，再藉由辨識(shí)該交通標(biāo)線的該端點(diǎn)判斷一位移長(zhǎng)度。該交通 標(biāo)線的長(zhǎng)度或該位移長(zhǎng)度，皆可代表使用者的一行進(jìn)距離。該影像運(yùn)算模塊將該行進(jìn)距離 除以單位時(shí)間即求得一速度，并據(jù)以提供導(dǎo)航畫面。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有 益效果1、相比較于現(xiàn)有習(xí)知的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，由于本發(fā)明包含一存儲(chǔ)單元、一影像擷取 單元、一計(jì)時(shí)器與一影像運(yùn)算模塊，故可藉由路面實(shí)景的擷取加以判斷出駕駛?cè)说乃俣荣Y 訊，有效解決受遮蔽物等外物影響而導(dǎo)致GPS導(dǎo)航中斷的問題。即使駕駛?cè)颂幱跉夂虿患选?上空有遮蔽物或GPS導(dǎo)航故障等問題時(shí)，經(jīng)由輔助導(dǎo)航模式的切換，將本發(fā)明求得的速度 運(yùn)算結(jié)果結(jié)合GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置中預(yù)先儲(chǔ)存的地圖資訊，駕駛?cè)巳钥沙掷m(xù)取得自身定 位與移動(dòng)方向，藉以提升導(dǎo)航精確率并確保行車安全。2、相比較于現(xiàn)有習(xí)知的DR技術(shù)中，車輪轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用，本發(fā)明排除了車輪轉(zhuǎn) 速傳感器在車輪滑動(dòng)行進(jìn)、胎壓或輪胎本身磨耗因素造成輪胎半徑變化，以及傳感器污損 等情況下誤判的缺失。3、最后，相比較于DGPS技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)成本大幅偏低，適于廣泛應(yīng)用。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，是在行經(jīng)具有一交通 標(biāo)線的路面，并且無法有效接收一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GlobalPositioning System ；GPS) 的定位資訊時(shí)，擷取涵蓋該交通標(biāo)線的多個(gè)路面影像，藉由辨識(shí)該些路面影像中該交通標(biāo) 線的端點(diǎn)計(jì)算行經(jīng)該交通標(biāo)線時(shí)的一單位時(shí)間。將該交通標(biāo)線的長(zhǎng)度除以該單位時(shí)間即求 得該使用者的一行進(jìn)速度并據(jù)以持續(xù)提供導(dǎo)航畫面。此方法運(yùn)用一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝
6置，其包含一影像擷取單元和一計(jì)時(shí)器。影像擷取單元用以擷取影像，計(jì)時(shí)器則用以計(jì)算該 單位時(shí)間。本發(fā)明在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的 新設(shè)計(jì)。 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠 更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1是在本發(fā)明較佳實(shí)施中，一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GlobalPositioning System ； GPS)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合一載具實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航技術(shù)的示意圖。圖2是本發(fā)明較佳實(shí)施例的功能方框圖。圖3是在本發(fā)明較佳實(shí)施中，當(dāng)載具進(jìn)入遮蔽區(qū)并行駛于具有一交通標(biāo)線的一直 線路段的示意圖。圖4是影像擷取單元擷取路面影像的示意圖。圖5、圖5A與圖5B是在本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，影像判斷程序判斷連續(xù)擷取的 路面影像的示意圖。圖6與圖6A是在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，影像判斷程序判斷連續(xù)擷取的路面影 像的示意圖。
圖7與圖8是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的簡(jiǎn)易流程圖 圖9是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的簡(jiǎn)易流程圖。
100 =GPS導(dǎo)航系統(tǒng) 200 載具 300 遮蔽物1 =GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置 11 處理模塊 12 存儲(chǔ)單元 121 地圖資訊 122 =GPS定位資訊 13 影像擷取單元 14顯示單元141 導(dǎo)航畫面 15影像運(yùn)算模塊151 影像判斷程序 152 速度運(yùn)算程序16 信號(hào)接收單元 17 計(jì)時(shí)器18 路面影像 19 比例尺2 =GPS衛(wèi)星 2a =GPS衛(wèi)星2b =GPS衛(wèi)星3 交通標(biāo)線31 單位線段 311 第一端點(diǎn)312 第二端點(diǎn) Sl =GPS定位信號(hào)A:路段R 影像擷取范圍ER 端點(diǎn)辨識(shí)范圍 M 位移長(zhǎng)度Ll 單位線段長(zhǎng)度L2 間隔長(zhǎng)度
具體實(shí)施例方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法其具體實(shí)施方式
、 方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參閱圖式的較佳實(shí) 施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)可對(duì)本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目 的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是提供參考與 說明之用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。請(qǐng)參閱圖1至圖4所示，圖1是在本發(fā)明較佳實(shí)施中，一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) (Global Positioning System ；GPS)導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合一載具實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航技術(shù)的示意圖；圖2是 本發(fā)明較佳實(shí)施例的功能方框圖；圖3是在本發(fā)明較佳實(shí)施中，當(dāng)載具進(jìn)入遮蔽區(qū)并行駛 于具有一交通標(biāo)線的一直線路段的示意圖；圖4是影像擷取單元擷取路面影像的示意圖。一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System ;GPS)導(dǎo)航系統(tǒng)100，包含一 GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1和三個(gè)GPS衛(wèi)星2、2a與2b。其中，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1裝設(shè) 在一載具200上，且GPS衛(wèi)星2持續(xù)對(duì)地球發(fā)送一 GPS定位信號(hào)Sl。GPS系統(tǒng)終端裝置1包含一處理模塊11、一存儲(chǔ)單元12、一影像擷取單元13、一顯 示單元14、一影像運(yùn)算模塊15、一信號(hào)接收單元16與一計(jì)時(shí)器17，其中影像運(yùn)算模塊15 包含于處理模塊11中。存儲(chǔ)單元12、影像擷取單元13、顯示單元14、信號(hào)接收單元16與 計(jì)時(shí)器17分別電性連接于處理模塊11，且影像擷取單元13可為一電荷耦合裝置(Charge CoupledDevice ；CCD)。其中，存儲(chǔ)單元12中預(yù)存至少一地圖資訊121。如圖3所示，在一般的常態(tài)導(dǎo)航狀態(tài)下，信號(hào)接收單元16可以接收GPS定位信號(hào) Si，藉以接收該GPS定位信號(hào)Sl所載送的一 GPS定位資訊122。其中，GPS定位信號(hào)Sl通 常可為一滿足國(guó)際航運(yùn)電子協(xié)會(huì)第0183號(hào)(National Marine Electronic Association 0183 ；NMEA 0183)通信協(xié)議的信號(hào)。當(dāng)一駕駛?cè)?未標(biāo)示)駕駛載具200進(jìn)入路段A并行駛于一遮蔽物300的遮蔽范 圍，信號(hào)接收單元16就會(huì)無法有效接收到GPS定位信號(hào)Si，致使上述的常態(tài)導(dǎo)航狀態(tài)被迫 中斷。其中，路段A具有一交通標(biāo)線3，其為一虛線并包含至少一單位線段31，單位線段31 的長(zhǎng)度Ll和間隔長(zhǎng)度L2分別為4米和6米，需說明的是，Ll與L2的長(zhǎng)度并不以此為限。 此時(shí)，會(huì)進(jìn)入一輔助導(dǎo)航狀態(tài)。如圖4所示，當(dāng)GPS系統(tǒng)終端裝置1進(jìn)入輔助導(dǎo)航狀態(tài)，影像擷取單元13開啟并 根據(jù)一影像擷取范圍R將路段A的路面實(shí)景擷取為多個(gè)路面影像18，其中，影像擷取范圍R 涵蓋交通標(biāo)線3。接著，請(qǐng)參閱圖5至圖5B所示，是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例中，影像判斷程序判斷連 續(xù)擷取的路面影像的示意圖。路面影像18被傳送至影像運(yùn)算模塊15。影像判斷程序151 在路面影像18周邊定義一端點(diǎn)辨識(shí)范圍ER，并且辨識(shí)路面影像18中，交通標(biāo)線3'的單位 線段31'的一第一端點(diǎn)311'與一第二端點(diǎn)312'。如圖5所示，倘若第一端點(diǎn)311'位置 落于端點(diǎn)辨識(shí)范圍ER內(nèi)并接近路面影像18上緣，代表載具200正要行經(jīng)單位線段31，影像 判斷程序151據(jù)此定義一起始時(shí)間供計(jì)時(shí)器17擷取。如圖5A所示，倘若第一端點(diǎn)311' 位置落于端點(diǎn)辨識(shí)范圍ER之外，影像判斷程序151不動(dòng)作。如圖5B所示，倘若第二端點(diǎn) 312'位置落于端點(diǎn)辨識(shí)范圍ER內(nèi)并接近路面影像18下緣，代表載具200正要駛離單位線 段31，影像判斷程序151據(jù)此定義一終止時(shí)間供計(jì)時(shí)器17擷取。計(jì)時(shí)器17藉由擷取起始時(shí)間與終止時(shí)間計(jì)算出一單位時(shí)間，其代表載具200行經(jīng)單位線段31所用時(shí)間。然后，單位時(shí)間傳回影像運(yùn)算模塊15。速度運(yùn)算程序152將單位線段31的長(zhǎng)度 Ll除以單位時(shí)間即求得一行進(jìn)速度。行進(jìn)速度搭配地圖資訊121綜合運(yùn)算產(chǎn)生一導(dǎo)航畫面 141，并呈現(xiàn)于顯示單元14。其中，單位線段31的長(zhǎng)度Ll是根據(jù)中國(guó)臺(tái)灣道路交通標(biāo)志標(biāo) 線號(hào)志設(shè)置規(guī)則定義。請(qǐng)參閱圖6至圖6A所示，是在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，影像判斷程序判斷連續(xù) 擷取的路面影像的示意圖，并請(qǐng)同時(shí)參閱圖2與圖3。計(jì)時(shí)器17定義一單位時(shí)間供影像擷 取單元13以此為擷取間隔，將路段A的路面連續(xù)擷取為路面影像18。其中，路面影像18涵 蓋交通標(biāo)線3。接著，路面影像18被傳送至影像運(yùn)算模塊15。影像判斷程序151在影像擷 取單元13的取像倍率與焦距固定的前提下，定義符合透視原理的一比例尺19。影像判斷程 序151依據(jù)比例尺19將路面影像18分割以利后續(xù)辨識(shí)與判斷。此時(shí)，如圖6所示，影像判 斷程序151辨識(shí)路面影像18中單位線段31'的第一端點(diǎn)311'，以及如圖6A所示，辨識(shí)單 位線段31"的第一端點(diǎn)311"，并藉此判斷第一端點(diǎn)311'到第一端點(diǎn)311"在單位時(shí)間內(nèi) 的一位移長(zhǎng)度M。接著，影像判斷程序151根據(jù)比例尺19將該位移長(zhǎng)度M運(yùn)算出一實(shí)際位 移長(zhǎng)度(未標(biāo)示)。速度運(yùn)算程序152將實(shí)際位移長(zhǎng)度(未標(biāo)示)除以單位時(shí)間，即求得行 進(jìn)速度。行進(jìn)速度搭配地圖資訊121綜合運(yùn)算產(chǎn)生一導(dǎo)航畫面141，并呈現(xiàn)于顯示單元14。接著，為了進(jìn)一步推廣本發(fā)明所揭露的技術(shù)，以下將進(jìn)一步將本發(fā)明較佳的第一 實(shí)施例與第二實(shí)施例所揭露的技術(shù)匯整為一簡(jiǎn)易流程圖，以便在所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常 知識(shí)的普通技術(shù)人員更容易記憶。請(qǐng)參閱圖7和圖8所示，是本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的簡(jiǎn)易流程圖，并請(qǐng)同時(shí)參閱 圖2。在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)時(shí)，必須先開啟GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1，以進(jìn)入GPS導(dǎo)航系統(tǒng) 100(步驟110)。接著，信號(hào)接收單元16接收遵守NMEA0183通信協(xié)議的GPS定位信號(hào)Si， 藉以取得其載送的GPS定位資訊122 (步驟120)。此時(shí)，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1會(huì)判斷信 號(hào)接收單元16是否能有效接收GPS定位信號(hào)Sl (步驟130) ？若否，則GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端 裝置1會(huì)自動(dòng)開啟影像擷取單元13(步驟140)，然后將具有一交通標(biāo)線3的路面擷取為多 個(gè)涵蓋交通標(biāo)線3的路面影像18 (步驟150)。接下來，影像判斷程序151會(huì)判斷路面影像18中，交通標(biāo)線3'的單位線段31' 的第一端點(diǎn)311'，是否出現(xiàn)在端點(diǎn)辨識(shí)范圍ER內(nèi)(步驟160) ？若是，影像判斷程序151 會(huì)進(jìn)一步判斷第一端點(diǎn)311'是否接近路面影像18的上緣(步驟170) ？若是，影像判斷程 序151產(chǎn)生一起始時(shí)間供計(jì)時(shí)器17擷取(步驟180)。計(jì)時(shí)器17擷取起始時(shí)間后，影像判斷程序151會(huì)繼續(xù)判斷路面影像18中，交通標(biāo) 線3'的單位線段31'的第二端點(diǎn)312'，是否出現(xiàn)在端點(diǎn)辨識(shí)范圍ER內(nèi)(步驟190) ？ 若是，影像判斷程序151會(huì)進(jìn)一步判斷第二端點(diǎn)312'是否接近路面影像18的下緣(步驟 210) ？若是，影像判斷程序151產(chǎn)生一終止時(shí)間供計(jì)時(shí)器17擷取。計(jì)時(shí)器17擷取終止時(shí) 間后，會(huì)產(chǎn)生一單位時(shí)間(步驟220)。速度運(yùn)算程序152以單位線段31的長(zhǎng)度Ll除以單 位時(shí)間，即運(yùn)算出行進(jìn)速度(步驟230)。最后，可配合地圖資訊121將運(yùn)算結(jié)果顯示于導(dǎo)航 畫面141上(步驟240)。請(qǐng)參閱圖9所示，是本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的簡(jiǎn)易流程圖，并請(qǐng)同時(shí)參閱圖2。 在本發(fā)明第二較佳實(shí)施例中，必須先開啟GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1，以進(jìn)入GPS導(dǎo)航系統(tǒng)100(步驟310)。接著，信號(hào)接收單元16接收遵守NMEA0183通信協(xié)議的GPS定位信號(hào)Si， 藉以取得其載送的GPS定位資訊122 (步驟320)。此時(shí)，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1會(huì)判斷信 號(hào)單元16是否能有效接收GPS定位信號(hào)Sl (步驟330) ？若否，則GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置 1會(huì)自動(dòng)開啟影像擷取單元13(步驟340)。此時(shí)，計(jì)時(shí)器定義一單位時(shí)間作為影像擷取單元13影像擷取的間隔時(shí)間(步驟 350)。影像擷取單元13以單位時(shí)間為間隔，將路面實(shí)景連續(xù)擷取為路面影像18，其中路面 影像18涵蓋交通標(biāo)線3 (步驟360)。影像判斷程序151依據(jù)影像擷取單元13的取像倍率定 義一比例尺19 (步驟370)。然后，影像判斷程序151辨識(shí)連續(xù)擷取的路面影像18中，單位線 段31'的端點(diǎn)311'和端點(diǎn)311"，并判斷其位移，據(jù)以產(chǎn)生一位移長(zhǎng)度M(步驟380)。影像 判斷程序151根據(jù)比例尺19將位移長(zhǎng)度M運(yùn)算為實(shí)際位移長(zhǎng)度(未標(biāo)示)(步驟390)。速 度運(yùn)算程序152以實(shí)際位移長(zhǎng)度(未標(biāo)示)除以單位時(shí)間，即運(yùn)算出行進(jìn)速度(步驟400)。 最后，可配合地圖資訊121將運(yùn)算結(jié)果顯示于導(dǎo)航畫面141上(步驟410)。在所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)的普通技術(shù)人員皆能輕易理解，相比較于現(xiàn)有習(xí) 知的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，由于在本發(fā)明中，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1包含一影像擷取單元13、一 計(jì)時(shí)器17和一影像運(yùn)算模塊15，故可以藉由路面實(shí)景的擷取判斷出駕駛?cè)说男羞M(jìn)速度，藉 以有效解決受遮蔽物300等外物影響而導(dǎo)致GPS導(dǎo)航中斷的問題。即使駕駛?cè)颂幱跉夂虿?佳、上空有遮蔽物或GPS導(dǎo)航故障等問題時(shí)，經(jīng)由輔助導(dǎo)航模式的切換，將本發(fā)明求得的速 度運(yùn)算結(jié)果結(jié)合GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置1中預(yù)先儲(chǔ)存的地圖資訊，駕駛?cè)巳钥梢猿掷m(xù)取得 自身定位與移動(dòng)方向；相比較于現(xiàn)有習(xí)知的DR技術(shù)中，車輪轉(zhuǎn)速傳感器的應(yīng)用，本發(fā)明排 除了車輪轉(zhuǎn)速傳感器在車輪滑動(dòng)行進(jìn)、胎壓或輪胎本身磨耗因素造成輪胎半徑變化，以及 傳感器污損等情況下誤判的缺失。本發(fā)明確實(shí)提升導(dǎo)航精確率并確保行車安全。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖 然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人 員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾 為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì) 以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其是在行經(jīng)具有一交通標(biāo)線的路面，且無法有效接收一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位資訊時(shí)，持續(xù)提供一導(dǎo)航畫面以持續(xù)導(dǎo)航，該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置包含一存儲(chǔ)單元，預(yù)先儲(chǔ)存至少一地圖資訊；一影像擷取單元，在該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置行經(jīng)具有該交通標(biāo)線的路面時(shí)，擷取涵蓋該交通標(biāo)線的多個(gè)路面影像；一計(jì)時(shí)器，根據(jù)該些路面影像計(jì)算該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置在該路面行經(jīng)該交通標(biāo)線的一單位時(shí)間，以及；一處理模塊，電性連接于該存儲(chǔ)單元、該影像擷取單元與該計(jì)時(shí)器，藉以依據(jù)該些路面影像與該單位時(shí)間運(yùn)算出一行進(jìn)速度，并依據(jù)該地圖資訊與該行進(jìn)速度提供該導(dǎo)航畫面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的處理模塊包 含一影像運(yùn)算模塊，用以根據(jù)該些路面影像與該單位時(shí)間運(yùn)算出該行進(jìn)速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的影像運(yùn)算模 塊包含一影像判斷程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的影像運(yùn)算模 塊包含一速度運(yùn)算程序。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的交通標(biāo)線包 含至少一實(shí)線線段。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的交通標(biāo)線為一車道線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的影像擷取單 元包括一電荷耦合裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于其中所述的全球衛(wèi)星定 位系統(tǒng)的定位資訊是通過一滿足國(guó)際航運(yùn)電子協(xié)會(huì)第0183號(hào)通信協(xié)議的信號(hào)加以傳遞。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其特征在于更包含一顯示單元，藉以 呈現(xiàn)該導(dǎo)航畫面。
10.一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其特征在于其是在行經(jīng)具有一交通標(biāo)線的路面，且 無法有效接收一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的定位資訊時(shí)，持續(xù)提供一導(dǎo)航畫面以持續(xù)導(dǎo)航，該方 法包含下列步驟(a)預(yù)先儲(chǔ)存至少一地圖資訊；(b)在該GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置行經(jīng)具有該交通標(biāo)線的路面時(shí)，擷取涵蓋該交通標(biāo)線 的多個(gè)路面影像；(c)計(jì)算一使用者行經(jīng)該交通標(biāo)線的一單位線段的一單位時(shí)間；(d)依據(jù)該些路面影像所顯示的該單位線段與該單位時(shí)間運(yùn)算出一行進(jìn)速度，以及；(e)依據(jù)該地圖資訊與該行進(jìn)速度產(chǎn)生該導(dǎo)航畫面。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其特征在于其中所述的交 通標(biāo)線為一車道線。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其特征在于其中所述的步 驟(c)更包含步驟(cO)，其是辨識(shí)該些路面影像中該單位線段的至少一端點(diǎn)，以根據(jù)一起始時(shí)間與一終止時(shí)間計(jì)算出該單位時(shí)間。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其特征在于其中所述的步 驟(d)更包含步驟(do)，其是根據(jù)地域交通標(biāo)志的標(biāo)線號(hào)志設(shè)置規(guī)則定義該單位線段的一 長(zhǎng)度。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法，其特征在于其中所述的步 驟(d)更包含步驟(dl)，其是對(duì)該些路面影像定義一比例尺，藉以從該些路面影像所顯示 的該單位線段的一位移長(zhǎng)度運(yùn)算出該行進(jìn)速度。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種輔助導(dǎo)航的速度運(yùn)算方法。是在行經(jīng)具有一交通標(biāo)線的路面，并且無法有效接收一全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global Positioning System；GPS)定位資訊時(shí)，擷取涵蓋該交通標(biāo)線的多個(gè)路面影像，藉由辨識(shí)該些路面影像中該交通標(biāo)線的端點(diǎn)計(jì)算行經(jīng)該交通標(biāo)線時(shí)的一單位時(shí)間。將該交通標(biāo)線的長(zhǎng)度除以該單位時(shí)間即求得使用者的一行進(jìn)速度并據(jù)以持續(xù)提供導(dǎo)航畫面。此方法運(yùn)用一種GPS導(dǎo)航系統(tǒng)終端裝置，其包含一影像擷取單元和一計(jì)時(shí)器。影像擷取單元用以擷取影像，計(jì)時(shí)器則用以計(jì)算該單位時(shí)間。
文檔編號(hào)G01P3/68GK101907701SQ200910146469
公開日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者鄭智巍 申請(qǐng)人:英華達(dá)股份有限公司