基于实景的路径引导信息表达方法与装置

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基于实景的路径引导信息表达方法与装置\n技术领域\n[0001] 本发明涉及汽车导航领域，尤其涉及一种基于实景的路径引导信息表达方法与装置。\n背景技术\n[0002] 目前的导航产品，在路口引导的过程中，常使用模拟引导放大图的形式，但很多复杂路口的引导模拟图辨识度并不高，也达不到很好的引导效果。而实景图片的形式在真实度方面具有无语论比的优势，几乎与现实环境完全一致，但是如何在实景图片上呈现路口引导指向信息是实现实景引导的最重要的步骤，而实景引导也存在实景图片无法全面清晰的显示路口全貌和引导箭头与实景图片上的道路偏差过大的问题。本发明的目的就是为了解决路口显示不全面、不清晰，引导箭头没有合理压盖在图片道路上的问题，从而实现实景图片路口显示清晰合理，引导箭头在道路上反投准确的实景引导效果。\n发明内容\n[0003] 本发明所要解决的技术问题是：二维的引导路径如何正确反投到实景图片中的对应的道路上，给用户以更加接近现实的引导信息。\n[0004] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于实景的路径引导信息表达方法，包括以下步骤：\n[0005] 1）根据实景图片采集时的经纬度坐标和采集点的车头方向信息，对实景点与二维道路网进行匹配关联预处理；\n[0006] 2）根据导航转向引导信息，确定引导点信息，以及进入道路和退出道路信息；\n[0007] 3）根据引导点的经纬度坐标计算出实景观察点经纬度坐标；\n[0008] 4）根据计算出的实景观察点经纬度坐标，从实景数据库中获取该坐标位置的实景图片；\n[0009] 5）根据实景引导图片的经纬度坐标、图片采集姿态信息和引导点的经纬度坐标，来计算引导点在实景引导图片上的反投像素坐标位置；所述图片采集姿态信息包括实景采集时的车头正北方向夹角的水平方向夹角；\n[0010] 6）根据引导点的反投位置，计算实景引导图片显示角度；\n[0011] 具体如下：将该引导点反投的像素位置调整到图片显示的中心位置，根据这个像素位置的调整像素差值可计算出实景图片水平旋转角度，再根据这个角度和该实景图片的采集角度来最终计算出实景图片显示的正北方向夹角。\n[0012] 7）计算进入道路形状点和退出道路形状点的图片反投位置，再根据行驶方向，以箭头的形式标示出道路的引导反投信息。\n[0013] 按上述方案，所述步骤3)中，引导点在实景引导图片上的反投像素坐标的具体转换方法采用以下公式：\n[0014] 按上述方案，所述步骤6)中，计算实景引导图片显示角度的方法具体如下：将该引导点反投的像素位置调整到图片显示的中心位置，根据这个像素位置的调整像素差值可计算出实景图片水平旋转角度，再根据这个角度和该实景图片的采集角度来最终计算出实景图片显示的正北方向夹角。\n[0015] 本发明还提供了一种基于实景的路径引导信息表达装置，包括：\n[0016] 实景点预处理单元，用于根据实景图片采集时的经纬度坐标和采集点的车头方向信息，对实景点与二维道路网进行匹配关联预处理；\n[0017] 引导点信息确定单元，用于根据导航转向引导信息，确定引导点信息，以及进入道路和退出道路信息；\n[0018] 实景观察点坐标计算单元，用于根据引导点的经纬度坐标计算出实景观察点经纬度坐标；\n[0019] 引导点反投单元，用于根据实景引导图片的经纬度坐标、图片采集姿态信息和引导点的经纬度坐标，来计算引导点在实景引导图片上的反投像素坐标位置；所述图片采集姿态信息包括实景采集时的车头正北方向夹角的水平方向夹角；\n[0020] 实景引导图片显示角度确定单元，用于根据引导点的反投位置，计算实景引导图片显示角度；\n[0021] 道路引导反投单元，用于计算进入道路形状点和退出道路形状点的图片反投位置，再根据行驶方向，以箭头的形式标示出道路的引导反投信息。\n[0022] 本发明产生的有益效果是：\n[0023] 1.本发明通过引导点反投在实景图片上，为用户提供更为精确的导航信息；\n[0024] 2. 本发明的以箭头的形式标示出道路的引导反投信息，可以保证标示信息不偏离道路，并能在多层道路的情况下准确的标注在正确的道路上。\n附图说明\n[0025] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：\n[0026] 图1是本发明实施例的方法流程图；\n[0027] 图2是本发明实施例实景点与在该道路上的最佳匹配点示意图；\n[0028] 图3是本发明实施例实景点与二维道路网匹配关联预处理示意图；\n[0029] 图4是本发明实施例确定实景观察点示意图；\n[0030] 图5是本发明实施例实景反投效果图。\n具体实施方式\n[0031] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。\n[0032] 本发明方法流程如图1所示，本发明方法是根据引导信息实时计算实景图片和引导实景反投位置：\n[0033] （1）实景点与二维道路网匹配关联预处理步骤；\n[0034] 根据实景图片采集时的经纬度坐标和采集点的车头方向信息，对实景点与二维道路网进行匹配关联预处理；\n[0035] 最佳匹配点的选取：实景点与周边道路所有形段进行匹配域值计算，域值最小的点为最佳匹配点。\n[0036] 实景点A不仅有经纬度坐标信息，而且也包含车头方向信息。计算A在道路上的最佳匹配点，需要分别计算A在道路形点段1、2、3上的映射位置和匹配域值。首先找到A点在1、\n2、3三条线段上的映射点和映射距离，映射点为最近点，如图2所示：\n[0037]  a、b、c三个点为A点在线段1、2、3上的映射点，下一步根据A到这3个点的距离和A点车头方向与1、2、3三条线段的夹角来计算a、b、c三个点的匹配域值，匹配域值计算公式如下：匹配域值 = （距离 * 距离权值）+ （夹角 * 角度权值）。例如，通过该公式计算得出c点的匹配域值最小，那么我们将使用c点为实景点A在该道路上的最佳匹配点。匹配后示意图如图3所示。\n[0038] （2）根据导航转向引导信息，确定引导点信息，以及进入道路和退出道路信息的步骤；\n[0039] （3）计算实景观察点的步骤。\n[0040] 以引导点经纬度坐标为原点，根据进入道路的形状和通行反方向推算15米（10至\n20米之间均可选择）的点（距离计算为经纬度坐标的地面距离运算），确定为实景观察点。如图4所示。\n[0041] （4）根据计算出的实景观察点经纬度坐标，从实景数据库中获取该坐标位置的实景图片，这个实景图片即作为实景引导图片。\n[0042] （5）路口引导点在实景引导图片上反投像素坐标位置计算；\n[0043] 根据实景引导图片的经纬度坐标、图片采集姿态信息（主要包括采集时的车头正北方向夹角的水平方向夹角）和引导点的经纬度坐标，来计算引导点在实景引导图片上的反投像素坐标位置。\n[0044] 根据全景坐标和标注坐标之间的差值换算获得空间坐标；\n[0045] 设当前全景点经纬度为StationInfo.L，StationInfo.B，标注的经纬度为minfo.lon，minfo.lat；标注高度为H（单位：米）\n[0046] 则空间坐标\n[0047] x = (minfo.lon - StationInfo.L)*111000;\n[0048] y = (minfo.lat - StationInfo.B)*111000;\n[0049] 根据求得的X,Y 和已知的标注高度H ，即为标注的空间坐标，得到需要的引导点在实景引导图片上的反投像素坐标；\n[0050] （6）实景引导图片显示角度计算；\n[0051] 在步骤（5）中，确定的引导点的反投位置，为了达到更好的引导显示效果，需要将该反投的像素位置调整到图片显示的中心位置，根据这个像素位置的调整像素差值可计算出实景图片水平旋转角度，再根据这个角度和该实景图片的采集角度来最终计算出实景图片显示的正北方向夹角。\n[0052] 通过全景坐标和标注坐标之间的差值，通过三角函数换算为水平视角yaw值。\n[0053] 其中一种具体计算方法如下：\n[0054] var yaw:Number = Math.atan2(x,y);\n[0055] var pitch:Number = Math.atan2(minfo.h,(x/Math.sin(yaw)));\n[0056] yaw = yaw*180/Math.PI ;\n[0057] pitch = pitch*180/Math.PI ;\n[0058] yaw += minfo.offsetYaw;\n[0059] pitch += minfo.offsetPitch;\n[0060] if(yaw<0)\n[0061] {\n[0062]  yaw = 360 + yaw;\n[0063] }\n[0064] yaw = yaw%360;\n[0065] pitch = pitch > 90?90:pitch;\n[0066] pitch = pitch < -90?-90:pitch;\n[0067] minfo.vp = new ViewPoint(yaw,pitch,0);\n[0068] 其中x，y为上述步骤获得的引导点在实景引导图片上的反投像素坐标；yaw为水平视角，范围为0 359 ，0点为正北方向；pitch为俯仰视角，范围为0 359 ，0点为水平方向。\n~ ~\n[0069] （7）进入道路和退出道路的反投计算；\n[0070] 根据上述的经纬度坐标到图片像素坐标的转换计算方式，还可以计算出进入道路形状点和退出道路形状点的图片反投位置，再根据行驶方向，以箭头的形式标示出道路的引导反投信息，从而实现实景引导效果。如图5所示。\n[0071] 本发明还提供了一种基于实景的路径引导信息表达装置，包括：\n[0072] 实景点预处理单元，用于根据实景图片采集时的经纬度坐标和采集点的车头方向信息，对实景点与二维道路网进行匹配关联预处理；\n[0073] 引导点信息确定单元，用于根据导航转向引导信息，确定引导点信息，以及进入道路和退出道路信息；\n[0074] 实景观察点坐标计算单元，用于根据引导点的经纬度坐标计算出实景观察点经纬度坐标；\n[0075] 引导点反投单元，用于根据实景引导图片的经纬度坐标、图片采集姿态信息和引导点的经纬度坐标，来计算引导点在实景引导图片上的反投像素坐标位置；所述图片采集姿态信息包括实景采集时的车头正北方向夹角的水平方向夹角；\n[0076] 实景引导图片显示角度确定单元，用于根据引导点的反投位置，计算实景引导图片显示角度；\n[0077] 道路引导反投单元，用于计算进入道路形状点和退出道路形状点的图片反投位置，再根据行驶方向，以箭头的形式标示出道路的引导反投信息。\n[0078] 应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。