本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種車輛導(dǎo)航方法及其裝置。

背景技術(shù)：

車用導(dǎo)航技術(shù)是gps(globalpositioningsystem，gps)技術(shù)的重要分支，其工作原理是：導(dǎo)航設(shè)備接收環(huán)繞地球的24顆gps衛(wèi)星中至少3顆衛(wèi)星傳遞的位置坐標(biāo)，并將接收到的位置坐標(biāo)與自身儲(chǔ)存的電子地圖中記載的位置坐標(biāo)進(jìn)行匹配，以此來(lái)確定搭載該導(dǎo)航設(shè)備的車輛在電子地圖中的準(zhǔn)確位置。導(dǎo)航設(shè)備可以是車載終端、便攜式導(dǎo)航儀、手機(jī)終端等?；诖耍谟脩粼O(shè)定好出發(fā)地和目的地之后，導(dǎo)航設(shè)備根據(jù)計(jì)算得到的導(dǎo)航路徑為用戶導(dǎo)航，幫助車主快速到達(dá)目的地。

目前，當(dāng)導(dǎo)航設(shè)備進(jìn)入隧道后，由于導(dǎo)航設(shè)備無(wú)法接收到gps信號(hào)，或者只能接收到少于三顆衛(wèi)星所傳遞的位置坐標(biāo)，從而無(wú)法獲得導(dǎo)航設(shè)備的當(dāng)前位置，以此，車輛在隧道中行駛的過(guò)程中，導(dǎo)航設(shè)備不能為用戶進(jìn)行導(dǎo)航。

如果隧道內(nèi)有分叉路口，一般會(huì)在進(jìn)入隧道之前作出導(dǎo)航指令，但是，如果隧道距離分叉口的路程較長(zhǎng)，在車輛到達(dá)分叉路口的時(shí)候?qū)Ш皆O(shè)備不能及時(shí)給出導(dǎo)航信息；再有，如果駕駛員在隧道內(nèi)的分叉路口做出錯(cuò)誤判斷，此時(shí)gps無(wú)法及時(shí)更新車輛的道路信息、重新規(guī)劃路線及作出提醒，無(wú)疑會(huì)給駕駛員帶來(lái)不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于隧道的車輛導(dǎo)航方法及其裝置，有效解決了現(xiàn)有導(dǎo)航設(shè)備無(wú)法在隧道中進(jìn)行導(dǎo)航的技術(shù)問(wèn)題。

一種基于隧道的車輛導(dǎo)航方法，應(yīng)用于導(dǎo)航設(shè)備，所述車輛正前方包括拍攝設(shè)備，且所述車輛在隧道中行駛，所述車輛導(dǎo)航方法中包括：

s1根據(jù)拍攝設(shè)備拍攝的圖片得到車輛的行駛速度；

s2根據(jù)拍攝設(shè)備拍攝的圖片判斷車輛的轉(zhuǎn)彎信息；

s3根據(jù)步驟s1得到的車輛的行駛速度和步驟s2中得到的車輛的轉(zhuǎn)彎信息判斷車輛在隧道中的位置信息；

s4根據(jù)車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛，若不是，跳轉(zhuǎn)至步驟s5；

s5根據(jù)車輛的位置信息重新規(guī)劃路線。

在本技術(shù)方案中，當(dāng)車輛行駛在隧道中時(shí)，根據(jù)車輛在隧道中的行駛速度、轉(zhuǎn)彎信息等得到車輛在隧道中的位置信息，以此實(shí)現(xiàn)車輛在隧道中的定位，進(jìn)而在隧道中進(jìn)行定位，為駕駛員提供便利。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s1中具體包括：

s11拍攝設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)頻率拍攝圖片；

s12在拍攝圖片中選取至少一個(gè)參考點(diǎn)；

s13根據(jù)拍攝的圖片中參考點(diǎn)的位移和拍攝時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算車輛的行駛速度。

在本技術(shù)方案中，在拍攝的圖片中選取參考點(diǎn)，從而根據(jù)參考點(diǎn)的位置變化計(jì)算車輛的實(shí)時(shí)行駛速度，簡(jiǎn)單方便。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s2中具體包括：

s21分別提取不同時(shí)刻拍攝的圖片的特征點(diǎn)；

s22匹配不同圖片的特征點(diǎn)；

s23根據(jù)匹配的特征點(diǎn)計(jì)算不同圖片之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而得到車輛的轉(zhuǎn)彎信息，所述轉(zhuǎn)彎信息包括轉(zhuǎn)彎角度和轉(zhuǎn)彎方向。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s1之前還包括：

在本技術(shù)方案中，通過(guò)匹配不同圖片之間的特征點(diǎn)得到拍攝圖片的旋轉(zhuǎn)角度，以此得到車輛的轉(zhuǎn)彎角度信息，為車輛的定位提供進(jìn)一步的信息。

s0導(dǎo)航設(shè)備采集車輛進(jìn)入隧道之前的地理位置信息，根據(jù)目的地規(guī)劃隧道中行駛的預(yù)設(shè)路線。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s3中具體包括：

s31根據(jù)車輛進(jìn)入隧道前的地理位置信息、車輛的行駛速度和行駛時(shí)間計(jì)算得到車輛在隧道中的位移；

s32根據(jù)車輛在隧道中的位移，結(jié)合地圖信息和車輛的轉(zhuǎn)彎信息，得到車輛在隧道中的位置信息。

進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s4中包括：

s41根據(jù)車輛的轉(zhuǎn)彎信息判斷車輛是否選擇了正確的分叉口，若是，跳轉(zhuǎn)至步驟s42，否則跳轉(zhuǎn)至步驟s5；

s42根據(jù)預(yù)設(shè)路線導(dǎo)航。

本發(fā)明還提供了一種基于隧道的車輛導(dǎo)航裝置，應(yīng)用于導(dǎo)航設(shè)備，所述導(dǎo)航設(shè)備采集車輛進(jìn)入隧道之前的地理位置信息，且根據(jù)目的地規(guī)劃隧道中行駛的預(yù)設(shè)路線，所述車輛正前方包括拍攝設(shè)備，所述車輛導(dǎo)航裝置中包括：

圖片獲取模塊，用于從拍攝設(shè)備獲取拍攝的圖片；

計(jì)算模塊，用于根據(jù)圖片獲取模塊獲取的圖片計(jì)算得到車輛的行駛速度和車輛的轉(zhuǎn)彎信息，以及用于根據(jù)車輛的行駛速度和車輛的轉(zhuǎn)彎信息得到車輛在隧道中的位置信息；

判斷模塊，用于根據(jù)計(jì)算模塊得到的車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛。

在本技術(shù)方案中，當(dāng)車輛行駛在隧道中時(shí)，根據(jù)車輛在隧道中的行駛速度、轉(zhuǎn)彎信息等得到車輛在隧道中的位置信息，以此實(shí)現(xiàn)車輛在隧道中的定位，進(jìn)而在隧道中進(jìn)行定位，為駕駛員提供便利。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述計(jì)算模塊中包括：

參考點(diǎn)選取單元，用于在圖片獲取模塊獲取的圖片中選取至少一個(gè)參考點(diǎn)；

運(yùn)算單元，用于根據(jù)參考點(diǎn)選取模塊選取的參考點(diǎn)在圖片中的位置計(jì)算車輛的位移，及根據(jù)車輛的位移和拍攝時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算車輛的行駛速度。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述計(jì)算模塊中還包括：

特征提取單元，用于提取圖片獲取模塊獲取的不同時(shí)刻拍攝的圖片的特征點(diǎn)；

特征匹配單元，用于匹配特征提取點(diǎn)提取的不同圖片的特征點(diǎn)；

所述運(yùn)算單元根據(jù)特征匹配單元匹配的特征點(diǎn)計(jì)算不同圖片之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而得到車輛的轉(zhuǎn)彎信息。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述車輛導(dǎo)航裝置中還包括位置信息獲取模塊，其中，

所述運(yùn)算單元根據(jù)車輛進(jìn)入隧道前的地理位置信息、車輛的行駛速度和行駛時(shí)間計(jì)算得到車輛在隧道中的位移；

所述位置信息獲取模塊根據(jù)運(yùn)算單元計(jì)算的車輛在隧道中的位移，結(jié)合地圖信息和車輛的轉(zhuǎn)彎信息，得到車輛在隧道中的位置信息。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地解釋。

圖1為本發(fā)明中基于隧道的車輛導(dǎo)航方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明中基于隧道的車輛導(dǎo)航裝置一種實(shí)施方式示意圖；

圖3為本發(fā)明中基于隧道的車輛導(dǎo)航裝置另一種實(shí)施方式示意圖；

圖4為本發(fā)明中基于隧道的車輛導(dǎo)航裝置另一種實(shí)施方式示意圖；

圖5為本發(fā)明中基于隧道的車輛導(dǎo)航裝置另一種實(shí)施方式示意圖。

附圖標(biāo)記：

100-車輛導(dǎo)航裝置，110-圖片獲取模塊，120-計(jì)算模塊，121-參考點(diǎn)選取單元，122-運(yùn)算單元，123-特征提取單元，124-特征匹配單元，130-判斷模塊，140-位置信息獲取模塊。

具體實(shí)施方式

如圖1所示為本發(fā)明提供的基于隧道的車輛導(dǎo)航方法流程示意圖，具體，該車輛導(dǎo)航方法應(yīng)用于導(dǎo)航設(shè)備，車輛包括拍攝設(shè)備，且車輛在隧道中行駛。從圖中可以看出，在該車輛導(dǎo)航方法中包括：s1根據(jù)拍攝設(shè)備拍攝的圖片得到車輛的行駛速度；s2根據(jù)拍攝設(shè)備拍攝的圖片判斷車輛的轉(zhuǎn)彎信息；s3根據(jù)步驟s1得到的車輛的行駛速度和步驟s2中得到的車輛的轉(zhuǎn)彎信息判斷車輛在隧道中的位置信息；s4根據(jù)車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛，若不是，跳轉(zhuǎn)至步驟s5；s5根據(jù)車輛的位置信息重新規(guī)劃路線。

在該車輛導(dǎo)航方法中，車輛進(jìn)入隧道前，根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備采集車輛的地理位置信息和時(shí)間信息，以此計(jì)算車輛在進(jìn)入隧道前的實(shí)時(shí)速度。另外，導(dǎo)航設(shè)備根據(jù)目的地規(guī)劃隧道中行駛的預(yù)設(shè)路線，包括隧道叉口拐彎方向等。

車輛由隧道前進(jìn)入隧道后，導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息丟失，設(shè)置在車輛正前方的拍攝設(shè)備隨即根據(jù)預(yù)設(shè)頻率拍攝圖片。在計(jì)算的過(guò)程中，首先在拍攝圖片中選取至少一個(gè)參考點(diǎn)(選取圖片中具有突出特征的參照物作為參考點(diǎn))，隨后根據(jù)拍攝的圖片中參考點(diǎn)的位移(后退的位移)和拍攝時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算車輛的行駛速度。在其他實(shí)施方式中，在車輛的左右兩側(cè)后視鏡、車輛的后方等處包括拍攝設(shè)備，根據(jù)其拍攝的圖片計(jì)算車輛的實(shí)時(shí)行駛速度，確保得到的行駛速度的準(zhǔn)確性。假若車輛前方拍攝的圖片中難以找到參考點(diǎn)，可以采用車輛的左右兩側(cè)后視鏡、車輛的后方等處拍攝的圖片進(jìn)行計(jì)算。

在一實(shí)例中，若車輛后方的拍攝設(shè)備拍攝照片的頻率為1秒拍攝一次，依照拍攝設(shè)備前后拍攝的兩張照片得到參考點(diǎn)后退7米，則得到此時(shí)車輛的行駛速度為25公里/小時(shí)。在其他實(shí)例中，拍攝設(shè)備還可以以其他頻率進(jìn)行拍照，如每0.5秒拍攝一次、每2秒拍攝一次等，在此不做具體限定，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。

計(jì)算得到車輛的實(shí)時(shí)行駛速度之后，分別提取不同時(shí)刻拍攝的圖片(如，拍攝設(shè)備前后拍攝的兩幅圖片)的特征點(diǎn)并對(duì)提取出的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，隨后根據(jù)匹配的特征點(diǎn)計(jì)算不同圖片之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，得到車輛的轉(zhuǎn)彎信息，包括轉(zhuǎn)彎角度和轉(zhuǎn)彎方向。

在一實(shí)例中，若車輛后方的拍攝設(shè)備拍攝照片的頻率為1秒拍攝一次，得到兩張圖片之后，依次提取兩張圖片的sift特征點(diǎn)或surf特征點(diǎn)，之后采用opencv的bruteforce窮舉法或flann近似k近鄰算法對(duì)兩張圖片中提取的sift特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，隨后通過(guò)下式計(jì)算兩個(gè)圖片之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，調(diào)用opencv的solvepnpransac函數(shù)或者pcl的icp(iterativeclosestpoint，迭代最近點(diǎn))算法進(jìn)行求解得到車輛的轉(zhuǎn)彎信息。

計(jì)算得到車輛的轉(zhuǎn)彎信息之后，隨即根據(jù)車輛進(jìn)入隧道前的地理位置信息、車輛的行駛速度和行駛時(shí)間計(jì)算得到車輛在隧道中的位移，并結(jié)合地圖信息和車輛的轉(zhuǎn)彎信息，得到車輛在隧道中的位置信息，進(jìn)而根據(jù)進(jìn)入隧道前規(guī)劃的預(yù)設(shè)路線和得到的位置信息判斷車輛是否按照預(yù)設(shè)路線進(jìn)行行駛，若是，則繼續(xù)行駛，若不是，則重新規(guī)劃路線進(jìn)行導(dǎo)航，并發(fā)出警告。進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，在隧道中，駕駛員遇到分叉口時(shí)，根據(jù)拍攝設(shè)備拍攝的圖片判斷車輛的轉(zhuǎn)彎信息，進(jìn)而判斷車輛選擇的分叉口，若選擇了正確的分叉口，若是，根據(jù)預(yù)設(shè)路線導(dǎo)航；否則，根據(jù)存儲(chǔ)的地圖信息，重新規(guī)劃路線。

如圖2所示為本發(fā)明提供的基于隧道的車輛導(dǎo)航裝置一種實(shí)時(shí)方式示意圖，其應(yīng)用于導(dǎo)航設(shè)備，且車輛包括拍攝設(shè)備。在車輛進(jìn)入隧道前，導(dǎo)航設(shè)備采集車輛進(jìn)入隧道之前的地理位置信息，且根據(jù)目的地規(guī)劃隧道中行駛的預(yù)設(shè)路。從圖中可以看出，在該車輛導(dǎo)航裝置100中包括：圖片獲取模塊110、計(jì)算模塊120以及判斷模塊130，其中，計(jì)算模塊120分別與圖片獲取模塊110和判斷模塊130連接。

在該車輛導(dǎo)航方法中，車輛進(jìn)入隧道前，根據(jù)導(dǎo)航設(shè)備采集車輛的地理位置信息和時(shí)間信息，以此計(jì)算車輛在進(jìn)入隧道前的實(shí)時(shí)速度。另外，導(dǎo)航設(shè)備根據(jù)目的地規(guī)劃隧道中行駛的預(yù)設(shè)路線，包括隧道叉口拐彎方向等。

車輛由隧道前進(jìn)入隧道后，導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息丟失，拍攝設(shè)備隨即根據(jù)預(yù)設(shè)頻率拍攝圖片。車輛導(dǎo)航裝置100中的圖片獲取模塊110從拍攝設(shè)備(如設(shè)置在車輛正前方/左右兩側(cè)后視鏡/車輛的后方等)獲取拍攝的圖片之后，計(jì)算模塊120根據(jù)圖片獲取模塊110獲取的圖片計(jì)算得到車輛的行駛速度和車輛的轉(zhuǎn)彎信息，隨后根據(jù)車輛的行駛速度和車輛的轉(zhuǎn)彎信息得到車輛在隧道中的位置信息；最后，判斷模塊130根據(jù)計(jì)算模塊120得到的車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛，若是，則按照預(yù)設(shè)路線進(jìn)行行駛，否則根據(jù)車輛的位置信息重新規(guī)劃路線。

對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到本實(shí)施方式，如圖3所示，在本實(shí)施方式中，該車輛導(dǎo)航裝置100中包括：圖片獲取模塊110、計(jì)算模塊120以及判斷模塊130，計(jì)算模塊120中包括相互連接的參考點(diǎn)選取單元121和運(yùn)算單元122。

車輛由隧道前進(jìn)入隧道后，導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息丟失，拍攝設(shè)備隨即根據(jù)預(yù)設(shè)頻率拍攝圖片。車輛導(dǎo)航裝置100中的圖片獲取模塊110從拍攝設(shè)備獲取拍攝的圖片之后，計(jì)算模塊120中的參考點(diǎn)選取單元121在圖片中選取至少一個(gè)參考點(diǎn)(選取圖片中具有突出特征的參照物作為參考點(diǎn))，隨后運(yùn)算單元122根據(jù)拍攝的圖片中參考點(diǎn)的位移(后退的位移)和拍攝時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算車輛的行駛速度。隨后根據(jù)車輛的行駛速度和車輛的轉(zhuǎn)彎信息得到車輛在隧道中的位置信息；最后，判斷模塊130根據(jù)計(jì)算模塊120得到的車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛，若是，則按照預(yù)設(shè)路線進(jìn)行行駛，否則根據(jù)車輛的位置信息重新規(guī)劃路線。在其他實(shí)施方式中，在車輛的左右兩側(cè)后視鏡、車輛的后方等處包括拍攝設(shè)備，根據(jù)其拍攝的圖片計(jì)算車輛的實(shí)時(shí)行駛速度，確保得到的行駛速度的準(zhǔn)確性。假若車輛前方拍攝的圖片中難以找到參考點(diǎn)，可以采用車輛的左右兩側(cè)后視鏡、車輛的后方等處拍攝的圖片進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到本實(shí)施方式，如圖4所示，在本實(shí)施方式中，該車輛導(dǎo)航裝置100中包括：圖片獲取模塊110、計(jì)算模塊120以及判斷模塊130，計(jì)算模塊120中包括相互連接的參考點(diǎn)選取單元121和運(yùn)算單元122之外，還包括：相互連接的特征提取單元123和特征匹配單元124。

車輛由隧道前進(jìn)入隧道后，導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息丟失，拍攝設(shè)備隨即根據(jù)預(yù)設(shè)頻率拍攝圖片。車輛導(dǎo)航裝置100中的圖片獲取模塊110從拍攝設(shè)備獲取拍攝的圖片之后，計(jì)算模塊120中的參考點(diǎn)選取單元121在圖片中選取至少一個(gè)參考點(diǎn)(選取圖片中具有突出特征的參照物作為參考點(diǎn))，隨后運(yùn)算單元122根據(jù)拍攝的圖片中參考點(diǎn)的位移(后退的位移)和拍攝時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算車輛的行駛速度。隨后特征提取單元123提取圖片獲取模塊110獲取的不同時(shí)刻拍攝的圖片的特征點(diǎn)，并通過(guò)特征匹配單元124匹配特征提取點(diǎn)提取的不同圖片的特征點(diǎn)，之后運(yùn)算單元122根據(jù)特征匹配單元124匹配的特征點(diǎn)計(jì)算不同圖片之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而得到車輛的轉(zhuǎn)彎信息。最后，判斷模塊130根據(jù)計(jì)算模塊120得到的車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛，若是，則按照預(yù)設(shè)路線進(jìn)行行駛，否則根據(jù)車輛的位置信息重新規(guī)劃路線。

對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行改進(jìn)得到本實(shí)施方式，如圖4所示，在本實(shí)施方式中，該車輛導(dǎo)航裝置100中包括圖片獲取模塊110、計(jì)算模塊120以及判斷模塊130之外，還包括位置信息獲取模塊140。

車輛由隧道前進(jìn)入隧道后，導(dǎo)航設(shè)備的導(dǎo)航信息丟失，拍攝設(shè)備隨即根據(jù)預(yù)設(shè)頻率拍攝圖片。車輛導(dǎo)航裝置100中的圖片獲取模塊110從拍攝設(shè)備獲取拍攝的圖片之后，計(jì)算模塊120中的參考點(diǎn)選取單元121在圖片中選取至少一個(gè)參考點(diǎn)(選取圖片中具有突出特征的參照物作為參考點(diǎn))，隨后運(yùn)算單元122根據(jù)拍攝的圖片中參考點(diǎn)的位移(后退的位移)和拍攝時(shí)間實(shí)時(shí)計(jì)算車輛的行駛速度。隨后特征提取單元123提取圖片獲取模塊110獲取的不同時(shí)刻拍攝的圖片的特征點(diǎn)，并通過(guò)特征匹配單元124匹配特征提取點(diǎn)提取的不同圖片的特征點(diǎn)，之后運(yùn)算單元122根據(jù)特征匹配單元124匹配的特征點(diǎn)計(jì)算不同圖片之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。之后，運(yùn)算單元122根據(jù)車輛進(jìn)入隧道前的地理位置信息、車輛的行駛速度和行駛時(shí)間計(jì)算得到車輛在隧道中的位移，位置信息獲取模塊140根據(jù)運(yùn)算單元122計(jì)算的車輛在隧道中的位移，結(jié)合地圖信息和車輛的轉(zhuǎn)彎信息，得到車輛在隧道中的位置信息。最后，判斷模塊130根據(jù)計(jì)算模塊120得到的車輛的位置信息判斷是否按照預(yù)設(shè)路線行駛，若是，則按照預(yù)設(shè)路線進(jìn)行行駛，否則根據(jù)車輛的位置信息重新規(guī)劃路線。

在這一過(guò)程中，在隧道中，駕駛員遇到分叉口時(shí)，計(jì)算模塊根據(jù)拍攝設(shè)備拍攝的圖片判斷車輛的轉(zhuǎn)彎信息，進(jìn)而判斷車輛選擇的分叉口，若選擇了正確的分叉口，若是，根據(jù)預(yù)設(shè)路線導(dǎo)航；否則，根據(jù)存儲(chǔ)的地圖信息，重新規(guī)劃路線。