車輛定位裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種定位裝置與方法，且特別涉及一種車輛定位裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代都會多有包括平面車道和高架車道的復雜道路，但因為目前的車用衛(wèi)星導航 系統(tǒng)不能提供車道等級（lane level)的定位信息，所以在上述的復雜道路上，導航系統(tǒng)有 時會分不清車輛在哪一種車道上而不能正確導航。
[0003] 另外，車用衛(wèi)星導航系統(tǒng)的普及率越來越高，隨著信息化、智能化、以及應(yīng)用多樣 化的趨勢也越顯迫切。例如有一議題是將同一條道路上所行駛的車輛予以整合，當前車駕 駛踩下剎車時，位于同一車道的后車即可收到警訊?；蛘弋斢熊囕v發(fā)生事故時，事故車輛或 路經(jīng)車輛可以主動通知后方車輛。為了實現(xiàn)這一交通議題，需要更精準的定位信息，也就是 說，需要車道等級的定位信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種車輛定位裝置與一種車輛定位方法，可藉由攝影機拍 攝的影像與影像辨識處理，達成車道等級的精準定位。
[0005] 本發(fā)明的車輛定位裝置包括儲存單元與處理單元。儲存單元儲存影像與映射信 息。處理單元耦接儲存單元，在影像中辨識至少一車輛，自影像擷取每一上述車輛的辨識信 息，并根據(jù)映射信息將每一上述車輛的影像座標轉(zhuǎn)換為定位信息。上述影像座標為對應(yīng)的 車輛在影像中的座標。定位信息為對應(yīng)的車輛在真實世界中的位置。
[0006] 本發(fā)明的另一種車輛定位裝置包括儲存單元與處理單元。儲存單元儲存至少一第 一車輛的辨識信息與定位信息。處理單元耦接儲存單元，根據(jù)每一上述第一車輛的辨識信 息或定位信息，判定上述第一車輛其中之一和第二車輛為同一車輛，并基于上述判定的第 一車輛的定位信息，取得第二車輛的定位信息。上述定位信息為對應(yīng)的第一車輛或第二車 輛在真實世界中的位置。
[0007] 本發(fā)明的車輛定位方法包括下列步驟：在影像中辨識至少一車輛；自影像擷取每 一上述車輛的辨識信息；以及根據(jù)映射信息，將每一上述車輛的影像座標轉(zhuǎn)換為定位信息。 上述影像座標為對應(yīng)的車輛在影像中的座標。上述定位信息為對應(yīng)的車輛在真實世界中的 位置。
[0008] 本發(fā)明的另一種車輛定位方法包括下列步驟：根據(jù)至少一第一車輛的辨識信息或 定位信息，判定上述第一車輛其中之一和第二車輛為同一車輛；以及基于上述判定的第一 車輛的定位信息，取得上述第二車輛的定位信息。上述定位信息為對應(yīng)的第一車輛或第二 車輛在真實世界中的位置。
[0009] 以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【附圖說明】
[0010] 圖1是依照本發(fā)明的一實施例的兩種車輛定位裝置的示意圖；
[0011] 圖2是依照本發(fā)明的一實施例的一種車輛定位方法的流程圖；
[0012] 圖3是依照本發(fā)明的一實施例的一種車輛定位方法其中一步驟的示意圖；
[0013] 圖4是依照本發(fā)明的一實施例的一種車輛定位方法的流程圖；
[0014] 圖5是依照本發(fā)明的一實施例的一種車輛定位方法其中一步驟的示意圖；
[0015] 圖6是依照本發(fā)明的一實施例的一種車輛定位裝置的示意圖；
[0016] 圖7是依照本發(fā)明的另一實施例的一種車輛定位裝置的示意圖；
[0017] 圖8是依照本發(fā)明的另一實施例的一種車輛定位裝置的示意圖。
[0018] 其中，附圖標記
[0019] 1~3 : 車道
[0020] 100 :道路
[0021] 101 ~103、301 ~304、501 ~505 :車輛
[0022] 110:攝影機
[0023] 120 ：車輛定位裝置
[0024] 130 ：云端伺服器
[0025] 111、121、131:處理單元
[0026] 112、122、132:儲存單元
[0027] 113、123、133:通訊單元
[0028] 114 ：攝影單元
[0029] 124 :感測單元
[0030] 210 ~270、410 ~460 :方法步驟
[0031] 300 :影像
【具體實施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作具體的描述：
[0033] 圖1是依照本發(fā)明的一實施例的攝影機110與車輛定位裝置120的示意圖。如圖 1所示，三輛車101~103行駛在道路100之上。攝影機110裝設(shè)在道路100的旁邊或上 方，可連續(xù)拍攝道路100的影像。攝影機110也可稱為車輛定位裝置110。車輛103搭載 車輛定位裝置120。車輛定位裝置120可以是直接裝設(shè)在車輛103的裝置，或是由車輛103 的駕駛者或乘客攜帶上車的移動裝置。攝影機110與車輛定位裝置120可藉由無線通訊合 作執(zhí)行如圖2所示的車輛定位方法，簡單的說，此方法是對道路100的影像進行處理，并自 影像取得每一車輛的辨識信息與定位信息，根據(jù)這些信息以達成精準的車輛定位。
[0034] 圖6是依照本發(fā)明的一實施例的攝影機110的示意圖。攝影機110包括處理單元 111、 儲存單元112、通訊單元113、以及攝影單元114。其中，處理單元111耦接于儲存單元 112、 通訊單元113、以及攝影單元114之間。圖6所示的每一單元皆是硬件單元。
[0035] 圖7是依照本發(fā)明的一實施例的車輛定位裝置120的示意圖。車輛定位裝置120 包括處理單元121、儲存單元122、通訊單元123、以及感測單元124。其中，處理單元121奉禹 接于儲存單元122、通訊單元123、以及感測單元124之間。圖7所示的每一單元皆是硬件 單元。
[0036] 以下說明圖2的方法流程。攝影機110的攝影單元114在步驟210拍攝道路100 的影像，這影像中可能有一輛車或更多輛車。攝影機110的處理單元111可在步驟220在 影像中辨識一輛車或更多輛車。例如圖3繪示處理單元111在影像300之中辨識所得的四 輛車301~304。步驟220的辨識去除了影像中的路面、路邊建筑、樹木、以及行人等無關(guān)的 背景。經(jīng)由步驟220的車輛辨識，攝影機110的處理單元111可取得影像中的每一車輛的 影像座標。所謂影像座標就是對應(yīng)的車輛在影像畫面中的座標。
[0037] 攝影機110的處理單元111在步驟230自影像中擷取影像中每一車輛的辨識信 息。例如辨識信息可包括對應(yīng)的車輛的車牌號碼、車型與顏色中的一項或多項特征。上述 的車型可以是小客車、大貨車或聯(lián)結(jié)車等各種車型之一。上述的顏色可用RGB、HSV或YCbCr 等色彩空間的座標來定義。
[0038] 攝影機110的處理單元111在步驟240根據(jù)預(yù)設(shè)的映射信息，將影像中的每一車 輛的影像座標轉(zhuǎn)換為該車輛的定位信息。例如影像可劃分為多個區(qū)域，其中每一個區(qū)域可 包括影像的一個或多個像素。上述映射信息包括影像的每一區(qū)域在真實世界中的位置。因 為攝影機110的拍攝視野是固定的，所以可事先用全球定位系統(tǒng)（GPS:Global Positioning System)之類的定位系統(tǒng)量測攝影機110所拍攝畫面中的每一區(qū)域的經(jīng)緯度座標，用此經(jīng) 緯度座標來標示影像的每一區(qū)域在真實世界中的位置?；蛑苯佑玫缆?00的車道編號與里 程數(shù)來標示影像的每一區(qū)域在真實世界中的位置。例如圖1所示，車輛101~103所在的 車道編號分別是1~3。
[0039] 在步驟240,攝影機110的處理單元111可將影像中的每一車輛的影像座標對應(yīng)至 上述多個區(qū)域其中之一，并將該區(qū)域在真實世界中的位置設(shè)定為該車輛的定位信息。因此 影像中的每一車輛的定位信息就是對應(yīng)的該車輛在真實世界中的位置。上述定位信息可包 括對應(yīng)的車輛在真實世界中的經(jīng)緯度座標，或?qū)?yīng)的車輛所在道路的車道編號和里程數(shù)。 因為影像的區(qū)域劃分可以精細到車道等級，所以基于區(qū)域所取得的車輛定位信息即可以精 準到車道等級。
[0040] 攝影機110的儲存單元112可儲存攝影單元114所拍攝的影像、影像中的每一車 輛的影像座標、辨識信息、定位信息、以及上述的映射信息。接下來的步驟250~270是由 車輛定位裝置120執(zhí)行。因此，在步驟240與250之間，攝影機110的通訊單元113以無線 方式廣播影像中的每一車輛的辨識信息與定位信息。車輛定位裝置120的通訊單元123則 以無線方式接收影像中的每一車輛的辨識信息與定位信息，這些信息可儲存在車輛定位裝 置120的儲存單元122中。
[0041] 接下來，車輛定位裝置120的處理單元121在步驟250根據(jù)所接收的每一車輛的 辨識信息或定位信息，判定上述車輛其中之一和車輛定位裝置120本身所屬的車輛是否為 同一車輛(細節(jié)后述)。車輛定位裝置120的處理單元121可在步驟260基于上述判定的結(jié) 果，取得車輛定位裝置120所屬的車輛的定位信息。例如，處理單元121可直接將上述判定 的該車輛的定位信息設(shè)定為車輛定位裝置120所屬的車輛的定位信息。如此，車輛定位裝 置120可得知所屬的車輛位于哪一車道，可據(jù)此提供精確導航。
[0042] 或者，處理單元121可在步驟270對于在步驟250所判定的該車輛的定位信息做 進一步修正，以取得更精準的定位信息。對此，攝影機110的通訊單元113會以無線方式廣 播一個時間戳記（timestamp)，此時間戳記就是影像的拍攝時間。車輛定位裝置120的通訊 單元123以無線方式自攝影機110取得時間戳記。然后，車輛定位裝置120的處理單元121 根據(jù)車輛定位裝置120所屬的車輛的前進速度與前進方向，以及目前時間與時間戳記的時 間差，修正在步驟250判定的該車輛的定位信息，并將車輛定位裝置120所屬的車輛的定位 信息，設(shè)定為上述修正后的定位信息。例如處理單元121可用上述的前進速度、前進方向與 時間差，計算車輛定位裝置120所屬的車輛在上述時間差的期間的位移，將在步驟250判定 的該車輛的定位信息所指示的位置加上此位移，就能取得修正后的定位信息。車輛定位裝 置120所屬的車輛的前進速度與前進方向可來自傳統(tǒng)的衛(wèi)星定位系統(tǒng)。在某些應(yīng)用情況下 則不需要步驟270的修正，可以省略步驟270。
[0043] 圖4是依照本發(fā)明的一實施例的步驟250的進一步的流程圖。首先，車輛定位裝置 120的處理單元121選擇要根據(jù)影像中的每一車輛的辨識信息或定位信息來進行步驟250 的車輛判定。當處理單元121決定根據(jù)辨識信息來進行判定時，則處理單元121在步驟420 比對影像中每一車輛的辨識信息和車輛定位裝置120所屬的車輛的辨識信息，然后處理單 元121在步驟430根據(jù)上述比對來進行車輛判定。
[0044] 更詳細的說，車輛定位裝