TW201123024A - Method of detecting, populating and/or verifying conditions, attributions, and/or objects along a navigable street network and system therefor - Google Patents

Description

201123024 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於用於分析沿著一可行駛街道之物 件之方法及系統，且更特定.言之係關於驗證及更新—衝道 網絡資料庫十之物件及屬性及沿著一可行駛衔道債測突= 變化衣條件之方法及系統。 【先前技術】 根據沿著一可行駛街道網絡攝取及經由一全球定位系統 傳達之靜態或視訊影像來辨識圖型或物件為已知的。用以 進行圖型或物件辨識之已知方法及裝置係複雜的，通常需 要在精巧製圖車中使用多個且昂貴之專用影像記錄器件， 其中處理該等影像可耗費大量時間。若影像記錄器件為專 用的’則其相對較昂貴。 【發明内容】 、根據本發明之—態樣，提供—種沿著—可行駛街道偵 測、榨生及/或驗證條件、屬性及/或物件之方法。該方法 包括將一單一的具有一使用者介面營幕之具備全球定位系 統功此之器件置放於一運輸工具中。接著，在該運輸工具 沿著該可行驶街道行進時自該具備全球定位系統功能之器 件^探測資料。該方法之進一步特徵在於：相對該使用 者^面螢幕以-面向前的靜態影像操取相機裝備該具備全 球定位系統功能之器件；及將該相機定向為在運輸工具行 進=方向上面向前且自該運輸工具之一前擔風玻璃向外。 接者，自該相機操取複數個靜態影像·，地理編碼該等靜態 149648.doc 201123024 影像；及分析該等地理編碼之靜態影像以沿著該可行駛街 道偵測、增生及/或驗證條件、屬性及/或物件。 根據本發明，提供一種沿著—可行駛街道網絡偵測、增 生及/或驗證條件、屬性及/或物件之相對便宜之方法。該 方法利用一單一的具有一靜態影像擷取相機之具備全球定 位系統功能之器件。藉由比較及對比自該相機獲得的該等 衫像與其本身及保持在_資料庫中之資訊，沿著該街道網 絡之一街道的屬性及物件（道路設備）能夠得到準確評估。 此外，該具備全球定位系統功能之器件提供一用於來自一 使用者之反饋的機制，藉此進—步提供—與該制者通信 以使該使用者驗證沿著該街道的物件及屬性之性質之能 力。 【實施方式】 田結合當前較佳f施例及最佳模式之以下f羊細描述、附 加之申請專利範圍及隨附圖式考慮時，本發明之此等及其 他態樣、特徵及優點將變得更容易瞭解。 根據本發明之一態樣，處理自一運輸工具中之一具有— 面向前的相機之具備全球定位系統（GPS)功能之器^獲得 的一系列二維影像，以用於沿著該街道網絡增生、更新及 驗证各種類型之道路設備（例如，路標、建築障礙物）及各 種屬性（例如，速度限制、地址範圍）及用於沿著該街道網 絡偵測突然變化。因此’每一運輸工具本質上充當一低成 本地圖綠製運輸x具。根據本發明，該具備⑽功能之器 件可為許多*_、型之器件之―，錢得本發明可適用^ 149648.doc 201123024 所有種類之導航***，其包括(但不限於)個人導航器件 '手持型器#、個人數位助理（PDA)、具有導航軟 體之打動電話(智慧電話)及内建於一運輸工具中之車内導 在使用_ ’出於私料慮原因，該具備㈣功 广之器件之所有者意識到影像正在自該器件傳輸，其中若 需要，該所有者可視情況阻斷影像之發送。根據本發明建 構之：有整合式面向前之相機的具備GPS功能之器件與高 科技製圖車中之較精巧視訊成像器件相比相對便宜，且可 、 弋化以僅攝取且儲存感興趣的地理標籤影像（諸 隹特疋類型之道路設備或屬性），同時不擷取及/或 刪除不感興趣的其他影像。因此，該具備GPS功能之器件 可如預期地卫作（諸如1於導航目的），且亦可傳輸感興 趣的影像而不必具有過多儲存記憶體。此外，關於將控制 的所攝取影像之類型（亦即，將成像之道路設備之類型）， %可限制所產生的影像之數目之能力。因而，除了能夠 :理所擷取的特定類型之影像之外，管理所擷取之影像之 量的能力得到極大改良。 較詳細地參看諸圖，以實例說明且非限制，圖丨說明一 運輸工具1〇(諸如，一沿著道路行進之汽車），其具有一具 備全球定位系統（GPS)能力之個人導航器件12，諸如 TomTom NV (www.tGmt()m.e()m)所製造的導航器件。應認 識到，術語「運輸工具」不欲限於所說明之汽車，且因此 〜名人〇括腳踏車、行人、小輪機車或可沿著一所緣製道路 行進之任何其他類型的運輸工具。具備Gps功能之器件12 149648.doc 201123024 裝備:單一之面向前的相機14，以使得相機μ經組態以在 一向前方向上於運輸工且扦# 】具仃進的方向上面向前。因而，相

機〗4能夠在運輸工且丨〇、VL装_、* A

’口者一道路1 8行進時自該運輸工I 之一擋風玻璃16向外攝取順序快照。可致動相機14以如二 要地頻繁攝取快照，使得可按需要改變該頻率以獲得所尋 找二資訊的類型。該相機可設置成具有一預定焦距及視野 d地且可設置成具有任何合適類型的透鏡（包括—魚 眼透鏡（180度視角）或一標準透鏡（9〇度視野》。視所使用 且下文中論述為-PND之器件的類型而定，（例如）器件Η 可具有一用於顯示-導航地圖之面向後的觀察勞幕2〇，以 幫助駕駛者定位-目的地。另外’器件12可具備足夠處理 能力以處理所攝取之影像，以驗證在快照中成像之道路設 備的頟型。因此’器件12未必持續地與-外部處理器通 信。 根據本發明之—態樣，參看圖2，在運輸工具使用者知 曉且不具有運輸X具使用者介面的情況下，自動促使具備 GPS功忐之器件12(其中相機14在運輸工具行進之方向上面 向則）在運輸工具沿著道路18行進時攝取在運輸工具前 面的一系列圖片。假定該具備Gps功能之器件的位置經由 I至少3個且通常約10-12個衛星（未圖示）執行的三角量測 係已知，則地理編碼相機14所攝取之每一攝影影像（亦被 稱為快照）意謂著相機14在攝取該快照時的位置（如藉由具 備GPS功能之器件丨2計算）和可能的其他駕駛方向資訊係與 作為中繼資料之該影像相關聯。當運輸工具1〇穿越道路表 149648.doc 201123024 面18時，在時間u(圖2A)、t2(圖2B)及t3(圖2C)擷取順序影 像’其中連續影像之間的時間間隔（△〇可隨意地改變。預 期Δί可建立地足夠小，以使連續影像可在必要時相互重 疊。 如在ί 1 (圖2Α)擷取的影像中所示，該影像具有一視野 19，其以下列各者為界：一左邊緣26(界定為在像素座標 (〇,〇)與（〇,3 00)之間延伸），一右邊緣28(界定為在像素座標 (4〇0,〇)與（400,300)之間延伸），一頂部邊緣3〇(界定為在像 素座標（0,0)與（400,0)之間延伸），及一底哿邊緣32(界定為 在像素座標（0,300)與（400,300)之間延伸）。在^，於該影像 中擷取之路標24位於像素座標（2〇〇,20)處或靠近其且包含 約4個紅色像素。與之相比，在t2，於影像中擷取之路標 24較大且具有一較確定的八邊形形狀，其中紅色像素描繪 標誌24的輪廓，且白色像素於像素座標（3〇〇，1〇〇)處或靠近 其大致上定位於該標誌的中心。更進一步，在t3，於影像 中擷取之路標24更大，且明顯包含描繪一八邊形形狀輪廓 的紅色像素，及於像素座標（350,15〇)處或靠近其大致上定 位於該標誌之中心的白色像素。 利用自11、t2及t3之該％影像獲得的前述資訊，可以— 高信賴度驗證該類型之標誌。首先，藉由該等連續影像可 確定標誌24遠離道路丨8之側。此可藉由如下假設完成：該 運輸工具以大致上居中的方式正在道路18上行進，以使得 與座標（200,「Yj )(其中「γ」可具有介於〇 -300之間的任 何像素值）相關聯之像素座標表示道路丨8之中心之精密近 149648.doc 201123024 似。因此，靠近或鄰近道路18之任何「遠方」物件將於一 接近（200，20)之座標出現在一影像中，且在該物件「靠 近」運輸工具10後，該物件將向著左邊緣26或右邊緣28之 一自（200,「Y」）座標移動離開中心，其中「γ」值將增加 且「200」值將視該物件位於道路丨8之哪一側而趨向於〇或 400。因此，利用所有上述資訊，可確定紅色像素及白色 像素出現在標誌24上，且標誌24之形狀為八邊形，且更進 一步，標誌24固定在道路18之右手側。所有此等因素符合 標誌24為一「停車標誌」，且因此，若其不存在於一數位 地圖上’則可將其添加至模型之資料冑，或若其存在，則 可驗證其。 …獲得的上述資訊之夕卜額外相對速度資訊可用以 評估道路之屬性且進—步驗證停車標諸取存在以及其他 類型的道路設備之存在及缺少。舉例而言給予確定該具 備GPS功能之器件在任何時間瞬間之精確或大體上精確之 位：之此力’則運輸工具1〇之相對速度可使用一簡單公式 門的運:速率X時間。由於已知所獲得的探測資料點之 ⑽^工具行進之距離且由於亦已知該等探測資料點之 ΓΓ輸工具10之速率可容易地確定。因而，在運 -」，則吾二標'確實為-「停車標 ^ 0 0 ,.運輸〃 1〇之行進速率減小且最終停 進速率或速度S = 吾:預期運輪工具1〇之行 得越來越接近運輪二:I:::止，因為標諸24已變 進^驗證標誌24實際上為 149648.doc -9- 201123024 一「停車標總」。更淮一丰 ，，# V，、/。者一道路遇到的各種類 之道路設備具有一特定士, 特疋大小、形狀、高度、位置、色型 等。因而，當自具有—已知焦距及视野之相機且根據一已 知及/或確定之距離而成像各種類型之道路設備時， 路設備將在一預定圖型上 ^ I似已知的像素座標出現 將具有已知色彩。可藓 兄·^ s由道路S又備遏近運輸工具1〇之相對 =度及標諸:4在影像之視野19中移動地有多快而容易地確 定先程。視該道路設備相對於該相機之觀察中心之位置而 定，諸如圓形或長方形之規則幾何特徵在其離開該觀察中 心時將變得偏斜。圓形物件將呈現為橢圓形物件，直線型 物件將呈現-曲且長方形物件將更加不規則地呈現。因 而’基於物件離開該相機之觀察中心的預期移動，可古十曾 模型以指出其外觀變化。因此，可比較自相_獲得之: 等影像與各種類型之道路設備（具有已知形狀及組態）之模 型之一資料庫以驗證藉由相機14成像的物件之類型。因 而，在停車標誌24之實例中，模型之該資料庫將含有一自 預定距離取得的停車標誌之資料，以使得運輸工具ι〇距離 該停車標誌一已知距離（諸如，％哩）時，停車標誌Μ將於 約座標（200,20)出現在影像中，且接著，當相距,〆4哩時，停 車標誌24將於約座標（300，100)出現在影像中。因此，當影 像由使用者攝取且經由器件12之一外部處理器或—内部處 理器與模型之該資料庫相比時，經由直接統計分析可以確 定影像中所擷取的道路設備之類型的機率。因而，若道路 設備已在地圖上繪製，則可確認其，且若道路設備未在地 149648.doc •10· 201123024 .、·θ製則可將其添加至數位地圖以作為道路設備之一 新項目。 表y道路没備在遠離相機處出現的模型及比較該等模型 二/等㊆序相機靜態影像的軟體在計算上㈣且係記憶體 密集的。因而，根據本發明之一實施例，儲存於該含有一 相機的具備GPS功能之器件中之該等模型偈限於一個或幾 個^型。因此，任何給定的具備GPS功能之器件僅可查找 ;:員里之道路设備（諸如，—停車標誌），而其他器件可 (】々）讓行裇s志或架空街道（〇verhead street)標誌、》 此大大減少了記憶體及計算時間之量以及需要加以分析的 景:像之數目及類型。若在-給定謝未識別出一給定模 ' 本則不必將该影像保持在記憶體中，藉此釋放記 ^體空間以用於其他影像或中間處理資料。除了減少個別 —件所&的3己憶體之量之外，其亦使管理來自所有器件的 f類型之道路設備之操取影像之總數更加容易管理。此 卸因於一些态件成像一類型之道路設備且其他器件成像其 類i之道路&又備。因此，每_類型之道路設備之影像的 總數可X到控制’ #中每—類型之道路設備之影像的總數 大體上小於使用中之所有器件所攝取之影像的總數。 根據本發明之另-態樣，參看圖从至圖3c，在運輸工 具使用者知曉且不具㈣輪Μ使用者介㈣情況下，自 動促使具備GPS功能之器件12(其中相機邮運輸工具行進 之方向上面向前)攝取在運輸工具1〇前方的地平線之一系 列圖片。此實例類似於關於圖2中所說明t「停車標諸」 H9648.doc -11 · 201123024 實例所描述的，然而，在此實例中，一物件（諸如，—架 空標誌34)係在於時間tl (圓3 A)、t2(圖3”及t3(圖3c)攝取 之影像中擷取。在ti，影像將架空標誌34展示為一大致上 定位於像素座標（200,100)之遠處物件；在〖2，影像將架空 標誌34展示為一位於約像素座標（2〇〇,5〇)之稍微放大之物 件，且在t3，影像將架空標誌34展示為一仍位於約像素座 標（200,1 〇)之較大物件。因此，如上文所解釋，由於物件 34之大小增加，吾人可假設該物件為隨著運輸工具沿著道 路18行進而變得較接近運輸工具1〇的一類型之道路設備^ 且更埠一步，由於該物件保持以座標（2〇〇, Γγ」）大致上居 於影像之中心’故吾人可假設該道路設備相對於道路Μ居 於t心，此不同於圖2之標誌24。另外，物件“在運輸工 具10變得較接近物件34時看上去像在視野19中升高，藉此 驗證物件34在運輸工具10上方。所有此資訊符合物件^為 -「架空標諸」，且因此，若其不存在於—數位地圖上： 則可添加其，或若其存在，則可驗證其。此外，如以上所 論述，可確定與標誌相關聯之各種色彩，諸如通常指示— 道路屋合處標誌之綠色及白色，或通常指示一興趣點 (POI)之藍色及白色。 ’‘ 根據本發明之另一態樣，參看圖4A至圖4C，如上戶 述’自動促使具備GPS功能之器件12(其中相機M在運輸」 具行進之方向上面向前）攝取在運輸工具1〇前方之地平影 的-系列圖片。然巾，不同於先前實施例，在此實施合 中，相機14正在擷取在運輸工具1〇前方之另一運輸工具3 149648.doc •】2- 201123024 的影像。在時間tl(圖4A) ' t2(圖4B)及t3(圖4C)攝取之影像 中’掏取運輸工具36。在時間tl及t2，影像將運輸工具36 展不為一大致上位於相同像素座標（2〇〇，1〇〇)之物件。因 而’假設運輸工具1〇及運輸工具36正在以大體上恆定之速 度订進，且另外，相對速度大體上相同。另外，若該等運 輸工具中之一者正在以一不同於另一運輸工具之速度行 進，則被成像之運輸工具36將向上或向下移動，且其大小 在視野19中分別減小或增加。舉例而言，如時間t3處所 不，運輸工具36明顯位於下方，且與先前在t2所攝取之影 像相比’其大小在約像素座標（200，200)處於觀察螢幕20 中a加因此，運輸工具I 〇在t2與t3之間急劇加速；運輸 工具36在t2與t3之間顯著減速，或兩者之組合。無論如 何，若運輸工具10之駕駛者未意識到迅速接近之運輸工具 貝J可此即將出現事故。然而，根據此實施例之一態 樣，具備GPS功能之器件可經裝備以向駕敬者指示運輸工 具36正在迅速接近。此指示可以許多方式單獨地或相互組 口也進订舉例而言，具備Gps功能之器件12可裝備一聲 訊警報器以警告駕駛者；具備GPS功能之器件听組態成 :運：：具之-控制模組通信，該控制模組又經觸發以經 自：=聲訊、視覺或其他形式)來警告駕馼者及/或至少 工具10上之一制動機構，直至另-運輸- 具不再逼近運給 翰具10。因此，應認識到 =:::像繼續超_—影:= 曰刀析D亥荨連續影像而驗證運輸工| 雙别工具36與運輸工具1〇 J49648.doc -13- 201123024 恢復n恆定或增加的距離，則可_且重設 報觸發器。 3 ，除7基於在視野19中之大小及位置㈣測該迅速接近之 運輸工具之外，其他因素亦可用以確定運輸工具％正在迅 速接近運輸工具10。舉例而言，影像之色彩(亦即，制動 义且）紋理或甚至熱特徵（紅外線）可用以評估運輸工具％對 運輸工具1G之相對位置。應認識到，前述機制中之任_者 可單獨使用或可與其他機制中之任意—或多者組合使用。 虞本發月之又‘態樣，除了具備GPS功能之器件！ 2在 駕敬者正在沿著-路線行驶（諸如，沿著道路18)時榻取一 影像，且用所有當前屬性（例如，地址範圍、訪問道路18 :街谭名稱等）未識別（屬性化）沿著街道18之區域之—術道 貝料庫之外’具備Gps功能之^件Μ可經組態以要求駕驶 者或乘客(若駕駛者’則在一停止狀況期間，或若在移 動’則經由語音提示，使得駕驶者可以免持方式通信從而 不使駕㈣分,C〇驗證—現存屬性或查看是否存在任何新 屬性。舉例而言’若運輸工具1〇停在一交又點，則具備 GPS功能之器件顯示或說出：「您要行駛的街道之名稱不 確定。請在展示街道之名稱的街道標Μ現在當前顯示於 =具備GPS功能之器件中之衔道ι級影像上時按壓或說 「是〆」該影像與所鍵人的或說出回應—起用座標及行 .方向儲存，且因此，可對該街道資料庫進行驗證或添 加。應認識到，可對任何興趣點（ρ〇Ι)、交通控制（單行 道、可掉頭車道、讓行區、學校區、行人穿越道等）進行 149648.doc •14· 201123024 相同處理。此對於驗證及更新認為難以經由GPS量測繪製 地圖之區域(諸如’由於信號離開高層建築之固有彈跳引 起的市中心「城市峽谷」）可特別有用。 顯然，根據以上教示，本發明之許多修改及改變為可能 的。因此應理解’在附加之巾請專利範圍之範内，本發 明可以除特定描述之外的方式實踐。 【圖式簡單說明】 圖1A至圖1B說明一具有根據本發明之一目前較佳態樣 建構之具備全球定位系統功能之器件的運輸工具； 圖2A至圖2C說明一沿著可行驶街道自圖i之運輸工具攝 取的路標之一系列示意影像； 圖3A至圖3C說明一沿著可行駛街道自圖}之運輸工具攝 取的架空路標之一系列示意影像；及 圖4A至圖4C說明一沿著可行駛街道在圖丨之運輸工具前 面行進的運輸工具之一系列示意影像。 【主要元件符號說明】 10 運輸工具 12 具備全球定位系統功能之器件 14 相機 16 運輸工具之前擋風玻璃 18 可行駛街道/道路 19 視野 20 使用者介面螢幕/觀察螢幕 24 路標 149648.doc •15- 201123024 26 左邊緣 28 右邊緣 30 頂部邊緣 32 底部邊緣 34 架空標誌 36 運輸工具 149648.doc - 16 -

Claims (1)

1. 201123024 七、申請專利範圍： L 一種沿著—可行敬街道（_測、增生及/或驗證條件、 屬性及/或物件之方法，其包含： 將-單-之具有一使用者介面勞幕㈣之具備全球定 位系統功能的器件（12)置放於_運輸卫具⑽中； 在。亥運輸工具（⑼沿著該可行駛街道（18)行進時，自 該具備全球定位系統功能之器件（12)收集探測資料； 該方法之特徵在於： 相對錢用者介面螢幕（20)，以一面向前的靜態影像 擷取相機(14)裝備該具備全球定位系統功能的器件 (12)，及將該相機⑽定向為在運輸工具行進之方向上 面向前，且自該運輸工具⑽之—前擋風玻壤⑽向 外； 自該相機（14)擷取複數個靜態影像； 地理編碼該等靜態影像；及 刀析S亥等地理編碼之靜態影像，以沿著該可行驶街道 (1 8)偵測、增生及/或驗證條件、屬性及/或物件。 2·如明求項1之方法’進—步包括相互比較順序地理編碼 的靜態影像，且辨別該等經比較之順序地理編碼之靜態 影像之間的變化。 3·如叫求項2之方法，進—步包括將像素座標指派給該等 地理,·扁碼的靜態影像，且比較一物件在該等順序地理編 碼之靜態影像之間的該等像素座標。 4·如#求項3之方法，進一步包括偵測該物件在該等地理 149648.doc 201123024 、編確之靜態影像中的形狀，且比較該形狀與經驗證物件 形狀之一資料庫。 5. 如請求項3之方法，進一步包括偵測該物件在該等地理 編碼之靜態影像中的色彩，且比較該等色彩與經驗證物 件色彩之一資料庫。 6. 如請求項3之方法’進一步包括計算該等順序地理編碼 之靜態影像之間的距離，且對於經驗證類型之物件，比 較該物件在該等順序地理編碼之靜態影像中之該等像素 座知與該距離上之類似像素座標之一資料庫。 7. 如清求項2之方法，進一步包括確定該等順序地理編碼 之淨心衫像之間之一變化指示一迅速接近的物件，且觸 發諒運輸工具中之一警報以警告該駕駛者該迅速接近的 物件。 8. 口 6衣項7之方法，進一步包括將該具備全球定位系統 功此·之器件（12)組態成與該運輸工具（1〇)之一引擎控制 單元通彳5，且回應於該迅速接近之物件自動地將一信號 自，具備全球定位系統功能之器件（12)發送至該引擎控 制單元以使該運輸工具減速。 9. W求項7之方法’進―步包括藉由比較該物件在該等 頁序也理編碼之靜態影像中之大小來確定該變化。 10.如靖求項7之方法，進一步包括藉由比較該物件在該等 順序地理編碼之靜態影像中之色彩來確定該變化。 月长項1之方法’進一步包括回應於該具備全球定位 系統功能之器件⑽提出的問題，經由該具備全球定位 149648.doc 201123024 12 13, 14. 15. 16. 系統功能之器件⑽自該使用者獲得直接輸入。 如°"求項1之方法’進—步包括限制該相機僅儲存預定 類型之道路設備模型。 如°月求項1之方法’進—步包相限制該相機僅儲存-單 一類型之道路設備模型。 一種用於沿著-可行駛街道偵測、增生及/或驗證條件、 屬性及/或物件之系統，其包含： 一運輸工具（1〇); ^ 之具備全球定位系統功能的器件(12)，其安置 於该運輪工具(1〇)中，且經組態成與-資料庫無線電子 通信； ^在该運輸I具（1G)沿著該可行駛衔道（18)行進時，自 该具備全球定位系統功能之器件⑽收集探測資料，且 將該探測資料儲存於該資料庫中； 該系統之特徵在於： 二亥具備全球定位系統功能之器件(12)具有一面向前之 靜態影^目機（14)，其經定向成在運輸工具行進之方向 上面向刖且自該運輸工具(1〇)之—前擋風玻璃⑽向 外’以將靜態影像傳達至該資料庫以供分析。 如:求項14之系統’進—步包括限制該相機（14)僅儲存 預定類型之道路設備模型。 :求貢15之系統’進—步包括限制該相機〇4)僅儲存 一單一類型之道路設備模型。 149648.doc