TWM523091U - 三維行車導航裝置 - Google Patents

Description

三維行車導航裝置

本創作係關於一種行車輔助裝置，特別是指一種三維行車導航裝置。

隨著科技的進步，電子產品的應用也越來越普遍，如智慧型手機(Smart phone)、個人數位助理(Personal Digital Assistant)、導航裝置及平板電腦，儼然已成為大眾化的電子產品。在開車過程中，駕駛人可利用電子產品依據目前的位置規劃導航路徑，以協助與提示駕駛人前往目的地，使行車能更加順暢與便利。

然而，目前導航裝置在實際上仍有一些無法滿足的行車需求。例如：在駕駛人不知道路而須跟隨其他車輛(如友人或親感的車)時，常因為一些行車狀況(如塞車或車速過快)而導致跟丟的情形，造成行車上的困擾與危險。或者，駕駛人想要依友人曾經行駛過的捷徑行車時，也無法透過現有的導航裝置實現。

有鑑於上述問題，於一實施例中，係提供一種三維行車導航裝置，適用於一車輛，三維行車導航裝置包括鏡頭群組、三維影像合成模組、GPS模組、通訊模組、圖資資料庫、處理模組及顯示模組。鏡頭群組包括複數個鏡頭，該些鏡頭分別設置於車輛周圍的不同位置處，以分別拍攝車輛周圍的複數個外部影像。三維影像合成模組連接於鏡頭群組，三維 影像合成模組接收該些外部影像並合成為三維環場投影影像。GPS模組偵測並輸出車輛之車輛即時位置。通訊模組接收外部傳送之歷史行車軌跡。圖資資料庫儲存地圖資訊。處理模組連接於三維影像合成模組、GPS模組、通訊模組及圖資資料庫，處理模組接收車輛即時位置、歷史行車軌跡、地圖資訊及三維環場投影影像，並比對車輛即時位置、地圖資訊及歷史行車軌跡而產生行車路徑，且處理模組於三維環場投影影像中對應行車路徑的位置上疊加虛擬導引影像。顯示模組連接於該處理模組，顯示模組顯示三維環場投影影像與虛擬導引影像。

於一實施例中，虛擬導引影像可為一立體影像，且虛擬導引影像與車輛即時位置是保持一固定間距。或者，虛擬導引影像可為軌跡線，且虛擬導引影像沿行車路徑設置。

於一實施例中，處理模組於車輛即時位置偏離行車路徑時輸出偏離訊號，使通訊模組接收由外部傳送之修正行車軌跡，處理模組接收修正行車軌跡並比對地圖資訊而產生修正行車路徑，且處理模組於三維環場投影影像中對應修正行車路徑的位置上疊加虛擬導引影像。於一實施例中，修正行車路徑為導回行車路徑之路徑、或者修正行車路徑為另一行車路徑。

於一實施例中，三維行車導航裝置更可包括有導航模組，連接於處理模組，處理模組於車輛即時位置偏離行車路徑時輸出偏離訊號，導航模組接收偏離訊號並對應輸出導回行車路徑之修正導航路線。於一實施例中，處理模組更於三維環場投影影像中對應修正導航路線的位置上疊加虛擬導引影像。

於一實施例中，三維行車導航裝置更可包括輸入模組，連接於通訊模組，輸入模組接收搜尋條件，通訊模組輸出搜尋條件且歷史行車軌跡對應於搜尋條件。

於一實施例中，顯示模組可內嵌於車輛之前擋玻璃中，且三維環場投影影像與車輛前方之外部景像重疊。

於一實施例中，處理模組更可依據行車路徑於三維環場投影影像中疊加方向指示影像。

綜上，本創作實施例之三維行車導航裝置是利用影像的處理及合成，建立三維環場投影影像，以及接收其他車輛的歷史行車軌跡而產生行車路徑，並在三維環場投影影像中對應行車路徑的位置上疊加虛擬導引影像，使駕駛人能直覺地依照其他車輛的行車路線行駛。

1‧‧‧三維行車導航裝置

2‧‧‧車輛

3‧‧‧前擋玻璃

4‧‧‧外部車輛

5‧‧‧遠端伺服器

10‧‧‧鏡頭群組

10L‧‧‧左視鏡頭

10R‧‧‧右視鏡頭

10B‧‧‧後視鏡頭

10F‧‧‧前視鏡頭

20‧‧‧三維影像合成模組

21‧‧‧3D環場模型

30‧‧‧GPS模組

40‧‧‧通訊模組

50‧‧‧圖資資料庫

60‧‧‧處理模組

70‧‧‧顯示模組

80‧‧‧導航模組

81‧‧‧輸入模組

I_L‧‧‧車體左側影像

I_R‧‧‧車體右側影像

I_B‧‧‧車體後側影像

I_F‧‧‧車體前側影像

I_surr‧‧‧三維環場投影影像

I_n‧‧‧三維導航影像

V_g‧‧‧虛擬導引影像

V_d‧‧‧方向指示影像

[第1圖]係本創作鏡頭群組的配置立體圖。

[第2圖]係本創作三維行車導航裝置第一實施例之裝置方塊圖。

[第3圖]係本創作三維行車導航裝置第二實施例之裝置方塊圖。

[第4圖]係本創作三維行車導航裝置之環場投影的示意圖。

[第5圖]係本創作三維行車導航裝置第一實施例之顯示示意圖。

[第6圖]係本創作三維行車導航裝置第二實施例之顯示示意圖。

[第7圖]係本創作三維行車導航裝置第三實施例之顯示示意圖。

[第8圖]係本創作三維行車導航裝置第四實施例之顯示示意圖。

請參閱第2圖所示，於本實施例中，三維行車導航裝置1是應用於一車輛2上且包括鏡頭群組10、三維影像合成模組20、GPS模組30、通訊模組40、圖資資料庫50、處理模組60及顯示模組70。

如第1圖所示，於本實施例中，上述鏡頭群組10是包括有前視鏡頭10F、後視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R。其中，前視鏡頭10F是安裝於車輛2前方，例如，前視鏡頭10F可裝設在引擎蓋或前方入風口處，以拍攝車體前側影像I_F。上述後視鏡頭10B是安裝於車輛2後方，例如，後視鏡頭10B可裝設在後車廂蓋上，以拍攝車體後側影像I_B。上述左視鏡頭10L與右視鏡頭10R是分別安裝於車輛2左右兩側，例如，左視鏡頭10L是安裝於左後視鏡上以拍攝車體左側影像I_L，右視鏡頭10R則可安裝於右後視鏡上以拍攝車體右側影像I_R。實際上，上述各鏡頭的數量及角度都可以依實際的需求調整，以上僅為示例，而非用以限制。

另外，上述前視鏡頭10F、後視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R具體上可為廣角鏡頭或魚眼鏡頭，且上述車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R的至少一部分相互重合。也就是說，車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R是皆有一部分相互重疊而沒有間隙，以取得車輛2周圍的全部影像，上述鏡頭群組10並輸出上述車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R。

三維影像合成模組20具體上可以是微電腦、處理器或特用晶片來實現，且三維影像合成模組20可安裝於車輛2上。所述三維影像 合成模組20連接於上述前視鏡頭10F、後視鏡頭10B、左視鏡頭10L及右視鏡頭10R。且三維影像合成模組20接收並可先將車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R組合為一平面的環場影像，再經由逆投影的方式將平面的環場影像合成為一三維環場投影影像I_surr並輸出。

或者，請參第4圖所示，於本實施例中，三維影像合成模組20是將車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R投影至一3D環場模型21而合成三維環場投影影像I_surr，且車體前側影像I_F、車體後側影像I_B、車體左側影像I_L及車體右側影像I_R投影至3D環場模型21的邊緣係相互重疊，因此，三維環場投影影像I_surr可呈現車輛2周圍的3D環景影像，也就是說，三維環場投影影像I_surr更具立體感而能夠實際呈現車輛周遭環境，使駕駛人可輕易且直覺辨識周遭物體的高度差與距離。

GPS模組30具體上可以微電腦、處理器或特用晶片來實現且安裝於車輛2中，以通過衛星偵測並輸出車輛即時位置(即車輛2所在位置)。於一些實施例中，GPS模組30也可位於配戴在駕駛人身上的穿戴式裝置(如手錶或手環)或一電子產品(如智慧型手機或平板電腦)中。

通訊模組40接收外部傳送之歷史行車軌跡。於一實施例中，歷史行車軌跡可為一外部車輛4的複數個歷史行車位置(即過去的GPS位置)所組成，如第2圖所示，在本實施例中，各外部車輛4可分別將其歷史行車位置傳送至遠端伺服器5或者通過車聯網(Internet of Vehicles)上傳。於一實施例中，通訊模組40可以是無線通訊模組(如 天線模組、wifi模組、3G/4G模組)，以連上網際網路而可由車聯網(Internet of Vehicles)或遠端伺服器5取得外部車輛4的歷史行車軌跡。另外，於一些實施例中，通訊模組40可根據車輛即時位置取得相對應之歷史行車軌跡，使車輛即時位置位於歷史行車軌跡上。或者，通訊模組40接收歷史行車軌跡後，駕駛人可移動車輛2，使車輛即時位置位於歷史行車軌跡上，此並不侷限。

如第3圖所示，於一實施例中，三維行車導航裝置1更可包括一輸入模組81，輸入模組81具體上可以是一觸控模組或一語音模組且連接於通訊模組40，使駕駛人能通過觸控或語音的方式輸入搜尋條件，其中搜尋條件可為一目的地資訊(如目的地之GPS位置或名稱)或車輛資訊(如車牌號碼)，輸入模組81接收搜尋條件後可令通訊模組40輸出搜尋條件，使通訊模組40所接收的歷史行車軌跡是對應於搜尋條件。例如，駕駛人所輸入的搜尋條件為車牌號碼，遠端伺服器5可對應車牌號碼搜尋對應之外部車輛4的歷史行車軌跡並輸出給通訊模組40。

圖資資料庫50是儲存有地圖資訊，於一實施例中，圖資資料庫50是位於一導航設備中而內建有地圖資訊。或者，三維行車導航裝置1是藉由通訊模組40自遠端即時下載地圖資訊並儲存於圖資資料庫50中。

處理模組60具體上可以是微電腦、處理器或特用晶片來實現且安裝於車輛2中，處理模組60連接於三維影像合成模組20、GPS模組30、通訊模組40及圖資資料庫50，處理模組60接收車輛即時位置、歷史行車軌跡、地圖資訊及三維環場投影影像I_surr，當車輛即時位置位於 歷史行車軌跡上時，處理模組60比對車輛即時位置、地圖資訊及歷史行車軌跡而產生行車路徑，且處理模組60於三維環場投影影像I_surr中對應該行車路徑的位置上疊加一虛擬導引影像V_g。詳言之，處理模組60比對完地圖資訊及歷史行車軌跡後，即可取得歷史行車軌跡對應在實際地圖上的位置，再根據車輛即時位置產生以車輛即時位置為起點的行車路徑。處理模組60再於三維環場投影影像I_surr中對應行車路徑的道路上疊加一虛擬導引影像V_g而形成一三維導航影像I_n(參第5圖所示)。

顯示模組70具體上為設置於車輛2內部(如儀表板上)並連接於處理模組60的一顯示螢幕，顯示模組70是顯示三維環場投影影像I_surr與虛擬導引影像V_g(即上述三維導航影像I_n)。如第5圖所示，在本實施例中，顯示模組70是內嵌於車輛2的前擋玻璃3中，且三維環場投影影像I_surr與車輛2前方的外部景像重疊，也就是說，三維環場投影影像I_surr與駕駛人由前擋玻璃3看出去的景像相同，而虛擬導引影像V_g為立體虛擬車輛並與車輛即時位置保持一固定間距，使虛擬導引影像V_g能持續顯示在車輛2前方。藉此，使駕駛人在行車過程能直覺地跟隨此虛擬車輛行駛，且駕駛人在行車過程不須改變視野位置，達到進一步提升行車安全性。於一些實施例中，虛擬導引影像V_g也可以是其他立體影像(如立體指標)。

請對照第5、6圖所示，於一實施例中，顯示模組60也可以是抬頭顯示器或智慧型電子產品(如智慧型手機或平板電腦)的顯示螢幕，此部分並不侷限。

綜上所述，本創作實施例之三維行車導航裝置是利用影像的 處理及合成，建立三維環場投影影像，且接收其他車輛的歷史行車軌跡而產生行車路徑，並在三維環場投影影像中對應行車路徑的位置上疊加虛擬導引影像。達到使駕駛人能直覺地依照其他車輛的行車路線行駛。

進一步舉實例來說，在駕駛人不知道路而跟隨其他友人車輛行駛的情況時，若駕駛人因交通壅塞或友人車輛的車速過快而跟丟，三維行車導航裝置1可接收友人車輛的歷史行車軌跡而產生上述三維導航影像I_n，使駕駛人能直覺地跟隨友人的行車路線行駛。或者，若駕駛人想依據友人的行車路線行駛時(例如友人的行車路線能較快抵達目的地或交通較順暢)，即可通過三維行車導航裝置1接收友人車輛的歷史行車軌跡而產生上述三維導航影像I_n，使駕駛人能直覺地跟隨友人的行車路線行駛。

於一實施例中，處理模組60更依據上述行車路徑於三維環場投影影像I_surr中疊加方向指示影像V_d，使駕駛人能提前得知虛擬導引影像V_g接下來的移動方向而能即時做出反應，達到進一步提高行車的安全性。如第7圖所示，在一實施例中，方向指示影像V_d是疊加在虛擬車輛(虛擬導引影像V_g)方向燈區域。例如，若虛擬車輛下個路段要右轉，處理模組60即預先在虛擬車輛的右轉方向燈區域疊加一實體影像或一閃爍影像，使駕駛人能提前得知虛擬車輛接下來要右轉彎而能即時做出反應。

如第8圖所示，在一實施例中，虛擬導引影像V_g為一軌跡線，且沿行車路徑設置，使駕駛人能直覺地跟隨軌跡線行駛，而上述方向指示影像V_d在此為一箭頭標示，使駕駛人能提前得知接下來的移動方向。

於一實施例中，處理模組60於車輛即時位置偏離行車路徑時輸出一偏離訊號，使通訊模組40接收由外部傳送之修正行車軌跡，處理模 組60接收修正行車軌跡並比對地圖資訊而產生修正行車路徑，且處理模組60於三維環場投影影像I_surr中對應修正行車路徑的位置上疊加虛擬導引影像V_g。

舉例來說，若車輛2因為一些狀況(例如前方道路施工或事故)而改為行駛其他路段時，處理模組60可根據車輛即時位置不在行車路徑上來判斷車輛2偏離行車路徑而輸出偏離訊號，驅使通訊模組40通過網際網路向遠端伺服器5或車聯網下載接收其他外部車輛4的傳送之修正行車軌跡，所述修正行車軌跡同樣是由其他外部車輛4的數個歷史行車位置(即過去的GPS位置)所組成，且車輛即時位置是位於修正行車軌跡上。

處理模組60接收修正行車軌跡後並比對地圖資訊而產生修正行車路徑，且處理模組60於三維環場投影影像I_surr中對應修正行車路徑的位置上更疊加虛擬導引影像V_g(如上述虛擬車輛或軌跡線)，使駕駛人在行駛修正行車路徑時，也能夠直覺地跟隨虛擬導引影像V_g。

於一些實施例中，修正行車路徑可以是導回原本行車路徑之路徑，使駕駛人能夠繼續跟隨原本行車路徑的虛擬導引影像V_g行駛。或者，修正行車路徑也可是另一條行車路徑，也就是說，駕駛人不會再依據原本歷史行車軌跡所對應的行車路徑行駛，而是根據一條新的行車路徑行駛。

如第3圖所示，於一實施例中，三維行車導航裝置1包括連接於處理模組60之導航模組80，處理模組60於車輛即時位置偏離行車路徑時輸出偏離訊號，導航模組80接收偏離訊號會對應輸出導回行車路徑之修正導航路線。舉例來說，處理模組60可根據車輛即時位置不在行車路徑來 判斷車輛2偏離行車路徑而輸出偏離訊號，導航模組80可根據車輛即時位置與行車路徑上的GPS位置產生修正導航路線，使駕駛人能夠依據修正導航路線回到原本的行車路徑而繼續跟隨虛擬導引影像V_g行駛。於一實施例中，處理模組60也可於三維環場投影影像I_surr中對應上述修正導航路線的位置上疊加虛擬導引影像V_g，使駕駛人在行駛修正導航路線時，能夠直覺地跟隨虛擬導引影像V_g前進。

雖然本創作的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本創作的範疇內，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧三維行車導航裝置

4‧‧‧外部車輛

5‧‧‧遠端伺服器

10‧‧‧鏡頭群組

10L‧‧‧左視鏡頭

10R‧‧‧右視鏡頭

10B‧‧‧後視鏡頭

10F‧‧‧前視鏡頭

20‧‧‧三維影像合成模組

30‧‧‧GPS模組

40‧‧‧通訊模組

50‧‧‧圖資資料庫

60‧‧‧處理模組

70‧‧‧顯示模組

Claims (10)

1. 一種三維行車導航裝置，適用於一車輛，該三維行車導航裝置包括：一鏡頭群組，包括複數個鏡頭，該些鏡頭分別設置於該車輛周圍的不同位置處，以分別拍攝該車輛周圍的複數個外部影像；一三維影像合成模組，連接於該鏡頭群組，該三維影像合成模組接收該些外部影像並合成為一三維環場投影影像；一GPS模組，偵測並輸出該車輛之一車輛即時位置；一通訊模組，接收外部傳送之一歷史行車軌跡；一圖資資料庫，儲存一地圖資訊；一處理模組，連接於該三維影像合成模組、該GPS模組、該通訊模組及該圖資資料庫，該處理模組接收該車輛即時位置、該歷史行車軌跡、該地圖資訊及該三維環場投影影像，並比對該車輛即時位置、該地圖資訊及該歷史行車軌跡而產生一行車路徑，且該處理模組於該三維環場投影影像中對應該行車路徑的位置上疊加一虛擬導引影像；以及一顯示模組，連接於該處理模組，該顯示模組顯示該三維環場投影影像與該虛擬導引影像。
2. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，其中該虛擬導引影像為一立體影像，且該虛擬導引影像與該車輛即時位置保持一固定間距。
3. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，其中該虛擬導引影像為一軌跡線，且該虛擬導引影像沿該行車路徑設置。
4. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，其中該處理模組於該車輛即時位置偏離該行車路徑時輸出一偏離訊號，使該通訊模組接收由外部傳送之一修正行車軌跡，該處理模組接收該修正行車軌跡並比對該地圖資訊而產生一修正行車路徑，且該處理模組於該三維環場投影影像中對應該修正行車路徑的位置上疊加該虛擬導引影像。
5. 如請求項4所述之三維行車導航裝置，其中該修正行車路徑為導回該行車路徑之路徑、或者該修正行車路徑為另一行車路徑。
6. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，更包括一導航模組，連接於該處理模組，該處理模組於該車輛即時位置偏離該行車路徑時輸出一偏離訊號，該導航模組接收該偏離訊號並對應輸出導回該行車路徑之一修正導航路線。
7. 如請求項6所述之三維行車導航裝置，其中該處理模組更於該三維環場投影影像中對應該修正導航路線的位置上疊加該虛擬導引影像。
8. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，更包括一輸入模組，連接於該通訊模組，該輸入模組接收一搜尋條件，該通訊模組輸出該搜尋條件且該歷史行車軌跡係對應於該搜尋條件。
9. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，其中該顯示模組係內嵌於該車輛之一前擋玻璃中，且該三維環場投影影像係與該車輛前方之一外部景像重疊。
10. 如請求項1所述之三維行車導航裝置，其中該處理模組更依據該行車路徑於該三維環場投影影像中疊加一方向指示影像。