一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法

专利名称：一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法
技术领域：
本发明涉及一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法。
背景技术：
继传统车载终端导航的发展，手机导航开始兴起，越来越多的手
机用户正在感受手机导航的无穷魅力。进入2007年，手机厂商极力 推崇GPS功能，年初的多普达P800,诺基亚的N95，再加上UT斯达 康高调发布的P903,各种GPS智能手机相继亮相， 一向技术更新慢 半拍的国产手机厂商也在这一领域大肆出击。GPS是继拍照、音乐之 后引发的又一轮手机更新换代热潮的创新功能，被人们称为3G时代 "杀手级应用"。与手机终端市场相呼应的是，中国移动和中国联通 两大运营商也在掘金手机导航，而一些Wap网站也相继推出了地图网 站。这些只是无线导航市场的縮影，随着3G时代的到来，移动导航 市场开始了新一轮的创新大战。
目前手机导航主要有两种形式 一种是使用内置GPS卫星定位系 统的专业手机，通过运营商网站完成GPS服务，使用过程中产生的网 络流量费归移动运营商所有，信息服务费则由运营商与内容提供商按 一定比例利益分成。这种方法中产业链各方都能获益，但由于上游的 芯片价格居高不下，致使手机价格下调空间有限。据业内人士预计， 今年将首先在上游芯片企业之间展开GPS芯片价格战，随后才能刺激手机产品的规模推出。
另一种更为简便的方法是手机上网，登录提供电子地图服务的 WAP网站。普通站点会采用文字的方式来告诉你到什么地方需要乘坐
什么公交车辆、在哪里换成地铁等；专业一点的WAP站点，如3G门
户，都能提供全国各地城市的地图。由于目前手机上网终端普及，手
机上网包月费用相对实惠，手机地图己成为热门应用。Google和雅 虎在自己网站的地图服务中都增加了手机导航功能，宝马、福特等汽 车制造公司也在其新品中添加了手机服务空间，目前开通手机地图的 无线互联网站点已经越来越多。
上述两种手机导航应用中，第一种内置GPS卫星定位系统的专业 导航手机又可分为两种 一种是地图数据直接存储在手机的存储卡 上，与地图显示和导航路径规划相关的功能可直接在手机端完成；一 种是地图数据存储在某个公网运营服务中心，手机端需要从GPRS网 络上下载显示地图和导航路径进行导航服务。前一种手机导航可称手 机为自主导航，后一种手机导航可称为手机网络导航。
已有以语音提示为核心功能的中心导航系统，可参考一些已有的 公知系统，此处作一简单介绍。该系统共包含以下软件设备网管服 务器、导航服务器、路径计算服务器、动态拓扑服务器、IVR话音服 务器、短信査询服务器、网上查车web服务器、网管终端、操作终端、 GPRS前置机、短信前置机。其中与中心导航功能密切相关的设备有: 导航服务器、路径计算服务器、IVR话音服务器、GPRS前置机，GPRS 前置机主要用于导航终端与中心导航系统的数据通信，IVR语音服务 器主要用于受理用户电话，由坐席人员人工在系统中为用户确定导航 的目的地，路径计算服务器用于接受来自导航服务器的导航请求，在已知起终点之间规划可行的导航路线，最后将结果发还给导航服务 器，导航服务器主要用于处理导航终端的导航请求，同时建立软负载 均衡机制，将来自多个导航终端的导航请求平均分发给多个路径计算 服务器，然后将来自路径计算服务器的导航路线转发给导航终端。导 航终端将根据接收到的导航路径，对需要提醒的路口进行提前语音播 报，同时还可以根据路口的分叉和转向绘制出抽象的路口形状辅助判 断。
在手机上直接建立与普通的联网式车载导航终端相类似的嵌入 式软件，可直接获得可进行网络导航的导航手机，即已有的一些车载 联网导航系统可直接作为手机网络导航系统使用。
尽管已有的一些车载联网导航系统可直接作为手机网络导航系 统使用，但对于手机用户而言是不恰当的，由于手机用户数量庞大， 使用IVR话音服务器通过数量极其有限的人工坐席辅助用户向系统 中输入导航目的地将严重限制系统的容量，同时手机用户对导航体验 将有着更高的要求，由于已有的一些车载联网导航系统往往只具备优 秀的语音播报提示功能和抽象路口形状显示，缺乏实时的真实地图显 示。因此，并不能完全满足手机用户的要求，需要新的功能加入。

发明内容
本发明旨在提供一种在内置GPS卫星定位系统的专业导航手机 上实现手机网络导航中地图服务流程的处理方法。
本发明一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法，设备由导 航手机和导航中心组成，导航中心包括导航服务器、地图下载服务器、 路径计算服务器和地图切割服务器；包括以下几个步骤(1) 、手机终端通过GPRS网络向导航中心的导航服务器发送导
航路径规划请求，同时向地图下载服务器申请起始点附近的地(2) 、导航服务器向路径计算服务器转发来自手机终端的导航请
求，地图下载服务器向地图切割服务器转发来自手机终端的指定点附
近地图下载请求；
(3) 、导航服务器从路径计算服务器收取完本次规划的导航路 径，缓存导航路径数据不释放，以备地图下载服务器请求使用，同时 向手机终端传送导航路径数据，手机终端准备语音导航；地图下载服 务器从地图切割服务器收取完指定起始点附近地图数据后，转发给手 机终端，手机终端显示指定起始点附近的地幅；
(4) 、当手机终端通过GPRS网络从导航中心收取导航路径数据 完毕，开始语音导航；
(5) 、手机终端向地图下载服务器请求全程总览(6) 、地图下载服务器收到全程总览图请求后，然后向该缓存了 导航路径数据的导航服务器请求导航路径数据；
(7) 、导航服务器将缓存的导航路径数据发往请求的地图下载服
务器；
(8) 、地图下载服务器收取指定的导航路径数据完毕后，计算该 导航路径的最小外接矩形，从地图存储中检出位于该经纬度矩形内的 地图显示元素下发至手机终端；同时，计算出按当前手机屏幕大小和 显示比例尺切割导航路径得到的图幅矩形集合，并发送给手机终端；
(9) 、手机终端接收全程总览图的所有地图显示元素数据后，显 示总览而地图下载服务器向手机终端发送显示数据下载完毕协议亦结束和 手机终端的通信。所述的地图下载服务器发送导航路径数据给手机终端包括如下 步骤
(1) 、计算出按当前手机屏幕大小和显示比例尺切割导航路径得 到的图幅矩形集合，并将各个图幅矩形按沿导航路径行进方向的切割 顺序进行编号，编号从l开始；
(2) 、手机终端初始化当前请求起始图幅ID为1;
(3) 、手机终端向地图下载服务器发送连续多图幅下载协议字 段包括本次下载起始图幅ID、本次下载图幅数；
(4) 、该地图下载服务器收到该协议后，首先根据本次下载起始
图幅ID判断当前是否还有未下传的图幅数据，若无，则转步骤9结 束；
(5) 、根据本次下载起始图幅ID、本次下载图幅数n生成n个 地图切割任务，按当前手机屏幕大小和显示比例尺切割导航路径得到 的图幅矩形集合，可以为每个切割任务再指定具体的地理经纬度范 围，最后向地图切割服务器发送n个地图切割请求协议包括图幅 ID和图幅矩形经纬度；
(6) 、该地图切割服务器按照图幅矩形经讳度进行数据检索，将 检索结果按照各个地图显示元素定义的属性字段顺序序列化为二进 制数据流，再由地图下载服务器中转发往手机终端；
(7) 、手机终端每收到一个完整图幅的所有数据时，应将当前请 求起始图幅ID增加1;
(8) 、手机终端按导航路径移动过程中， 一直判断是否需要转入 下一个图幅显示，当判断到剩余尚未显示的图幅数不足一定量时，转
步骤3;
(9) 、地图下载服务器向手机终端发送显示数据下载完毕协议，结束和手机终端的通信。
所述的导航路径规划请求包括起、终点经纬度。
所述的导航路径数据，包括导航服务器的服务器标识信息和导航 路径序号。
所述的全程总览图指的是全条导航路径的最小外接地理经纬度 矩形内包含的地图显示数据。
采用本发明后，只要基于一个已有的以语音提示为核心功能的中
心导航系统，通过在手机终端上增加交互式POI ( "Point Of Interest"的縮写，可以翻译成"兴趣点"，每个POI包含四方面信 息，名称、类别、经度、纬度)搜索功能和显示地图下载功能服务器， 就能实现一个以语音提示为核心功能并可在手机终端显示真实地图 的手机网络导航系统，能完全满足手机用户的要求。


图1为本发明中的路径规划实例示意图2为本发明中手机终端显示的带状区域内的显示数据的实例 示意图3为本发明中对发送给手机终端的显示图幅进行切割的实例 示意图4为本发明中手机终端发出导航规划请求和起始点地图下载 请求时系统工作状态示意图5为本发明中手机终端发出地图下载请求时系统工作状态示 意图。
具体实施例方式
本发明提供一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法，可在 手机终端上实现带真实地图显示的中心联网式导航功能。 本发明的实现原理
1、 本发明中手机网络导航功能主要表现为两个方面， 一为语音 播报，二为行进过程中的真实地图显示。其中语音播报功能可直接从 原有中心联网式导航系统获得，而支持真实地图显示的功能，本发明 需要在原有中心联网式导航系统中增加地图下载服务器来实现。
2、 本着降低功能耦合度的原则，手机终端继续保留与原有中心 联网式导航系统的交互过程。本发明在此基础上插入一些新的协议和 新增的地图下载服务器进行交互，并使该交互动作和原有的交互彼此 不互相影响。
3、 导航中心的导航服务器将导航路径数据发往手机准备语音导 航时，需要包括导航服务器的服务器标识信息、导航路径序号，原因 在于导航中心可放置多个导航服务器，手机终端行进过程中请求显示 地图时，地图下载服务器需要知道该手机终端的导航路径缓存在哪一 台导航服务器中。
4、 由于显示地图数据量较大，而且导航过程中经常切换到远离
导航路径的地理位置进行显示的可能性不大，若存在此类要求，可再 针对性地实现请求一点附近显示地图的协议。假设一条路径规划如图 1所示。
按照图1所示，仅需要下载导航路径周边一定范围内的显示数据 即可，最终需要下发到手机终端的是一条带状区域内的显示数据，如
图2所示。但如图2的带状区域难以做有效的切割下发，因此实际采取以下 做法
即采用手机屏幕大小在对应显示比例尺(单位度/象素)下所 代表的地理经纬度矩形，沿导航路径进行切割，要求切割得到的地理 经纬度矩形集合可以完全覆盖该条导航路径，并且彼此之间不产生交 叠，如图3所示。
5、 考虑到无线网络的下载速度问题，同时在导航过程中可能发 生偏离，不能一次性下载完沿路线附近所有的地幅。因为，对于 较长的导航路线，手机终端一次性从服务中心下载完路线上所有的图 幅数据需要消耗较多的时间，当发生偏离时，己经下载完毕的图幅数 据将全部被废弃，容易加大流量的浪费，因此，手机终端下载显示地 图采取逐次分批下载的方式。
6、 目前下载主要分两种， 一种是以指定经纬度点为中心下载手
机屏幕在某个比例尺下对应的单个地理经纬度矩形区域内的地图数 据， 一种是指定下载的起始图幅编号和本次一次性需要下载的图幅数 量。前者主要用于路径为下载完成前先行下载导航起点附近的地图进 行显示，后者用于导航过程中下载沿导航路径的显示地图。
7、 当导航路径已明确时，可沿该路径切割出一些连续的地 幅，它们可以按照行进的顺序自l开始连续编号，每次下载的起始图 幅编号即指当前次下载从哪一图幅开始。 一次下载的图幅数量可能大 于l，目的在于适当地进行缓存，避免手机位置移动导致切换地 幅显示时需要即时下载数据，容易造成切换效果不够平滑的问题。
本发明一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法，主要包括
以下几个步骤
1、手机终端通过GPRS网络向导航中心的导航服务器发送导航路径规划请求，该导航请求包括起、终点经纬度；手机终端同时向导航 中心的地图下载服务器申请起始点附近的地图，如图4所示；
2、 导航中心的导航服务器向路径计算服务器转发来自手机终端 的导航请求，地图下载服务器向导航中心的地图切割服务器转发来自 手机终端的指定点附近地图下载请求；
3、 如图5所示，导航中心的导航服务器从路径计算服务器收取 完本次规划的导航路径数据，并缓存该导航路径数据不释放，以备地 图下载服务器请求使用，同时向手机终端传送导航路径数据，包括导 航服务器的服务器标识信息、导航路径序号，该手机终端准备语音导 航；地图下载服务器从地图切割服务器收取完指定起始点附近地图数 据后，转发给手机终端，手机终端显示指定起始点附近的地幅；
4、 当手机终端通过GPRS网络从导航中心收取导航路径数据完
毕，开始语音导航；
5、 手机终端向地图下载服务器请求全程总览图(在协议中指定 图幅ID为0)，即全条导航路径的最小外接地理经纬度矩形内包含的 地图显示数据；
6、 地图下载服务器收到全程总览图请求后，获知缓存了之前导 航路径计算结果数据的导航服务器设备ID，然后向该导航服务器请 求导航路径；
7、 该导航服务器将缓存的导航路径数据发往请求的地图下载服 务器；
8、 该地图下载服务器收取指定的导航路径完毕后，计算该导航 路径的最小外接矩形，从地图存储中检出位于该经纬度矩形内的地图 显示元素下发至手机终端；同时，计算出按当前手机屏幕大小和显示 比例尺切割导航路径得到的图幅矩形集合，并将各个图幅矩形按沿导航路径行进方向的切割顺序进行编号，编号从1开始；
9、 手机终端接收全程总览图的所有地图显示元素数据后，显示 总览10、 手机终端初始化当前请求起始图幅ID为1;
11、 手机终端向地图下载服务器发送连续多图幅下载协议字段 包括本次下载起始图幅ID、本次下载图幅数；
12、 该地图下载服务器收到该协议后，首先根据本次下载起始图
幅ID判断当前是否还有未下传的图幅数据，若无，则转步骤17结束；
13、 根据本次下载起始图幅ID、本次下载图幅数n生成n个地 图切割任务，根据步骤8中按当前手机屏幕大小和显示比例尺切割导 航路径得到的图幅矩形集合，可以为每个切割任务再指定具体的地理 经纬度范围，最后向地图切割服务器发送n个地图切割请求协议包
括图幅ID和图幅矩形经纬度；
14、 该地图切割服务器按照图幅矩形经纬度进行数据检索，将检 索结果按照各个地图显示元素定义的属性字段顺序序列化为二进制 数据流，再由地图下载服务器中转发往手机终端；
15、 手机终端每收到一个完整图幅的所有数据时，应将当前请求 起始图幅ID增加1;
16、 手机终端按导航路径移动过程中， 一直判断是否需要转入下 一个图幅显示，当判断到剩余尚未显示的图幅数不足一定量时(例如
所剩不足3幅)，转步骤ll;
17、 地图下载服务器向手机终端发送显示数据下载完毕协议，结 束和手机终端的通信。
权利要求
1、一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法，其特征在于设备由导航手机和导航中心组成，导航中心包括导航服务器、地图下载服务器、路径计算服务器和地图切割服务器；包括以下几个步骤(1)、手机终端通过GPRS网络向导航中心的导航服务器发送导航路径规划请求，同时向地图下载服务器申请起始点附近的地图；(2)、导航服务器向路径计算服务器转发来自手机终端的导航请求，地图下载服务器向地图切割服务器转发来自手机终端的指定点附近地图下载请求；(3)、导航服务器从路径计算服务器收取完本次规划的导航路径，缓存该导航路径数据不释放，以备地图下载服务器请求使用，同时向手机终端传送导航路径数据，该手机终端准备语音导航；地图下载服务器从地图切割服务器收取完指定起始点附近地图数据后，转发给手机终端，手机终端显示指定起始点附近的地幅；(4)、当手机终端通过GPRS网络从导航中心收取导航路径数据完毕，开始语音导航；(5)、手机终端向地图下载服务器请求全程总览图；(6)、地图下载服务器收到全程总览图请求后，向该缓存了导航路径数据的导航服务器请求导航路径数据；(7)、该导航服务器将缓存的导航路径数据发往请求的地图下载服务器；(8)、该地图下载服务器收取指定的导航路径数据完毕后，计算该导航路径的最小外接矩形，从地图存储中检出位于该经纬度矩形内的地图显示元素下发至手机终端；同时，计算出按当前手机屏幕大小和显示比例尺切割导航路径得到的图幅矩形集合，并发送给手机终端；(9)、手机终端接收全程总览图的所有地图显示元素数据后，显示总览图；而地图下载服务器向手机终端发送显示数据下载完毕协议亦结束和手机终端的通信。
2、根据权利要求1所述的一种手机网络导航中地图服务流程的 处理方法，其特征在于所述的地图下载服务器发送导航路径数据给手 机终端包括如下步骤(1) 、计算出按当前手机屏幕大小和显示比例尺切割导航路径得 到的图幅矩形集合，并将各个图幅矩形按沿导航路径行进方向的切割 顺序进行编号，编号从l开始；(2) 、手机终端初始化当前请求起始图幅ID为1;(3) 、手机终端向地图下载服务器发送连续多图幅下载协议字 段包括本次下载起始图幅ID、本次下载图幅数；(4) 、该地图下载服务器收到该协议后，首先根据本次下载起始 图幅ID判断当前是否还有未下传的图幅数据，若无，则转步骤9结 束；(5) 、根据本次下载起始图幅ID、本次下载图幅数n生成n个 地图切割任务，按当前手机屏幕大小和显示比例尺切割导航路径得到 的图幅矩形集合，可以为每个切割任务再指定具体的地理经纬度范 围，最后向地图切割服务器发送n个地图切割请求协议包括图幅 ID和图幅矩形经纬度；(6) 、该地图切割服务器按照图幅矩形经纬度进行数据检索，将 检索结果按照各个地图显示元素定义的属性字段顺序序列化为二进制数据流，再由地图下载服务器中转发往手机终端；(7) 、手机终端每收到一个完整图幅的所有数据时，应将当前请求起始图幅ID增加1;(8) 、手机终端按导航路径移动过程中， 一直判断是否需要转入下一个图幅显示，当判断到剩余尚未显示的图幅数不足一定量时，转步骤3;(9) 、地图下载服务器向手机终端发送显示数据下载完毕协议，结束和手机终端的通信。
3、 根据权利要求1所述的一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法，其特征在于所述的导航路径规划请求包括起、终点经纬 度。
4、 根据权利要求1所述的一种手机网络导航中地图服务流程的处理方法，其特征在于所述的导航路径数据，包括导航服务器的服 务器标识信息和导航路径序号。
5、 根据权利要求1所述的一种手机网络导航中地图服务流程的 处理方法，其特征在于所述的全程总览图指的是全条导航路径的最 小外接地理经纬度矩形内包含的地图显示数据。
全文摘要
本发明公开一种在内置GPS卫星定位系统的专业导航手机上实现手机网络导航的地图服务流程的处理方法，基于一个已有的以语音提示为核心功能的中心导航系统，通过在手机终端上增加交互式POI搜索功能和显示地图下载功能服务器，实现一个以语音提示为核心功能并可在手机终端显示真实地图的手机网络导航系统。
文档编号G01S5/02GK101610460SQ20081007124
公开日2009年12月23日 申请日期2008年6月16日 优先权日2008年6月16日
发明者刚 季, 宜 时, 陈从华, 陈青溪, 黄希煌 申请人:厦门雅迅网络股份有限公司