用于路线搜索的设备及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动装置，且优选地涉及导航系统。本发明的说明性实施例涉及便携式导航装置(所谓的PND)，尤其涉及包含全球定位系统(GPS)信号接收及处理功能的PND。其它实施例更一般地涉及经配置以执行导航软件以提供路线规划且优选地还提供导航功能的任何类型的移动处理装置。
【背景技术】
[0002]包含全球定位系统(GPS)信号接收及处理功能的便携式导航装置(PND)是众所周知的且被广泛地采用作为车内或其它交通工具导航系统。
[0003]一般来说，现代PND包括处理器、存储器(易失性及非易失性中的至少一者，及通常包括两者)及存储在所述存储器内的地图数据。处理器及存储器协作以提供可在其中建立软件操作系统的执行环境，且此外通常提供一或多个额外软件程序以使得能够控制PND的功能且提供各种其它功能。
[0004]通常这些装置还包括允许用户与装置交互且控制装置的一或多个输入接口，以及一或多个输出接口，信息可通过所述一或多个输出接口中继到用户。输出接口的说明性实例包含视觉显示器及用于音响输出的扬声器。输入接口的说明性实例包含一或多个物理按钮以控制装置的开/关操作或其它特征(所述按钮不一定在装置自身上，而是如果装置内置于交通工具中，那么所述按钮可在方向盘上)，且包含用于检测用户语音的麦克风。在特别优选的布置中，输出接口显示器可(通过触敏覆盖件或以其它方式)配置为触敏显示器以另外提供输入接口，用户可通过所述输入接口通过触摸来操作装置。
[0005]这种类型的装置还将通常包含一或多个物理连接器接口(通过所述物理连接器接口，电力及视情况数据信号可被发射到装置且从装置接收所述信号)及视情况包含一或多个无线发射器/接收器，所述无线发射器/接收器允许通过蜂窝电信及其它信号及数据网络(例如W1-F1、W1-Max GSM等等)进行通信。
[0006]这种类型的PND装置还包含GPS天线，通过GPS天线可接收且随后处理包含位置数据的卫星广播信号以确定装置的当前位置。
[0007]PND装置还可包含产生信号的电子陀螺仪及加速度计，所述信号可经处理以确定当前角加速度及线性加速度，且然后又结合根据GPS信号推导出的位置信息来确定装置及因此其中安装所述装置的交通工具的速度及相对位移。通常这些特征最常见地设在交通工具内导航系统中，但是如果设在PND装置中是有利的，那么还可设在PND装置中。
[0008]这些PND的功用主要体现在其能够确定第一位置(通常开始或当前位置)与第二位置(通常目的地)之间的路线。这些位置可由装置的用户通过多种不同方法中的任一者输入，例如通过邮政编码、街道名称及门牌号、先前存储的“众所周知的”目的地(例如著名位置、城市位置(例如运动场或游泳池)或其它兴趣点)及喜欢或最近访问的目的地。
[0009]通常，PND由软件启用以根据地图数据计算开始地址位置与目的地地址位置之间的“最佳”或“最优”路线。“最佳”或“最优”路线是基于确定准则而确定，且不一定是最快或最短路线。路线(沿其引导驾驶员)的选择可能极为复杂，且选定路线可考虑现有的、预测的及动态及/或无线接收的交通及道路信息、关于道路速度的历史信息及驾驶员自身对确定道路选择的因素的偏好(例如，驾驶员可规定路线不应包含高速公路或收费道路)。
[0010]此外，装置可持续监控道路及交通状况，且由于状况改变而建议改变或选择改变剩余行程的路线。基于各种技术(例如，手机数据交换、固定摄像机、GPS交通工具团队跟踪)的实时交通监控系统用来识别交通延误且将信息馈送到通知系统。
[0011]这种类型的PND通常可安装在交通工具的仪表盘或挡风玻璃上，但是还可形成为交通工具收音机的交通工具内计算机的部分或事实上作为交通工具自身的控制系统的部分。导航装置还可为手持系统(例如便携式数字助理(PDA)、媒体播放器、手机等等)的部分，且在这些情况下，通过在装置上安装软件来扩展手持系统的正常功能以执行路线计算及沿计算路线的导航两者。
[0012]路线规划及导航功能还可由运行适当软件的台式或移动计算资源提供。例如，TomTom Internat1nal B.V.在 http://routes.tomtom, com 处提供在线路线规划及导航工具，所述工具允许用户输入开始点及目的地，因此连接用户的PC的服务器计算路线(所述路线的各个方面可由用户规定)、产生地图且产生一组详尽的导航指令以引导用户从选定开始点到选定目的地。所述工具还提供所计算路线的伪三维渲染及路线预览功能，所述路线预览功能模拟用户沿路线行进且因而给用户提供所计算路线的预览。
[0013]在PND的背景下，一旦计算了路线，用户与导航装置交互以视情况从所提出路线的列表选择所需所计算路线。视情况，用户可例如通过规定特定行程要避免或强制使用的某些路线、道路、位置或准则来介入或引导路线选择程序。PND的路线计算方面形成一个主要功能，且沿这种路线的导航是另一主要功能。
[0014]在沿所计算路线导航期间，这些PND通常提供视觉及/或音响指令以将用户沿选定路线引导到所述路线的终点，即，所需目的地。PND还通常在导航期间在屏幕上显示地图信息，这种信息定期在屏幕上更新，使得所显示的地图信息表示装置的当前位置，且因此如果装置用于交通工具内导航，那么所述地图信息表示用户或用户的交通工具的当前位置。
[0015]显示在屏幕上的图标通常标示当前装置位置，且位于中心，还显示当前装置位置附近的当前及周围道路的地图信息及其它地图特征。此外，可视情况在所显示的地图信息的上方、下方或一侧的状态栏中显示导航信息，导航信息的实例包含距所需由用户采取的自当前路线的下一次偏离的距离，所述偏离的性质可由提示特定类型的偏离(例如，左转或右转)的另一图标表示。导航功能还确定音响指令的内容、持续时间及时序，通过所述音响指令可沿所述路线引导用户。如可明白，例如“ 10m后左转”的简单指令需要大量处理及分析。如先前提及，可通过触摸屏或此外或替代地通过安装在转向柱上的遥控器、通过语音激活或通过任何其它适当的方法使用户与装置交互。
[0016]由装置提供的另一重要功能是在以下事件中进行的自动路线再计算:用户在导航期间(偶然或故意)偏离先前计算的路线；实时交通状况指示替代路线将更加有利且所述装置经适当地启用以自动识别这些状况，或如果用户由于任何原因主动造成所述装置执行路线再计算。
[0017]还已知允许以用户定义准则计算路线；例如，用户可更喜欢由装置计算风景路线，或可希望避免有可能发生、预期发生或当前正发生交通堵塞的任何道路。装置软件将然后计算各种路线且权衡更加有利的路线，所述更加有利的路线沿其路线包含被标记为例如美景的最大数量的兴趣点(称作POI);或使用指示特定道路上的现行交通状况的存储信息来根据可能堵塞或由其引起的延误的级别而排序所所计算路线。其它基于POI及基于交通信息的路线计算及导航准则也是可行的。
[0018]虽然路线计算及导航功能对PND的整体功用来说是必要的，但是也可纯粹为了信息显示或“自由驾驶”而使用所述装置，其中只显示与当前装置位置相关的地图信息且没有计算路线且所述装置当前没有执行导航。当用户已经知道希望沿其行进的路线且不需要导航辅助时，这种操作模式通常可适用。
[0019]上述类型的装置(例如由TomTom Internat1nal B.V.制造及供应的Go Live1000型)提供使得用户能够从一个位置导航到另一位置的可靠方式。
[0020]导航装置用户可通常关心其可在具有当前燃料载荷的交通工具中可行进的距离。在常规的内燃机交通工具的情况下，关心汽油、柴油等等的当前燃料载荷。然而，在电动交通工具(EV)越来越常见的情况下，关心交通工具电池携带的电流量。这种关心通常称作“里程焦虑”，其中用户关心到达目的地例如充电点而不半途抛锚。
[0021]向用户显示交通工具的可达范围的基本解决方案是基于当前交通工具位置及燃料载荷在地图上显示圆形“可达区域”。然而，这种表示过于简单，其没有表示道路布局及影响交通工具里程的其它因素。
[0022]EP 0638887 A2公开了显示交通工具的可达范围的导航系统。为了确定自当前位置起的可达范围，计算与当前位置耦合的所有节点的最小成本。每个链接的成本被计算为所使用的燃料量。可区分所使用的燃料量是否超过交通工具携带的燃料量。当最小成本没有超过携带的燃料时，对与先前执行计算的节点连接的下一节点重复最小成本计算。可达节点或可达区域然后可显示在导航系统的显示器上。然而，EP 0638887 A2的方法没有考虑导航系统的任何路线安排偏好。此外，所述方法在以下方面可能低效:必须考虑直接或间接连接到当前节点的所有节点的可达性，而这在计算上来说是低效的。
[0023]本发明提供了一种用于确定交通工具的可达位置的改进系统及方法。本发明的实施例可解决现有技术中存在的一或多个问题。
【发明内容】
[0024]本发明的实施例涉及一种根据一或多个约束确定区域的方法。在所描述的实例中，约束是交通工具的燃料载荷。然而，将意识到，可考虑其它约束，例如时间或距离限制。例如，可确定在15分钟行进时间内可达的区域或行走2km的距离可达的区域。可考虑具有最大值的其它约束，且其中所述值可为关于网络中的任何道路或可通行路径的计算值。所述约束可由一或多个目标函数定义。
[0025]本发明的实施例涉及一种一对多(OTM)搜索方法。所述OTM搜索方法根据两个或两个以上函数确定多个位置。第一函数是基于一或多个路线规划准则的成本函数。第一函数可为确定具有最低行进时间的最快路线，即，成本与行进时间有关。将意识到，可使用如将解释的其它成本函数。至少另一函数是限制搜索方法的目标函数。例如，目标函数可为基于交通工具的燃料载荷的可达性或距离。将意识到，成本函数及一或多个目标函数不一定共终点。换句话来说，基于成本函数确定的路线不一定是最大化所述一或多个目标函数的最佳路线，即，所述路线不一定是最有效率或最短的。
[0026]本发明的实施例涉及以上实施例的组合，S卩，显示基于根据一或多个路线规划准则的成本函数及限制路线的一或多个目标函数确定的区域。
[0027]根据本发明的一个方面，提供了一种用于显示可达区域的方法，其包括:
[0028]基于路线搜索使用数字地图数据确定自初始位置起