专利名称：自动更新电子交通地图的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自动更新电子交通地图的方法及其所用的系统。
电子地图系统是计算机中存储与管理地图的软件系统。通常，一张地图可根据内容，先被分解成多个图层，例如公路层、铁路层、河流层、建筑物层。在每一层中，再用计算机地图系统中的元素来表现普通地图的元素，目前的电子地图元素，不外是点(或符号)，线，区域与文字四种。点(或符号)用来表示地图上地点的信息，例如商场、学校、汽车站等，在地图系统中，点只有位置和表示什么的概念，没有大小；线用于表示区域的分割，各种道路以及大比例尺下的河流，表现为一组坐标点之间的连线，线有长度和表示什么线的概念，没有宽度；区域用于表示地区以及小比例尺地图中的学校、建筑物等，区域有位置与面积的概念。地图元素的属性分为两个部分，一是地理属性，即位置、长短、大小、面积；地图元素表示什么内容的部分，作为地图对象的属性数据。
电子地图的各种元素，由人工或自动地从航拍照片、原始地图，通过描绘、扫描，在计算机系统中进行绘制，并相应地输入各种地图对象所表示内容的信息数据。在电子地图可方便地用于各行各业的信息检索、查询、决策使用，属性数据的可通过数据库方便地进行维护、更新。这种方式的电子地图生成，清楚地分为地图的制作者和地图的使用者。通常，一份电子地图的生成要经过如下的过程(1)航拍和地测，获得实际的地形、地貌数据；(2)拼接，把多份航拍而来的资料，根据坐标定位，拼接在一起；(3)分层，根据地形、地貌类型，把资料按层次进行分析和分解；(4)数字化，把有效的数据用数字化仪描到计算机中，或直接扫描，通过计算机进行矢量化并进行修改；(5)信息标注，为地图对象添加附属信息；(6)发布，选取一部分层次和地图对象进行包装，向使用单位发布。
这种地图生成过程，其特点是·每一份新地图，都是从头开始的，虽然也可对原有电子地图进行修改，但修改什么仍然需要大量的人工干预。
·地图是基于地图出版者的需要出发的，并不体现使用者的需求。
在实际生活中，地图上的对象，除了属性数据是不断发生变化以外，地图对象本身也在不断变化，目前的地图出版，也包括电子地图，远远跟不上实际的变化。尤其是在交通、管网领域，道路的变化，路口的设置，单、双行方向的改变，使用常规的地图系统，是无法体现这些要求的。同时，在交通、管网这些方面，线路的长度并不能体现出通过此段线路需要花费的时间或流量，路线的选择也不能仅仅以距离的远近作依据。
本发明的目的在于提供一种自动更新电子交通地图的方法及其所用的系统，它借助于GPS车载定位系统，自动完成对电子交通地图的更新和修改，从而可以及时地对动态变化的交通线路进行跟踪并对原有的电子交通地图进行动态更新，同时这种方法及系统还可以大大减少对人工干预的需要，并且可以更好地体现地图使用者的意愿。
本发明所说的自动更新电子交通地图的方法，它包括下列步骤(1)将电子交通地图上的道路按其使用频度进行分类；(2)利用装载在车辆或其它移动设施上的车载GPS/GSM模块在行驶途中随时接收发自定位卫星的定位信号，并且计算出汽车当前所处的位置信息；(3)通过GSP/GSM模块定时把此车辆的标记信息及位置信息经GSM网络发送至地图中心；(4)按车辆记录每台车的移动轨迹，并存储在地图中心的数据库中；(5)把车辆移动轨迹与原有交通地图中的道路进行比较，寻找相匹配的道路，如果有匹配的道路，则增加此道路的使用频度记录；如果没有，则在地图上新画上一条道路，作为新画的道路；(6)定时对所有道路进行频度分析，并对地图数据库中的现有地图数据进行分析、比较，剔除已陈旧的内容并及时增加更新的内容，由此完成对电子交通地图的更新。
本发明所说的自动更新电子交通地图系统包括车载GPS/GSM模块、地图中心数据接收与组织模块和地图管理与分析模块，其中所说的车载GPS/GSM模块，包括安装在车辆或其他移动设施上的GPS定位部分和GSM通信部分，负责接收GPS定位卫星的信号、计算移动设施当前所处的位置并定时经GSM通信部件通过GSM网络，以短消息SMS的形式将定位信息发送到地图中心；所说的地图中心数据接收与组织模块，通过与GSM网络供应商建立的专线，接收和分析来自移动设施上车载GPS/GSM模块的定位信息，并把定位信息按移动设施为单位，存储在地图中心的数据库中；所说的地图管理与分析模块，将由数据接收与组织模块中获得的数据，对地图数据库中的现有地图数据进行分析、比较，剔除已陈旧的内容并及时增加更新的内容。
图1是本发明所说的自动更新电子交通地图系统的结构示意图；图2是本发明所说的车载GPS/GSM模块的结构示意图；图3是本发明所说的数据接收与组织模块结构示意图。
下面将参照附图对本发明作更详细描述。
如图1中所示，本申请的自动更新电子交通地图系统更具体地由七部分组成，即全球定位系统1，车载GPS/GSM模块2，GSM网络3，SMS接收线路4，地图中心数据接收与组织模块5，地图数据库6，地图管理与分析模块7。
所说的全球定位系统1(GPS)，由美国国防部建立，其标准定位服务(SPS)适合民用。SPS的精度为50米内(概率50％)和100米内(概率95％)。这一精度可以应用差分GPS技术加以改进。
所说的车载GPS/GSM模块2是一个体积大约为130×120×35mm模块，它一般隐蔽地被安装在车辆的底部(完全封闭)或座位底下。(最好的安装位置取决与不同型号的车辆)。该模块2具有许多功能和内部零件。主要包括GPS定位部分和GSM通信部分，它可以被单独作为数据记录的设备，也通过GSM调制解调器提供即时的位置信息。它还能为许多外围设备提供接口。该GPS/GSM模块还可以加载一个内部的差分接收器，以达到改良即时GPS的精确度。
所说的GSM网络3，由GSM网络服务商提供。此系统将利用该网络的短信息服务功能(SMS)、数据通信功能，以及语音通信功能。
所说的SMS接收线路4，是由GSM网络服务商到数据分组与准备服务器直接连接的一条通信线路，移动设施以SMS方式发送的位置信息可不经排队处理，直接送到数据服务器。
所说的数据接收与组织模块5，包括GSM调制解调器，差分分析仪及计算机，分批接收移动设施发送来的位置信息，按移动设施为单位，按时间为循序，对数据进行分析，减低误差和干扰，进行分组和存储。
所说的地图数据库6，组织存储了电子交通地图的各个阶段的各个内容。
所说的地图管理与分析模块7，将由数据接收与组织模块5中获得的数据，对地图数据库6中的现有地图数据进行分析、比较，剔除已陈旧的内容并及时增加更新的内容。
本发明所说的车载GPS/GSM模块2其详细结构如图2所示。该模块主要包括两大部分，即GPS定位部分和GSM通信部分，具体地说包括内部的GPS接收器8，内部的GSM调制解调器9，键盘接口10，输入/输出和串口11，内部的数据存储器12，内部的微处理器13，GPS天线14，GSM天线15和键盘16。其中，GPS天线14与GPS接收器8连接，GSM天线15与GSM调制解调器9连接，键盘16与键盘接口10相连。其中GPS接收器8，GSM调制解调器9，键盘接口10，输入/输出和串口11，数据存储器12，微处理器13均与数据总线17连接。
该GPS接收器8用于处理GPS信号并计算车辆所在的具体位置。具体地说，例如可选用Compucat公司的产品，其GPS接收器不仅具有12个平行接收通道并具有敏感的RF前端。先进的软件运算方法为在困难的环境也提供了优良的性能，诸如在大楼林立、大树遮挡的区域等等。在电源开著之后进行快速的定位，以及在信号消失之后进行快速的查询，以达到使该GPS接收器一直处于车辆追踪的理想状态。
该GSM调制解调器9，支持声音通讯(通过一个话筒)，数据通过短信息服务传输(SMS)或通过数据链路及小区广播进行传输。该部件及天线15可用手机替代，手机通过连接线直接接在串口11上。
键盘16用于人工操作，可选用各种键盘或按钮。
存储器12储存暂时接收到的数据。1兆的内部不易失的内存储器是用于详细记录车辆历史位置的信息。位置的信息可以选择不断地记录或间隔的记录用于重演和分析或者产生一段记录。在需要获得详细的位置信息时，此记录的数据是无法用价值进行衡量的。记录的数据在停电的时候也不会丢失。当主板上的信息被写满以后，将会按顺序将以前的数据所覆盖。存储器可以储存50,000～60,000条记录。每一条记录都包括日期，时间，车辆标识，纬度，经度，速度，方向和GPS状态。该记录数据的类型和数量可以进行设置。记录在车载GPS/GSM模块上的数据可以通过电脑连接线或者通过GSM网络的SMS或者Datacall将数据下载下来。当设定执行特殊功能诸如开门，激活报警等等功能时，该内存也可以设置为记录这类信息诸如外围设备数据、日期/时间、车辆位置。
内部的微处理器(CPU)13用于实施本模块进行定位信息接受、发送和操作的功能。一个内部的微处理器为不同的系统提供了智能化的接口。该微处理器从GPS接收器的输出口读出位置信息，按正确格式处理记录和传输，然后将信息传给内部的GSM调制解调器。该模块几乎全部的功能都是由软件提供的。因此可以为用户提供最大限度的灵活性，在GPS/GSM模块内的处理器可以在不从车辆中取出的情况下，对其进行在升级。如果需要对系统进行改造或者扩展则只需要通过软件升级。
该车载GPS/GSM模块最少可以为外围设备提供多个输入和输出的接口诸如报警系统，紧急状况开关，门锁，车辆打火等等。该GPS/GSM模块也为数字通信设备提供了端口，用于可能的设备诸如移动数据终端或者车载PC等等。
在图3中，本发明所说的数据接收和组织模块5由GSM调制解调器18，计算机19，差分分析仪20组成，GSM调制解调器18通过专线与GSM网络提供商连接，接收所有安装车载GPS/GSM模块2的移动设施发送来的短消息，并把数据送入计算机19。计算机19则把与位置信息有关的数据连同此移动设施的历史数据送差分分析仪，进行干扰信息排除和误差校正，并把分析结果取回。然后，以移动设施为单位，对数据进行分组，排除干扰信息，并存储在计算机19中。
下面将具体地以道路电子交通地图更新为例详细描述电子交通地图的自动更新过程。该过程包括下列步骤1、将电子交通地图上的道路按其使用频度进行分类，具体地例如可分为新画的道路，经常使用的道路，长期未用的道路；2、安装车载GPS/GSM模块2的汽车，在行驶途中，随时接收发自三棵以上定位卫星的定位信号；3、GPS/GSM模块2中的GPS部件计算出汽车当前所处的位置信息；4、通过GSP/GSM模块2中的GSM部件，定时把此车辆的标记信息及位置信息经GSM网络发送至地图中心的数据接收和分析模块5；5、地图中心数据接收和接收模块5按车辆记录每台车的移动轨迹；6、地图中心的地图管理与分析模块7把车辆轨迹与原有交通地图中的道路进行比较，找到相匹配的道路；7、如果有匹配的道路，则增加此道路的使用频度记录；如果没有，则在地图上新画上一条道路，作为新画的道路；8、定时对所有道路进行频度分析，一定时间内未使用的道路，被作为长期未用的道路，由此完成对电子交通地图的更新。
权利要求
1．一种自动更新电子交通地图的方法，它包括下列步骤(1)将电子交通地图上的道路按其使用频度进行分类；(2)利用装载在车辆或其它移动设施上的车载GPS/GSM模块在行驶途中随时接收发自定位卫星的定位信号，并且计算出汽车当前所处的位置信息；(3)通过GSP/GSM模块定时把此车辆的标记信息及位置信息经GSM网络发送至地图中心；(4)按车辆记录每台车的移动轨迹，并存储在地图中心的数据库中；(5)把车辆移动轨迹与原有交通地图中的道路进行比较，寻找相匹配的道路，如果有匹配的道路，则增加此道路的使用频度记录；如果没有，则在地图上新画上一条道路，作为新画的道路；(6)定时对所有道路进行频度分析，并对地图数据库中的现有地图数据进行分析、比较，剔除已陈旧的内容并及时增加更新的内容，由此完成对电子交通地图的更新。
2．用于权利要求1所说方法的自动更新电子交通地图系统，其特征在于包括车载GPS/GSM模块(2)、地图中心数据接收与组织模块(5)和地图管理与分析模块(7)，其中所说的车载GPS/GSM模块(2)，包括安装在车辆或其他移动设施上的GPS定位部分和GSM通信部分，负责接收GPS定位卫星的信号、计算移动设施当前所处的位置并定时经GSM通信部件通过GSM网络，以短消息SMS的形式将定位信息发送到地图中心；所说的地图中心数据接收与组织模块模块(5)，通过与GSM网络供应商建立的专线，接收和分析来自移动设施上车载GPS/GSM模块(2)的定位信息，并把定位信息按移动设施为单位，存储在地图中心的数据库(6)中；所说的地图管理与分析模块(7)，将由数据接收与组织模块(5)中获得的数据，对地图数据库(6)中的现有地图数据进行分析、比较，剔除已陈旧的内容并及时增加更新的内容。
3．根据权利要求2的系统，其中还包括全球定位系统(1)，GSM网络(3)，SMS接收线路(4)和地图数据库(6)。
4．根据权利要求2的系统，其中所说的车载GPS/GMS模块(2)包括内部的GPS接收器(8)，内部的GSM调制解调器(9)，键盘接口(10)，输入/输出和串口(11)，内部的数据存储器(12)，内部的微处理器(13)，GPS天线(14)，GSM天线(15)和键盘(16)，并且GPS天线(14)与GPS接收器(8)连接，GSM天线(15)与GSM调制解调器(9)连接，键盘(16)与键盘接口(10)相连。
5．根据权利要求4的系统，其中该GSM调制解调器(9)及GSM天线(15)可用手机替代，手机通过连接线直接接在串口(11)上。
6．根据权利要求2的系统，其中所说的数据接收和组织模块(5)包括GSM调制解调器(18)，计算机(19)和差分分析仪(20)。
全文摘要
本发明公开了一种自动更新电子交通地图的方法及其所用系统。该方法及系统借助于GPS车载定位系统,自动完成对电子交通地图的更新和修改,从而可以及时地对动态变化的交通线路进行跟踪并对原有的电子交通地图进行动态更新,同时这种系统还可以大大减少对人工干预的需要,并且可以更好地体现地图使用者的意愿。
文档编号G06K9/20GK1300032SQ0110057
公开日2001年6月20日 申请日期2001年1月16日 优先权日2001年1月16日
发明者张建平 申请人:张建平