专利名称：跨越电子地图产生路线的系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种产生路线的计算机化的方法及相关联系统。通常，所述路线是跨 越电子地图从起点位置到目的地位置而产生。此外，通常所述方法及系统将产生路线数据。所述方法可尤其但不排他地应用于导航装置且特定来说便携式导航装置(PND)。
背景技术：
路线规划装置(通常称为卫星导航装置、便携式导航装置(PND)或类似装置)连同可跨越例如http://routes. tomtom, com/的万维网(WWW)接入的网站是众所周知的且允许其用户在两个点之间规划路线。此技术可统称为电子路线规划或仅仅路线规划。用于此电子路线规划的地图数据(即，电子地图)来自例如Tele Atlas NV的专业地图供应商。当在PND上执行时，此路线规划通常使用来自GPS系统的位置数据。然而，其它应用可允许用户输入他/她的位置或为选路规划目的而将考虑的其它点。此地图数据包括多条道路(及其它可导航路径)，可将所述多条道路描述为线-即，向量或道路路段(例如，道路的始点、終点、方向，其中整条道路由成千上万个此类路段构成，姆一路段由始点/終点方向參数唯一地界定)。此些向量连接表示向量之间的相交点且通常表示由向量表示的道路中的交叉点的节点。因此，电子地图是此类道路向量、节点、与每一向量及节点相关联的数据(速度限制；行进方向等)加上所关心点(POI)、加上道路名称、加上像公园边界、河流边界等其它地理特征的集合，所有这些均根据向量界定。所有地图特征(例如，道路向量、POI等)通常界定于与GPS坐标系统对应或相关的坐标系统中，从而使得能够将如经由GPS系统确定的装置位置定位到电子地图中所示的相关道路上并规划到目的地的g在最优以使选定成本函数最小化的路线。提供此些电子地图的数据可为广泛的。已知电子地图覆盖具有超过120，000，000个向量的区域且此地图数据的实例将为覆盖欧洲及俄罗斯的区域的地图。如此，使用此地图数据来规划路线是复杂的且可能为耗时的。此外，已知此路线规划是准确度与时间之间的折衷。已考虑改进可发生选路的速度的想法的现有技术包含US 6，636，800，其论述对适合于例如西欧的高速公路网络的小得多的地图大小(具有大致400，000个向量)的A*最佳优先搜索策略的改良。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供ー种跨越电子地图产生从起点位置到目的地位置的路线的计算机化的方法，所述电子地图包括表示所述电子地图所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，所述方法包括I)获得指示在所述电子地图所覆盖的区域内的向量上的延迟的延迟数据；2)从起点位置直到预定阈值，使用第一选路方法计算从所述起点位置朝向所述目的地位置的路线的第一部分，以使得所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分考虑到延迟；及3)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值到达所述目的地位置的第二部分以进ー步计算到所述目的地位置的所述路线。据信此方法为有利的，因为其考虑到在交通工具周围的延迟且如此可提供通常产生在交通延迟周围选路的路线的较准确路线。然而，当与考虑到延迟数据的现有技术的选路技术相比，当在同一硬件上运行时，所述方法还应减少产生路线所花费的时间。通常，所述延迟数据将指示由交通事故(例如意外事故等)导致的延迟。可将此数据视为延迟数据。然而，所述延迟数据通常将包含关于延迟的数据，而不管什么原因。所属领域的技术人员将了解，延迟可由任何数目个原因导致，例如道路关闭；天气；例如音乐会、集会等事件；体育事件；道路工程；或类似原因。已知允许电子地图的用户注意电子地图内的错误并随后将其上载到地图提供商。如此，可经由用户群体的动作来改进电子地图的准确度。TomTom 以商标Map Share 提供此系统。如此，此些电子地图的用户可选择利用已由用户群体通知的错误且此些错误(或确切地说对所述错误的定位)可下载且随后可与电子地图一起使用。在本发明的此方面的背景中，延迟数据还可包含对正跨越其产生路线的电子地图内的错误的定位。所述方法可产生路线数据作为其输出。所述路线数据可提供对跨越所述电子地图的路线的细节。已知交通事故通常具有几十分钟的有限存在时间。研究已指示，在绝大多数情形下，交通事故的存在时间可能不超过30分钟。因此，考虑超出可在交通事故的存在时间期间行驶的距离的交通事故可能不必要，因为到司机抵达交通事故的位置时交通事故可能已散开。因此，所述方法可将针对其使用第一选路方法的预定阈值设定为可在预定行驶时间内行进的距离。可将所述预定行驶时间选择为大致40分钟。或者，所述预定行驶时间可为以下分钟数中的大致任一者15、20、25、30、35、45、50、60或60以上。在设定所述预定阈值时，所述方法可考虑当时可预期的预期行驶速度；即所述预定阈值设定为距起点位置的在实际行驶状况下(即在实际预期行驶速度下)可预期到达的距离。可将当时可预期的预期行驶速度视为第一行驶速度。所述预定阈值可根据电子地图与其相关的区域而变化。举例来说，所述预定阈值可根据国家而变化，不论所述区域是城市、农村还是类似地区等。本发明的实施例可将考虑的延迟数据限制于环绕所述起点位置的区域。此方法为方便的，因为其减少考虑的数据量，此产生与所述数据的存储相关的优点、带宽的减小、更快的处通等。环绕所述起点位置的区域可以是可为棋盘形的形状，例如矩形、正方形等。此形状为有利的，因为其可使与本发明的一些实施例的交通事故的相交更简单。在确定可为棋盘形的形状之前，所述方法可确定替代形状，例如椭圆、圆等。假如使用了椭圆，则其可将所述起点位置作为所述椭圆的焦点中的一者。所述方法随后可在所述椭圆周围拟合可为棋盘形的形状。所述方法可基于在可视为第二行驶速度的预定时间内可行驶的距离来设定环绕CN 102918361 A
书
明
说
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所述起点位置的区域。所述方法可使用所设定速度来做出此确定，所述所设定速度可为假定道路畅通无阻则可预期驾驶员行驶的速度。也就是说，所述方法可基于可以说是最佳情形行驶状况来设定所述区域的大小。因此，一些实施例可使用实际预期行驶速度来确定在其处所述方法从所述第一选 路方法切換到第二选路方法的预定阈值，而其可使用最佳情形情景行驶速度来确定环绕起点的在其内考虑延迟数据的区域。此些实施例为方便的，因为所述预定阈值应始終在针对其可获得延迟数据的区域内，但所述方法已明显减少考虑的延迟数据量。如上文所论述，所述第一行驶速度通常小于或等于所述第二行驶速度。在ー些实施例中，所述第一行驶速度是假定当前行驶状况可预期的行驶速度且所述第二行驶速度是假定畅通无阻的行驶状况可预期的行驶速度。可将所述预定行驶时间选择为大致40分钟。或者，所述预定行驶时间可为以下分钟数中的大致任一者15、20、25、30、35、45、50、60或60以上。本发明的实施例可有利地使用覆盖几乎所有交通事故或其绝大部分的存在时间的最小值，因为将所述预定阈值设定为过高的值通常可减少且可能否定所述方法的优点且意味着处理比必需更大的量的交通数据。所述方法可使用预定形状的边界来确定所述预定阈值。所述预定形状可为椭圆。假如使用了椭圆，则其可经布置以使得起点位置(其可为交通工具的当前位置)在所述椭圆的第一焦点处。所述方法可布置所述椭圆的尺寸以使得从所述第一焦点经由第二焦点到所述椭圆的边界的距离在距离上等于交通工具可在所述预定行驶时间内行进的距离。据信使用椭圆的实施例为有利的，因为椭圆提供方便地表示应出于交通考虑而考虑的向量的边界；可在所述起点位置前方赋予比在其中不太可能产生路线的侧面更多的焦点。在产生所述椭圆之后，所述方法可在所述椭圆周围拟合可为棋盘形的形状，例如矩形。可能有其它形状，例如正方形等。所述方法可在交通事故所覆盖的区域周围形成可为棋盘形的形状，例如矩形，且随后所述方法可确定在交通事故周围的矩形是否与在起点位置周围的针对其考虑延迟数据的区域相交。所述方法可利用与其中发生相交的任何事故相关的延迟数据。此方法方便确定是否应考虑延迟数据。所述方法可将电子地图表示为有向非循环图(DAG)。此外，所述方法可使用捜索方法来探索电子地图并计算路线的第一部分。所述搜索方法可为最佳优先搜索方法，例如k*方法。在替代实施例中，所述搜索方法可为例如迪杰斯特拉(Dijkstra)的方法的方法，或者在k*方法之前的Al或A2方法。据信k*方法当前是计算路线的第一部分的优选方法，因为据信其提供确定起点位置与目的地位置之间的最低成本路线的最优解决方案且如此可用于在考虑到延迟数据的同时计算所述路线。所述方法可使用选路加速度数据来计算路线的第二部分。通常，选路加速度数据与正跨越其产生路线的电子地图相关联且可指示电子地图的哪些向量可形成到电子地图的其它部分的最低成本路线的一部分。此选路加速度数据的ー个实例详细地描述于以TomTom International BV (W0 2011/004029)的名义的专利申请案 PCT/EP2010/059947中且其内容特此以引用方式并入。使用此选路加速度数据的优点在于可在明显少的时间内产生路线，因为选路加速度数据根据预定成本函数规定哪些向量形成最低成本路线的一部
6分。然而，由于选路加速度数据是预产生的，因此其未考虑到例如更改给定向量的成本函数(通常行驶时间)的交通事故的变化的信息。据信不使用超出所述预定阈值的延迟数据为可接受的，因为交通事故将在距所述起点位置的此距离处具有减小的影响。本发明的一些实施例可在用于产生原始路线的參数应改变的情况下重新计算所·述路线。举例来说，以下參数中的任一者可改变延迟数据；交通工具偏离所产生的路线；用户更改用于产生路线的參数(例如，用户可指示当所产生的路线使用高速公路时不应再使用高速公路)；在路线周围的交通配置改变；用户经历沿着所述路线的延迟(通常由慢于预期行驶等导致)；或类似改变。根据本发明的第二方面，提供ー种经布置以跨越电子地图产生从起点位置到目的地位置的路线的导航装置，所述电子地图可由所述导航装置存取且包括表示所述电子地图所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，其中所述装置经布置以I)获得指示在所述电子地图所覆盖的区域内的向量上的延迟的延迟数据；2)从起点位置直到预定阈值，使用第一选路方法计算从所述起点位置朝向所述目的地位置的路线的第一部分，其中所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分考虑到由所述延迟数据识别的延迟；及3)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值到达所述目的地位置的第二部分以进ー步计算到所述目的地位置的所述路线。所述导航装置可为便携式导航装置(PND)。然而，所述导航装置还可为经布置以处理电子地图并跨越所述电子地图产生路线的任何其它装置。举例来说，所述导航可为以下各项中的任一者电话；PDA (个人数字助理)；平板计算机，例如iPad ;可跨越网络(例如由因特网例示的广域网络(WAN))接入的服务器；笔记本计算机；上网本计算机；PC及/或MAC ;电视；游戏控制台；或类似装置。根据本发明的第三方面，提供ー种经布置以跨越电子地图产生从起点位置到目的地位置的路线的系统，所述电子地图包括表示所述电子地图所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，其中所述系统包括至少ー个服务器，其经布置以产生指示在所述电子地图所覆盖的所述区域内的向量上的延迟的延迟数据；及至少ー个导航装置，其经布置以接收所述延迟数据且经布置以I)从所述起点位置直到预定阈值，使用第一选路方法计算从所述起点位置朝向所述目的地位置的路线的第一部分，其中所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分考虑到由所述延迟数据识别的延迟；及2)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值到达所述目的地位置的第二部分以进ー步计算到所述目的地位置的所述路线。根据本发明的第四方面，提供ー种含有在读取到至少ー个机器上时致使所述机器执行本发明的第一方面的方法的指令的机器可读媒体。根据本发明的第五方面，提供ー种含有在读取到至少ー个机器上时致使所述机器作为本发明的第二方面的导航装置执行的指令的机器可读媒体。根据本发明的第六方面，提供ー种含有在读取到至少ー个机器上时致使所述机器作为本发明的第三方面的系统的至少一部分执行的指令的机器可读媒体。
加上必要的变更，关于本发明的ー个方面所述的任何特征可与本发明的任何其它
方面一起使用。在本发明的以上方面中的任一者中，所述机器可读媒体可包括以下各项中的任一者软磁盘、CD R0M、DVD ROM/RAM (包含-R/-RW及+R/+RW)、硬驱动器、存储器(包含USB钥 匙形存储器、SD卡、Memorystick(TM)、紧凑快闪卡等)、磁带、任何其它形式的磁光存储装置、所发射信号(包含因特网下载、FTP传送等)、导线或任何其它适合媒体。所属领域的技术人员将了解，本发明的实施例可以软件、固件、硬件或其任何组合来提供。
现在接着參考附图仅以实例方式进行对本发明的实施例的详细描述，在附图中图I是对可由导航装置使用的全球定位系统(GPS)的示范性部分的示意性图解说明；图2是对便携式导航装置(PND)或任何其它适合导航装置的电子组件的示意性图解说明；图3是安装及/或对接导航装置的布置的示意图；图4是图2的导航装置所采用的架构堆栈的示意性表示；图5展示创建选路加速度数据的方法的实施例；图6展示本文中所述的本发明的一些实施例所利用的选路加速度数据的实例；图7图解说明如本发明的一些实施例中所利用的从起点位置的预定阈值；图8图解说明如何在本发明的一些实施例中利用延迟数据；图9图解说明在本发明的一些实施例中预定阈值可如何变化；图10图解说明本发明的实施例可如何在第一选路技术与第二选路技术之间切换；图11图解说明一些实施例可如何图解说明交通事故的存在；图12及13图解说明本发明的一些实施例如何在行驶正发生时更新所计算的路线；且图14展示概述根据本发明的实施例产生路线的流程图。
具体实施例方式图I示意性地展示是基于卫星无线电的导航系统的全球定位系统(GPS)，其可用来确定无限数目个用户的连续位置、速度、时间及在一些情况下方向信息。以前称作NAVSTAR,所述GPS并入有以极其精确的轨道绕地球运行的多个卫星。基于这些精确轨道，GPS卫星可将其位置作为GPS数据中继到任何数目个接收単元。然而，将理解，可使用全球定位系统，例如GL0SNASS、欧洲伽利略定位系统、COMPASS定位系统或IRNSS (印度区域导航卫星系统)。当经专门装备以接收GPS数据的装置开始扫描射频以找出GPS卫星信号时，实施所述GPS系统。在从GPS卫星接收到无线电信号之后，所述装置即刻经由多种不同常规方法中的一者来确定所述卫星的精确位置。在大多数情况下，所述装置将继续扫描以找出信号直到其已获取至少三个不同卫星信号(注意，可使用其它三角測量技术借助仅两个信号来确定位置，虽然此并非常例)。实施几何三角測量后，接收器利用三个已知位置来确定其自身的相对于卫星的ニ维位置。可以已知方式完成此确定。另外，获取第四卫星信号将允许接收装置通过同一几何计算以已知方式计算其三维位置。位置及速度数据可由无限数目 个用户在连续基础上实时更新。如图I中所示，GPS系统100包括绕地球104运行的多个卫星102。GPS接收器106从多个卫星102中的若干者接收作为扩展频谱GPS卫星数据信号108的GPS数据。扩展频谱数据信号108是连续地从每ー卫星102发射，所发射的扩展频谱数据信号108各自包括数据流，所述数据流包含识别所述数据流所源自的特定卫星102的信息。GPS接收器106通常需要来自至少三个卫星102的扩展频谱数据信号108，以便能够计算ニ维位置。接收到第四扩展频谱数据信号使得GPS接收器106能够使用已知技术来计算三维位置。GPS接收器106接着产生提供所导出的坐标信息的位置数据。因此，GPS系统允许具有GPS接收器106的装置的用户确定他/她在行星地球上的位置(精确到几米内)。为了利用此信息，依赖于允许将通过位置数据提供的用户位置展示于其上的电子地图已变为常见做法。此些电子地图由例如TeleAtlas (http://www.teleatlas, com)的提供商例示。所属领域的技术人员将了解，不需要从GPS系统产生位置数据，且同样可能有其它源或源的组合。举例来说，可从以下各项导出此位置数据从移动电话操作导出的位置数据、在收费路障处所接收的数据、从嵌入于道路中的感应圈获得的数据、从车号牌辨识系统获得的数据、从加速计获得的数据或者与交通工具或任何其它适合数据源(或数据源的组合)相关联的类似数据。不仅此些电子地图允许使用GPS系统(或通过其它手段)来将用户的位置展示于其上，而且其允许用户为旅程等规划路线(选路用途)。为了使此路线规划发生，通过可由一般计算装置提供的导航装置来处理电子地图。此些导航装置的特定实例包含卫星导航装置(卫星导航)，其方便称为便携式导航装置(PND)。然而，应记住，本发明的实施例的教示并不限于PND，而是普遍适用于经配置以处理电子地图、通常以便提供路线规划及导航功能性的任何类型的处理装置。因此得出，在本发明的实施例的背景中，导航装置既定包含(而不限干)任何类型的路线规划与导航装置，而无论所述装置是体现为PND、交通工具(例如，汽车)、便携式计算源(举例来说，便携式个人计算机(PC))、移动电话或执行路线规划与导航软件的个人数字助理(PDA)或服务器还是跨越网络提供此功能性的其它计算装置。图2中展示呈PND形式的此导航装置的实例，且应注意，所述导航装置的框图并不包含所述导航装置的所有组件，而仅表示许多实例性组件。导航装置200位于外壳(未展示)内。导航装置200包含包括(例如)上文所提及的处理器202的处理电路，处理器202耦合到输入装置204及显示装置(例如显示屏206)。尽管此处以单数形式提及输入装置204，但所属领域的技术人员应了解，输入装置204表示任何数目个输入装置，包含键盘装置、话音输入装置、触摸面板及/或用以输入信息的任何其它已知输入装置。同样，显示屏206可包含任何类型的显示屏，例如液晶显示器(LCD)。在导航装置200中，处理器202经由连接210操作地连接到输入装置204且能够从输入装置204接收输入信息，并经由相应输出连接212操作地连接到显示屏206及输出装置208中的至少ー者以将信息输出到所述至少一者。导航装置200可包含输出装置208，例如可听输出装置(例如，扬声器)。由于输出装置208可为导航装置200的用户产生可听信息，因此应同样理解，输入装置204也可包含用于接收输入话音命令的麦克风及软件。此外，导航装置200还可包含任何额外输入装置204及/或任何额外输出装置，例如音频输入/输出装置。处理器202经由连接216操作地连接到存储器214，且进ー步适于经由连接220从输入/输出(I/o)端ロ 218接收信息/将信息发送到输入/输出(I/O)端ロ 218，其中I/O端ロ 218可连接到在导航装置200外部的I/O装置222。外部I/O装置222可包含但不限于外部收听装置，例如耳塞式耳机。到I/O装置222的连接可进ー步为到任何其它外部装置(例如汽车立体声単元)的有线或无线连接，例如用于免提操作及/或用于话音激活操作、用于到耳塞式耳机或头戴式耳机的连接，及/或例如用于到移动电话的连接，其中移动电话连接可用来建立导航装置200与(例如)因特网或任何其它网络之间的数据连接，及/或用来经由(例如)因特网或某一其它网络建立到服务器的连接。导航装置200的存储器214包括非易失性存储器的一部分(举例来说，用以存储程序代码)及易失性存储器的一部分(举例来说，用以在执行所述程序代码时存储数据)。所述导航装置还包括经由连接230与处理器202通信的端ロ 228以允许向装置200添加可装卸存储器卡(通常称作卡)。在正描述的实施例中，所述端ロ经布置以允许添加SD(安全数字)卡。在其它实施例中，所述端ロ可允许连接其它格式的存储器(例如，紧凑快闪(CF)卡、Memory Sticks 、xD存储器卡、USB (通用串行总线)快闪驱动器、MMC (多媒体)卡、智能媒体卡、微驱动器等)。图2进ー步图解说明处理器202与天线/接收器224之间经由连接226的操作连接，其中天线/接收器224可为(举例来说)GPS天线/接收器且如此将用作图I的GPS接收器106。应理解，由參考编号224标示的天线及接收器出于图解说明而示意性地组合，但天线与接收器可为分开定位的组件，且所述天线可为(举例来说)GPS贴片天线或螺旋天线。另外，图3的便携式或手持式导航装置200可以已知方式连接或“对接”到交通エ具，例如自行车、摩托车、汽车或船只。因此，此导航装置200可从对接位置移除以用于便携式或手持式导航用途。实际上，在其它实施例中，装置200可经布置为手持式以允许用户的导航。參考图3，导航装置200可为包含集成式输入与显示装置206及图2的其它组件(包含但不限于内部GPS接收器224、处理器202、电カ供应器(未展示)、存储器系统214等)的单元。导航装置200可安放于臂252上，所述臂本身可使用吸杯254紧固到交通工具仪表板/窗户/等。此臂252为导航装置200可对接到的对接站的ー个实例。可通过(举例来说)将导航装置200搭扣连接到臂252来将导航装置200对接或以其它方式连接到对接站的臂252。因此，导航装置200可在臂252上旋转。为了释放导航装置200与所述对接站之间的连接，(举例来说)可按压导航装置200上的按钮(未展示)。用于将导航装置200与对接站耦合及解耦的其它同样适合的布置是所属领域的技术人员众所周知的。
转到图4，处理器202与存储器214协作以支持BIOS (基本输入/输出系统)282，所述BIOS用作导航装置200的功能硬件组件280与由所述装置执行的软件之间的接ロ。接着，处理器202从存储器214加载操作系统284，所述操作系统提供其中可运行应用软件 286 (实施所述路线规划与导航功能性中的ー些或全部)的环境。应用软件286提供包含支持导航装置的核心功能(例如，地图查看、路线规划、导航功能及与其相关联的任何其它功能)的图形用户接ロ(⑶I)的操作环境。在这方面，应用软件286的一部分包括视图产生模块288。在正描述的实施例中，导航装置的处理器202经编程以接收由天线224接收的GPS数据，并时常地将所述GPS数据连同何时接收到所述GPS数据的时间戳一起存储于存储器214内，以积累所述导航装置的一系列位置；即，位置数据。可将如此存储的每ー数据记录视为ー GPS定位；即，其为所述导航装置的位置的定位且包括纬度、经度、时间戳及准确度 艮告。电子地图通常覆盖ー地理区域且包括经专门设计以由通常使用从GPS系统导出的位置数据的路线导引算法使用的数据。举例来说，可将道路描述为线-即向量(例如，道路的始点、終点、方向，其中整条道路由成千上万个此类向量构成，每一向量由始点/終点方向參数唯一地界定)，其中在此些向量之间出现节点。因此，电子地图是此类道路向量(即多个向量)、与每一向量相关联的数据(速度限制；行进方向等)加上所关心点(POI)、加上道路名称、加上像公园边界、河流边界等其它地理特征的集合，所有这些均根据向量界定。电子地图特征(例如，道路向量、POI等)通常界定于与GPS坐标系统对应或相关的坐标系统中，从而使得能够将如经由GPS系统确定的装置位置定位到电子地图中所示的相关道路上并规划到目的地的最优路线。存在允许跨越电子地图规划路线且可由用户用来在至少两个位置(起点位置与目的地位置)之间移动的众所周知的选路方法。此些算法包含迪杰斯特拉的方法及对其的改良，Α*方法。这些方法将为所属领域的技术人员众所周知的。所属领域的技术人员将了解导航装置中常用的选路方法的广泛适用性。然而，尽管例如Α*的方法跨越电子地图计算路线，但其可能比所期望的慢。如此，可向电子地图或者至少向可结合电子地图利用的电子文件添加可以说是选路加速度数据。此选路加速度数据的ー个实例详细地描述于以TomTom International BV (W0 2011/0040291)的名义的专利申请案PCT/EP2010/059947中且其内容特此以引用方式并入。然而，为便于參考，參考图5来简要描述PCT/EP2010/059947中所概述的方法。为了产生选路加速度数据，预处理电子地图。通常，在使用提供电子地图的数据之前执行预处理，而不管是将在网站上还是在例如PND的装置上使用地图数据。如此，预处理步骤通常称作服务器侧过程。由于针对特定电子地图执行预处理，因此所产生的选路加速度数据通常只可用于所述电子地图。所属领域的技术人员将了解，如果选路加速度数据用于完全不同的电子地图，那么所产生的路线将并非最低成本路线。然而，所属领域的技术人员将了解，在记录于电子地图内的物理环境随着时间而改变时，将存在所述电子地图的不同版本。如此，创建新的版本以反映改变的环境且还对电子地图的较早版本进行校正。如此，如果选路加速度数据用于电子地图的除针对其产生选路加速度数据的版本以外的版本，那么很可能路线将停止作为最低成本路线。预处理在多个区之间划分电子地图的节点500( S卩，向量之间的相交点，或换句话说节点由向量连接)，且如此，将任何电子地图划分成已知数目个区-例如N个。创建由图5中的虚线展示的区(数目为N)，其中的每ー者均含有多个节点500。在所述图中将看出存在展示为A、B、C、D及E的五个区。因此，将看出区A含有三个节点500，区B含有六个节点500 ;区C含有六个节点500 ;区D含有五个节点500 ;且区E含有六个节点。当然，典型的电子地图将含有更多区、节点500及向量。作为下ー预处理步骤，处理区(例如502)内的每ー道路路段(即向量)以确定其是否为到电子地图内的所述数目个区(N)中的每ー者的最低成本路线的一部分且产生位向量(最低成本评定)。因此，区A到E内的每ー道路路段502的位向量包括一区内的每ー可导航路段的位。也就是说，位向量包括N-I个位(针对每一区，比讨论中的区少I)，所述N-I个位取决于所述路线是否形成到由所述位表示的区的最短路线的一部分而被设定为O或I。一些实施例可添加额外位以提供进ー步信息，例如标头等。所属领域的技术人员将了解，在此意义上，可对照若干个不同成本准则来确定最低成本路线。举例来说，可对照以下准则中的任一者来判断最低成本最短距离；最短行迸时间；最便宜(在环境影响方面)；使用最少汽油；产生最少CO2;等等。在当前实施例中，最低成本是对照最短行进时间而判断。图6中展示本发明的一些实施例可如何存储选路加速度数据的实例。图6的每ー行包括已针对一向量(即道路路段)产生的位向量，且将看出每一位向量包括三列含有在考虑中的向量的开头的节点的身份号码的最左边的列600 ;含有在考虑中的向量的末尾的节点的身份号码的第二列602 ;及含有所述向量的位向量的第三列604。因此，将看出每ー向量由两个节点(其每一端处ー个节点)识别，且将理解，在此实施例中，对电子地图内的考虑中的每ー节点赋予一身份号码。本发明的一些实施例可允许电子地图的用户突出显示所述电子地图内的错误。特定来说，用户可将道路路段标记为被堵塞(即指示向量被堵塞)且此将对交通流量具有与交通事故相同的影响。如此，可以与详述交通事故的数据相同的方式来考虑表示被堵塞道路路段的数据。替代或额外实施例可允许用户可能够指示道路已变得畅通、已创建新的道路等，其中的任一者均可视为在电子地图内创建新的向量。通常，由于通过预处理来产生如图6中所示的选路加速度数据，因此利用选路加速度数据的选路方法将不考虑此些新的向量，因为选路加速度数据将不提及所述新的向量。导航装置能够在其计算起点与目的地节点(即位置)之间的路线时利用图6中所例示的选路加速度数据。特定来说，当正处理A*方法时，对电子地图的探索约束于仅考虑界定如由选路加速度数据识别的到目的地的最低成本(根据预定准则)路线上的道路的道路子网络；先前已通过预处理确定所述道路路段是到含有所述目的地的给定区域的最低成本路线的一部分。图7例示如何在本发明的实施例中组合K*搜索方法与图6中所例示的选路加速度数据。图14概述一流程图，其概述关于图6到13所论述的步骤。所述流程图的步骤使
12用呈数列14XX的參考编号。已知道路网络上的交通状况通常可严重地影响沿着道路行驶所花费的时间。如此，已知导航装置在其正计算起点与目的地之间的最低成本路线时考虑到因交通(包含意外事故等)所致的延迟。将了解，举例来说，如果用来确定最低成本的准则是行进时间，那么路线可受交通状况影响。本发明的实施例应用在起点位置周围的预定阈值且仅考虑在所述预定阈值内的交通状况，借此减少考虑宽广地理区域上的交通的处理负担。參考展示电子地图700的一部分的图7，图上标记有突出显示其中考虑延迟数据的矩形C且此矩形C包封椭圆702。所述矩形可视为一旦已产生所述椭圆便拟合到所述椭圆。将从所述图看出矩形C经布置为可拟合在所述椭圆周围的最小矩形。限界矩形可为水平及垂直对准的(即，无旋转)。椭圆702经定位以使得所述椭圆的第一焦点Fl定位于起点位置(通常为交通エ具针对旅程的出发位置)处且所述椭圆的第二焦点F2定位于第一焦点Fl与目的地位置706之间的直线704上。将从第一焦点Fl到椭圆702(即所述椭圆的尺寸)与线704(即点708/所述椭圆的边界)的相交点的距离设定为可在可以说是最佳情形情景中于大致40分钟内以第二行驶速度行进的距离。在此意义上，最佳情形情景是指其中可最快地(无延迟)行驶且因此可行进最长距离的情形。举例来说，在120km/h速度下，所得距离将为80km。实际上，可在40分钟内达到的距离将更小，但限界区域的目的是覆盖所有可能的情形(或至少大致所有情形)。此最佳情形情景距离由图7上的距离B表示。从第一焦点Fl到椭圆702与线704的另ー相交点的距离因此为大约30km(即图7中的距离A)。距离30km经选择以覆盖起点位置Fl后面的可属于通过第一选路方法确定的最优路线的城市圈。30km及80km中的姆ー者明确与电子地图相关地引用，所述预定阈值正与所述电子地图一起使用。在步骤1400处展示对椭圆702及矩形C的创建。本发明的其它实施例可针对距离A使用不同距离。举例来说，距离A可大致为以下距离中的任一者10km ； 15km ；20km ；25km ；35km ；40km ；45km ；50km ;等等。对 A 的距离的选择可取决于所述电子地图所覆盖的区域且可在逐国家基础上等进行选择。其它实施例可使用其它时间值(例如以下分钟数中的大致任一者)10、15、20、25、30、35、45、50、60、70或70以上)。然而，已选择40分钟，因为交通问题通常具有小于30分钟的存在时间且进ー步给此值加上10分钟提供安全裕度。如此，在将预定阈值设定为等效于40分钟行进时间的情况下，超出所述预定阈值的交通问题可能在交通工具到达事故之前就已消失且如此可安全地自从起点位置Fl到目的地位置706的选路中忽略。本发明的一些实施例可经设定而以不同方式来处理道路封闭，因为这些道路封闭通常不引入任何延迟而是作为要在搜索过程中完全避开的道路段。如此，本发明的ー些实施例可不考虑此些封闭道路。从已知源(即，例如来自交通信息服务器的经处理数据)获得(步骤1402)延迟数据且本发明的实施例的下一歩骤是将所述延迟数据与下文所述的预定阈值一起利用且此进一歩參考图8来加以描述。通常，所述延迟数据提供关于由交通事故(即交通拥堵等)导致的延迟的信息，但在ー些实施例中延迟数据可提供关于由电子地图的向量上的任何原
13因引起的延迟的信息。可将延迟视为或许与上文所论述的最佳情形行驶状况相比沿着所述向量的平均速度的减小。对于最佳情形情景，针对给定向量的行驶速度可保持于电子地图内。在正给出的实例中，在电子地图700所覆盖的区域内存在四个交通拥堵800、802、804、806。在交通事故周围放置限界矩形(例如，808)，其通常为可含有与对应交通事故相关的所有受影响道路路段的最小矩形。如上文所论述，术语交通事故也既定包含已由电子地图的用户(不论其是特定导航装置的用户还是已由例如Map Share 的技术识别的另ー用户)标记为堵塞的道路路段(即向量)。交通事故可部分地或完全地覆盖给定道路线。接下来，所述方法确定(步骤1404)和交通拥堵800到806相关联的限界矩形808中的任一者与矩形C所覆盖的区域(针对其获得延迟数据)之间是否存在相交点。如果存在相交点，那么针对在从椭圆的第一焦点Fl到目的地位置706的旅程上的选路考虑到相交的交通事故。因此，在图8的实例中，交通拥堵800、802及806全部予以考虑，因为这些交通拥堵与矩形c相交，而交通拥堵804因其超出矩形c的范围而未予以考虑。一旦已识别出应考虑的交通，所述方法便可继续到计算从起点位置(即椭圆的焦点Fl)朝向目的地位置706的路线且此计算是基于行驶时间。因此，从起点位置Fl起始A*搜索并追踪行驶时间。使用A*捜索利用直到预定阈值一直使用的第一选路方法，且此第一选路方法考虑到由延迟数据提供的延迟。一旦到一点的总行驶时间已达到40分钟(即所述预定阈值)，便不再单独地使用A*方法，且还使用关于图6所述的选路加速度数据。因此，在可在预定行驶时间内行进的距离处发生从第一选路方法到第二选路方法的转变。在步骤1406处表示k*捜索。由于从k*方法到包含选路加速度数据的转变是基于行驶时间(其又受行驶状况影响)，因此不存在距起点位置Fl的发生所述转变的固定距离。此距离可由如图9中所示的椭圆900表示，将看出椭圆900比由上文所论述的矩形C设定的距离或许明显地小，因为矩形C是利用最佳情形行驶状况设定的。如此，图9中的椭圆900是在真实情形下在给定40分钟内实际可到达的搜索区域，而较大的矩形C是假定无延迟(考虑最大可能速度值)的椭圆的限界矩形；即针对其获得延迟数据的区域。在此时间期间，假定交通工具正以小于上文所论述的第二速度的第一速度行迸。因此，矩形C用于选择相关的交通事故且应覆盖最佳情形，或换句话说当不存在延迟时的最大可能区域。椭圆900用于设定从A*选路到使用捜索加速度数据的选路的转变。所属领域的技术人员将了解，第一及/或第二行驶速度对于一路线无需为固定的且通常将在沿着一路线的各向量间变化。A*方法到使用加速度数据之间的转变发生在可以说是交通地平线处；即超出其便不再考虑交通的地平线(由步骤1408表示)。如上文所论述，用户(不论其是特定导航装置的用户还是已由例如Map Share 的技术识别的另ー用户)可指示电子地图内存在新的向量(即先前并非电子地图的一部分的向量)。然而，由于通过预处理来产生选路加速度数据，因此第二选路方法在产生路线1004的第二部分时将不考虑那些新的向量。如此，允许向电子地图添加新的向量的本发明实施例可修正选路加速度数据以反映所述新的向量为如由选路加速度数据所指示的到地图的每一区的最低成本路线的一部分。也就是说，将设定所述或每一新的向量的行以使得将所述向量的所有位设定为‘I’，从而指示所述向量为到电子地图的每一区的最低成本路线的一部分。所属领域的技术人员将了解，实际上情形并非如此，但还将了解，以此方式设定所述位将致使第二选路方法在其产生路线1004的第二部分时考虑所述新的向量。所属领域的技术人员将了解，将表示新的向量的位向量的位设定为‘I’的方法适用于利用选路加速度数据的任何方法而不是仅仅在预定阈值之后利用第二选路方法的实施例。举例来说，当然可利用大致整个路线的捜索加速度数据在起点位置与目的地位置之间产生路线。图10展示已从起点位置Fl到目的地位置706绘制的路线1000。可从线的性质(即虚线对非虚线)看出所述路线是在考虑了交通后产生的(即可视为所述路线的第一部分1002的虚线)还是使用加速度数据在不考虑交通的情况下产生的(即可视为所述路线的第二部分1004的非虚线)。将看出非交通与交通之间的转变发生在所述路线与椭圆900的相交点1006T处。转变(1006/T)可称作交通地平线。图11展示可在设置于交通工具1100内的导航装置200的显示屏206上进行的显示的实例。所属领域的技术人员根据上文将了解，因交通所致的延迟(其由矩形1102例示)将仅展示到交通地平线1104。在一些实施例中，如果交通地平线1104与交通事故1102相交(图11中即为此情形)，那么交通地平线1104可向外延伸到超出交通事故1102的末尾的下一电子地图节点；即节点1106。本发明的一些实施例可使用具有与其向量相关联的速度数据的电子地图。特定来说，一些实施例可使用具有与其向量相关联的时间相依速度数据的电子地图。也就是说，将了解，沿着给定道路路段(如由电子地图中的向量表示)的平均速度将根据每天的时间而变化；举例来说，高峰时间的交通比凌晨3点慢得多。因此，旅程的实际行进时间(A)可由以下方程式给出A = F+T+I其中F =自由流动行进时间-在最优行进状况下完成旅程的时间。T=行进延迟-所有交通延迟的和(并不是说，特定道路上的交通延迟被界定为(假定有事故则沿所述道路行进的时间)减去(在自由流动状况下沿所述道路行进的时间)。I =因时间相依速度数据所致的所有延迟的和，其被界定为(假定时间相依速度数据则沿道路行进的时间)减去(在自由流动速度下沿路线行进的时间)。在本发明的实施例中，以上方程式中的T将仅包含直到交通地平线1104(即A*选路与使用选路加速度数据的选路之间的转变点)的交通延迟。在一些实施例中，与电子地图的向量相关联的速度数据可包括由所述向量表示的道路路段的所測量速度值。如此，此所測量速度数据提供可以说是对于针对其可获得此速度数据的路线向量(其通常可为大致所有向量)将考虑(除非针对给定向量可获得交通数据(即延迟数据))的历史延迟。
如此项技术中已知，导航装置200允许用户在显示屏206上显示路线摘要。本发明的一些实施例可允许用户看到此列表内的交通延迟(即交通事故)。通常，显示此列表中的交通延迟直到交通地平线1104。然而，所属领域的技术人员将了解，停止显示交通地平线1104处的交通延迟是实施方案选项且其它实施例可列出超出交通地平线1104的交通延迟。替代地或另外，实施例可提供允许查看交通延迟/事故的显示，例如事故显示。此视图可展示导航装置200知晓的所有事故而非仅仅直到交通地平线1104的那些事故。同样，其它实施例可仅仅列出直到交通地平线1104的交通延迟。图12及13展示可如何随着交通工具1200行驶(即横越)而重新评估交通地平线1104。图12展示随着交通工具从位置1200a经由位置1200b及1200c移动到位置1200d (即目的地(706))，地平线分别存在于位置1104a、1104b、1104c及1104d处。本发明的一些实施例不在连续基础上做出此重新评估(虽然此将在处理器密集时是可能的)，但在交通工具1200移动超出正沿着其引导交通工具的路线内的节点时更新交通地平线。因此，将看出，在图12中节点展示于交通工具位置1200a、1200b、1200c及1200d处以表示在交通工具移动超出所述节点时重新计算交通地平线1104。此外，将了解，交通事故在连续基础上改变且如此交通事故有可能随着交通工具在位置1200a与1200d之间移动而来来往往。如此，可在交通工具正朝向目的地706 (即位置1200d)移动的同时接收交通更新。本发明的一些实施例可经布置以使用交通更新来更新路线，可能在接收到交通更新时进行。因此，在交通更新抵达之后，则可即刻重新规划路线。所属领域的技术人员将了解，可出于若干个其它原因(例如与路线的偏差、用户改变等等)而重新规划路线。然而，不管更新理由是何种原因，本发明的一些实施例均经布置以重新计算上文所述的椭圆702以使得焦点Fl是以交通工具的当前位置为基础。此如图13中所示，在图13中可看出4个重新计算1300、1302、1304及1306。将看出，图14中所示的流程图在将重新计算路线的情况下循环回到开始(步骤1410)。
1权利要求
1.ー种跨越电子地图产生从起点位置到目的地位置的路线的计算机化的方法，所述电子地图包括表示所述电子地图所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，所述方法包括 1)获得指示在所述电子地图所覆盖的区域内的向量上的延迟的延迟数据； 2)从起点位置直到预定阈值，使用第一选路方法计算从所述起点位置朝向所述目的地位置的路线的第一部分，以使得所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分考虑到延迟；及 3)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值到达所述目的地位置的第二部分以进ー步计算到所述目的地位置的所述路线。
2.根据权利要求I所述的方法，其中所述第二选路方法不使用延迟数据，且其中所述第二选路方法可使用指示所述电子地图内的形成最低成本路线的一部分的向量的选路加速度数据。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其设定直到其在可在预定行驶时间内行进的距离处考虑延迟数据的所述预定阈值，所述距离可以可为实际预期行驶速度的第一行驶速度来确定。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其使用例如椭圆的预定形状来确定在其中获得所述延迟数据的区域，且其中所述方法可布置所述椭圆以使得所述起点位置在所述椭圆的第一焦点处。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述方法布置所述椭圆的尺寸以使得从所述第一焦点穿过第二焦点到所述椭圆的边界的距离在距离上等于交通工具可在所述预定行驶时间内行进的所述距离，所述距离可使用可为最佳情形行驶速度且可比所述第一行驶速度快的第二行驶速度来确定。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述方法随后在所述椭圆或其它预定形状周围拟合可为棋盘形的形状，例如矩形。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述方法在由交通事故例示的延迟所覆盖的区域周围形成可为棋盘形状的形状，例如矩形，且随后，所述方法可确定在延迟周围的可为棋盘形的形状是否与在所述椭圆周围形成的所述矩形相交并利用与其中发生相交的任何事故相关的延迟数据。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其使用k*方法作为所述第一选路方法。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其在用于产生原始路线的參数应改变的情况下重新计算所述路线。
10.ー种经布置以跨越电子地图产生从起点位置到目的地位置的路线的导航装置，所述电子地图可由所述导航装置存取且包括表示所述电子地图所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，其中所述装置经布置以 1)获得指示在所述电子地图所覆盖的区域内的向量上的延迟的延迟数据； 2)从所述起点位置直到预定阈值，使用第一选路方法计算从所述起点位置朝向所述目的地位置的路线的第一部分，其中所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分考虑到由所述延迟数据识别的延迟；及 3)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值到达所述目的地位置的第二部分以进ー步计算到所述目的地位置的所述路线。
11.根据权利要求10所述的导航装置，其为便携式导航装置PND。
12.根据权利要求10或11所述的导航装置，其中所述第二选路方法不使用延迟数据，且其中所述第二选路方法可使用指示所述电子地图内的形成最低成本路线的一部分的向量的选路加速度数据，且其中所述方法可设定直到其在可在预定行驶时间内行进的距离处考虑延迟数据的所述预定阈值。
13.ー种经布置以跨越电子地图产生从起点位置到目的地位置的路线的系统，所述电子地图包括表示所述电子地图所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，其中所述系统包括 至少ー个服务器，其经布置以产生指示在所述电子地图所覆盖的所述区域内的向量上的延迟的延迟数据； 至少ー个导航装置，其经布置以接收所述地图所覆盖的区域的所述延迟数据且经布置以 1)从所述起点位置直到预定阈值，使用第一选路方法计算从所述起点位置朝向所述目的地位置的路线的第一部分，其中所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分考虑到由所述延迟数据识别的延迟；及 2)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值到达所述目的地位置的第二部分以进ー步计算到所述目的地位置的所述路线。
14.ー种机器可读媒体，其含有在读取到至少ー个机器上时致使所述机器执行以下操作中的一者的指令 a)执行根据权利要求I到9中任ー权利要求所述的方法； b)作为根据权利要求10到12中任ー权利要求所述的装置执行；或 c)作为根据权利要求13所述的系统的至少一部分执行。
全文摘要
本发明涉及一种跨越电子地图(700)产生从起点位置F1到目的地位置(706)的路线(1000)的计算机化的方法，所述电子地图(700)包括表示所述电子地图(700)所覆盖的区域中的可导航路线的路段的多个向量，所述方法包括(1)获得指示在所述电子地图(700)所覆盖的所述区域内的向量上的延迟的延迟数据；(2)从起点位置直到预定阈值(1006)，使用第一选路方法计算从所述起点位置F1朝向所述目的地位置(706)的路线的第一部分(1002)，以使得所述第一选路方法使用所述延迟数据以便所述路线的所述第一部分(1002)考虑到延迟；及(3)使用第二选路方法计算所述路线的超出所述预定阈值(1006)到达所述目的地位置(706)的第二部分(1004)以进一步计算到所述目的地位置(1006)的所述路线。
文档编号G08G1/0968GK102918361SQ201180026790
公开日2013年2月6日 申请日期2011年3月9日 优先权日2010年4月21日
发明者海科·席林, 埃格尼·高里洛, 莫里茨·希尔格, 安德列亚斯·普洛福斯, 于尔根·韦贝尔, 亚历山德鲁·谢尔伯内斯库 申请人:通腾科技股份有限公司, 通腾发展德国公司