专利名称：导航系统及其数据库构建方法和检索方法
技术领域：
本发明涉及一种导航系统。尤其涉及到位置基础导航系统中能 够通过更加方便和有效的方式对目标位置进行管理和检索的导航系统 及其数据库(DB)的构建方法和检索方法。
背景技术：
船舶、飞机、汽车等各种移动体一般都广泛使用对当前位置和移 动速度进行确认或者对移动路线进行确定的导航(navigation)系统及 全球定位系统(Global Positioning System :以下简称"GPS，，)测位装置。
目前，各种对车载装置的研究、开发方兴未艾，并已经研发出了 多种试制品。
在这里，位置基础导航系统被称作利用拥有位置确认终端设备用 户的当前位置信息的系统，位置基础系统的路线导航服务是指系统通 过对用户的当前位置进行确认而向用户提供路线导航服务。
所述位置基础导航系统包括如下几种导航方法在地图上设定目 的地，对路线进行检索之后，通过对当前位置进行确认而提供路线导 航的地图表示型，提供非地图路线对象的通行方法(左转,右转等箭头符 号)，从而对路线导航进行表示的拐弯表示型，将所述地图表示型和拐 弯表示型相结合，从而对路线导航进行表示的混合表示型等。
除此之外，还包括具有通信功能并能提供多种服务的车载信息服 务系统(telematics)等。
利用所述位置基础服务可向用户提供必要的信息,特别是提供用户
的目标位置(point of interest, POI)信息，它作为全局性的大容量信息是 大部分驾驶人员有必要关心的信息。
例如所述目标位置泛指用户需要的位置信息，包括与车辆行驶 相关的加油站,充电所,休息处，维护站,危险地区信息和经常光顾的银行， 政府部门等。
在依据现有技术的情况下，为了向用户提供目标位置信息，就将 整个地区划分为不同的区域，并对各个区域的目标位置进行管理。
例如将全国按照广域市和道路进行划分,然后再将其按照市,郡, 区进行划分,最后再按照洞或者是里进行划分，并对相关数据进行区分。
但是，对于位置基础系统向行驶中的车辆提供必要的目标位置信
息来说，与以任一区域为主的情况相比，更多的是以行驶中的道路为 中心提供有关行驶方向的信息。
因此，在依据现有技术的情况下当用户想要检索目标位置信息时， 就必须将多个区域的目标位置信息反复检索，然后再判断相关信息是 否与行驶中的车辆所需信息相接近，这样就会带来极大的不便。
图1是现有技术的位置基础导航系统对目标位置进行检索的一个 实例图。
如图1所示，由于车辆以高速公路上的车辆位置为中心对一定距离 以内的目标位置检索的结果是以直线距离为准进行判定的。因此，输 出的是与实际上可最快达到的目标位置不同的结果。
也就是说，如杲从当前车辆的位置开始以直线距离为准进行计算， 虽然到POI-l的直线距离最短，但是要到达所述POI-l车辆在高速公路 上行驶一4殳距离后必须再返回来。因此，行驶距离长，时间和费用多， 从而不能有效提高效率。
因此，实际上以所述车辆行驶的高速公路行驶方向为基准的POI-2 就是行驶距离最近的目标位置。
一般来说，高速公路,国道，地方道,主要道路等并不只是一定的地区 才有，许多地区都有这些道路。因此，为了对道路周边数据进行检索， 当利用现有的地区基础数据体系时，需要多次进行反复检索，不仅十 分麻烦，而且不能够获得正确的结果。
特别是，对于高速公路的情况来说，与车辆行驶相反方向目标位置
即使非常近也不能够达到。因此，它对用户来说就是完全没有用的信 台
另外，对于依据现有技术的各地区目标位置管理体系来说，当新建 有经过多个地区的道路时，由此就必须对所有地区的数据进行修正。 因此，要追加新建道路的信息就非常困难。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种导航系统，使用户能 够以行驶中的道路和行驶方向为中心对目标位置进行检索，从而获得 最接近的目标位置信息。
另外，本发明的另外一个目的在于提供一种导航系统的数据库 的构建方法和检索方法。这样，仅通过向存储目标位置信息的数据库
增加信息(adding)就可以使数据库(DB)的构建变得容易，并可以对用户 想要检索的目标位置进行快速检索。
为了实现上述目的，本发明的导航系统，它包括如下几个部分 存储道路信息和目标位置(POI: point of interest)信息的数据库 (Database);使所述道路信息与道路经过地区的目标位置信息相匹配的 匹配处理器;计算出车辆当前位置道路开始到目标位置的距离，并计算 出相关道路的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置间 的距离的计算装置；将所述计算装置计算出的交叉路间的距离和从以 前交叉路开始到所述目标位置的距离进行存储，并将与当前车辆行驶的 道路相匹配的目标位置信息进行载入(loading)的存储装置；输入所述 车辆的驾驶员想要检索的目标位置的用户输入装置；将所述目标位置 按时刻进行显示的显示装置。
所述道路信息包括道路类型(roadtype)、道路名称(road name)、道 路编号(road number)、各道路目标位置数量(number of POI)等信息。
所述匹配处理器只执行一次使道路和目标位置信息相匹配的操作。
所迷目标位置信息包4舌坐标(position)、类型(type)、方向(direction) 等信息。
所述计算装置计算出的从车辆的当前位置开始到目标位置间的距 离是计算出车辆的当前位置与下一个交叉路间的距离之后，将已经计 算出的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置间的距离 进行加减运算后得出的。
另外，为了实现上述目的，本发明的导航系统数据库构建方法，
它包括如下几个步骤使道路信息和目标位置信息相匹配的步骤;对匹 配的目标位置所处道路的方向进行判断的步骤;计算出所述道路的交叉 路间的距离和从以前交叉路开始到目标位置的行驶距离的步骤。
对于所述道路信息来说，如果出现新建道路，就对新建道路信息和 目标位置信息进行;险索并使之相匹配，然后对所述匹配的目标位置所 处新建道路的方向进行判断，然后计算出所述新建道路交叉路间的距 离和从以前交叉路开始到目标位置的行驶距离。
另夕卜，为了实现上述目的，本发明的导航系统检索方法，它包括如 下几个步骤输入目标位置的步骤；对车辆所处的道路和车辆的位置 进行检索的步骤；对沿车辆的行驶方向的目标位置进行检索的步骤； 计算出车辆的当前位置与目标位置间的距离的步骤。
所述车辆的位置可以通过输入GPS DR(dead reckoning)与地图匹 配进行判别。
所述计算车辆的当前位置与目标位置间的距离的步骤是在计算出 从所述当前位置开始到下一个交叉路的距离之后，将已经存储的交叉 路间的距离与以前交叉路和目标位置间的距离进行加减计算后得出 的。
本发明具有如下效果位置基础导航系统能够以用户行驶中的道 路的行驶方向为中心对目标位置进行检索，从而可以准确获得最容易 接近的目标位置信息。
另外，可以构建能够对想要检索的目标位置进行快速检索的数据 库，无需对现有信息进行修改就可以简单追加新建道路的目标位置信 息，从而使导航服务的利用及数据库的构建变得更加容易。
图1是现有技术的位置基础导航系统对目标位置进行检索的一个
实例图2是本发明的位置基础导航系统的构成图3是本发明的位置基础导航系统的数据库构建方法流程图4是本发明的位置基础导航系统利用数据库检索目标位置的方 法的流程图。
附图标记
100 :导航系统 110
120 :数据库(DB) 130
140:存储装置 150
160:用户输入装置 170
具体实施例方式
下面将参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
图2是本发明的位置基础导航系统的构成图。
如图2所示，本发明的位置基础导航系统100包括如下几个部分 数据库(data base， DB)120，匹配处理器(matching processor) 130，存储装
置140,计算装置150，用户输入装置160，显示装置170,控制装置 110。
在数据库120中存储有道路信息和目标位置信息。
所述道路信息包括道路类型(road type),道路名称(road name),道 路编号(road number),各道路目标位置数量(number of POI)等信息。
所述各道路目标位置数量是指位于各个道路周边的目标位置数量。
另夕卜，所述目标位置(point of interest, POI)作为全局性的大容量信 息，它是大部分驾驶员最关心的信息，它泛指用户需要的位置信息。
例如与车辆4亍驶相关的加油站，充电所J木息处,维护站,危险地区 信息和经常光顾的银行,政府部门等。
另夕卜，所述目标位置信息包括经度、绵度之类的坐标(position)，目标 位置类型(type)，上行、下行、上下行之类的方向(direction)，交叉路ID 和到交叉路的距离等信息。
匹配处理器130的作用就是使对象道路与对象道路经过地区的目 标位置相匹配。
所述匹配处理器只需对目标位置信息处理一次即可，它是当发生 错误或者是出现新建道路时对信息进行修正。
所述计算装置150的作用就是计算出从车辆的当前位置开始到所 希望的目标位置间的距离，相关道路交叉路间的距离和从以前交叉路开 始到相应目标位置的距离。
在这里,对于所述车辆的当前位置与下一个交叉路间的距离来说， 如果只计算出当前位置与下一个交叉路间的距离，则利用事先计算出 的交叉路间的距离与从以前交叉路开始到相应目标位置的距离进行简 单的加减运算就可以求出。
所述存储装置140的作用就是对与当前车辆所处道路相匹配的目
标位置信息进行存储。
另夕卜，存储装置140的作用就是将计算装置150计算出的交叉路间 的距离和从以前交叉路开始到相应目标位置间的距离进行存储。
用户输入装置160的作用就是输入用户想要检索的目标位置。
显示装置170的作用就是将用户检索的目标位置与当前车辆所处 位置一起按时刻显示在交通图上。
控制装置110的作用就是接收用户输入装置输入的用户希望的目 标位置，然后将所述目标位置从数据库(DB)120中检索出来。
另外,所述控制装置110可以对当前车辆行驶中的各道路目标位置 进行把握，然后对车辆位于哪一个行驶方向进行判断。这主要是为了 使车辆更容易接近目标位置。
另外，所述控制装置110的作用就是对计算装置150进行控制，以 使其能够利用输入存储器140中的数据计算出车辆与目标位置间的距 离。
另外,所述控制装置110可以对匹配处理器130进行控制，以使其 可以利用存储在数据库(DB)120中的信息使所有目标位置与对象道路 相匹配。
在这里,对道路经过的所有地区的目标位置进行检索，只要对各个 道路检索一次之后就可以反复使用。
图3是本发明的一个实施例的位置基础导航系统的数据库构建方
法流程图。
首先，为了构建各道路目标位置数据库，就需要利用各地区的目标 位置数据将所需信息分为道路信息和目标位置信息。
在这里，所述道路信息包括道路类型(road type),道路名称(road name),道路编号(road number),各道路目标位置数量(mimber of POI)等
寸吕't、。
例如所述道路类型包括高速公路，城市高速公路,国道，地方道 路,干线道路，主要道路等。所述道路名称包括京釜高速公路，西海岸高 速公路，京仁高速公路等。
另外，所述道路编号包括1号，43号，339号等。
所述各道路目标位置数量是指位于各道路周边的目标位置数量。
在这里，所述目标位置(point of interest, POI)作为全局性的大容量 信息，它是大部分驾驶员最关心的信息，它泛指用户需要的位置信息。
例如与车辆行驶相关的加油站,充电所,休息处,维护站,危险地区 信息和经常光顾的银行,政府部门等。
另外，所述目标位置信息包括经度、炜度之类的坐标(position),目标 位置类型，上行、下行、上下行之类的方向(direction),交叉路ID和到交 叉路的距离等信息。
例如所述目标位置类型是指将休息处，加油站，政府部门，危险地区 等驾驶员需要的位置信息进行分类。
另外，所述交叉路ID和到交叉路的距离是以行驶方向为基准对以 前交叉路的ID和到交叉路的行驶距离进行存储。
所述行驶距离是指沿道路行驶时的距离。
如上所述,利用各地区目标位置数据将所需要的信息区分为道路信 息和目标位置信息之后，选择对象道路并对道路信息进行存储(P 101)。
在这里，可以对从对象道路的起点到终点的所有匹配(matching)的 目标位置(POI)信息进行检索(P102)。
对于是否匹配可以利用道路与目标位置的距离信息进行判断。
对于道路经过的所有地区的目标位置必须进行检索，它不是指进 行适时检索，而是指事前在对目标位置信息进行处理时只要检索一次 即可。因此，这从提高时间效率层面来说是有利的。
如上所述，按道路类别检索的目标位置是以道路为基准对目标位 置所处位置进行判定(P103)。
这主要是为了根据车辆的行驶方向对容易接近的目标位置进行判 别，当发生错误时就通过实例进行修正。
例如即使说车辆行驶的高速公路的左，右两边都有休息处，则引导 车辆向位于沿车辆行驶方向的路边的休息处行驶就是正确的目标位置 信息。
最后，将交叉路间的距离和从以前交叉路开始到相应目标位置间的
距离计算出来(P104)。
这主要是为了减少对目标位置进行导航的时间，并减小系统在运 行过程中产生的过多负荷。如果计算出交叉路间的距离和从以前交叉 路开始到相应目标位置间的距离,就可以非常简单地计算出到达希望的 目标位置的距离。
另夕卜,当出现新建道路需要追加数据时，对于新建道路可以采用图3 所示的方法生成新的数据。
另外，可以将生成的新数据追加到现有数据中使用。
如上所述，新建道路的道路信息和目标位置信息是将与新建道路相 匹配的目标位置信息追加到数据库中构建而成的。
图4是本发明的位置基础导航系统利用数据库检索目标位置的方 法的流程图。
首先,输入用户想要检索的目标位置(P201)。
然后，以当前行驶中的道路为中心对目标位置进行检索(P202)。为 了对上述目标位置进行检索，就利用拥有道路基础目标位置的数据库 进行检索。
位置基础导航系统的GPS DR(Dead Reckoning)输入与地图匹配， 并能够判别车辆位于哪条道路上。
将所述车辆所处相关道路的目标位置信息载入(loading)存储器 (memory)中。
不管当前道路上车辆行驶方向后面的目标位置信息，而只以车辆所 处当前道路上行驶方向的目标位置为对象对最近的目标位置进行检索
(P203)。
在这种情况下,就可以确认车辆行驶方向的目标位置是否为可以接
近的目标位置o
另外，计算出从车辆当前位置开始到目标位置间的距离(P204)。
当计算出当前位置与下一个交叉路间的距离之后，仅通过加减运 算就可以简单地求出到目标位置的距离了 。
也就是说,当要计算从车辆的位置开始沿行驶道路到目标位置间的 距离时,利用已经存储的交叉路间的距离，以前交叉路和相应目标位置 间的距离就能够很容易地计算出来。
综上所述，目标位置是按不同道路区分构成的。因此，即使不能 够对道路经过的所有地区的目标位置进行检索，也能够对想要检索的 目标位置进行快速4企索。
通过上述的说明，本领域技术人员完全可以在不偏离本发明技术 思想的范围内，进行多样的变更以及修改。
因此，本发明的技术性范围并不局限于说明书的内容，必须要根 据权利要求范围来确定其技术范围。
权利要求
1、一种导航系统，其特征在于，包括如下部分存储道路信息和目标位置信息的数据库；使所述道路信息与道路经过地区的目标位置信息相匹配的匹配处理器；计算出车辆当前位置道路开始到目标位置的距离，并计算出相关道路的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置间的距离的计算装置；将所述计算装置计算出的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置的距离进行存储，并将与当前车辆行驶的道路相匹配的目标位置信息进行载入的存储装置；输入所述车辆的驾驶员想要检索的目标位置的用户输入装置；将所述目标位置按时刻进行显示的显示装置。
2、 如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述道路信息包括道路类型、道路名称、道路编号、各道路目标 位置数量。
3、 如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述匹配处理器只执行一次使道路和目标位置信息相匹配的操作。
4、 如权利要求l所述的导航系统，其特征在于， 所述目标位置信息包括坐标、类型、方向。
5、 如权利要求1所述的导航系统，其特征在于，所述计算装置计算出的从车辆的当前位置开始到目标位置间的距离是计算出车辆的当前位置与下 一 个交叉路间的距离之后，将已经计 算出的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置间的距离 进行加减运算后得出的。
6、 一种导航系统数据库构建方法，其特征在于，包括如下步骤 使道路信息和目标位置信息相匹配的步骤；对匹配的目标位置所处道路的方向进行判断的步骤；计算出所述道路的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到目标位 置的行驶距离的步骤。
7、 如权利要求6所述的导航系统数据库构建方法，其特征在于，对于所述道路信息，如果出现新建道路，则对新建道路信息和目 标位置信息进行^r索并使之相匹配，然后对所述匹配的目标位置所处 新建道路的方向进行判断，然后计算出所述新建道路交叉路间的距离 和从以前交叉路开始到目标位置的行驶距离。
8、 如权利要求6所述的导航系统数据库构建方法、其特征在于，所述道路信息包括道路类型、道路名称、道路编号、各道路目 标位置数量。
9、 如权利要求6所述的导航系统数据库构建方法，其特征在于， 所述目标位置信息包括坐标、类型、方向。
10、 一种导航系统检索方法,其特征在于，它包括如下步骤 输入目标位置的步骤；对车辆所处的道路和车辆的位置进行检索的步骤；对沿车辆的行驶方向的目标位置进行检索的步骤； 计算出车辆的当前位置与目标位置间的距离的步骤。
11、 如权利要求IO所述的导航系统检索方法，其特征在于， 所述车辆的位置是GPS DR输入与地图匹配并能够进行判别。
12、 如权利要求10所述的导^t系统;险索方法，其特征在于，所述计算车辆的当前位置与目标位置间的距离的步骤是在计算出 从所述当前位置开始到下一个交叉路的距离之后，将已经存储的交叉 路间的距离与以前交叉路和目标位置间的距离进行加减计算后得出
全文摘要
本发明涉及一种导航系统及其数据库的构建方法和检索方法。该导航系统包括存储道路信息和目标位置信息的数据库；使所述道路信息与道路经过地区的目标位置信息相匹配的匹配处理器；计算出车辆当前位置道路开始到目标位置的距离，并计算出相关道路的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置间的距离的计算装置；将所述计算装置计算出的交叉路间的距离和从以前交叉路开始到所述目标位置的距离进行存储，并将与当前车辆行驶的道路相匹配的目标位置信息进行载入的存储装置；用户输入装置；将所述目标位置按时刻进行显示的显示装置。通过本发明使导航服务的利用及数据库的构建变得更加容易。
文档编号G01C21/26GK101191732SQ200610097909
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月22日 优先权日2006年11月22日
发明者吴寿焕 申请人:乐金电子(昆山)电脑有限公司