专利名称：车辆动态导航方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆导航的技术领域，尤其涉及一种车辆动态导 航方法及系统。
背景技术：
图l显示传统具有车辆导航系统(Navigation System)功能的车辆， 于车上设置一全球定位装置81(Global Position System, GPS)、及一导航 装置82。已知的GPS全球定位装置81随时接收太空中多个全球定位卫星 9的信号，藉以运算出当时车辆坐标。导航装置82的微处理器821比对 内建电子地图数据库822，并运算出当时车辆坐标在电子地图数据库 822中一地图地图资料的对应位置，再将一代表该车辆的符号显示于该 显示器83上。俾让驾驶者开车时，可即时了解车辆目前所行驶的道路 与实际位置。
道路导航功能则是可供驾驶人设定一出发地与一目的地，而后利 用最佳路径选择算法(例如:Dijkstm算法沐求出两地点间最快到达的路 径，泛称「建议行车路径」。其后，道路导航设备再依据此建议行车 路径及道路定位的功能，随时纪录车辆行进路径并对驾驶人提示前方 转弯路口及转弯方向。此外，道路导航功能亦随时监视车辆是否沿建 议行车路径行驶，若车辆偏离原先建议行车路径，则依照当时车辆位 置及行车方向，再计算一条指向目的地最快到达路径作为目前的建议 行车路径。
然而，目前道路导航设备于规划建议行车路径时，仅考虑出发地 与目的地间的最短路径而忽略交通路况，亦无从参考实际行车路径的 路况，致使可能提供导引驾驶人至一路径最短但却壅塞地寸步难行的 道路上，使得反而需花费更多时间抵达目的地。
针对上述问题，目前已有厂商开发出可结合路况信息系统而进行 即时导航的软件(如PaPaGo)，其设计方式说明如后
驾驶人在设定一出发地与一目的地后，车载主机(图未示)利用一路 况信息服务器取得所有的路况位置信息，而求出两地点间最快到达且 避开路况位置的路径。图2系一习知利用路况信息服务器的路况位置求 出「建议行车路径」的示意图。驾驶人在设定一出发地A与一目的地C 后，该车载主机由路况信息服务器获知道路R220上有一路况，且该路 况位于道路R220的J1位置处。车载主机依据道路导航功能及路况J1位 置，而计算出R210-R230为「建议行车路径J 。
此种方法利用一次下载全部路况信息的方式，但如遇特殊状况导 致各地路况频繁或当应用于欧洲、美国...等幅员广大的国家时，由于 路况信息变得复杂庞大，将导致传输所耗费的时间冗长，因而增加驾 驶人的经济负担或导致无法即时避开壅塞的路段。
此外，如台湾专利公开号TW200509001所揭示的技术，其通过远 程服务器先行运算出所有可能的建议导航路径，经比对路况信息后， 再将所有可能路径的路况信息回传给车载导航设备的方式，以达成不 需下载所有路况信息的目的，但此种方式仍存在以下问题
1. 无法提供即时且详细的路况信息。
2. 远程服务器所提供的路况信息包含所有可能的导航路径的路 况资料，故仍可能存在上述因路况资料量庞大造成传输费时的问题。
3. 远程服务器须进行所有可能路径的运算及比对，且车载导航 设备需等待路况资料下载完成再进行路径规化，故将造成以下缺点
a. 驾驶人所需等待的导航时间增加。
b. 远程服务器无法负荷而当机机率提升。
c. 远程服务器建置设备成本增加而无法普及。
4. 无法于非导航模式得知路况讯息。
5. 无法供驾驶人自行选择是否回避存在有路况的路径。 因此，习知的车辆动态导航方法及系统仍有改进的必要。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种车辆动态导航方法及系统，以便 能在道路导航时动态判断行车路径是否有通过不利于行车状况的路 段，进而导引车辆回避壅塞或中断的路段。
本发明的另一目的在于提供一种车辆动态导航方法及系统，以便 能持续更新车辆现行位置相对应邻近区域的即时路况资料。
依据本发明之一特色，本发明提供一种车辆动态导航方法，包含 下列步骤(A) —车载主机依据设定之一行车起始地以及一行车目的 地，以计算出一总导航路径；(B)该车载主机经由一全球定位装置接收 车辆所在位置的一定位信息，并通过一无线收送装置发送至一远程路 况信息服务器；(C)该远程路况信息服务器依据该定位信息，提供至少 一预定范围的即时路况资料，并传送至该车载主机；(D)该车载主机依 据该预定范围内所涵盖的总导航路径以形成一区域导航路径，并判断 该区域导航路径与该即时路况资料是否重叠；(E)当该区域导航路径与 该即时路况资料重叠时，重新计算规划该区域导航路径。
依据本发明的另一特色，本发明提供一种车辆动态导航系统，包 括 一输入装置、 一全球定位装置、 一电子地图数据库、 一显示屏及 一车载主机。该输入装置用以输入一行车目的地及一更新时间间隔； 全球定位装置输出该车辆的现行位置；该电子地图数据库系储存有多 个道路地图资料；该显示屏用以显示该车辆的现行位置相关连的道路 地图资料；该车载主机分别电连接至该输入装置、该全球定位装置、 该电子地图数据库、该显示屏、及该无线收送装置，该车载主机由该 输入装置读取该行车目的地、及该更新时间间隔，该车载主机并由该全球定位装置读取该车辆现行位置并将其设定为一行车起始地，该车 载主机依据该行车起始地、该行车目的地及该电子地图数据库的道路 地图资料，计算出一总导航路径；其特征在于该车载主机经由该全球 定位装置接收该车辆的现行位置之一定位信息，并通过该无线收送装 置发送至一远程路况信息服务器，该远程路况信息服务器依据该定位 信息，提供至少一预定范围的即时路况资料，并传送至该车载主机， 该车载主机依据该预定范围内所涵盖的总导航路径以形成一区域导航 路径，并判断该区域导航路径与该即时路况资料是否重叠，当该区域 导航路径与该即时路况资料重叠时，重新计算规划该区域导航路径。
图l为现有技术具有车辆导航系统功能的车辆的示意图。 图2为现有技术利用路况信息服务器的路况位置求出「建议行车路
径」的示意图。
图3为本发明车辆动态导航系统的方块图。 图4为本发明一种车辆动态导航方法的流程图。 图5为本发明路况信息服务器所算出预定范围的半径的示意图。 图6为本发明一种车辆动态导航的操作示意图。
图中符号说明
81全球定位装置82导航装置
9全球定位卫星821微处理器
822电子地图数据库83显不器
823输入装置
310输入装置320全球定位装置
330电子地图数据库340显示屏
341喇叭350无线收送装置
360车载主机370记忆装置
380远程路况信息服务器
具体实施例方式
图3为本发明车辆动态导航系统的方块图。该系统包括一输入装置
310、 一全球定位装置320、 一电子地图数据库330、 一显示屏340、 一 无线收送装置350、 一车载主机360、及一记忆装置370。
该输入装置310用以输入一行车起始地S、 一行车目的地E及一更新 时间间隔t。该全球定位装置320输出该车辆的现行位置Pc。于其它实施 例中，该行车起始地S可为该全球定位装置320所输出该车辆的现行位 置Pc。该更新时间间隔t可储存在该记忆装置370中。
该电子地图数据库330储存有多个道路地图资料。电子地图数据库 330的道路地图资料包括有多个道路名称、及其分别对应的起点坐标、 与终点坐标。
该显示屏340用以显示该车辆的现行位置相关连的道路地图资料。 该喇叭341用以播放音乐或语音讯息。
该无线收送装置350以经由一无线网络传送该全球定位装置320接 收车辆所在位置的一定位信息至一远程的路况信息服务器380。该定位 信息更包含该更新时间间隔t。其中，该无线网络可为一GPRS、WCDMA 以及CDMA2000…等移动式通讯网路，该无线收送装置可为一具数据传 输功能的GSM、 WCDMA、 CDMA2000或其它通讯系统的手机。
该车载主机360分别电连接至该输入装置310、该全球定位装置 320、电子地图数据库330、该显示屏340、及该无线收送装置350。该 车载主机360分别初始化及设定该输入装置310、该全球定位装置320、 电子地图数据库330、该显示屏340、及该无线收送装置350。
一驾驶人可经由该输入装置310输入一行车起始地S、 一行车目的 地E、及一更新时间间隔t。该车载主机360依据该行车起始地S、该行车
目的地E及电子地图数据库330的道路地图资料，计算该车辆之一总导 航路径R1。该车载主机360可利用最佳路径选择算法(例如Dijkstra算法) 来计算该行车起始地S与该行车目的地E之间最短或最快到达的总导航 路径R1。
该无线收送装置350经由该无线网络传送该定位信息至该远程的 路况信息服务器380。该定位信息包含该车辆现行位置Pc及更新时间间 隔的信息t。
该远程路况信息服务器380依据该车辆现行位置Pc以筛选出至少 一对应的预定范围Ac(neighboringarea)内的即时路况资料Jl，J2...，并无 线下载给该无线收送装置350。
该无线收送装置350与该远程路况信息服务器380建立一无线链接 (wireless link)后，该无线收送装置350则可由该无线链接传送该定位信 息至该远程路况信息服务器380，并接收该远程路况信息服务器380所 传送的即时路况资料J1，J2…。该无线链接直到收送完成后，才会被取 消。因此，在该定位信息中并没有包含该无线收送装置350的识别码。 然而，于其它实施例中，该定位信息中亦可包含该无线收送装置350的 识别码，该远程路况信息服务器380可依据该无线收送装置350的识别 码执行计费或其它服务。
该车载主机360依据该预定范围Ac内所涵盖的总导航路径以形成 一区域导航路径，并判断该区域导航路径与该即时路况资料J1，J2…是 否重叠。当该区域导航路径与该即时路况资料J1，J2…重叠时，则该车 载主机360输出一询问(inquire)，以通知驾驶人是否重新计算规划该区 域导航路径。
该车载主机360所输出的该询问是指一显示于该显示屏340上的询 问窗口。该车载主机360所输出的该询问亦可通过该喇叭341发声的询
问语音。
当该车载主机360判定要对该区域导航路径重新计算，则该车载主 机360计算另一区域导航路径。其中，该另一区域导航路径是指由该车 辆现行位置Pc前往该行车目的地E、但不经由该对应的预定范围Ac内有 重叠的即时路况位置J1，J2…的最佳路径。
图4为本发明一种车辆动态导航方法的流程图。首先于S410中，一 车载主机360依据设定之一行车起始地S以及一行车目的地E，以计算出 一总导航路径，该车载主机360承载于一车辆上。
于步骤S410中，该车载主机360电连接至一组设于该车辆的全球定 位装置320，该全球定位装置320系输出该车辆当时的位置Pc。该车载 主机360系撷取该车辆当时的位置Pc并将其设定为该行车起始地S。
于步骤S410中，该车载主机360电连接至一输入装置310，该输入 装置310用以输入该行车目的地E、及一更新时间间隔t。于其它实施例 中，该车载主机360电连接至一记忆装置370，该记忆装置370储存有该 更新时间间隔t。该车载主机360由该记忆装置370中读取该更新时间间 隔t。
于步骤S410中，该车载主机360依据该行车起始地S、及该行车目 的地E，以计算出该总导航路径R1。该总导航路径R1是指由该行车起始 地S前往该行车目的地E的最佳路径。该车载主机360接着依循该总导航 路径R1以导引该车辆由行车起始地S前行至行车目的地E。
于步骤420中，该车载主机360经由一定位装置接收车辆所在位置 的一定位信息，并通过一无线收送装置350发送至一远程路况信息服务 器380。。该定位信息包括有该车辆现行位置Pc、及该更新时间间隔t。 该定位装置包括有一全球定位系统模块(Global Position System Module,
GPS Module)320。
该远程路况信息服务器380内储存有多个即时路况位置 J 1,J2...(traffic jammed locations)。该远程路况信息服务器380系通过网际 网络以联机至高速公路局、各县市交通局、及警广电台以随时更新取 得各地的即时路况位置丌,12...等路况信息。
于步骤S430中，该远程路况信息服务器380依据该定位信息，提供 至少一预定范围Ac(neighboringarea)的即时路况资料Jl,J2…，并传送至 该车载主机360。
该对应的预定范围Ac是指该车辆现行位置Pc的邻近地理区域 (neighboring geo-zone)、并具有一特定地理范围(specific geo boundary)。 该特定地理范围是指以该车辆现行位置Pc为圆心、并以一特定半径r所 围绕的圆形区域范围，其中，该特定半径r为正比于该更新时间间隔t。 于其它实施例中，该特定地理范围亦可以是椭圆形、伞形、正方形、 长方形、或其它多边形区域范围...等皆可。
于步骤S430中，该远程路况信息服务器380共筛选出二个对应的预 定范围Ac，包括有一对应于平面道路的第一预定范围Acl、及一对应于 高快速道路的第二预定范围Ac2。该第一预定范围Acl的特定半径rl为 小于该第二预定范围Ac2的特定半径r2。
于平面道路时，该路况信息服务器380依据下列公式以计算该第一 预定范围Acl的半径
rl=Vxtx(l+a) (1) 其中，rl为该特定半径，V为该车辆的速度，t为该更新时间间隔， a为第一修正系数，该第一修正系数较佳为0.3。
于高快速道路时，该路况信息服务器380依据下列公式以计算该第
二预定范围Ac2的半径
r2=Vxtx(l+P) (2)
其中，r2为该特定半径，V为该车辆的速度，t为该更新时间间隔，
e为第二修正系数，该第二修正系数较佳为0.5。
以平面道路最高速限70公里/小时，每10分钟更新一次路况，再加 上30%的预留量(该第一修正系数为0.3)，该第一邻近区域Acl的半径rl 为70x(10/60)x(l+30y。)—15公里半径范围。
以高快速道路最高速限110公里/小时，每10分钟更新一次路况， 再加上50%的预留量(该第二修正系数为0.5)，该第二邻近区域Ac2的半 径r2为110x(10/60)x(l+50。/。) —28公里半径范围。
图5为该路况信息服务器380依据该更新时间间隔t所算出该预定 范围Ac的半径的示意图。该路况信息服务器380可依据公示(1)、 (2)及 该更新时间间隔t而算出该预定范围Ac的半径。该路况信息服务器380 亦可将图5的表格预先储存于一数据库381或一内存(图未示)中，而以该 更新时间间隔t为指针(index)，以査表方式而获得该预定范围Ac的半径， 进而搜寻该预定范围Ac的半径内的路况位置资料。
于步骤S440中，该车载主机360依据该预定范围Ac内所涵盖的总导 航路径以形成一区域导航路径，该车载主机360并判断该区域导航路径 与该即时路况资料J1,J2…是否重叠(步骤S450)。
当步骤3450中判定该区域导航路径与该即时路况资料《11^2...没有 重叠时，则该车载主机360判断是否结束流程(步骤S490)，若是，结束 流程，若否，该车载主机360于历经该更新时间间隔t后，执行步骤S420。
当步骤S450中判定该导航路径R1、与该对应的邻近区域Ac内的即 时路况位置J1，J2…有重叠时，则执行步骤S460。于步骤S460中，该车
载主机输出一询问(inquire)，以供选择是否重新计算规划该区域导航路 径(步骤S470)。
于该步骤S460中，该车载主机电连接至一显示屏340，该车载主机 所输出的该询问是指一显示于该显示屏340上的询问窗口。该车载主机 亦可电连接至一喇叭341，该车载主机360所输出的该询问是指一通过 该喇叭341发声的询问语音。
当步骤S470中判定无需重新计算该区域导航路径，则执行步骤 S490。
当步骤S470中判定要对该重新计算该区域导航路径重新计算，则 执行步骤S480。于该步骤S480中，该车载主机360计算另一该区域导航 路径，其中，该另一该区域导航路径是指由该车辆现行位置Pc前往该 行车目的地E、但不经由该对应的预定范围Ac内有重叠的即时路况位置 J1,J2…的最佳路径，该车载主机360再执行步骤S490。
图6为本发明一种车辆动态导航的操作示意图。驾驶人在设定一出 发地A与一目的地C后，该车载主机360由路况信息服务器380获知道路 R220上有一路况，且该路况位于道路R220的J1位置处。车载主机360 依据道路导航功能及路况J1位置，而计算出R210-R230为「建议行车路 径」。当驾驶人开车至B点处，路况J1可能已被排除，于是依据本发明 的技术，车载主机360计算出R210-R220为「建议行车路径」，藉此获 得较短的行车路径。另一情形为当驾驶人开车至B点处，路况J1未排除 且道路R230的J2位置处亦产生路况，依据本发明的技术，车载主机360 可动态地计算出经由连接道路R260在至高速公路H101，再经由连接道 路R240可抵达目的地C。
由上述说明可知，本发明技术每隔更新时间间隔t向远程路况信息 服务器380传送一定位信息，并接收预定范围Ac内的即时路况位置，藉 此可动态地更新「行车路径」，进而导引车辆回避壅塞或中断的路段。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范 围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种车辆动态导航方法，包含下列步骤步骤A一车载主机依据设定之一行车起始地以及一行车目的地，以计算出一总导航路径；步骤B该车载主机经由一定位装置接收车辆所在位置之一定位信息，并通过一无线收送装置发送至一远程路况信息服务器；步骤C该远程路况信息服务器依据该定位信息，提供至少一预定范围的即时路况资料，并传送至该车载主机；步骤D该车载主机依据该预定范围内所涵盖的总导航路径以形成一区域导航路径，并判断该区域导航路径与该即时路况资料是否重叠；以及步骤E当该区域导航路径与该即时路况资料重叠时，重新计算规划该区域导航路径。
2. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，步骤E所述当该 区域导航路径与该即时路况资料重叠时，该车载主机输出一询问，以 供选择是否重新计算规划该区域导航路径，若为肯定则执行步骤E。
3. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中该区域导航路径 包含于该总导航路径之中。
4. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中当步骤D判定该即 时路况资料与该区域导航路径没有重叠时，则车载主机在历经一预定 更新时间间隔后，执行步骤B。
5. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤E中的该 车载主机电连接至一显示屏，该车载主机所输出的该询问是指一显示 于该显示屏上的询问窗口。
6. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤E中的该 车载主机电连接至一喇叭，该车载主机所输出的该询问是指一通过该 喇叭发声的询问语音。
7. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤A中的该 车载主机电连接至一输入装置，该输入装置系用以输入该行车目的地、 及该预定更新时间间隔，该步骤A中的定位信息更包含该预定更新时间 间隔。
8. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤A中的该 车载主机电连接至一记忆装置，该记忆装置系储存有该更新时间间隔。
9. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤C中的该 定位装置包括有一全球定位系统模块。
10. 如权利要求l所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤C中的 该预定范围是指以该车辆现行位置为圆心、并以一特定半径所围绕的 圆形区域范围。
11. 如权利要求10所述的车辆动态导航方法，其中，该特定半径 系正比于该更新时间间隔。
12. 如权利要求10所述的车辆动态导航方法，其中，该步骤C中该 远程路况信息服务器共筛选出二个对应的邻近区域，包括有一对应于 平面道路的第一邻近区域、及一对应于高快速道路的第二邻近区域， 其中该第一邻近区域的特定半径系小于该第二邻近区域的特定半径。
13. —种车辆动态导航系统，包括一输入装置，用以输入一行车目的地及一更新时间间隔； 一全球定位装置，系输出该车辆的现行位置；一电子地图数据库，其系储存有多个道路地图资料；一显示屏，其用以显示该车辆的现行位置相关连的道路地图资料；一无线收送装置；以及一车载主机，系分别电连接至该输入装置、该全球定位装置、该 电子地图数据库、该显示屏、及该无线收送装置，该车载主机由该输 入装置读取该行车目的地、及该更新时间间隔，该车载主机并由该全 球定位装置读取该车辆现行位置并将其设定为一行车起始地，该车载 主机依据该行车起始地、该行车目的地及该电子地图数据库的道路地 图资料，计算出一总导航路径；其特征在于该车载主机经由该全球定位装置接收该车辆的现行位置之一定位 信息，并通过该无线收送装置发送至一远程路况信息服务器，该远程 路况信息服务器依据该定位信息，提供至少一预定范围的即时路况资 料，并传送至该车载主机，该车载主机依据该预定范围内所涵盖的总 导航路径以形成一区域导航路径，并判断该区域导航路径与该即时路 况资料是否重叠，当该区域导航路径与该即时路况资料重叠时，重新 计算规划该区域导航路径。
14. 如权利要求13所述的车辆动态导航系统，其中，该电子地图 数据库的该等道路地图资料包括有多个道路名称、及其分别对应的起 点坐标、与终点坐标。
15. 如权利要求14所述的车辆动态导航系统，其中，该远程路况信息服务器依据该车辆现行位置及该更新时间间隔以筛选出该至少一 对应的邻近区域内的即时路况位置。
16. 如权利要求15所述的车辆动态导航系统，其中，该对应的邻 近区域是指该车辆现行位置的邻近地理区域、并具有一特定地理范围。
17. 如权利要求16所述的车辆动态导航系统，其中，该特定地理范围是指以该车辆现行位置为圆心、并以一特定半径所围绕的圆形区 域范围。
18. 如权利要求17所述的车辆动态导航系统，其中，该特定半径 为正比于该更新时间间隔。
19. 如权利要求18所述的车辆动态导航系统，其中，该无线收送 装置为一GPRS手机。
全文摘要
本发明涉及一种车辆动态导航方法及系统。一车载主机依据设定的一行车起始地以及一行车目的地，以计算出一总导航路径。车载主机并经由一全球定位装置接收车辆所在位置的一定位信息，并通过一无线通讯装置发送至一远程路况信息服务器。远程路况信息服务器依据定位信息，提供至少一预定范围的即时路况资料，并传送至车载主机。车载主机依据预定范围内所涵盖的总导航路径以形成一区域导航路径，并判断区域导航路径与即时路况资料是否重叠。当区域导航路径与即时路况资料重叠时，重新计算规划该区域导航路径。
文档编号G01C21/26GK101187563SQ200610149368
公开日2008年5月28日 申请日期2006年11月17日 优先权日2006年11月17日
发明者李俊忠, 杨明文, 陈国荣 申请人:行毅科技股份有限公司