有效的位置参考方法

专利名称：有效的位置参考方法
技术领域：
本发明涉及一种有效的与地图无关的进行中位置参考方法(map agnostic on-the-flylocation referencing method)。更特定来说，所述方法体现于位置编码方法中，
所述位置编码方法尽管涉及例如由例如TeleAtlas B.V.及Navteq Inc.的公司制造及出售的 数字地图的数字地图作为一先决条件，但最终是与地图无关的，因为所使用的特定版本 或类型的数字地图对物理位置的所得编码描述并非根本上重要的。为清晰起见，如下文中所使用的术语“位置”应视作涵盖多种不同物理的、真 实世界特征，例如地球表面上的点位置、连续路径或路线，或所述连续路径或路线的邻 接链，或地球上存在的适航通路，或地球上能够由两个(在矩形、正方形或圆形区域的 状况下)或两个以上参数界定的区域或区。更简洁来说，位置是简单或复合的地理对 象。然而，本发明最适用于数字地图中所表示的穿过道路或其它适航通路的网络的路径 的有效、机器可读的表示。
背景技术：
地理编码为一种已知技术，通过所述技术，将针对物理位置的人类参考系统 (例如街道地址、国家和/或邮递区号)转换成相关联的地理坐标，例如，纬度及经度。 当前存在各种不同地理编码系统，且其至少在一定程度上依赖于地理信息系统(GIS)，其 中已将街道网络映射于地理坐标空间内。反向地理编码为逆过程。任一现代数字地图(或如其有时候被称作的数学图表)可被视作GIS，且以最简 单形式实际上为由多个表组成的数据库，所述表首先界定最一般表示道路相交处的节点 (其可被视作点或零维对象)，且其次界定表示所述相交处之间的道路的所述节点之间的 线路。在更详细的数字地图中，线路可经划分成由开始节点及结束节点所界定的若干片 段，其在零长度的片段或环状片段(在所述状况下，片段具有非零长度)的状况下可为相 同的，但更一般是分开的。当节点表示最少3条线路或片段相交所处的道路相交处时， 为了本申请案的目的，所述节点可被视作真实的或“有效的”，而“人工的”或“可避 免的”节点是作为用于在一或两个末端处未由真实节点界定的片段的锚定点(anchor)而 提供的节点。这些人工节点可用于数字地图中以尤其提供道路的特定段(stretch)的形状 fn息ο以此方式，节点、线路及片段可用作充分描述道路网络的手段，且数据库中的 每一元素进一步由各种属性界定，所述属性再次由数据库的表中的数据表示，例如，每 一节点将通常具有纬度及经度属性以界定其真实世界位置。道路网络的完整的“图表” 由数百万节点及片段描述以涵盖横跨一个或一个以上国家或其一部分的区域。尽管在实际上，所有现代数字地图均涉及节点及片段的结构化界定，但此实现 的实际方式在数字地图提供者之间变化巨大。举例来说，每一地图供应商(及有可能每 一地图版本)可针对每一地图元素(无论是节点还是片段)使用唯一ID。因此，甚至简单 地理编码及反向地理编码也仅在具有数据库的基本结构的一些知识的情况下为可能的，在所述数据库中体现必要数字地图。更简单来说，经设计以基于纬度及经度而从一个数 字地图数据库提取街道地址的查询将未必对另一数字地图数据库起作用，其适当时可能 需要针对讨论中的特定数字地图数据库的重新计算(re-casting)。对于由同一供应商所提 供的数字地图的不同版本情况可能也是如此。通常包括于数字地图数据库中的一个特定属性为交通消息频道(TMC)位置表参 考。TMC为一种用于将交通及行进信息递送到车辆用户及(更特定来说)递送到存在于 所述车辆内且包括某一形式的数字地图的导航系统(便携式或集成式)的技术。TMC消 息由事件码(其不需为交通特定的，尽管这些情形为最一般的)及位置码组成，位置码通 常由位置参考的有序列表组成，通过所述列表，交通事件的位置可在数字地图中得到确 定且由此在导航系统的屏幕上用图形表示。将参考有限位置表而确定的TMC位置参考指 派给数字地图中的若干预定义节点。位置表由对应于在数字地图中也可识别的类似数目 的物理或真实世界位置(通常为道路相交处)的216 (65536)个位置参考组成。尽管TMC消息为非常有效的(因为其长度可短到37个位且因此不明显影响广播 数据的可用带宽)，但仅一固定数目的位置参考为可用的，且因此通常仅可参考每一国家 中提供TMC的汽车高速公路及主要公路(或其上的相交处)。TMC位置参考存在各种 其它劣势。举例来说，TMC位置表-通常经由政府当局或国家政府来维护，-倾向于在传统上非常长的更新循环之间改变，

-在一些市场中不存在或仅市售。随着正变得有可能使用GSM及GPS探测数据来识别二级道路及城市道路上的交 通堵塞(例如，车辆用户日益拥有可用作探测器的移动电话或连接的卫星导航装置)，需 要更扩展的参考系统。克服TMC位置参考或地图特定参考的一些缺陷的一个尝试为动态位置参考计 划，其也被称作AGORA-C(处于根据ISO 17572-1、2及3的标准化的过程中)。尽管 AGORA-C位置参考方法的完整描述超出本申请案的范围，但所述方法的根本原理为， 位置参考可由一组位置点完全指定，由纬度及经度的坐标对指定及在一列表中排序，每 一点遵守各种规则，但最重要的是依据经参考的位置及所述列表中的先前点而为相继 的，即，连续的点形成下一点关系(next-point-relationship)。如同其它位置参考系统的情 况一样，每一点具备有助于更好地界定所述点的若干属性，但对于AGORA-C方法来说 特定的是将每一点识别为位置点、相交点、路线选择点或这些三种点的某一组合中的一 者。沿着道路区段标志改变的位置的每一点由相交点表示，因此，作为越过道路网络且 在无任何道路区段标志改变的情况下通过相交处的路径的位置不需通过相交点来参考。 举例来说，如果一位置包括汽车高速公路的一区段(其包括就所述位置来说不相关的接 合点)，则无需针对所述接合点包括相交点。AGORA-C编码方法中的较早步骤中的一者为确定沿着发生道路区段标志改变 的位置的第一相交点与最后相交点之间的所有介入的相交点。将所有这些点添加到最终 形成AGORA-C位置参考的一部分的点的表。在此表内，还将已再次根据特定规则识 别至少两个路线选择点。路线选择点为用以通过路线计算而重建位置(在解码操作中) 的点，且仅在具有路线选择点方位属性的道路片段比某一长度长的情况下提供。在根据AGORA-C标准的编码过程期间，做出关于是否需要中间路线选择点来计算从第一已 识别路线选择点到最后已识别的路线选择点的路线的确定。使用加权最短路径算法做出 此确定，如果确定需要额外路线选择点，则也将这些点添加到相交点的预先存在的表， 但仅在所述点不与先前识别的相交点一致的例子中。在所述点与先前识别的相交点一致 的状况下，需要简单属性改变以确保还将预先存在的相交点识别为路线选择点。尽管 在大多数状况下，可能不需要额外路线选择点，但应注意，加权最短路径算法在应用于 AGORA-C中时的效应将潜在地增大所需点的数目，这与减小最初指定位置所借助的预 先存在的相交点的数目相反。尽管此参考方法为全面的(因为有可能对地理信息系统内存在的任一位置准确 地及重复地编码及解码)，但相信所述系统为过度的且在特定方面中有可能为冗余的，且 更有效的编码系统为可能的。举例来说，尽管所述参考方法独立于任一预先编辑工作且 为独立于地图的，但平均AGORA-C消息大小显著高于每位置参考30字节，所述情形在 高度拥挤的发射频率及与所述发射频率相关联的日益受限带宽的现代环境中不受禁止的 情况下可能成为问题，尤其是关于可能希望将所述信息发射到的移动/无线装置。因此，本发明的目标为提供一种用于位置参考的有效及紧密的格式，其-比AGORA-C有效而无准确性的显著折衷，-不侵害广播数据的可用带宽，

-能够考虑用于产生参考的基本数字地图中的差异(或其各版本之间的差异)-可为对TMC位置参考系统的完全替代-能够对包括数字地图可用于的任一国家的城市道路及低等级道路的整个道路网 络寻址，以及_不需要周期性维护。

发明内容
一种对道路网络内的连续路径进行编码的方法，所述路径在数字地图内完全表 示且可表达为存在于所述数字地图中且经相继排序的线路和/或片段的路径列表，所述 方法包含以下步骤⑴在路线搜索列表中存储开始位置，所述开始位置为以下各者中的一者-首先出现在所述路径列表中的线路或片段，或在所述第一线路或片段的开始节 点为人工的情况下，出现在所述数字地图中的第一线路或片段，所述数字地图具有真实 开始节点且任选地经由其它人工节点而直接导向到所述第一线路或片段，-也出现在所述路径列表中的最近识别的偏差线路或片段，( )使用算法在所述数字地图内确定从所述开始位置的所述开始节点且包括所述 开始位置到所述路径列表中的最后线路或片段的结束节点的路径，(iii)针对同一性而将如此确定的最短路径与路径列表进行比较，且在不存在同 一性的情况下，识别至少一个偏差线路或片段，所述至少一个偏差线路或片段为路径列 表的一部分且具有表示所述数字地图中的相交处的开始节点但并非首先出现在所述路径 列表中的线路或片段，且如果所述偏差线路或片段不在出现在路径列表中的最后线路或 片段的结束节点处终止，则使用所述偏差线路或片段来重复步骤ω，以及
(iv)将路径列表中的最后线路或片段在尚未存储的情况下存储于所述路线搜索 列表中。优选地，用以确定开始位置与结束节点之间的路径的算法为最短路径算法，但 也可使用其它算法(只要所述算法为可逆的，因为可使用对应逆算法对如此确定的路径 进行解码)。优选地，所述方法包括执行最终序连、转换、换位及有效性操作中的一者或一 者以上，所述操作产生如下文中所描述的位置参考点的有效、有序的列表或其机器可读表不。在本发明的第二方面中，提供一种计算机程序元件，其包含用于使计算机执行 如上文中所陈述的方法的计算机程序代码构件。在又一方面中，提供体现于计算机可读 媒体上的所述计算机程序。优选地，在希望参考的连续路径的开始和/或结束与数字地图中的真实节点不 一致的状况下，预备有效性检查包括延伸连续路径的开始点及结束点，以使得所述开 始点及结束点确实与出现在数字地图中的真实节点一致；以及存储用于表示在连续路径 实际上开始或终止于的所述真实节点之前或之后的距离的偏移。进一步优选地，连续路径的编码通过将经成功编码的每一连续路径存储在数据 库中，且对于希望编码的每一后续连续路径查询所述数据库以确定所述后续连续路径或 其一部分是否先前已编码而得以进一步增强。另外，如果所述后续连续路径形成较大、 先前已编码的连续路径的一部分，则可在编码过程中通过使用所述数据库来实现进一步 的效率。此外，还可有可能将编码失败的连续路径存储在所述数据库中，且有可能在试 图对与所述连续路径相同或形成所述连续路径的一部分的后续连续路径进行编码之前停 止编码过程。在下文中及另外在附加到下文的权利要求书中描述本发明的其它特征。与用于建立位置参考的AGORA-C方法形成对比，本发明的方法实际上设法通 过简单的最短路径算法而减少出现在一位置中的位置参考点的必要数目。如上文中所提 及，AGORA-C方法使用加权最短路径以确定应在已全面的列表中将额外路线选择点插 入于何处。此外，此加权最短路径算法主要用以避免较低级别道路上可与较主干公路并 行延伸的短歧路。本发明实现在与非常特定情形相反的更通用基础上使用的较简单的算法可导致 简单得多且因此较快的(在编码时间方面)方法。所得位置参考在完全参考连续路径所需 的位置参考点的数目的方面更加有效。特定来说，尽管从本发明产生的位置参考是从片 段和/或线路的预先存在的完整列表导出，但所述位置参考与其具有非常少的相似度， 因为所述方法的输出将提供若干点的最小列表，如此参考的连续路径可随后在解码操作 中从所述最小列表经重建。举例来说，最初由数字映射道路网络中的许多相继节点、片段或线路表示的许 多公里的连续路径当然有可能可仅由两个位置参考点表示(如果越过由所述数字地图表 示的道路网络的所述路径的开始点与结束点之间的最短路径实际上在其整个长度上与所 述连续路径一致)。然而，本发明确实考虑位置参考点之间优选15km的极限的任意施 加。
本发明中做出的另一实现为通过最初以片段或线路的列表开始(这与最初通过位置、相交处和/或路线选择点的列表表示连续路径的AGORA-C方法相反)，可在所述 列表到位置参考点的演算还原期间实现有用效率。使用本发明的编码方法的实验已展示，对于道路网络内的多种不同位置或连续 路径，可一致地实现约18字节的典型可用业务馈送的平均消息大小。与AGORA-C位置 参考消息的30以上字节比较，这表示显著的减少。所述减少可不仅通过依据穿过网络的部分最短路径的求和或序连而参考位置， 且还作为形成位置参考的一部分的每一位置参考点所需的减少的属性数据的结果而实 现。这些减少将在由本发明所使用的物理及逻辑数据格式的随后描述中变得显而易见。现将通过参看附图的实例来描述本发明的特定实施例。


图1展示编码方法的综述示意性流程图，图2展示作为编码方法的一部分首先执行的有效性检查的示意性流程图，图3展示包括最短路径路线搜索功能的编码方法的反复部分的示意性流程图，图4更详细地展示最短路径路线搜索功能的示意性流程图，图5展示在确定期望编码的位置是否正由最短路径路线搜索正确地涵盖的过程 中所涉及的程序的示意性流程图，图6、图7及图8以图形方式说明在检查一位置正由图5中所说明的程序正确地 涵盖的过程中出现的不同可能性，图9、图10、图11及图12提供包括节点及片段的数字地图的示意性表示，且特 定来说，图9说明一实例网络，图10说明在所述网络内期望编码的位置路径，图11说明 包括所述位置的延伸路径的开始节点与结束节点之间的最短路径，且图12说明完全参考 所述位置所需的位置参考点，以及图13到图21提供可用于下文中所描述的逻辑数据格式的背景下的各种示意性说 明，且具体来说，图13展示位置参考点(LRP)的所需的相继连接，图14说明针对一个 LRP如何计算方位，图15展示方位可如何仅在正指向上变化，图16论证针对一 LRP可 如何确定“到下一点的距离”属性，且进一步论证所述属性与哪一 LRP相关，图17说明 偏移的使用，图18展示向LRP提供属性的方式，图19/图20说明在位置参考的确定期 间应避免的节点，且图21说明LRP的方位值如何落在一圆的32个离散扇区中的1扇区 内。
具体实施例方式依据片段提供本发明的以下描述，但应理解，所述方法可等同地应用于线路， 或应用于一起表示穿过道路网络的连续路径的线路与片段的组合。首先参看图1，且如先前所提及，有可能在数据库中存储先前已根据本发明成功 编码的全部位置参考，且因此，在图1中，在步骤10处，进行对所述数据库的检查以确 定期望编码的位置是否已经编码。如果已编码，则可在无任何进一步处理的情况下从数 据库检索先前经编码位置。
如果所述位置不存在于数据库中，则对所述位置及其组成片段执行有效性检查 14以确定所述位置是否满足在下文中所描述的特定准则，且假设所述位置为有效的，则 在步骤16处创建位置参考。如果有效性检查或所述特定位置的位置参考的创建失败，则 所述失败也可存储于所述数据库中，如步骤18中所指示。作为所述过程中的最终步骤，在步骤20中针对有效性对在16处所创建的位置参 考进行进一步检查。步骤22为说明性的，因为其表明从一个表示到另一表示的转换。 最终，转换过程(其可包括一个或一个以上中间格式)产生如以物理数据格式(例如在下 文中所描述的格式)规定的可无线发射且机器可读的二进制表示。此格式可采取另一形 式，例如XML或可用于在编码器与解码器之间传送信息的事实上任何其它标记或机器可 读表示，且不应认为本发明限于所描述的特定格式。此后，所述位置的完整、准确及正 确表示可存储于所述数据库中，如步骤24中所指示。参看图2，进一步描述图1中的14处所说明的“Check_L ocation”有效性检查
过程。需要在进一步处理之前针对有效性对未存储于先前经编码位置的数据库中的所有 位置进行检查。作为第一步骤，在30处，执行连接性检查。连接性的检查确保引入位 置未分裂成未连接的两个或两个以上不同段。每一连接的段需要分开处置，且表示一个 自身原本即可被编码的位置。如果所述位置仅由一个连接的段组成，则通过此检查。在步骤32处，执行功能道路级别检查。此检查确保形成初始位置的一部分的所 有片段满足如基本数字地图中所界定的最小功能道路级别。功能道路级别(FRC)为地图 数据中的线路或片段的共同属性且指示特定类型的道路的相对重要性。已做出仅包括从 0到7的功能道路级别的任意决策，因为此情形有效地排除任何不适航道路，或在上面将 最不可能发生交通事件的极低分类的道路。在一个实施例中，编码器可经启用以检查位置是否受转弯限制(turn restriction) 影响。如果启用，则在沿着路存在转弯限制的情况下将逐步调查所述位置，如34处所指 示。片段之间的每一转弯需为有效的。如果无效，则将在39处抛出异常且将不对所述 位置编码。此处需提及，不需要启用转弯限制检查，且所述方法将继续针对绝大多数位 置成功地对位置加以编码。然而，如所描述启用转弯限制检查仅充当确保成功编码的额 外手段。作为位置的有效性检查的最终步骤，做出关于所述位置中的第一片段的开始节 点及所述位置中的最后片段的结束节点是否为真实节点(如与为人工节点或可避免节点 相反)的确定。进一步解释，大多数例子中的片段倾向于为人工构造且由地图供应商任 意界定。然而，关于描述真实世界道路区段上的交通事件(其中交通事件在沿着特定道 路区段的某一任意点处开始)，其确实比线路提供大得多的分辨率。在汽车高速公路或主 要公路的背景下，交通事件可发生在位于相当大距离远(例如，15km或15km以上)的两 个相交处(由真实节点表示)之间的某一点处，且因此，存在交通状况的确切点较之接近 于真实节点更可能接近于人工节点。然而，解码器地图中具有所述人工节点的概率非常 小，因此应避免这些人工节点。这是通过将位置在其开始及结束处以唯一方式延伸到出 现在基本数字地图中的真实节点而完成，且将偏移距离值作为属性提供到所述节点，以 使得可正确地参考交通(或其它)事件的确切位置，即，待编码的位置的正确开始。因 此，可通过使用完全涵盖所述位置的路径及偏移来精确地描述所述位置。具有涵盖所述位置的较长路径还允许重新使用位置参考路径及仅更新偏移(其将节省带宽及时间)的可 能性。 因此，如果开始节点并非人工的，则将不存在延伸。否则，在步骤36处选择针 对具有人工开始节点的第一片段的引入片段作为新开始片段。如果新开始片段的开始节 点也是人工的或可避免的，则重复程序直到识别到合适开始节点为止。第二步骤38试图延伸位置的结束。这以与对于开始片段的情况几乎相同的方式 进行，不同之处在于，评估最后片段的结束节点，且对引出的道路片段进行搜索。如果 在这些两个步骤中的任一者中，人工节点无法延伸且发现真实节点，则有可能使用人工 节点来继续所述方法，希望其可在解码侧得到匹配。因此，所述方法仍为有效的，但置 信水平较低。参看图3，提供图1中的Create_LocationReference步骤16的描述。在上文中所
描述的有效性处理之后，提供片段的有效序列，且希望将此转换成作为以逻辑数据格式 界定的对象树的位置参考，如在下文中所描述。在根据本发明产生位置参考中的第一步骤40是识别应开始路线搜索的第一片 段。此后，在步骤42处使用第一片段或者中间或偏差片段来执行路线搜索。路线搜 索为位置的第一(或中间)片段与最后片段之间的最短路径路线计算。参看图4更详细 地描述路线搜索的细节。路线搜索计算开始片段与目的地片段之间的最短路径。以迭代方式完成此计 算，且在步骤50处的初始化之后，包括步骤52、54、56、58的主循环将计算最短路径。 将在步骤56处针对每一迭代检查最短路线路径(在下文中参看图5更详细地描述)以确 认位置是否仍为所计算的最短路径树的一部分。如果位置不再由最短路径树涵盖，则路 线计算停止且在步骤60处返回部分路线(所述位置的至此被涵盖的部分)及一片段，所 述片段将用作中间位置参考点以使路线搜索唯一，且能够在此后继续。此中间片段在图3 中的步骤44处经识别且作为新开始片段被返回到路线搜索算法，一个或一个以上其它路 线搜索将从所述新开始片段进行。理想地，路线搜索将集中于所述位置的未如上文中所描述延伸的部分，因为所 述位置的延伸部分将不对路线计算具有任何影响，这是因为不可能存在从此路径的偏 差。可在稍后步骤中将延伸部添加到位置参考。在步骤50处，使路线搜索初始化且复位所有数据结构。在步骤52及决策点53 处，进行关于路线搜索必须继续还是可停止的检查。搜索可在以下情况下停止-发现开始片段与目的地片段之间的最短路径，在所述状况下，可产生最短路径 路线，如62处所指示，_无更多片段需处理，此意谓着开始片段与目的地片段之间不存在路线，如64 处所指示，或-在识别出中间片段的情况下。在所有实践状况下，路线应始终存在，因为路径自身为有效的且形成所述路 线，但对于每一路线搜索算法，此检查为强制的。在搜索未完成的状况下，在步骤54 处，Get_NeXt_Line程序从通常所谓的“开放式列表”取出最佳线路，所述“开放式列表”为形成两个相关节点之间的最短路径的一部分的所有那些线路的列表。由于最短 路径算法的结果，到一线路的最短路径是通过形成位置的一部分的线路从存在于开放式 列表中的如在步骤54处所检索的一线路的背离来敲定。因此，参看图5更详细地概述 “Check_Location_Coverage“步骤56，但简要来说，此步骤检查此条件是否在路线计算 期间得以实现。在路线计算期间的检查意谓着如果每一固定片段(如果最终已确定到一 片段的最短路径，则所述片段为固定的)也形成位置的一部分，则将调查所述每一固定 片段。如果当前处于考虑中的片段形成期望参考的位置的一部分，则进行检查以确认所 述位置的开始部分完全包括于当前最短路径树中。这意谓着到最后位置片段的经计算的 最短路径需为位置自身。如果遭遇任何偏差，则路线计算停止且部分路线在步骤60处产 生且被返回到图3中所说明的路线搜索过程。在此图的步骤44中，在基本数字地图中识 别出中间片段，且将此中间片段用作开始点来重新开始路线搜索。视出现在最短路径计算中的偏差的本质而定，存在用于正确地识别及参考中间 片段的各种不同可能性，且这些可能性皆参看图5、图6、图7及图8得到描述。为检查迄今为止确定的最短路径的一致性，在路线搜索期间于位置上所发现的 最后片段存储于路线搜索列表中(在图5中的70处指示)，以使得可容易地确定接下来应 为哪一片段，因为仅可考虑与最后所存储片段邻接或至少分别具有一致的结束节点及开 始节点的后续片段。对于位置参考长度的节约来说根本的是，最短路径路线搜索有效地 从参考消除落在最短路径上的所述片段，即，所述片段无需形成参考的一部分。因此， 在决策点72、74处，进行以下检查形成最短路径路线列表的一部分的最近片段存在或 与正经编码的位置一致，且就最短路径来说依据理想地用于最短路径列表中以参考以下 内容的指针而经正确地参考-最短路径上的下一期望片段，以及 -所述最短路径上的先前片段。如果这些指针皆参考也处于位置路径上的片段，则认为位置由最短路径精确地 涵盖，且路线搜索可继续。然而，当然，将不可避免地发现较短偏差，且所有可能的偏差类型由图5的流 程图的各种分支及图6、图7及图8的简单线路图所涵盖。最简单来说，如果当前正分析 位置路径上的一片段但就最短路线列表来说，此片段与下一期望片段不一致，则发现偏 差。如果最短路线列表的下一期望片段与位置路径列表中的下一片段一致，但最短路径 列表中的此片段的前趋指针并不指向所述位置，则也发现偏差。这意谓前趋指针需等于 在位置上所发现的最后片段。在所述两种状况下，均有必要识别适当中间物。随后步骤 确定此中间物，且在特殊状况下，有必要添加两个中间物。发现适当中间物的主要焦点 为我们使用具有作为相交处的一部分的开始节点的片段。首先参看图5及图6，在所有状况下均有必要找到偏差的开始，此在76处得到 指示。图6说明最简单状况，其中偏差在作为最短路线列表的一部分而存储且还形成原 始位置路径列表的一部分的最后片段之前开始。待描述的总位置路径由片段A、B、C、 D、E、F及G表示。迄今为止经确实确定且与位置一致的最短路径由所述图中粗体化的 片段A及D表示。随着最短路径搜索进行，特定来说在开始片段A与片段E的结束节 点之间，发现较短的偏差H。在所述状况下(其将为最一般状况)，理想地，需要找到出现在位置上且具有偏差开始于的开始节点的片段。在此状况下，需要包括片段C作为适当中间物，因为这确保在解码过程中所进行的任一最短路径算法中遵循所述位置。此搜 索贯穿满足此准则的片段的位置路径列表而有效地递归，且此在图5中的78、79处经参 考。尽管依据图6中所展示的简单路径是不可能的，但有可能未发现所述片段。在此状 况下，最后存储于最短路线列表中的片段可用作中间物，如80处所说明，因为将最后存 储片段用作开始的最短路径函数将永不识别在其之前起源的任何偏差。在一替代实施例中，偏差在存储于路线搜索列表中的最后片段E(如图7中所粗 体化)的结束之后起源。在此状况下，从A到E的最短路径为已知的，且仅已存储A与 E之间的片段。片段A与片段F的结束节点之间的最短路径可实际上仅由A及I参考，I 为从包括F的位置路径的偏差且在最后存储的片段E的结束之后出现。在此状况下，如 果片段F的前趋指针实际上向回指向位置上的一片段(在此状况下为E)，则中间物可从 所述片段F创建，如图5中的82处所指示。在84处指示此检查。在图8中的异常状况下(其中在作为最短路线搜索的一部分而存储的最后片段 之后出现的偏差的前趋指针实际上向回参考未形成位置的一部分的片段，如在片段K向 回参考片段J的状况下)，则作为第一步骤，创建第一中间片段E (如在先前所论述的82 中)，且还存储第二中间片段D，因为这是出现在位置路径上且以较短路径片段J源自的 相交处开始的最后片段。这些步骤大体在图5中的86、88处经指示，且为必要的，因为 所存储的位置参考必须最终避免片段J及片段K两者。最后返回参看图3，一旦整个位置路径列表的处理完成，则所识别的所有部分最 短路径在步骤46处组合。如果初始路线计算确定一中间片段，则位置的涵盖范围可由若 干已计算的部分路线组成。此中间片段充当位置参考中的额外信息以便指导针对位置的 完整涵盖范围的路线搜索。如果路线搜索到达位置的结束，则所有已计算的部分路线将 经组合以形成完全涵盖所述位置的路径。在一个实施例中，此步骤也可在位置的开始及 结束处添加扩展，如图2中所说明的步骤36、38中所计算。将调整第一及最后位置参考 点，且计算描述原始位置的相对位置的新偏移。为提供对使用本发明对位置进行编码所采取的方式的较佳理解，参看图9、图 10、图11及图12提供另一特定实例。编码器地图展示于图9中且由15个节点及23条线路组成(对双向线路计数两 次)。将节点编号为1到15。在每一线路旁使用格式<FRC>、<FOW>、<米长度 >来 展示必要的线路属性。FRC为“功能道路级别”的缩写，且FOW为“路的形式”的缩 写，两者在下文中得到更详细描述。箭头指示每一线路的可能的驾驶方向。在图10中使用粗体线路来展示待编码的位置。位置在节点③处开始，且经由节 点⑤、⑦、⑩、@、⑩、@继续，且在节点 处结束。其在编码器地图中的总长度为 685米。待在编码期间使用的线路的有序列表及地图用作编码器的输入。编码在编码过程的第一步骤中，将首先针对有效性检查位置。由于所述位置为连接 的及可驾驶的，且沿着所述位置的所有功能道路级别处于0与7之间，因此此位置为有效 的。地图数据中未包括转弯限制，且因此编码器可忽略此检查。编码器第二步骤为根据特定预定数据格式规则来检查所述位置的开始节点及结束节点是否为真实节点。结束节点 仅具有一个引入线路且因此为有效的。开始节点③ 也具有两条进入线路，但此处，其为一个引出线路及一个引入线路。因此，此节点并非 有效的，且编码器搜索所述 位置外部的真实节点。编码器将发现节点①为真实节点且其 也唯一地扩展所述位置。将节点①选择为位置参考的新的开始节点，且将存在150米的 正偏移。位置参考路径的总长度为835米。编码器的第三步骤为着手计算所述位置的开始线路(在此状况下为节点①与③ 之间的线路；然而，在一般使用中，可在无延伸部的情况下计算最短路径)与结束线路 (节点⑩与 之间的线路)之间的最短路径。在图11中使用粗体线路来描绘所得最短路 径的轮廓。最短路径具有725米的长度。编码过程的下一(第四)步骤现将检查所述位置是否由所计算的最短路径涵盖。 将确定此并非实情且在节点⑩之后存在偏差。根据在上文中所概述的原理，编码器将确定从节点⑩到 的线路变成新的中间 位置参考点。节点⑩为真实节点，因为在路线搜索期间无法跨过所述节点⑩，且到此线 路的最短路径完全涵盖所述位置的对应部分。在此第一最短路径计算之后被涵盖的位置 的长度为561米。下一编码步骤为路线计算作准备以便确定所述位置的剩余部分(从节点⑩经由 @、@及@到 )的最短路径。最短路径计算将因此在从⑩到 的线路处开始且在从@ 到 的线路处结束。编码器返回到上文中的步骤3且将确定⑩与( 之间的最短路径(长度274 米)，且上文中的步骤4将返回所述位置现由所计算的最短路径完全涵盖。作为下一步骤，位置参考路径将由两条最短路径构成，且现将形成位置参考点 的有序列表。图12展示针对位置参考点而选择的呈粗体的线路。第一位置参考点指向 从节点①到③的线路，且指示位置参考路径的开始，第二位置参考点指向从节点⑩到 的线路，且此线路对于避免从所述位置的偏差来说是必要的。最后位置参考点指向从节 点 到 的线路且指示位置参考路径的结束。倒数第二步骤为检查位置参考的有效性。由于两个后续位置参考点之间的全部 长度小于最大距离，因此证实位置参考为有效的。最终步骤为LRP的有序列表到二进制位置参考的转换，且如申请者所规定的逻 辑数据格式及物理数据格式两者的随后描述将有助于理解如何实现此转换。应强调，提 供特定格式的细节的随后描述仅作为实例提供，且所属领域的技术人员应了解其它格式 为可能的。逻辑数据格式及物理数据格式的规范下表解释在此文档中及位置参考的背景下使用的常见术语及缩写\
AF_属性旗标-指示位置参考的二进制表示包括属性信息的旗标_
a7F区域旗标-指示位置参考描述一区域的旗标
BEAR方位-到网络中的一点的方向与参考方向(此处真北)之间的角度
COORD坐标-表示二维网络中的位置的两个值(经度及纬度)的对
DNP到下一点的距离-到下一位置参考点的米长度(沿着这两个LRP之间的位置
_参考路径所测量)_
FOW路的形式-线路釆取的物理形式的特定方面。其是基于若干特定物理及交通性
_ ^O_
FRC功能道路级别-基于线路在整个道路网络的连接性中所执行的角色的重要性
_的分级。_
W"度-用于南北测量的地理坐标 LFRCNP ilj下一点的最低功能道路级别 ^n昼度-用于东西测量的地理坐标
LRP位置参考点-保持启用独立于地图的位置参考的相关信息的位置点；通常为描
述地图中的对象的信息的集合；由关于地图中的线路的坐标及额外信息组 __
NOFF负偏移-沿着位置参考路径在位置的真实结束与位置参考路径的结束之间的
_以米计的距离_
NOffF负偏移旗标-指示负偏移包括于位置参考中的旗标—
POFF正偏移-沿着位置参考路径在位置参考路径的开始与位置的真实幵始之间的
_以米计的距离_
TOffF^E偏移旗标-指示负偏移包括于位置参考中的旗标—
RFU经保留以供未来使用-尚不具有用途的二进制流中的一位
VERI版本-版本信息.表Al:常见缩写的解释1.数据格式位置参考为对数字地图的指定部分或地理位置的序列的描述。针对此描述，我 们使用位置参考点(LRP，参看1丄1)的模型。线路位置的位置参考含有至少两个LRP，但并未界定LRP的最大数目。位置参 考路径为数字地图中由LRP描述的路径，且可由每一相继LRP对之间的最短路径计算发 现。1.1逻辑数据格式规范逻辑数据格式描述根据MapLoc 标准的位置参考的逻辑模型。1.1丄位置参考点(LRP)位置参考的基础为位置参考点(LRP)的序列。所述LRP含有以WGS84经度及 纬度值指定的坐标对及另外若干属性。坐标对(参看1.1.3.1)表示地图/网络内的地理位置且对于LRP为强制的。坐 标对属于网络内的“真实”节点。属性(参看章节1.1.3.2到1丄3.6)描述网络内的线路的值，在所述网络处，所述 线路进入到由坐标对所描述的节点。在此背景下，未界定属性是否参考涉及所述节点的 引入或引出线路。将在章节1.2中指定此内容。1.1.2.LRP的拓扑连接
参看图13，位置参考点应以连续LRP的拓扑次序或“下一点”关系存储。此 次序中的最后点在此关系中将不具有下一点。图13展示此关系的实例。LRP由Al、Bl及Cl指示，且黑色线路及箭头指示 所述点在位置参考路径中从Al到Cl的次序。在此实例中，LRPAl将具有Bl作为下一 点，Bl将具有Cl作为下一点，且Cl将不具有下一点。1.1.3.LRP 的分量(component)此章节描述位置参考点的分量。1.1.3.1 坐标对坐标对代表WGS84经度(Ion)及纬度(Iat)值的对。此坐标对指定数字地图中 的地理点。以十微度(decamicrodegree)的分辨率(10_5，或小数点后五位)存储Ion及Iat值。MM COORD类型(浮点型，浮点型)1.1.3.2功能道路级别功能道路级别(FRC)为基于道路的重要性的道路分级。在表A2中展示FRC属 性的可能值。如果界定比这8个位置参考值多的FRC值，则需要进行适当映射或需要忽 略较不重要的级别。
\
FRC 0 -主要道路 FRC 1 -第一级别道路 FRC 2 -第二级别道路FRC 3 -第三级别道路 FRC 4-第四级别道路 FRC 5 -第五级别道路 FRC 6 -第六级别道路
FRC 7 -其它级别道路.表A2 逻辑格式功能道路级别MM FRC类型整数1.1.3.3 路的形式路的形式(FOW)描述物理道路类型。在表A3中展示FOW属性的可能值。
权利要求
1.一种对道路网络内的连续路径进行编码的方法，所述路径在数字地图内完全表示 且可表达为存在于所述数字地图中且经相继排序的线路和/或片段的路径列表，所述方 法包含以下步骤ω在路线搜索列表中存储开始位置，所述开始位置为以下各者中的一者首先出现在所述路径列表中的线路或片段，或在所述第一线路或片段的开始节点为 人工的情况下，出现在所述数字地图中的第一线路或片段，所述数字地图具有真实开始 节点且任选地经由其它人工节点而直接导向到所述第一线路或片段，也出现在所述路径 列表中的最近识别的偏差线路或片段，( )在所述数字地图内确定从所述开始位置的所述开始节点且包括所述开始位置到所 述路径列表中的最后线路或片段的结束节点的路径，所述路径是根据算法而确定，( )针对同一性而将如此确定的最短路径与所述路径列表进行比较，且在不存在 同一性的情况下，识别至少一个偏差线路或片段，所述至少一个偏差线路或片段为所述 路径列表的一部分且具有表示所述数字地图中的一相交处的开始节点但并非首先出现在 所述路径列表中的线路或片段，且如果所述偏差线路或片段不在出现在所述路径列表中 的所述最后线路或片段的所述结束节点处终止，则使用所述偏差线路或片段来重复步骤 ω，以及(iv)将所述路径列表中的所述最后线路或片段在尚未存储的情况下存储于所述路线 搜索列表中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于确定所述路径的所述算法为最短路径算法。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(iii)中，如果所述偏差线路或片段在出现 在所述路径列表中的所述最后线路或片段的所述结束节点处终止，且所述最短路径中的 所述最后线路或片段的前趋者与出现在所述路径列表中的倒数第二线路或片段不一致， 则第二偏差线路或片段经异常地识别为从出现在所述路径列表中的与一相交处一致的最 后节点发出的所述线路或片段。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其包括将所述所得路线搜索列表转换成以二 进制或例如XML等标记语言表示的机器可读格式的步骤。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其包括以下其它步骤中的至少一者序连、 转换、换位及有效性检查，所述步骤产生位置参考点的有效、有序的列表或其机器可读 表不。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述方法包括预备步骤，所述预备步骤 针对有效性分析所述路径列表中的表示所述连续路径的每一项目，且在所述路径列表在 相关方面并非有效的情况下，提出异常。
7.根据权利要求5或权利要求6所述的方法，其中所述有效性检查包括用于确认所述 路径列表中的所述第一提及线路或片段的所述开始节点及所述路径列表中的所述最后提 及线路或片段的所述结束节点中的任一者或两者是否与所述数字地图中的真实节点一致 的检查，且在不存在所述一致性的情况下，预备有效性检查包括识别合适的真实节点及 通过将额外线路或片段包括在所述路径列表中而相应地延伸所述连续路径，及存储表示 所述真实节点与所述人工节点之间的距离的偏移。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其进一步包括对连续位置参考点之间的最大距离施加限制的步骤。
9.根据权利要求8所述的方法，其中如此施加的所述最大距离为15km。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，其包括另一步骤，在编码器中，所述步骤确 定转弯限制检查选项是否启用，且在如此启用的情况下针对转弯限制评估希望编码的位 置，所述转弯限制在所述数字地图中经识别且可能侵害或损害所述位置或使其不可能通 航，且如果识别到所述转弯限制，则返回错误。
11.一种计算机程序元件，其包含用于使计算机执行根据权利要求1到10中任一权利 要求所述的方法的计算机程序代码构件。
12.根据权利要求11所述的计算机程序，其体现于计算机可读媒体上。
13.一种用于对连续路径位置进行编码的系统，其包含根据方法权利要求1到10中任 一权利要求所描述而操作的编码器，用于存储经预编码的位置及对所述位置编码的先前 尝试的结果的数据库，特征在于所述系统在接收到待编码的位置后，首先查询所述数据 库以确认所述位置或所述位置的一部分是否形成先前已存储于所述数据库内的位置的一 部分或是与先前已存储于所述数据库内的位置相同，所述系统在已实现编码的状况下返 回所述先前编码的位置或所述先前编码的位置的一部分，或者替代地将所述连续路径位 置传递到所述编码器，所述编码器的输出无论如何均与所述连续路径位置一起存储于所 述数据库中。
全文摘要
本发明描述一种对道路网络内的连续路径进行编码的有效方法。理想地，待编码的所述路径能够在数字地图内完全表示且可表达为存在于所述数字地图中且经相继排序的线路和/或片段的路径列表。所述方法包含以下步骤(i)在路线搜索列表中存储开始位置，所述开始位置为以下各者中的一者(a)首先出现在所述路径列表中的线路或片段，或在所述第一线路或片段的开始节点为人工的情况下，出现在所述数字地图中的第一线路或片段，所述数字地图具有真实开始节点且任选地经由其它人工节点而直接导向到所述第一线路或片段，或(b)也出现在所述路径列表中的最近识别的偏差线路或片段；(ii)在所述数字地图内确定从所述开始位置的所述开始节点且包括所述开始位置到所述路径列表中的最后线路或片段的一结束节点的路径，所述路径是根据算法而确定，(iii)针对同一性而将如此确定的最短路径与所述路径列表进行比较，且在不存在同一性的情况下，识别至少一个偏差线路或片段，所述至少一个偏差线路或片段为所述路径列表的一部分且具有表示所述数字地图中的一相交处的开始节点但并非首先出现在所述路径列表中的线路或片段，且如果所述偏差线路或片段不在出现在所述路径列表中的所述最后线路或片段的所述结束节点处终止，则使用所述偏差线路或片段来重复步骤(i)，以及(iv)将所述路径列表中的所述最后线路或片段在尚未存储的情况下存储于所述路线搜索列表中。最优选地，所使用的所述算法为最短路径算法。
文档编号G01C21/00GK102027520SQ200980116827
公开日2011年4月20日 申请日期2009年6月29日 优先权日2008年6月30日
发明者拉尔夫-彼得·舍费尔, 拉尔斯·佩措尔德, 斯文·巴泽劳 申请人:通腾科技股份有限公司