导航装置和方法

专利名称：导航装置和方法
技术领域：
本发明涉及导航装置、系统及用于提供导航信息的方法。本发明的说明性实施 例涉及便携式导航装置(所谓的PND)，尤其是包括全球定位系统(GPS)信号接收及处理 功能性的PND。其它实施例更一般来说涉及经配置以执行导航软件以便提供路线规划功 能性且优选地还提供导航功能性的任何类型的处理装置。
背景技术：
包括GPS (全球定位系统)信号接收及处理功能性的便携式导航装置(PND)是 众所周知的，且广泛地用作车内或其它交通工具导航系统。一般来说，现代PND包含处理器、存储器(易失性存储器及非易失性存储器中 的至少一者，且通常所述两者)以及存储于所述存储器内的地图数据。处理器与存储器 协作以提供执行环境，在所述执行环境中可建立软件操作系统，且另外，常常提供一个 或一个以上额外软件程序以使得能够控制PND的功能性且提供各种其它功能。通常，这些装置进一步包含一个或一个以上输入接口，其允许用户与所述装 置交互并控制所述装置；以及一个或一个以上输出接口，借助于所述输出接口可将信息 中继给用户。输出接口的说明性实例包括视觉显示器及用于声频输出的扬声器。输入 接口的说明性实例包括一个或一个以上物理按钮，其用以控制所述装置的开/关操作或 其它特征(如果所述装置经内建于交通工具内，则所述按钮没有必要位于所述装置自身 上，而是可位于方向盘上)；以及麦克风，其用于检测用户话语。在特别优选的布置 中，可将输出接口显示器配置为触敏式显示器(借助于触敏式覆盖物或以其它方式)以额 外地提供输入接口，用户可借助于所述输入接口而通过触摸来操作所述装置。这种类型的装置还将通常包括一个或一个以上物理连接器接口，借助于所述 物理连接器接口可将电力及(任选地)数据信号发射到所述装置以及从所述装置接收电力 及(任选地)数据信号；以及(任选地)一个或一个以上无线发射器/接收器，其用以 允许经由蜂窝式电信以及其它信号及数据网络(例如，Wi-Fi、Wi-Max GSM等)进行通
fn °这种类型的PND装置还包括GPS天线，借助于所述GPS天线可接收卫星广播信 号(包括位置数据)且随后对其进行处理以确定所述装置的当前位置。PND装置还可包括电子陀螺仪及加速表，其产生的信号可经处理以确定当前角 加速度及线加速度，并且又，且结合从GPS信号导出的位置信息，确定装置及(因此)其 中安装所述装置的交通工具的速度及相对位移。通常，所述特征最常见地提供于交通工 具内导航系统中，但还可提供于PND装置中(如果此举是有利的话)。所述PND的效用主要表现在其确定第一位置(通常，出发或当前位置)与第二 位置(通常，目的地)之间的路线的能力。这些位置可由装置的用户通过各种各样不同方 法中的任一者来输入，例如通过邮政编码、街道名及门牌号、先前存储的“众所周知” 目的地(例如著名位置、城市位置(例如体育场或游泳池)或其它关注点)以及喜爱的或最近去过的目的地。 通常，通过用于根据地图数据来计算出发地址位置与目的地地址位置之间的 “最佳”或“最优”路线的软件来启用所述PND。 “最佳”或“最优”路线是基于预
定标准来确定的且没有必要是最快或最短路线。对引导驾驶员所沿着的路线的选择可能 是非常复杂的，且所选择的路线可考虑到现有的、预测的以及动态及/或无线地接收到 的交通及道路信息、关于道路速度的历史信息以及驾驶员对于确定道路选项的因素的自 身偏好(举例来说，驾驶员可指定路线不应包括高速公路或收费道路)。此外，所述装置可持续监视道路及交通条件，且由于改变的条件而提供或选择 改变剩余行程将经由其进行的路线。基于各种技术(例如，移动电话数据交换、固定相 机、GPS车队跟踪)的实时交通监视系统正用来识别交通延迟及将信息馈送到通知系统 中。这种类型的PND通常可安装在交通工具的仪表板或挡风玻璃上，但还可形成为 交通工具无线电的机载计算机的一部分或实际上形成为交通工具本身的控制系统的一部 分。导航装置还可为手持式系统(例如PDA(便携式数字助理)、媒体播放器、移动电话 等)的一部分，且在这些情况下，手持式系统的常规功能性借助于将软件安装于装置上 而得以延伸以便执行路线计算及沿着计算出的路线导航两者。路线规划及导航功能性还可由运行适当软件的桌上型或移动计算资源来提供。 举例来说，皇家汽车俱乐部(RAC)在http://www.rac.co.uk提供在线路线规划和导航设 施，所述设施允许用户输入起点和目的地，于是，用户的PC所连接到的服务器计算路线 (其方面可为用户指定的)、产生地图，且产生一组详尽的导航指令用于将用户从所选起 点指引到所选目的地。所述设施还提供计算出的路线的伪三维再现和路线预览功能性， 所述路线预览功能性模拟用户沿着所述路线行进，且借此给用户提供计算出的路线的预 览。在PND的上下文中，一旦已计算出了路线，用户便与导航装置交互以任选地从 所建议路线的列表中选择所需的计算出的路线。任选地，用户可干涉或引导路线选择过 程，例如通过指定对于特定行程应避免或必须遵循某些路线、道路、位置或标准。PND 的路线计算方面形成一个主要功能，且沿着此路线导航为另一主要功能。在沿着计算出的路线导航期间，所述PND通常提供视觉及/或声频指令以沿着 所选择的路线将用户引导到那条路线的终点，即所需的目的地。PND还通常在导航期间 在屏幕上显示地图信息，所述信息在屏幕上经定期更新，使得所显示的地图信息表示装 置的当前位置且因此表示用户或用户交通工具的当前位置(如果装置正用于交通工具内 导航的话)。在屏幕上显示的图标通常指示当前装置位置且居中，其中还显示当前装置位置 附近的当前及周围道路的地图信息以及其它地图特征。另外，可任选地在位于所显示地 图信息上方、下方或一侧的状态栏中显示导航信息，导航信息的实例包括到用户需要采 取的与当前道路的下一偏离的距离，其中所述偏离的性质可能由暗示特定偏离类型(例 如，左转弯或右转弯)的进一步图标来表示。导航功能还确定声频指令的内容、持续时 间及定时，可借助于所述声频指令来沿着路线引导用户。如可了解的，例如“100m后左 转”等简单指令需要大量处理及分析。如先前提及的，用户与装置的交互可通过触摸屏或者另外地或替代地通过操纵杆安装式遥控器、通过语音激活或通过任何其它适合方法来进行。所述装置所提供的另一重要功能是在以下事件中进行自动路线重新计算用户 在导航期间偏离先前计算出的路线(意外地或故意地)；实时交通条件指示替代路线将更 有利且所述装置适宜地经启用以自动辨识所述条件，或者如果用户出于任何原因而主动 地致使装置执行路线重新计算。还已知允许按用户定义的标准来计算路线；举例来说，用户可能更喜欢由装置 计算风景路线，或者可能希望避开可能发生、预计会发生或当前正发生交通拥挤的任何 道路。装置软件将接着计算各种路线且更青睐于沿着其路线包括最高数目个经标记为 (例如)具有优美风景的关注点(称为POI)的路线，或者通过使用指示特定道路上的正 在发生的交通条件的所存储信息，按照可能拥挤或由于拥挤而引起的延迟的等级来将计 算出的路线进行排序。其它基于POI及基于交通信息的路线计算以及导航标准也是可能 的。虽然路线计算及导航功能对于PND的总体效用来说是基本的，但有可能将装置 纯粹用于信息显示或“自由驾驶”，在“自由驾驶”中仅显示与当前装置位置相关的地 图信息，且在“自由驾驶”中尚未计算出任何路线且装置当前不执行导航。此操作模式 通常适用于当用户已经知道需要沿其行进的路线且不需要导航辅助时。上述类型的装置(例如，由汤姆汤姆国际私人有限公司(TomTomIntemational B.V.)制造并供应的型号720T)提供用于使得用户能够从一个位置导航到另一位置的可靠 方式。关于临时发生的道路网络的改变会出现问题。举例来说，由于例如体育或文化 活动(cultural event)的活动，或由于在道路旁或在道路邻近处进行的工作，发生道路网络 的改变，例如道路的封闭。然而，在上面提供路线规划、导航和指引的地图数据中并未 反映此类改变。这可导致沿着封闭或繁忙的道路引导导航装置的用户。本发明的目标为解决此问题，明确地说，试图允许在路线确定、导航和指引中 考量道路网络的临时改变。

发明内容
为了此目标，本发明的一目前优选实施例提供一种导航装置，其包含处理 器和含有地图数据的存储装置，其中所述地图数据包含时变特征(temporally-variable feature)，且所述处理器经布置以在路线规划过程中根据时间信息确定所述时变特征的状态。所述地图数据的所述时变特征可为具有时变属性的地图特征或具有时变有效性 的地图特征。优选地，所述时变属性具有对于所述地图数据中所定义的至少两个时间或 时间周期不同的值，或所述时变有效性指示在所述地图数据中所定义的一个或一个以上 时间周期内可在路线规划过程中考量地图特征形式。所述时变属性可为与一道路段相关联的速度或加权信息，其用以在路线规划过 程中确定所述道路段的成本。所述时变有效性可指示在其期间地图特征可用于在路线规 划过程中考量的一个或一个以上时间周期。
与所述时变特征相关联的信息可指示在其期间所述特征为时变的时间周期。所 述时间周期可由开始时间、持续时间和/或结束时间指示，或作为时间的函数予以指
7J\ ο所述地图数据可包含包括地图特征信息的第一地图数据，以及包含所述时变 特征的第二地图数据。所述第一地图数据可能并非时变的。所述第二地图数据可能已从 外部源接收且在所述第一地图数据之后存储于所述存储装置中。 所述导航装置可包含时间测绘模块，其经布置以根据所述时间信息确定所述时 变特征的状态。所述地图数据可包含多个时变特征，每一特征具有指示在其期间相应特 征为时变的时间周期的相关联的时间信息。本发明的另一实施例涉及一种通过处理器确定从出发位置到目的地位置的路线 的方法，其包含以下步骤根据时间信息确定一个或一个以上时变地图特征的状态；以 及相对于所述一个或一个以上时变地图特征的所述状态而确定从所述出发位置到所述目 的地位置的所述路线。所述处理器可为导航装置的处理器。本发明的又一实施例涉及包含一个或一个以上软件模块的计算机软件，所述一 个或一个以上软件模块在执行环境中被执行时可操作以致使处理器根据时间信息确定 一个或一个以上时变地图特征的状态；且相对于所述一个或一个以上时变地图特征的所 述状态而确定从所述出发位置到所述目的地位置的所述路线。所述处理器可为导航装置 的处理器。下文阐述这些实施例的优点，且在所附附属权利要求中及在以下详细描述中的 其它地方定义这些实施例中的每一者的另外细节及特征。


下文将借助于说明性实例并参看附图来描述本发明的教示的各种方面及体现所 述教示的布置，在附图中图1为全球定位系统(GPS)的示意性说明；图2为经布置以提供导航装置的电子组件的示意性说明；图3为导航装置可经由无线通信信道接收信息的方式的示意性说明；图4A及图4B为导航装置的说明性透视图；图5为所述导航装置所使用的软件的示意表示；图6为地图数据的示范性部分和具有时变值的地图数据属性的说明；图7为包括具有时变有效性的特征的地图数据的说明；图8说明用于传送时变地图数据的系统；图9为说明确定属性值的过程的地图数据；以及图10为说明将属性值指派到在活动附近的道路的地图数据。
具体实施例方式现将特定参考PND来描述本发明的优选实施例。然而，应记住，本发明的教 示不限于PND，而实际上，本发明的教示普遍地适用于经配置以执行导航软件以便提供 路线规划及导航功能性的任何类型的处理装置。因此，由此可见，在本申请案的上下文中，导航装置既定包括(但不限于)任何类型的路线规划及导航装置，而不管所述装置是 体现为PND、内建于交通工具中的导航装置，还是实际上体现为执行路线规划及导航软 件的的计算资源(例如，桌上型或便携式个人计算机(PC)、移动电话或便携式数字助理 (PDA)) ο从下文还将显而易见，本发明的教示甚至在用户并不寻求对于如何从一点导航 到另一点的指导而仅希望具备给定位置的视图的情况下仍有效用。在此类情况下，由用 户选择的“目的地”位置不需具有用户希望从其开始导航的对应的出发位置，且因此， 本文中对“目的地”位置或实际上对“目的地”视图的参考不应被解释为意味着路线的 产生是必须的，行进到“目的地”必须发生，或者实际上，目的地的存在需要指定对应 的出发位置。记住以上附带条件，图1说明可由导航装置使用的全球定位系统(GPS)的实例 性视图。所述系统是已知的且用于多种用途。一般来说，GPS为基于卫星无线电的导 航系统，其能够为无限数目个用户确定连续位置、速度、时间及(在一些例子中)方向信 息。先前称为NAVSTAR的GPS并入有在极其精确的轨道中绕地球运转的多个卫星。基 于这些精确轨道，GPS卫星可将其位置中继到任何数目个接收单元。 当经专门配备以接收GPS数据的装置开始扫描射频以查找GPS卫星信号时实施 GPS系统。在从GPS卫星接收到无线电信号后，所述装置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查找信号，直 到其已获得至少三个不同的卫星信号为止(请注意，通常并不(但可以)使用其它三角测 量技术用仅两个信号来确定位置)。通过实施几何三角测量，接收器利用三个已知位置来 确定其自身相对于卫星的二维位置。这可以已知方式来完成。另外，获得第四卫星信号 将允许接收装置通过相同的几何计算以已知方式来计算其三维位置。位置及速度数据可 由无限数目个用户连续地实时更新。如图1中所示，GPS系统大体上由参考数字100表示。多个卫星120处于围绕 地球124的轨道中。每一卫星120的轨道未必与其它卫星120的轨道同步，且实际上很 可能不同步。GPS接收器140经展示为从各种卫星120接收扩频GPS卫星信号160。从每一卫星120连续地发射的扩频信号160利用通过极其准确的原子钟实现的高 度准确的频率标准。每一卫星120作为其数据信号发射160的一部分而发射指示所述特定 卫星120的数据流。相关领域的技术人员了解到，GPS接收器装置140通常获得来自至 少三个卫星120的扩频GPS卫星信号160以供所述GPS接收器装置140通过三角测量来 计算其二维位置。额外信号的获得(其产生来自总共四个卫星120的信号160)准许GPS 接收器装置140以已知方式来计算其三维位置。图2是以方框组件格式的对根据本发明的优选实施例的导航装置200的电子组件 的说明性表示。应注意，导航装置200的框图并不包括所述导航装置的所有组件，而是 仅表示许多实例性组件。导航装置200位于外壳(未图示)内。所述外壳包括连接到输入装置220及显示 屏幕240的处理器210。输入装置220可包括键盘装置、语音输入装置、触摸面板及/或 用于输入信息的任何其它已知输入装置；且显示屏幕240可包括任何类型的显示屏幕， 例如LCD显示器。在特别优选的布置中，输入装置220及显示屏幕240经集成为集成式输入与显示装置，所述集成式输入与显示装置包括触摸垫或触摸屏输入，使得用户仅需触摸显示屏幕240的一部分便可选择多个显示选项中的一者或激活多个虚拟按钮中的一
者ο所述导航装置可包括输出装置260，例如声频输出装置(例如，扬声器)。因为 输出装置260可向导航装置200的用户产生声频信息，所以同样应了解，输入装置240可 包括麦克风以及用于接收输入语音命令的软件。在导航装置200中，处理器210经由连接225而操作性地连接到输入装置220且 经设定以经由连接225从输入装置220接收输入信息，且经由输出连接245而操作性地连 接到显示屏幕240及输出装置260中的至少一者以将信息输出到所述至少一者。另外，处 理器210经由连接235而可操作地耦合到存储器资源230，且进一步适于经由连接275从 输入/输出(I/O)端口 270接收信息/将信息发送到输入/输出(I/O)端口 270，其中I/ O端口 270可连接到在导航装置200外部的I/O装置280。存储器资源230包含(例如) 易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM))及非易失性存储器(例如，数字存储器，例 如快闪存储器)。外部I/O装置280可包括(但不限于)外部收听装置，例如耳机。到 I/O装置280的连接可进一步为到任何其它外部装置(例如汽车立体声单元)的有线或无 线连接，用于免持式操作及/或用于(例如)语音激活式操作、用于到耳机或头戴式耳机 的连接及/或用于到(例如)移动电话的连接，其中移动电话连接可用以在导航装置200 与(例如)因特网或任何其它网络之间建立数据连接且/或用以经由(例如)因特网或某 种其它网络建立到服务器的连接。图2进一步说明处理器210与天线/接收器250之间经由连接255的操作性连 接，其中天线/接收器250可为(例如)GPS天线/接收器。将了解到，为了说明而示意 性地组合由参考数字250表示的天线与接收器，但天线及接收器可为分开定位的组件， 且天线可为(例如)GPS片状天线或螺旋天线。另外，所属领域的技术人员将了解，图2中所示的电子组件以常规方式由电源 (未图示)供电。如所属领域的技术人员将了解的，图2中所示的组件的不同配置被视为 属于本申请案的范围内。举例来说，图2中所示的组件可经由有线及/或无线连接等相 互通信。因此，本申请案的导航装置200的范围包括便携式或手持式导航装置200。此外，图2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 通工具，例如自行车、摩托车、汽车或船。此导航装置200接着可针对便携式或手持式 导航用途而从对接位置移除。现参看图3，导航装置200可经由移动装置(未图示)(例如移动电话、PDA及 /或具有移动电话技术的任何装置)建立与服务器302的“移动”或电信网络连接，从而 建立数字连接(例如经由(例如)已知的蓝牙技术的数字连接)。此后，通过其网络服 务提供商，移动装置可建立与服务器302的网络连接(例如，通过因特网)。如此，在 导航装置200(当其独自及/或在交通工具中行进时，其可为且通常为移动的)与服务器 302之间建立“移动”网络连接以便为信息提供“实时”或至少非常“新式的”网关。使用(例如)因特网(例如万维网)来建立移动装置(经由服务提供商)与例如 服务器302等另一装置之间的网络连接可以已知方式来完成。举例来说，这可包括TCP/ IP分层协议的使用。移动装置可利用任何数目个通信标准，例如CDMA、GSM、WAN等。如此，可利用经由数据连接(例如，经由移动电话或导航装置200内的移动电话 技术)所实现的因特网连接。对于此连接，建立服务器302与导航装置200之间的因特 网连接。这可(例如)通过移动电话或其它移动装置及GPRS (通用包无线电服务)连接 (GPRS连接是由电信运营商提供的用于移动装置的高速数据连接；GPRS是用以连接到 因特网的方法)来完成。导航装置200可进一步经由(例如)现有的蓝牙技术以已知方式来完成与移动装 置的数据连接且最终完成与因特网及服务器302的数据连接，其中数据协议可利用任何 数目个标准，例如GSRM、用于GSM标准的数据协议标准。导航装置200可在导航装置200本身内包括其自身的移动电话技术(例如，包括 天线，或者任选地使用导航装置200的内部天线)。导航装置200内的移动电话技术可包 括如上指定的内部组件，且/或可包括可插入式卡(例如，订户身份模块或SIM卡)，连 同(例如)必要的移动电话技术及/或天线。如此，导航装置200内的移动电话技术可 类似地经由(例如)因特网以与任何移动装置的方式类似的方式来建立导航装置200与服 务器302之间的网络连接。对于GRPS电话设定，具备蓝牙功能的导航装置可用以配合移动电话模型、制 造商等的不断改变的频谱正确地工作，举例来说，模型/制造商特定设定可存储于导航 装置200上。可更新针对此信息而存储的数据。在图3中，导航装置200被描绘为与服务器302经由一般通信信道318通信，所 述一般通信信道318可由许多不同布置中的任一者来实施。当在服务器302与导航装置 200之间建立经由通信信道318的连接(请注意，此连接可为经由移动装置的数据连接、 经由个人计算机经由因特网的直接连接等)时，服务器302与导航装置200可通信。除了可能未说明的其它组件之外，服务器302还包括处理器304，所述处理器 304操作性地连接到存储器306且经由有线或无线连接314进一步操作性地连接到大容量 数据存储装置312。处理器304进一步操作性地连接到发射器308及接收器310，以经由 通信信道318将信息发射到导航装置200及从导航装置200发送信息。所发送及所接收 的信号可包括数据、通信及/或其它传播信号。可根据对于导航装置200的通信设计中 所使用的通信要求及通信技术来选择或设计发射器308及接收器310。另外，应注意，可 将发射器308及接收器310的功能组合为信号收发器。服务器302进一步连接到(或包括)大容量存储装置312，请注意，大容量存储 装置312可经由通信链路314耦合到服务器302。大容量存储装置312含有大量导航数据 及地图信息，且可同样为与服务器302分离的装置，或者可并入到服务器302中。导航装置200适于通过通信信道318而与服务器302通信，且包括如先前关于 图2所描述的处理器、存储器等以及发射器320及接收器322以通过通信信道318发送及 接收信号及/或数据，请注意，这些装置可进一步用于与除服务器302以外的装置进行 通信。另外，根据对于导航装置200的通信设计中所使用的通信要求及通信技术来选择 或设计发射器320及接收器322，且可将发射器320及接收器322的功能组合为单一收发器。存储于服务器存储器306中的软件为处理器304提供指令且允许服务器302向导航装置200提供服务。由服务器302提供的一个服务涉及处理来自导航装置200的请求 及将导航数据从大容量数据存储装置312发射到导航装置200。由服务器302提供的另一 服务包括对于所需应用使用各种算法来处理导航数据及将这些计算的结果发送到导航装 置 200。通信信道318大体上表示连接导航装置200与服务器302的传播媒体或路径。服 务器302及导航装置200两者均包括用于通过所述通信信道发射数据的发射器及用于接收 已通过所述通信信道发射的数据的接收器。通信信道318不限于特定通信技术。另外，通信信道318不限于单一通信技术； 也就是说，信道318可包括使用多种技术的若干通信链路。举例来说，通信信道318可适 于提供用于电通信、光通信及/或电磁通信等的路径。如此，通信信道318包括(但不 限于)下列各项中的一者或其组合电路、例如电线及同轴电缆等电导体、光纤电缆、 转换器、射频(RF)波、大气、真空等。此外，通信信道318可包括中间装置，例如路由 器、转发器、缓冲器、发射器及接收器。在一个说明性布置中，通信信道318包括电话及计算机网络。此外，通信信道 318可能能够适应例如射频、微波频率、红外通信等无线通信。另外，通信信道318可适 应卫星通信。通过通信信道318所发射的通信信号包括(但不限于)如对于给定通信技术可 能要求或需要的信号。举例来说，所述信号可适于在例如时分多址(TDMA)、频分多址 (FDMA)、码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)等蜂窝式通信技术中使用。可 通过通信信道318发射数字及模拟信号两者。这些信号可为如所述通信技术可能需要的 经调制、经加密及/或经压缩的信号。 服务器302包括可由导航装置200经由无线信道接入的远程服务器。服务器302 可包括位于局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)等上的网络服务器。服务器302可包括例如桌上型或膝上型计算机等个人计算机，且通信信道318可 为连接在个人计算机与导航装置200之间的电缆。或者，可将个人计算机连接在导航装 置200与服务器302之间以在服务器302与导航装置200之间建立因特网连接。或者，移 动电话或其它手持式装置可建立到因特网的无线连接，以用于经由因特网将导航装置200 连接到服务器302。可经由信息下载为导航装置200提供来自服务器302的信息，所述信息下载可自 动地或在用户将导航装置200连接到服务器302后周期性地更新且/或可在经由(例如) 无线移动连接装置及TCP/IP连接在服务器302与导航装置200之间进行较恒定或频繁的 连接后更为动态。对于许多动态计算，服务器302中的处理器304可用于处置大量的处 理需要，然而，导航装置200的处理器210还可时常独立于到服务器302的连接而处置许 多处理及计算。如以上图2中所指示，导航装置200包括处理器210、输入装置220及显示屏幕 240。输入装置220与显示屏幕240被集成为集成式输入与显示装置以实现信息输入(经 由直接输入、菜单选择等)及信息显示(例如通过触摸面板屏幕)两者。如所属领域的 技术人员众所周知的，此屏幕可为(例如)触摸输入LCD屏幕。另外，导航装置200还 可包括任何额外输入装置220及/或任何额外输出装置241，例如音频输入/输出装置。
图4A及图4B 为导航装置200的透视图。如图4A中所示，导航装置200可为 包括集成式输入与显示装置290 (例如，触摸面板屏幕)及图2的其它组件(包括但不限 于内部GPS接收器250、微处理器210、电源、存储器系统230等)的单元。导航装置200可搁置于臂292上，所述臂292本身可使用吸盘294而紧同到交通 工具仪表板/窗/等。此臂292为导航装置200可对接到的对接台的一个实例。如图4B中所示，导航装置200可对接或通过(例如)将导航装置292搭扣连接 到对接台的臂292来以其它方式连接到对接台的臂292。导航装置200可接着可在臂292 上旋转，如图4B的箭头所示。为了释放导航装置200与对接台之间的连接，(例如)可 按压导航装置200上的按钮。用于将导航装置耦合到对接台及将导航装置从对接台去耦 的其它同样合适的布置是所属领域的技术人员众所周知的。现参看附图中的图5，存储器资源230存储启动载入器程序(未图示)，所述启 动载入器程序由处理器210执行以从存储器资源230载入操作系统470以用于由功能硬件 组件460执行，所述操作系统470提供应用软件480可在其中运行的环境。操作系统470 用以控制功能硬件组件460且驻存于应用软件480与功能硬件组件460之间。应用软件 480提供操作环境，其包括支持导航装置200的核心功能(例如，地图检视、路线规划、 导航功能和与此相关联的任何其它功能)的GUI。根据本发明的优选实施例，此功能性 的一部分包含时间测绘模块490，现将结合以下各图来详细描述其功能。本发明的实施例涉及时变地图数据。时变地图数据为包括关于地图特征(例 如，关于位置和/或道路)的信息的数据。时变地图数据的至少一个方面依时间而定。 艮口，地图数据的至少一个部分随时间改变，即在时变地图数据中所定义的一个或一个以 上时间周期期间改变。改变可为在地图数据中对一特征的添加或删除，或所述地图数据 的属性的改变。举例来说，时变地图数据可包括识别地图特征(例如，道路)的特征信 息，其仅在指定时间周期内有效，即形成所述地图数据的一部分。具有时变有效性的特 征的实例是为了一活动而建立或开放的临时道路(temporaryroad)或停车场。在这些情况 下，可在预先指定的时间周期内(例如，在两个特定日期/时间之间)开放通行道路或停 车场。以此方式，时变地图数据与交通信息不同，交通信息可指示道路被封闭且在路线 规划过程中加以考量，因为无法预先知道归因于交通条件的封闭。相比之下，时变地图 数据包括预定时间信息(即，例如在存储地图数据时预先已知)。时变地图数据的实例为地图特征(例如，道路、关注点(POI)、停车场等中 的一者或一者以上)的添加；地图特征(例如，道路、POI、停车场等中的一者或一者以 上)的封闭或限制；或地图数据中的一个或一个以上属性(例如，与一个或一个以上道路 段相关联的速度或权重信息)的改变。此外，在时变地图数据中可包括临时改道，所述 临时改道将目的地位置重定向到其它位置，使得当在路线规划过程中选择所述目的地位 置时，将另一替代目的地用于所述目的地。时变地图数据可以若干方式包括时间信息。在一个实施例中，时变地图数据包 括指示地图数据的改变开始的时间的出发时间和在其期间所述改变操作的持续时间。在 另一实施例中，时变地图数据包括指示地图数据的改变开始的时间的出发时间和指示地 图数据的改变结束(即，改变被逆转)的时间的结束时间。在另一实施例中，时变地图 数据包括所述出发时间、所述结束时间和在其期间属性呈不同(即，中间)值的多个中间时间周期。时变地图数据可存储于导航装置200中且由导航装置200在路线规划过程期间 利用。在路线规划过程期间，关于正针对其规划旅途以便确定路线的时间而考量地图数 据。即，如果正针对已对地图数据进行时间改变的时间规划所述路线，那么在路线规划 过程期间考量所述改变。在一些实施例中，如将解释，时变地图数据用以修改现有地图 数据。即，时变地图数据充当“修补项”以修改现有地图数据，使得时变地图数据在所 述时变地图数据中所指示的一个或一个以上时间周期内改变现有地图数据。可经由通信 信道318将时变地图数据传送到导航装置200。现将参看图6到图10更详细地解释时变地图数据。参看图6，在图6(a)中说明地图数据的一部分，其含有四个位置A到D(展示为 节点)和链接那些位置的四条道路601到604(展示为边)。图6(b)说明将位置B与D 链接的道路602的时变预期平均速度。所述预期平均速度为在涉及道路602的路线规划 过程中所考量的道路602的属性。然而，可考量例如最大速度等其它速度。道路602的 所述预期平均速度在第一预定时间^以前为预定值S10预期平均速度在时间^与第二预 定时间^之间降到0，其在所述第二预定时间^返回到先前预期平均速度Sl。道路602的 平均速度在时间^与t2之间减小到0有效地使在时间^与t2之间的路线规划过程期间放 弃考量道路602。换句话说，认为道路602在时间^与I2之间封闭。举例来说，这可归 因于在时间^与t2之间在道路602上发生的预期维护工作或在道路602邻近处发生的例如 狂欢节等活动。虽然在图6中展示的时变地图数据中，道路602的预期平均速度减小到 0以指示在时间^与^之间所述道路的封闭，但可以不同方式实现同一效果，例如通过改 变在路线规划过程中考量的在时间^与^之间道路602的最大速度属性的值。此外，虽 然道路602的预期平均速度减小到0，但可考量一个或一个以上其它预定预期平均速度。 举例来说，预期平均速度可在^与在时间^与t2中间的预定时间t3之间减小到非零值s2， 且在^与^之间减小到0。应注意，这些仅为说明性值和时间。时变地图数据还可包括属性，其值作为时间的函数变化或在算法上变化。举例 来说，地图数据中的道路的平均速度经定义成作为时间的函数改变。类似地，地图数据 中的道路的权重可作为时间的函数改变。 继续参看图6中展示的实例时变地图数据，在to与^之间的时间处，利用导航装 置200(其中存储有图6中说明的地图数据)的用户操作所述导航装置200以确定从出发 位置A到目的地位置D的路线。根据存储于导航装置200中的用户偏好信息，所确定路 线将为从A到D的最快路线，但可认识到，用户偏好可指示需要其它路线，例如最短路 线、不包括某些类型的道路的路线等。由所述导航装置确定的路线包含道路601和602。 道路602优先于道路603和604 (道路603和604也可用以从中间位置B经由位置C到达 位置D)而包括于所确定路线中，这是归因于其从位置B到达位置D的速度比使用道路 603和604快(根据用户的偏好)。换句话说，道路602具有组合或比道路602和604大 的预期平均速度和/或比道路602和604短的距离，其经设定为用户对于路线确定的偏 好。然而，在时间^与^之间，当位置A与D之间的同一路线由导航装置200根据相同 的用户偏好来确定时，所确定路线包括道路601、603和604，这是归因于道路602具有预 期平均速度0。以此方式，时变地图数据实施地图数据中的特征的临时封闭或限制，其与动态接收到的交通信息的利用对比而为预先已知的。
在时变地图数据的另一实例中，与地图数据中的一个或一个以上顶点相关联的 权重或成本属性为时变的。举例来说，图6中展示的道路602的权重或成本属性在时间tl 与b之间可改变到与在时间^前和在时间^后的值不同的值。在目标在于通过考量在出 发位置与目的地位置之间的可能路线的权重或成本的和来找到所确定路线的最小化权重 或成本的路线规划过程中，可考量权重或成本属性。举例来说，路线规划过程可基于代 克斯托算法(Dijkstra' s algorithm)或其变型。每一道路段的权重或成本属性可对应于所 述道路段的长度，其中通过确定在出发位置与目的地位置之间具有最低权重或成本的路 线，可找到最短路线。或者，权重或成本可基于道路段的长度与所述道路段的预期平均 或最大速度的组合。在此情况下，确定出发位置与目的地位置之间具有最低权重或成本 的路线来找到在出发位置与目的地位置之间的最快路线。在时变地图数据的一个实施例 中，增加道路段的权重或成本属性以便减少在所确定路线中包括所述道路段的可能性。 举例来说，在时间^与^之间，可将道路602的权重或成本属性增加到预定值，所述预定 值大于在那些时间外道路602的权重或成本值。所述预定值可为无穷大，其将有效地致 使所述道路段封闭，但可选择比对现实道路段的预期高得多的预定值。
图7说明时变地图数据的另一实例。在参看图7所描述的实例中，一特征被临 时引入到所述地图数据中。在所说明的实例中，在一时间周期内，临时改道包括于所述 地图数据中。所述改道建立于POI(例如，活动位置)与停车区域之间。然而，将认识 到，其它时变特征可包括于所述地图数据中。图7(a)中展示的地图数据的所说明部分包 括五个位置A到E(展示为节点)和链接那些位置的六条道路701到706 (其表示为边)。 POI 707包括于地图数据的所说明部分中。所述POI可为活动位置(例如，展览场地)、 运动场或类似物中的一者，预计在活动的预定时间周期期间，大量参观者将会出现在此 处。为应付预期数目的参观者，有关当局已提供停车场709。所述停车场可为永久或临 时的(即，仅在所述活动的持续时间内提供)。然而，如图7(b)所指示，在所述活动期 间，参观者将被引导到停车场709，而不是引导到POI 707本身(通过在地图数据中包括 POI 707与停车场709之间的临时改道708)。在所述活动的持续时间期间选择POI 707作 为目的地位置的导航装置的用户被自动引导到停车场709，即停车场709代替POI 707被 设定为目的地。这可通过将重定向信息存储为所述POI的属性来实现，所述重定向信息 通过遵循改道708而将目的地位置自动设定为停车场709的位置。此外，为阻止参观者利 用道路704、709，在所述活动的持续时间期间可更改这些道路的属性，例如其相应的预 期平均或最大速度属性或其权重。举例来说，将经由包括道路703和705的路线来引导 在所述活动持续时间外将位置F设定为出发位置且将POI设定为目的地的用户。然而， 在所述活动的持续时间期间，目的地位置将自动改变为停车场709且所确定路线包括道 路701、702和到停车场709的道路706的一部分，这是归因于道路704和705的预期平 均速度的减小使所确定路线优先经过道路701和702。
图8说明将时变地图数据传送到导航装置的系统。所述系统800包含导航装置 810，其具有存储于其中(例如，存储器230中)的地图数据815。图8提供地图数据 815的说明，地图数据815包含位置A到D和连接那些位置的道路801到804。地图数据 815进一步包含在路线规划过程中使用的在地图数据815中的每条道路的预期平均速度信息。将认识到，地图数据815可包含其它信息，例如每一条道路的权重信息，其使得能 够根据一种或一种以上准则确定路线的成本。导航装置810经由数据通信信道830以通信 方式耦合到服务器820，所述数据通信信道830可为直接或间接的(即，经由例如移动电 话等另一装置)，或导航装置810包括存储于例如存储卡等可装卸存储媒体上的数据。服 务器820经布置以经由所述通信信道830将时变地图数据840发射到导航装置840。为避 免需要将含有时变信息的整个地图数据815传送到导航装置810，所述时变地图数据840 将与存储于导航装置810中的地图数据815 —起由时间测绘模块490使用。如图8中所 示，时变地图数据840含有识别所述地图数据815的每一改变的开始时间的开始时间信息 841、识别所述地图数据815的每一改变的结束时间的结束时间信息842、识别所述地图 数据815的哪一特征将被改变的特征信息843、识别将被改变的特征的属性(例如，预期 平均速度、最大速度、权重等)的属性信息844，以及所述属性的经改变值845。一旦时 变地图数据840由导航装置810接收且存储于存储器230中，时间测绘模块便利用所述时 变地图数据840连同现有地图数据815，使得地图数据的属性(即，道路802的平均速度 信息)在由在时变地图数据844中所指定的开始信息841和结束信息842指定的持续时间 内具有所述经改变值844而不是由地图数据815指定的正常值。
图9 (a)说明包含九个位置和链接那些位置的十二条道路的实例地图数据。如上 文所指出，图9(a)中说明的地图数据可存储于导航装置200的存储器230中。图9 (b)说 明确定地图数据中的道路的时变权重的过程。图9(b)中展示的地图数据对应于图(a)中 展示的地图数据。另外，图9(b)中展示的地图数据包括活动913的位置和临时道路914， 所述临时道路914提供到所述活动913的通路。在本发明的一个实施例中，基于每一条道 路距所述活动913的距离确定在所述活动附近的道路的时变加权。在所说明的实例中， 将三个等级的时变加权应用于在所述活动913周围的道路。图9(b)展示按预定半径围绕 所述活动913绘制的三个周界920、930、940。三个半径可为同一半径的第一、第二和第 三倍数，或可为预定值。举例来说，第一、第二和第三半径可为5km、IOkm和15km。 然而，在另一实施例中，第一、第二和第三半径可为5km、7km和13km。将认识到， 可适当地选择其它距离。或者，可基于距地图特征(例如，活动913)的距离作为连续函 数来确定权重。至少部分地在第一周界920内的道路901、903、904、913经指派有第一 权重值；至少部分地在第二周界930内的道路902、905、906经指派有第二权重值；且 至少部分地在第三周界940内的道路908、909、910经指派有第三权重值。可基于每一 道路的初始权重值确定所指派的权重值，例如通过将权重处罚添加到所述道路的初始权 重。或者，可根据每一道路部分所在的周界在不参照所述道路的初始权重值的情况下确 定所指派的权重值。举例来说，道路901、903、904、913经指派有大于道路902、905、 906的时变权重值，道路902、905、906经指派有大于道路908、909的时变权重值。分等 级的权重到道路的指派(根据道路距活动913的距离)逐步地阻碍将那些道路包括于路线 中，除非为了到达目的地位置(例如，活动913)而有必要使用那些道路。举例来说，当 导航装置200正执行路线确定过程以确定从出发位置到目的地位置的路线(所述路线将通 常部分地邻近于活动913，例如所述路线的一部分在道路903上大体经过所述活动)时， 当考量其中已对道路903给定相对高的相关联权重(归因于在第一周界920内)的时变地 图数据时，路线规划过程可接着确定避免使用道路903(归因于其高成本)的路线。所述15同一路线在活动期间可包括道路905、902或具有甚至更低的相关联成本的其它道路。以 此方式，权重到相应更靠近所述活动913的道路的指派具有减少在活动913的地点处的通 过交通量的效果。
虽然在与图9相关联的描述中已描述至少部分地进入一周界的道路经指派有对 应的权重值，但在另一实施例中，可细分道路段，使得时变权重仅指派到道路的位于每 一周界920、930、940内的一部分。举例来说，道路906的位于第二周界930内的一部分 经指派有第二权重值，而道路906的在第二周界930外但在第三周界940内的部分经指派 有第三权重值。不改变道路906的在第三周界940外的部分的权重值。如先前参看图8 所描述，将时变地图数据840传送到导航装置810以结合存储于其中的现有地图数据815 加以使用。
图10说明使用时变地图数据以鼓励交通工具优先于其它道路而使用预定道路。 图10中展示包含九个位置和链接那些位置的十二条道路1001到1011的地图数据。也 可视为第十位置的POI 1013(例如活动)也包括于所述地图数据中。道路1001、1002、1004、1005、1007、1009和1012具有相对高的交通工具容量，即每小时能够承载比道 路1003、1006、1008、1011多的交通工具。为表示较高容量，图10中用粗体展示道路 1001、1002、1004、1005、1007、1009和1012。 当然，因其它原因(例如，空气/噪 音污染)，也可能需要道路1001、1002、1004、1005、1007、1009和1012承载更多交 通量，其不包括例如交通纾缓措施(traffic calming)、桥梁等某些特征，其对于紧急交通 工具等来说可更易于通行。在图10中指示的出发位置处的用户将POI设定为目的地位 置。在当将目的地位置设定成POI 1012的位置时的正常情况下，所确定路线包括道路 1001、1002、1003、1008。可根据代克斯托算法的变型通过确定在出发位置与POI 1013 之间的最低权重路线来确定所述路线。然而，所述路线包括具有相对低的交通工具容量 的道路1003、1008。为鼓励交通工具在活动的持续时间内(即，在第一与第二预定时间 之间)避开较低容最道路(即，道路1003、1008)，时间地图数据840含有减小高容量道 路1001、1002、1004、1005、1007、1009和1012的权重(相对于较低容量道路1003、 1006、1008、1011)的属性信息。在第一与第二时间之间的时间处，经操作以确定在出 发位置与POI 1013之间的路线的导航装置810确定一路线，使其包括道路1001、1002、1005、1009、1010。道路1005、1009、1010 的较低加权(与道路 1003、1008 相比)使 时间测绘模块490将时变地图数据与可由导航装置存取的现有地图数据组合，且选择道 路1005、1009、1010，因为其具有比道路1003、1008低的组合权重。因此，在活动期间 遵循由导航装置确定的路线的交通工具沿着较高容量道路被引导到POI 1013。然而，在 活动前和活动后，使在POI 1013周围的道路的权重返同到正常，使得道路1003、1008、1006、1011更有可能包括于所确定路线中。
从前述内容将显而易见，本发明的教示提供一种布置，借以可由导航装置使用 预定时变地图数据以临时影响路线确定。时变地图数据对于在临时活动期间影响交通工 具的交通是有用的。
还将了解，虽然至此已描述了本发明的各种方面及实施例，但本发明的范围不 限于本文中所阐述的特定布置，而是扩展为涵盖属于所附权利要求书的范围内的所有布 置以及对其的修改及更改。
举例来说，虽然在前述详细描述中描述的实施例参考GPS，但应注意，导航装 置可利用任何种类的位置感测技术作为对GPS的替代方案(或实际上，除了 GPS以外)。 举例来说，导航装置可利用使用其它全球导航卫星系统，例如欧洲伽利略(Galileo)系 统。同样，其不限于基于卫星，而是可易于使用基于地面的信标或使得装置能够确定其 地理位置的任何其它种类的系统来起作用。
所属领域的技术人员还将很好了解到，虽然优选实施例借助于软件来实施某些 功能性，但所述功能性可同样仅以硬件(例如，借助于一个或一个以上AMC(专用集成 电路))来实施或实际上由硬件与软件的混合物来实施。如此，不应将本发明的范围解释 为仅限于以软件来实施。
最后，还应注意，虽然所附权利要求书闸述了本文中所描述的特征的特定组 合，但本发明的范围不限于上文所主张的特定组合，而是本发明的范围扩展为涵盖本文 中所揭示的特征或实施例的任何组合，而不管此时是否已在所附权利要求书中具体列举 了所述特定组合。
权利要求
1.一种导航装置(200、810)，其包含 处理器(210)；以及含有地图数据的存储装置(230)； 特征在于所述地图数据(815)包含时变特征；且所述处理器(210)经布置以在路线规划过程中根据时间信息确定所述时变特征的状态。
2.根据权利要求1所述的导航装置(200、810)，其中所述地图数据(815)的所述时变 特征为具有时变属性的地图特征或具有时变有效性的地图特征。
3.根据权利要求2所述的导航装置(200、810)，其中所述时变属性为与道路段相关 联的速度或加权信息。
4.根据权利要求2所述的导航装置(200、810)，其中所述时变有效性指示在其期间 地图特征可用于在所述路线规划过程中考量的时间周期。
5.根据任一前述权利要求所述的导航装置(200、810)，其中与所述时变特征相关联 的信息指示在其期间所述特征为时变的时间周期。
6.根据任一前述权利要求所述的导航装置(200、810)，其中所述地图数据(815) 包含包含地图特征信息的第一地图数据，以及包含所述时变特征的第二地图数据 (840)。
7.根据任一前述权利要求所述的导航装置(200、810)，其包含 数据接收构件(322)，其用于接收数据；其中所述第二地图数据(840)从所述数据接收构件接收且存储于所述存储装置(230)中。
8.根据任一前述权利要求所述的导航装置(200、810)，其包含时间测绘模块(490)， 所述时间测绘模块(490)经布置以根据所述时间信息确定所述时变特征的状态。
9.根据任一前述权利要求所述的导航装置(200、810)，其中所述地图数据(815)包 含多个时变特征(840)，每一特征具有指示在其期间所述相应特征为时变的时间周期的相 关联的时间信息。
10.一种确定从出发位置到目的地位置的路线的方法，所述方法的特征为以下步骤 由处理器(210)根据时间信息确定一个或一个以上时变地图特征(840)的状态；以及 相对于所述一个或一个以上时变地图特征的所述状态而确定从所述出发位置到所述目的地位置的所述路线。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述确定时变特征的所述状态包含根据所述时 间信息确定与地图特征相关联的属性的值，或地图特征是否可用于在所述路线中进行 的考量。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其包含接收包含与所述一个或一个以上时变特征相关联的信息的第一地图数据(840)； 其中根据所述第一地图数据(840)和包含地图特征信息的第二地图数据(815)确定所 述路线。
13.根据权利要求10、11或12所述的方法，其包含根据所述第一地图数据(840)和所述时间信息确定包括于所述第二地图数据(815)中的地图特征的状态。
14.根据权利要求10到13中任一权利要求所述的方法，其包含根据所述第一地图数 据(840)和所述时间信息确定除了所述第二地图数据(815)之外的地图特征的状态。
15.—种系统，其包含服务器(302)，其以通信方式耦合到导航装置(200、810)，其中所述导航装置 (200、810)包括数据存储装置(230)，所述数据存储装置(230)具有存储于其中的第一地 图数据(815)； 特征在于所述服务器(302、820)经布置以将第二地图数据(840)传送到所述导航装置(200、 810)，其中所述第二地图(840)数据包括时变地图特征信息；且所述导航装置(200、810)经布置以接收所述第二地图数据(840)且根据所述第一和 第二地图数据(815、840)与时间信息的组合确定路线。
全文摘要
本发明涉及一种导航装置(200)，其包含处理器(210)；以及含有地图数据的存储装置(230)，其中所述地图数据包含时变特征，且所述处理器(210)经布置以在路线规划过程中根据时间信息确定所述时变特征的状态。
文档编号G01C21/34GK102027326SQ200980116828
公开日2011年4月20日 申请日期2009年6月24日 优先权日2008年6月25日
发明者布雷特·R·博斯克尔 申请人:通腾科技股份有限公司