路线平滑的制作方法

路线平滑的制作方法
【专利摘要】本发明揭示一种涉及从个人便携式训练装置接收GPS数据的方法。对所述GPS数据执行平滑操作，以产生所行进路线的较准确表示，以供向用户显示(504)。在平滑操作中，使用三次样条算法来获得所述路线表示的初始估计(500)。接着使所述估计经受使用所述个人训练装置所记录的至少所接收用户运动数据进行的细化(502)。另外，在细化所述估计的过程中可使用以下各项中的一者或一者以上：指示GPS准确性的数据；历史路线数据；以及数字地图数据，例如建筑物占地和水体。
【专利说明】路线平滑
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于平滑与用户所行进的路线有关的位置数据以便产生所述路线的较准确表示的方法和系统。本发明尤其(但不是专门地)适用于从便携式训练装置(例如，可由跑步者、骑行者等佩戴的装置)接收到的路线数据的平滑，所述便携式训练装置可跟踪和记录用户在锻炼期间的特定时刻的步速和/或用户在锻炼期间所覆盖的距离。
【背景技术】
[0002]包含GNSS (全球导航卫星系统)信号接收和处理能力的便携式导航装置(PND)是众所周知的，且广泛用作车内或其它交通工具导航系统。此些装置包含GNSS天线，例如GPS天线，借助于此可接收且随后处理卫星广播信号(包含位置数据)，以确定装置的当前位置。PND装置还可包含电子陀螺仪和加速计，其产生信号，所述信号可经处理以确定当前角度和线性加速度，且又结合从GPS信号得出的位置信息，确定装置以及所述装置通常安装于其中的此交通工具的速度和相对位移。此些传感器最常见提供于交通工具内导航系统中，但也可提供于PND装置本身中。
[0003]近年来，GPS已开始用于步行者和室外应用。举例来说，包含GPS天线的体育手表已开始由慢跑者、跑步者、骑行者以及其它运动员和室外爱好者用作获得其速度、所行进距离等的实时数据的装置。GPS数据也通常存储在此些装置上，使得在运动员已结束其活动之后，可分析所述GPS数据，例如在一些情况下，通过将收集到的数据传送到计算机或网站以在数字地图上显示来分析所述GPS数据。
[0004]在常规PND中，通常使用从GNSS信号获得且更具体地说从载波相位跟踪环路得出的交通工具的测得地面速度来计算交通工具速度和距离。举例来说，可通过酌情整合数值或向量、交通工具随时间过去的速度向量来计算交通工具在两个时间点(或接收到经更新GPS信号时的特定时刻)之间所行进的距离。GPS信号所经历的众所周知误差(例如多路径效应)通常也可通过各种滤波技术(例如，卡尔曼滤波和地图匹配)在交通工具导航中减轻或至少减少。
[0005]如将容易了解，步行者和其它室外爱好者的动态行为与交通工具的动态行为相差很大。举例来说，交通工具在大多数情况下限于在设定道路网络上行进，且因此将通常仅经历有限且可预测的方向变化。相反，步行者、骑行者等不具有此些约束(或至少经受显著较少的约束)，且因此具有较复杂的动态移动。此外，在密集城市环境中，步行者还将通常在人行道(或路侧道)上行走，且因此通常比交通工具靠近建筑物。这具有降低卫星可见性的作用，从而使水平精度稀释(HDOP)降级。
[0006]鉴于动态行为的这些差异，获得此装置且因此其用户所遵循的路线的准确表示可能存在一些困难。因此，提供用于提供装置(尤其是具有位置确定和跟踪能力的装置，例如便携式训练装置)的用户所行进的路线的较准确表示的方法将是合意的。

【发明内容】
[0007]根据本发明的第一方面，提供一种产生所行进路线的表示的方法，其包括以下步骤:
[0008]在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据；
[0009]在沿所述路线行进时的多个时间，接收与所述用户的运动有关的用户运动数据；以及
[0010]对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括:
[0011]将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示；以及
[0012]使用所述所接收到的用户运动数据来细化所述路线的所述所估计表示。
[0013]根据本发明的另一方面，提供一种用于产生所行进路线的表示的系统，其任选为服务器，所述系统包括:
[0014]用于在沿路线行进时的多个时间接收与用户的位置有关的位置数据的装置；
[0015]用于在沿所述路线行进时的多个时间接收与所述用户的运动有关的用户运动数据的装置；以及
[0016]用于对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示的装置，其中所述用于执行平滑操作的装置包括:
[0017]用于将样条算法应用于所述所接收位置数据以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示的装置；以及
[0018]用于使用所述所接收到的用户运动数据来细化所述路线的所述所估计表示的装置。
[0019]在此另一方面中，在它们不互相不一致的意义上，本发明可包含相对于本发明的第一方面所述的特征中的任一者或全部，且反之亦然。因此，如果本文未明确陈述，那么本发明的系统可包括用于进行所述方法的步骤中的任一者的装置。
[0020]用于进行所述方法的步骤中的任一者的装置可包括一组一个或一个以上用于这样做的处理器。可使用与任一其它步骤相同或不同的一组处理器来进行给定步骤。可使用若干组处理器的组合来进行任一给定步骤。
[0021]根据本发明，因此在其方面的任一者中，接收位置数据，并使其经受平滑操作，以便产生所行进路线的较准确表示(“经平滑路线”)。术语“经平滑路线”在本文中指代可向用户输出的平滑操作的结果，即经平滑路线的较准确表示，而不是任何中间经平滑路线。平滑操作是基于所接收到的位置数据以及包括所接收用户运动数据的额外数据。所述额外数据是所述所接收位置数据的补充。除非上下文另有需要，否则对“额外数据”的参考在本文中指代所接收到的用户运动数据。在一些实施例中，平滑操作所基于的额外数据还可包含以下各项中的一者或一者以上:与所接收位置数据的准确性有关的数据；历史路线数据；以及数字地图数据。
[0022]根据本发明，在其方面或实施例的任一者中，可以任何合适方式接收所述所接收位置数据。可经由任何合适的通信链路来接收所述数据。所述链路可为无线链路或有线链路，或可包括其组合。举例来说，可经由因特网或无线接收所述数据
[0023]可从任何合适来源接收所述所接收位置数据。在优选实施例中，从装置的位置确定和跟踪装置接收位置数据。所述位置确定和跟踪装置可经布置以确定和跟踪装置的位置。所述装置因此优选为移动或便携式装置。所述位置确定和跟踪装置可为任何类型。举例来说，可使用可从WiFi接入点或蜂窝式通信网络存取和接收信息的装置来确定纬度和经度坐标。然而，优选的是，所述位置确定和跟踪装置包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器，例如GPS接收器，其用于接收指示在特定时间点接收器(且因此用户)的位置的卫星信号，且所述接收器以规则间隔接收经更新的位置信息。在优选实施例中，所述位置确定和跟踪装置包括全球导航卫星系统(GNSS)接收器，优选为GPS接收器，且优选为GPS芯片组。因此，在这些特别优选的实施例中，所述方法包括从装置的GPS芯片组接收位置数据。
[0024]位置数据与在沿路线行进时的不同时间用户的位置有关。因此，位置数据包含在不同时间用户的位置数据。因此，位置数据可由一组位置数据点组成，每一数据点表示在给定时间用户的位置。在实施例中，可由所述装置以获得位置数据，以允许跟踪所述装置且因此跟踪用户。在一些实施例中，所述装置以0.5Hz或以上的速率，优选以IHz或以上的速率，例如至多达20Hz的速率获得位置数据。在一些实施例中，装置以IHz的速率接收位置数据。因此，在实施例中，位置数据可以小于或等于2秒，或小于或等于I秒，例如至多达0.05s的时间间隔与用户的位置有关。在实施例中，所接收位置数据与时间信息相关联，即，识别位置数据与之有关的时间。所述时间信息可呈时戳的形式。
[0025]本发明的平滑操作中所接收且使用的位置数据可为任何合适形式。优选的是，所述位置数据为GPS数据。所述数据可为2维位置或3维位置数据。因此，所述位置数据优选包含至少经度和纬度数据，且可包含海拔数据。可以与经度和纬度位置数据类似的方式从装置的GPS芯片组或从单独传感器(例如，装置的气压传感器)获得海拔数据。可使用二维或三维位置数据来进行平滑操作，以根据需要获得二维或三维的所行进路线的较准确表示。因此，如果位置数据包含三维位置数据，那么平滑操作使用所有三个维度或所得路线表示在三个维度中是不必要的。
[0026]从中接收位置数据的装置可为任何合适类型。在优选实施例中，装置为经布置以由用户运送、携带或佩戴的移动装置。优选的是，移动装置不包含如交通工具PND中所找到的导航功能性。举例来说，优选的是，所述装置不包含存储在装置的存储器或可使用地图数据来确定第一位置(或“原点”)与第二位置(或“目的地”)之间的路线且提供合适的导航(或引导)指令的处理装置内的地图数据。
[0027]在一些优选实施例中，移动装置经布置以由用户在他或她从一个位置行进到另一位置时携带。移动装置可布置成由用户携带，例如附接到用户的手臂或手腕，或简单地通过放置在口袋或其它合适容器(例如，经特殊设计的夹具或盒子)中。在其它实施例中，移动装置可布置成由用户运送。举例来说，移动装置可附接到正由用户使用的交通工具，例如自行车、独木舟、划艇、或其它类似交通工具。所述移动装置还可附接到用户正推动或拉动的物体，例如婴儿车。此些移动装置通常称为便携式个人训练装置。因此，在特别优选的实施例中，移动装置为便携式个人训练装置。在一些优选实施例中，移动装置为体育手表。根据本发明的可从中接收数据的示范性移动装置 申请人:在2011年I月5日申请的标题为“GPS里程表”的共同待决申请案(第100100382号台湾申请案)(后来作为在2011年3月28日申请的第PCT/EP2011/054686号PCT申请案申请)中描述；所述申请案的整个内容以引用的方式并入本文中。本发明延伸到包括所述装置的系统，且所述方法可进一步包括提供此装置的步骤。
[0028]所接收位置数据可为原始数据，或可能已经历某一初始处理。举例来说，所述数据可为经滤波数据，例如其已经历卡尔曼滤波过程。然而，优选的是，所述数据尚未经历任何先前平滑操作。因此，移动装置本身布置成进行平滑操作是不必要的。
[0029]所接收到的数据与用户沿路线的行进有关。将了解，术语“路线”在本文中指代用户所进行的任何路程或移动，且并不暗示用户已遵循预计划的路线。举例来说，所述路线可为跑步训练，且可不具有任何特定形式，或涉及从原点到目的地的行进。本发明特别适用于关于用户的复杂未计划动力学运动所获得的位置数据的平滑。
[0030]根据本发明，平滑操作是基于所接收位置数据以及包括至少所接收用户运动数据的额外数据。用户运动数据可为或包含以与位置数据类似的方式获得的数据。所述方法延伸到接收所述数据的步骤。在一些实施例中，从装置的提供位置数据的位置确定和跟踪装置且优选从其GPS芯片组接收用户运动数据。接着可联合位置数据接收用户运动数据。在其中用户运动数据为速度和/或方向数据的优选实施例中，优选以此方式获得此数据。
[0031]在特别优选的实施例中，用户运动数据为或包含速度和/或方向数据。方向数据是与从GNSS接收器获得的与用户的速度的量值(例如，速度向量)有关的数据。速度数据是与从GNSS接收器获得的与用户的速度的量值(例如，速度向量)有关的数据。在优选实施例中，速度数据包括对地速度(SOG)数据。在一些优选实施例中，速度数据由移动装置的接收指示接收器在地面上方移动的速度或方向的卫星信号的GNSS接收器确定。在实施例中，方向数据为对地航向(COG)数据。在一些优选实施例中，方向数据由接收指示接收器在地面上方移动的速度或方向的卫星信号的GNSS接收器确定。在一些优选实施例中，不管其呈SOG还是COG数据的形式，速度或方向数据均为多普勒速度或方向数据。
[0032]用户运动数据可另外或替代地包含距离数据。所述距离数据可例如为通过考虑个别位置点之间的距离或使用“S0G”数据而获得的增量距离数据，以提供速度相对于时间的积分。
[0033]用户运动数据可另外或替代地包括从例如装置的其它传感器获得的数据。在一些实施例中，用户运动数据可为或包含加速计数据。所述数据可从任何类型的加速计获得，且可从一个或一个以上加速计获得。加速计数据包含与加速度的量值和方向中的一者或优选两者有关。加速计数据可在一个，或较优选至少两个，且最优选三个轴中。提供加速计数据的所述或每一加速计可为单轴或多轴加速计，且在一些实施例中，可为3轴加速计。
[0034]可从从中获得位置数据的移动装置的加速计获得加速计数据。所述加速计可为提供于移动装置的主外壳中的加速计。然而，设想加速计数据可替代地或另外从可操作地连接到移动装置且位于装置的主外壳之外的一个或一个以上“外部”加速计获得。举例来说，加速计可提供与脚垫传感器中。在一些实施例中，从装置的计步器获得加速计数据。
[0035]在一些实施例中，用户运动数据可为或包含计步器数据。计步器可为任何类型，例如压电加速计。在一些实施例中，用户运动数据包含从与移动装置相关联的脚垫的一个或一个以上传感器获得的数据。脚垫传感器可例如包括位于用户鞋子的鞋底中且检测每次鞋子撞击地面的传感器(加速计)。因此，此数据也可被视为加速计数据。将了解，用户运动数据不限于计步器数据，且可包含任何类型的人体动态运动数据。此数据直接表示用户的一部分的移动的测量结果。[0036]替代地或另外，可从一个或一个以上其它传感器(例如陀螺仪、罗盘、惯性传感器等)获得用户运动数据。与加速计数据一样，另外的传感器可位于移动装置的主外壳内，或可位于此外壳之外，可操作地连接到此外壳。
[0037]将了解，用户运动数据可包含上文所提到的任何或所有类型的数据，或可由此些数据类型中的单个类型组成。因此，用户运动数据可因此包含速度、距离、方向、加速计或计步器数据中的一者或一者以上。优选从从中接收位置数据的装置接收用户运动数据。用户运动数据优选为从所述装置的一个或一个以上传感器获得的数据。所述数据可能不一定是从装置的主外壳内的传感器获得，而是可从操作地连接到其的其它传感器获得，如下文所论述。因此，所述传感器可包含移动装置的内部和/或外部传感器。虽然从移动装置的提供位置数据的传感器获得额外(例如用户运动、位置数据准确性(如下文所论述)等)数据是优选的，但设想传感器数据可从单独的传感器或装置提供，且联合位置数据发射。在优选实施例中，用户运动数据包含在沿路线行进期间的多个不同时间用户的用户运动数据。在一些实施例中，用户运动数据与所接收位置数据中的每一位置数据点相关联。
[0038]在一些实施例中，除接收和使用运动数据之外，所述方法可包括在平滑操作中使用与所接收位置数据的准确性有关的数据，且所述方法可包括接收此数据。所述数据可为与位置数据准确性有关的任何信息，且可包含以下各项中的一者或一者以上:卫星信号强度信息(例如，“相对信号强度指示符” (RSSI));以及预期位置误差信息(例如，“预期水平位置误差”(EHPE)和/或“预期垂直位置误差”(EVPE))。
[0039]关于位置数据的准确性的数据可从移动装置，例如从其GPS芯片组或其它传感器获得。所述装置可从卫星信号接收此信息，且/或可包括用于确定位置数据的准确性的合适装置。因此，在实施例中，联合例如与所接收位置数据点相关联的相关位置数据接收关于数据的准确性的信息。
[0040]同样地，设想在接收到用户运动数据的情况下，可另外接收与所接收用户运动数据的准确性有关的数据，且可将其用于平滑操作。在一些实施例中，接收且可使用与速度、方向或加速计数据的准确性有关的信息。举例来说，这可为速度(例如多普勒速度)误差、航向误差(例如，多普勒航向误差)、加速计的频率等。速度和/或方向准确性信息可包含例如第四卫星信号的“相对信号强度指示符”(RSSI)。
[0041]实际上，还预期(虽然是在较不优选的实施例中)与所接收位置数据的准确性有关的数据可独立地用于平滑操作中，即无用户运动数据。
[0042]因此，根据本发明的另一方面，提供一种产生路线的表示的方法，其包括以下步骤:
[0043]在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据；
[0044]接收与所接收位置数据的准确性有关的数据；以及
[0045]对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括:
[0046]将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示；以及
[0047]使用与所述所接收位置数据的所述准确性有关的所述数据来细化所述路线的所述所估计表示。[0048]根据本发明的另一方面，提供一种用于产生路线的表示的系统，其任选为服务器，所述系统包括:
[0049]用于在沿路线行进时的多个时间接收与用户的位置有关的位置数据的装置；
[0050]用于接收与所接收位置数据的准确性有关的数据的装置；以及
[0051]用于对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示的装置，其中所述平滑操作包括:
[0052]用于将样条算法应用于所述所接收位置数据以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示的装置；以及
[0053]用于使用与所述所接收位置数据的所述准确性有关的所述数据来细化所述路线的所述所估计表示的装置。
[0054]将了解，本发明的这些方面可酌情包含本文所描述的优选和任选特征中的任一者或全部。
[0055]如所属领域的技术人员将理解，位置数据(例如，GPS位置数据)可经受固有的不可预测误差，其在本质上可缓慢地随时间变化，且可包含:电离层效应、卫星历书误差和卫星时钟模型误差。即使具有GPS接收器的装置在一段时间内实际上保持静止，GPS接收器所输出的位置数据也可显示装置一直处于连续移动中，且因此已移动了某一(虽然可能较小)距离。在便携式移动训练装置的情境中，这种类型的问题恶化，因为这些装置通常由将沿比交通工具靠近建筑物的路线移动的步行者使用，从而降低了卫星可见性且使水平精度系数降级(HDOP)。此外，此些装置的用户将通常具有比交通工具复杂的动力学移动。
[0056]因此，根据本发明，对所接收位置数据执行平滑操作，以产生所行进路线的较准确表示。在执行平滑操作之后获得的用户所行进路线的表示比所接收位置数据所提供的用户所行进路线的表示准确。将了解，本文所提到的路线可指代二维路线，涉及至少纬度和经度，或可为三维的，如果也考虑海拔的话。
[0057]平滑操作包括:将样条算法应用于所接收位置数据以获得呈样条曲线形式的所行进路线的表示的估计；以及使用额外数据以及任选地所接收位置数据来细化所述估计。所述额外数据包括所接收用户运动数据和与所接收位置数据的准确性有关的数据中的至少一者，且任选地可包含历史路线数据和数字地图数据中的一者或两者。将了解，可另外使用其它数据。换句话说，平滑操作涉及两个阶段:获得呈样条曲线形式的所行进路线的表示的初始估计；以及细化所述估计。在一些优化实施例中，不使用额外数据来获得所行进路线的表示的估计(呈样条曲线的形式)。在优选实施例中，仅使用位置数据来获得所行进路线的表示的估计。优选的是，在细化步骤中另外使用位置数据。
[0058]细化所行进路线的表示的估计的步骤提供所行进路线的较准确表示，也称为“经平滑路线”。所行进路线的较准确表示指代执行任何平滑操作的最终结果，且其在优选实施例中向用户输出。将了解，还可进行数据的其它处理，以提供路线的较准确表示，以及平滑。将了解，依据给定应用、处理约束等，可执行不同等级的平滑以提供较准确的表示。细化可或可不在一个或一个以上步骤中进行，且可涉及对路线表示的初始估计以及随后获得的经细化估计进行连续细化步骤，以提供路线的所要较准确表示。
[0059]平滑操作涉及将样条算法应用于所接收位置数据，且因此平滑算法包括样条平滑算法，且最佳为三次样条平滑算法。样条平滑算法的应用是一种形式的内插。平滑算法包括样条或优选三次样条曲线拟合算法。虽然本文的参考将主要与其中样条为三次样条的优选情况有关，但将了解，在较广方面，除非上下文另有需要，否则对“三次样条”的任何参考可被较一股术语“样条”代替。
[0060]根据本发明，其中获得路线表示的估计且接着使其经受细化，在获得路线表示的估计的第一步骤中使用样条(优选三次样条)算法。通过将样条算法应用于所接收位置数据而获得的样条曲线表示对照时间的用户的位置。换句话说，样条曲线是在时域和位置域中。路线表不的估计呈样条曲线的形式。优选的是，样条算法为二次样条算法，且路线表不的所得估计呈三次样条曲线的形式。优选的是，样条算法仅对所接收位置数据操作，且不对额外数据操作，以获得路线表示的估计。将了解，样条算法将对包含位置数据和相关联时间数据(例如具有时戳的位置数据)的一组数据操作。
[0061]在涉及使用三次样条平滑算法的平滑操作，将曲线拟合到所接收位置数据，其中所述曲线由一系列线段组成，所述曲线使得曲线的第一和第二导数是连续的。因此，虽然曲线是由连接在一起的线段组成的分段曲线，但因为第一和第二导数是连续的，因此曲线看起来是平滑且无缝的。每一线段由三次多项式函数界定。三次样条曲线的线段在称为“节”的点处连接。因此，在本发明的实施例中，平滑操作包括将三次样条平滑算法应用于位置数据，以提供由在节处连接的一系列线段组成的三次样条曲线。将存在比初始位置数据中的点少的节。所述节可或可不均匀地分布在时间或位置域中，且通常将不均匀地分布。将了解，三次样条所界定的曲线不一定经过每一位置数据点，且在许多情况，将不会这样做。
[0062]三次样条算法可为任何类型。三次样条算法可为贝塞尔三次样条算法。每一样条曲线线段可于是呈贝塞尔曲线的形式。然而，在优选实施例中，三次样条算法为三次B样条算法。将了解，在其中使用贝塞尔三次样条算法的实施例中，所得三次样条曲线的形状将由控制点(通常为四个，其中的一些将不在曲线上)界定。
[0063]本发明的方法进一步包括细化且优选优化所行进路线的估计，即提供所行进路线的较准确表示的步骤。使用额外数据以及任选地所接收位置数据来进行此步骤。细化所行进路线的估计的步骤意在致使所述估计较密切地近似实际所行进路线。在优选实施例中，所行进路线的估计呈三次样条曲线的形式，如上文所提到。
[0064]细化步骤优选对所行进路线的估计的整个长度进行。所述过程可在逐部分基础上进行。举例来说，所述部分可呈呈三次样条曲线的形式的路线估计的节(其可或可不为邻近节)(或者控制点，如果适当的话)之间的线段的形式。细化路线表示的估计(例如，样条曲线)的步骤包括细化路线表示的估计(即，样条曲线)的形状和/或位置。细化所述估计的步骤可作为反复过程来进行。换句话说，所述方法可涉及反复通过路线估计的至少一部分的形状和/或位置的大量可能性，以基于预定准则确定被认为提供所行进路线的至少一部分的最准确表示的形状和/或位置。
[0065]将了解，路线估计将经受某些约束而细化或任选地优化。举例来说，路线(例如曲线)可针对某一准则(例如，参数)而优化，以较密切地近似所行进路线。优化或细化涉及关于正进行的相关优化或细化步骤的优化或细化。
[0066]在一些优选实施例中，细化呈样条(例如三次样条曲线)的形式的路线表示的估计的步骤包括使用额外数据以及优选也使用所接收位置数据来优化与样条曲线相关联的一个或一个以上且优选每一节的位置。样条曲线的节的移动将导致节周围的曲线的至少一部分的移动，且除非另有约束，否则可导致所考虑节的任一侧上的曲线的其它节的移动。根据本发明，优选的是，所述方法进一步包括限制移动节的效应，使得节的移动不影响样条的所有其它节。在实施例中，限制移动节的效应，使得节的移动仅影响所述节周围的有限给定数目的节。在一些实施例中，移动所述节的效应可限于所考虑的节的任一侧上的单个邻近节。这可以任何合适方式进行，例如通过指定平滑操作中的合适参数来进行。将了解，“优化”节位置可涉及经受某些约束而优化所述位置，例如其中所述节可仅在给定半径中移动，或在有限数目个可能位置之间移动。可能节的最佳位置并不涉及移动所述节。在其中样条由多个控制点界定的其它实施例中，所述方法可包括替代地或另外地关于控制点进行上述步骤中的任一者。因此，术语“节”可由“控制点”代替，除非上下文另有需要。
[0067]在优选实施例中，细化路线表示的估计的步骤包括致使所行进路线的表示的估计优先较密切地对应于具有表示实际所行进路线的较高概率的形状和/或位置，且/或优先较不密切地对应于具有表示实际所行进路线的较低概率的形状和/或位置。将了解，所述步骤包括致使所述表示的估计的至少一部分较密切或较不密切地对应于相关形状和/或位置，使得总估计将较密切或较不密切地与之对应。然而，优选的是，细化步骤对路线估计的整个长度进行，如上文所述。如果估计的某些部分已经适当地对应于可能路线，那么可不需要那些部分的修改。
[0068]已发现，主动轮廓过程提供特别有效的方式来细化所行进路线的估计，其中所述估计呈样条(例如三次样条曲线)的形式。主动轮廓过程提供根据某一预定义准则使曲线或样条分别朝向或远离合意或不合意形状和/或位置移动的方式。更具体地说，在主动轮廓过程中，确定最小化与样条相关联的能量的样条的配置，即形状和/或位置。换句话说，主动轮廓过程涉及使用能量最小化样条。通过将能量等级指派给样条周围的区和/或指派给适当地受样条的形状和/或位置影响的参数，可致使样条朝较需要的形状和/或位置且/或远离较不合意的形状和/或位置移动。
[0069]在优选实施例中，细化路线的估计的步骤包括使用主动轮廓过程来细化路线表示的估计。因此，在优选实施例中，使用主动轮廓过程来致使所行进路线的表示的估计优先较密切地对应于具有表示实际所行进路线的较高概率的形状和/或位置，且/或优先较不密切地对应于具有表示实际所行进路线的较低概率的形状和/或位置。
[0070]在本发明的方法中，可将所述路线表示的估计视为能量将减少或最小化的样条。接着可使用主动轮廓过程来确定减少或最小化样条的能量的样条的形状和/或位置，其中相对较高的能量与较不可能对应于准确的所遵循路线的样条的形状和/或位置相关联，且/或相对较低的能量与较可能对应于准确的所遵循路线的样条的形状和/或位置相关联。
[0071]将了解，可关于曲线的整个长度或其至少一部分进行主动轮廓过程。优选的是，关于曲线的整个长度进行所述过程。可关于沿曲线的长度的部分，在逐区段基础上进行所述过程。因此，使用主动轮廓过程或以其它方式来细化路线表示的估计可涉及细化所述估计的至少一部分，且可包含在单独细化过程中细化所述估计的多个部分的步骤。
[0072]在其中优化呈样条(例如三次样条曲线)的形式的路线估计的一个或一个以上节的位置的一些优选实施例中，所述方法包括使用主动轮廓过程来优化所述或每一节的位置。可确定所述或每一节的导致最低能量与路线估计或其一部分相关联的位置。将了解，如上文所述，在移动节的效应限于与所述节相邻的那些节的情况下，移动节的效应将限于所述估计的一部分，例如在给定节周围的曲线。如果移动每一节的效应以此方式受限，那么可通过优化沿曲线的长度的每一节的位置来优化所述曲线。
[0073]在一些实施例中，优化节的位置的步骤可包括在所述节周围界定第一半径的圆，且将所述节移动到围绕所述圆的周长的多个不同位置。确定与在每一位置处具有节的曲线相关联的能量，且找出移动到最低能量位置的节。在第二遍次中，可使用第二较小半径的圆来重复此过程。可仅对在第一遍次中移动的那些节重复所述过程。可将所述半径选择为具有预定义值，或在其它实施例中，可基于路线的总长度来选择。将了解，这只是可如何优化节位置的一个实例。
[0074]当然，在适当的情况下，可替代地或另外关于控制点而不是节来进行上述步骤中的任一者，视路线表示的估计的形式(例如，所使用的三次样条的形式)而定。
[0075]在一些实施例中，所述方法可包括减少或最小化所接收用户运动数据和优选另外地所接收位置数据与可从路线的估计(例如三次样条曲线)得出的对应数据之间的差。以此方式，可致使所述估计优先较密切地对应于具有表示准确所行进路线的较高概率的形状和/或位置，即导致从估计得出的数据与实际测得数据之间的较小差的形状和/或位置。优选从路线表示的估计(例如，三次样条曲线)确定对应数据。举例来说，可从给定时间的曲线确定一维或二维中的位置值。可通过考虑曲线上的给定点处所界定的向量的量值和方向来得出速度和方向值。可通过取第二导数，通过来自所述曲线的速度的变化速率来类似地确定加速度值。
[0076]如上文所提到，优选的是，细化或优化路线表示的估计的步骤涉及使用主动轮廓过程。因此，在优选实施例中，所述方法包括使用主动轮廓过程来减少或最小化所接收用户运动数据和优选另外地所接收位置数据与可从路线的估计得出的对应数据之间的差。优选的是，所述方法包括在主动轮廓过程中最小化或减少与路线估计相关联的能量，其中所述能量是所接收用户运动数据以及优选另外地所接收位置数据与可从路线估计得出的对应数据之间的差的量度。
[0077]因此，在实施例中，所述方法包括:在主动轮廓过程中，使相对较高的能量与导致所接收用户运动数据(以及优选地所接收位置数据)与如从路线表示的估计确定的对应值之间的较大差的路线表示的估计的位置和/或形状相关联，且/或使相对较低的能量与导致所接收用户运动数据(以及优选地所接收位置数据)与如从路线表示的估计确定的对应数据之间的较小差的路线表示的估计的位置和/或形状相关联。当然，所述方法可通过主动将相对较高或较低的能量等级指派给某些位置/形状且/或主动将相对较低或较高等级指派给其它位置/形状或其组合，而导致相对较高或较低的能量与所述形状/位置相关联。
[0078]以此方式，可将路线表示的估计(S卩，样条曲线)朝导致所接收数据与可从所述表示或曲线得出的对应数据之间的较小差的形状和/或位置推动，使得可假定所得经细化估计具有对应于实际所行进路线的较高概率。最小化步骤可经受某些约束，如上文相对于术语“优化”所述。针对某些参数(例如，数据类型)来最小化能量。
[0079]在优选实施例中，与所估计路线相关联的能量包含至少关于用户运动数据、且优选关于用户运动数据的每一类型，且任选地关于位置数据的相应分量。每一能量分量是数据的所接收(即测得)值与可从路线估计(例如，曲线)获得的值之间的差的量度。所述能量可包含关于平滑步骤中所使用的每一数据或信息类型的分量，且因此还可包括可归因于以下各项的分量:所接收位置数据的准确性；历史路线数据；和/或数字地图数据，如下文在使用这些数据类型之处所论述。以此方式，可参考多种不同类型的数据同时细化曲线的位置。在主动轮廓过程中，可将每一类型的数据视为具有相关联能量的参数。
[0080]在其中所接收用户运动数据包含速度和方向数据的优选实施例中，优选存在关于速度和方向中的每一者的能量分量。如果所接收数据包含位置数据准确性信息，那么另外包含关于其的分量。同样，在优选实施例中，包含关于所接收位置数据与从路线估计(例如曲线)确定的对应位置数据之间的差的分量。在优选实施例中，与路线估计(例如，三次样条曲线)相关联的能量包括每一能量分量的总和。
[0081]在使用主动轮廓过程的这些优选实施例中，可在逐节基础上最小化与路线估计或曲线相关联的能量。如上文所提到，移动节的效应可例如限于先前节与下一邻近节之间的曲线的一部分。如上文所提到，在对其它类型的样条曲线适合的情况下，可替代地关于控制点而不是节来进行同一过程。
[0082]根据一些实施例，平滑操作所基于且细化步骤中所使用的额外数据另外包含历史路线数据和数字地图数据中的一者或一者以上。将了解，除上文所述的使用用户运动数据和/或位置数据准确性数据的细化之外，还进行使用历史路线数据或数字地图数据的细化。可在与使用其它数据的细化同时，或在单独步骤中进行关于历史路线数据或数字地图数据的细化。通常，如所属领域的技术人员将了解，细化(例如主动轮廓)过程中所使用的数据的类型越多，可获得的细化等级越大。
[0083]在其中额外数据进一步包括历史路线数据的实施例中，细化路线表示的估计的步骤优选进一步包括致使所行进路线的表示的估计优先较密切地对应于与历史路线的至少一部分对应的形状和/或位置。换句话说，另外致使路线估计较密切地顺应历史路线。
[0084]将了解，历史路线数据可提供对获得较准确经平滑路线有用的信息。历史路线可提供关于所接收位置数据是正确的概率的指示，且使路线表示的估计能够细化。举例来说，路线估计可建议位于靠近通常所使用的历史路线的路线。接着可假定所取的实际路线对应于历史路线。因此，可致使路线估计较密切地对应于与历史路线对应的形状和/或配置，因为可假定存在此对应于所取的实际路径的较高概率。不是像例如考虑交通工具路线信息时可能较典型的情况那样，简单地尝试使位置数据与历史路线数据匹配，而是根据本发明，在平滑操作中使用历史路线数据。可使用历史路线数据来“拉动”将路线表示的估计，使其较靠近通常使用的历史数据。相反地，可使用历史路线数据来推动路线估计远离不对应于历史路径的区，即存在所述区对应于所取实际路径的较低概率之处。在优选实施例中，这是使用主动轮廓过程来实现的。在这些实施例中，主动轮廓过程是其中与路线估计相关联的能量受历史路线的一部分相对于路线估计的至少一部分的位置影响的过程。能量可受给定接近性中历史路线的一部分的存在影响，或可考虑距此些特征的相对距离。将了解，在一些情况下，可存在在路线估计的仅一部分附近的历史迹线。在此些情况下，可使用历史路线数据来仅细化路线估计的一部分。
[0085]在优选实施例中，所述方法包括存储历史路线数据，以供平滑操作中使用。历史路线数据优选从子关于提供位置数据以供本发明的平滑操作中使用而论述的类型中的任一者的装置获得的位置数据得出。因此，可从子具有位置确定和跟踪装置的移动装置且最优选从便携式训练装置接收的位置数据得出历史路线数据。历史路线数据可由进行平滑操作的中央服务器存储，或另外以可接入此服务器的方式存储。
[0086]所述历史路线数据优选为经平滑路线数据。因此，所述信息可为因执行本文所述的方法而获得的信息。所述历史路线数据优选代表所取的常用路径。这不是与个别路径有关。在优选实施例中，用于给定历史路线的历史路线数据是基于多个位置迹线。换句话说，路线数据已经受“平均化过程”。可通过将多个个别历史位置数据迹线(例如，此项技术中已知的GPS迹线)捆在一起来获得历史路线数据。
[0087]相信通过使用历史路线数据将样条算法应用于所接收位置数据来获得的呈样条曲线形式的路线估计的细化。
[0088]因此，根据本发明的另一方面，提供一种产生路线的表示的方法，其包括以下步骤:
[0089]在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据；以及
[0090]对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括:
[0091]将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示；以及
[0092]使用指示所述用户和/或其它用户所行进的先前路线的所存储历史路线数据来细化所述路线的所述所估计表示。
[0093]根据本发明的另一方面，提供一种用于产生路线的表示的系统，其任选为服务器，所述系统包括:
[0094]用于在沿路线行进时的多个时间接收与用户的位置有关的位置数据的装置；以及
[0095]用于对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示的装置，其中所述用于执行平滑操作的装置包括:
[0096]用于将样条算法应用于所述所接收位置数据以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示的装置；以及
[0097]用于使用指示所述用户和/或其它用户所行进的先前路线的所存储历史路线数据来细化所述路线的所述所估计表示的装置。
[0098]本发明在这些进一步方面的任一者中可酌情包含本文所描述的优选和任选特征中的任一者或全部。
[0099]现在将描述其中另外基于数字地图数据进行平滑操作的实施例，其中此数据用于路线表示的估计的细化中。在这些实施例中，所述方法可包括使用数字地图数据来细化路线表示的估计的步骤，包括:致使所行进路线的表示的估计优先较密切地对应于具有表示实际所行进路线的较高概率的形状和/或位置，且/或优先较不密切地对应于具有表示实际所行进路线的较低概率的形状和/或位置，其中至少部分地基于数字地图数据所表示的地理特征来确定具有表示实际所行进路线的较高概率的形状和/或位置，和/或具有表示实际所行进路线的较低概率的形状和/或位置。可使用数字地图数据来仅细化路线估计的一部分或若干部分。
[0100]将了解，可假定用户所采取的路线与数字地图所表示的某些特征重合是不可能或至少不太可能的。此些区域包含步行者不可导航的区域。举例来说，用户不太可能已穿过水域或穿过建筑物的占地。相反，步行者有可能已穿过公园或类似类型的开放空间。在实施例中，可使用数字地图数据来将路线的估计朝向或远离地图所表示的特征推动，所述特征具有形成所行进路线的部分的相对较高或较低概率。优选的是，这是在主动轮廓过程中进行。优选的是，与路线估计相关联的能量受数字地图所表示的某些地理特征相对于路线估计的至少一部分的位置的位置影响。能量可受与路线的至少一部分的给定接近性中给定特征的存在影响，或可考虑距此些特征的相对距离。在其中使用数字地图数据来细化所估计路线的优选实施例中，所述方法包括:使用主动轮廓过程、最小化或减少与路线估计的至少一部分相关联的能量，其中所述能量受数字地图所表示的某些地理特征相对于路线估计的至少一部分的位置影响。
[0101]通过使相对较高的能量与数字地图所表示的不太可能形成所行进路线的部分的位置或特征相关联，或者相反地通过使相对较低的能量与所述地图所表示的较可能形成所行进路线的部分的位置或特征相关联，当在主动轮廓过程中细化或优化路线估计以便最小化与路线估计相关联的能量时，可将路线估计远离可能性较小的区域和/或朝向可能性较大的区域移动。当然，总是可想到用户可能已例如穿过建筑物，因为可能存在地下通道。通过为此些区域指派较高能量而不是完全禁止路线经过所述区域，本发明提供较灵活的方法，其可提供增强的路线近似。一股来说，所述技术将简单地使路线远离例如提供较准确表示(例如，其中GPS不准确性表明用户穿过了建筑物)的建筑物移位。相反地，可为可能是例如步行者的可能性较大的路线的数字地图的区域(例如公园)指派相对较低的能量，以将路线朝向所述区域推动。
[0102]在实施例中，所述方法包括最小化或减少主动轮廓过程中与路线估计相关联的能量，其中相对较低的能量与较可能对应于基于数字地图数据的所行进路线的至少一部分的路线估计的至少一部分的位置和/或形状相关联，且/或其中相对较高的能量与不太可能对应于基于数字地图数据，例如基于由数字地图数据所表示的地理特征的所行进路线的至少一部分的路线估计的至少一部分的位置和/或形状相关联。术语“有可能”或“不太可能”指代具有形成所行进路线的部分的相对较大或较小概率的位置。
[0103]优选的是，所述方法包括使能量与数字地图所表示的地理特征相关联，其中相对较高的能量与不太可能形成基于数字地图数据的所行进路线的部分的特征相关联，且/或相对较低的能量与有可能形成基于数字地图数据的所行进路线的部分的特征相关联。接着可在最小化或减少与路线相关联的能量的步骤中使用所述信息，以使用数字地图数据细化路线估计。数字地图数据可提供能量信息，以供用于比较与路线估计的不同潜在形状和/或位置相关联的能量。
[0104]将了解，可在一股基础上而不是关于特定路线确定将与由数字地图表示的特征相关联的能量信息。因此，可假定某些地理特征不太可能或有可能形成待确定的任何路线的部分。在实施例中，相应地，相对较高或较低的能量可分别与此些区域相关联。根据其中使用数字地图数据的实施例，优选的是，不太可能形成实际所行进路线的部分或相对较高能量与之相关联的地理特征是步行者不可导航区域。本文中对不太可能形成实际所行进路线的部分的地理特征的参考可由术语“步行者不可导航区域”代替。此些区域的实例包含水体和建筑物占地。可被认为有可能形成路线的部分或相对较低能量可与之相关联的特征的实例包含公园。可根据某一准则，例如依据路线类型、用户偏好等确定相关特征。
[0105]在使用数字地图数据的优选实施例中，所述方法包括优选联合能量信息存储数字地图数据，以供细化过程中使用。数据可由进行平滑操作或以其它方式存取所述数据的服务器存储。
[0106]相信通过使用数字地图数据将样条算法应用于所接收位置数据来获得的呈样条曲线形式的路线估计的细化。
[0107]因此，根据本发明的另一方面，提供一种产生所行进路线的表示的方法，其包括以下步骤:
[0108]在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据；以及
[0109]对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括:
[0110]将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示；以及
[0111]使用所存储的数字地图数据来细化所述路线的所述所估计表示。
[0112]根据本发明的另一方面，提供一种用于产生所行进路线的表示的系统，其任选为服务器，所述系统包括:
[0113]用于在沿路线行进时的多个时间接收与用户的位置有关的位置数据的装置；以及
[0114]用于对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示的装置，其中所述用于执行平滑操作的装置包括:
[0115]用于将样条算法应用于所述所接收位置数据以获得呈样条曲线的形式的所述路线的所估计表示的装置；以及
[0116]用于使用所存储的数字地图数据来细化所述路线的所述所估计表示的装置。
[0117]本发明在这些进一步方面的任一者中可酌情包含本文所描述的优选和任选特征中的任一者或全部。举例来说，数字地图数据可包括步行者不可导航(或至少通常不可导航)的区域，例如建筑物占地、水体等。
[0118]在其中细化且任选地优化所行进路线的估计的步骤涉及多种类型的数据(例如，用户运动数据、与所接收位置数据的准确性有关的数据、历史路线数据和/或数字地图数据)的使用的实施例中，可在单个步骤或多个步骤中相对于多种数据类型进行细化。已发现，优选实施例中所使用的主动轮廓过程通过简单地将额外分量添加到表示与曲线的形状和/或位置相关联的能量的等式，来提供同时相对于多种数据类型细化路线估计的能力。可相对于任何数目的所要数据类型，最小化曲线的能量。当然，可设想，可在一系列步骤中而不是在单个步骤中对不同数据类型进行细化。因此，主动轮廓过程可包括一个或一个以上步骤。将了解，本文相对于使用呈位置准确性数据、历史路线数据或数字地图数据的形式的额外数据的细化对“主动轮廓过程”的参考可涉及“所述”主动轮廓过程，即使得相对于所有数据类型的细化在同一主动轮廓过程中进行，所述主动轮廓过程可包含一个或一个以上步骤。同样地，如本文所述，使用包括位置准确性数据、历史路线数据或数字地图数据的额外数据来致使所述估计较密切或较不密切地顺应给定形状和/或位置的步骤可为使用用户运动和/或位置数据准确性数据的同一过程的部分。接着根据所述实施例中的任一者，使用不同数据类型来进行致使所述估计较密切或较不密切地顺应给定形状的步骤。当然，可设想，可在不同时间和/或地方进行多个主动轮廓过程。
[0119]将了解，可在需要时，依据例如可用处理能力、可接受处理时间等因素来选择相对于进行哪一细化的数据类型的数目。实际上，已发现，相对于用户运动数据和/或与所接收位置数据的准确性有关的数据的细化可相对较快地进行，且可产生路线估计的显著细化。相对于历史路线数据和/或数字地图数据的额外细化虽然是优选的，但可能不总是为可能的，取决于是否存在关于所考虑区的相关数据。
[0120]根据本发明，在其方面或实施例的任一者中，优选的是，接收数据(例如，位置数据和任何其它数据)和执行平滑操作的步骤由中央服务器进行。本发明的系统可包括经布置以执行本文所提到的步骤中的任一者或全部的中央服务器。所接收数据可直接或间接地从装置接收。至少，所述位置数据为由装置，例如由装置的位置确定和跟踪装置(例如其GPS芯片组)产生的数据。可自动地或响应于用户干预将数据从装置传送到中央服务器。在一些实施例中，所接收的数据为已由装置存储以供随后传送到中央服务器的数据。举例来说，数据可由装置的数据存储装置存储，所述数据存储装置可与装置成一体式，或可从装置移除。可以任何方式将数据从装置传送到中央服务器。举例来说，在一些实施例中，移动装置可具备无线通信装置，以允许存储在装置的数据存储装置上的数据例如无线传送到具有对因特网的接入权的计算机或其它装置。在其它实施例中，移动装置可包括数据连接件，例如USB连接件，其连接到数据存储装置。这可通过将所述连接件插入到合适的端口中来使数据能够从数据存储装置传送到计算机或其它合适装置。在其它实施例中，用户可移除装置的数据存储装置，并将其连接到具有对因特网的接入权的计算机或其它装置。
[0121]在实施例中，服务器可经布置以存储历史路线数据和/或数字地图数据以供平滑操作中使用。在其中使用能量信息来进行路线的细化的实施例中，所述数据可与能量信息相关联。
[0122]在进行任何平滑操作之后，本发明的方法的结果为所行进路线的较准确(例如)经平滑表示。根据本发明，在其实施例的任一者中，所述方法优选进一步包括将路线的较准确表示(“经平滑路线”)提供到网页。接着如下文所述经由网页向用户显示路线的较准确表示。因此，在其中平滑是由中央服务器进行的实施例中，中央服务器经布置以将路线的较准确表示提供到网页，例如以供向用户显示。将了解，中央服务器可将路线的较准确表示直接或间接地提供到网页。举例来说，服务器可将经平滑的路线数据提供到另一服务器，以供提供到网页，或可直接将经平滑路线数据提供到网页。
[0123]将了解，可关于已从装置上载以提交到网页的数据进行本发明的平滑技术。当从装置传送到网页时，数据可经由中央服务器被自动路由以用于平滑。因此，在实践中，用户可不直接上载或以其它方式将数据传送到中央服务器以用于平滑，而是将数据传送到网页，其中数据平滑在数据被供应到网页之前发生。
[0124]在一些优选实施例中，在向用户显示数据之前，对上载到网页的数据进行本发明的平滑操作。因此，数据被间接地上载到网页，经由中央服务器传递用于在途中执行平滑操作。因此，用户可FEI非有意地将数据上载到中央服务器以进行平滑操作。在实施例中，所述方法可包括将从装置上载到网页的数据自动引导到中央服务器，以用于在于网页上显示所述数据之前执行本发明的平滑操作。接着在平滑操作之后，可致使在网页上显示路线的较准确表不。
[0125]优选的是，在本发明的实施例的任一者中，本发明的方法进一步包括致使向用户显示路线的较准确表示。举例来说，在路线为在进行跑步训练或训练周期的用户所遵循的路线，他们可接着在后续时间检视所采取的路线，以及与训练有关的其它数据，例如所述路线期间的特定时间的速度、所覆盖的距离等。将了解，向其显示路线的用户可为采取所述路线的同一用户或另一用户。优选的是，显示路线的较准确表示的步骤包括致使在数字地图上显示路线的较准确表示。在优选实施例中，所述方法进一步包括相对于数字地图确定所行进路线的较准确表示，且所述系统包括用于进行此步骤的装置。如先前所提到，经平滑的路线可为在二维或三维中确定的路线。因此，经平滑的位置数据可为经度和纬度位置信息，且任选地为海拔信息。路线的较准确表示可为二维或三维中的数字经平滑路线模型。
[0126]在优选实施例中，所述方法包括在数字地图上向用户显示路线的较准确表示，优选的是，其中所显示的数字地图包含沿路线的海拔信息。在其中曾使用三维位置数据确定经平滑路线的实施例中，所述海拔信息可形成路线的较准确表示的部分。在其它实施例中，可使用接收到的海拔位置数据(即尚未经受平滑操作的数据)来确定海拔信息。在一些优选实施例中，使用经平滑与未经平滑海拔数据的组合来提供沿路线的所显示海拔信息。
[0127]所述方法可包括致使经由任何合适的显示装置向用户显示路线的较准确表示。所述显示装置将通常为例如用户终端的本地显示装置。所述方法可包括经由具有对因特网的接入权的计算机或其它装置向用户显示路线。在一些优选实施例中，经由用户可接入的网页来显示路线的较准确表示。举例来说，可经由移动通信装置(例如用户的PDA、膝上型计算机或移动电话)显示所述路线。将了解，在这些优选实施例中，位置数据在于网页上显示之前，经受平滑操作。
[0128]根据所述方法，在其实施例的任一者中，所述方法优选进一步包括存储所述路线的较准确表示。接着将所存储的路线用于历史路线数据的确定中，以供用于根据本发明某些实施例的与随后接收到的位置数据有关的平滑操作中。
[0129]本发明延伸到包括计算机可读指令的计算机程序产品，所述计算机可读指令可执行以实施根据本发明的方面或实施例中的任一者的方法，或致使系统(例如中央服务器)执行此些方法。
[0130]将了解，在所描述的实施例的任一者中，主动轮廓过程可替代地用以最大化或增加与路线估计相关联的能量。在此情况下，在上文所论述的布置的相反布置中，低能量值将被指派给曲线的较不合意的位置或形状，且高能量值将被指派给较合意的位置/形状。将了解，本文对“相对较高”或“相对较低”能量的参考涉及与周围区或位置/形状相比的例如与数字地图或曲线的形状和/或位置相关联的能量。举例来说，与周围区相比，相对较低的能量可与历史路线的位置相关联。所述周围区可或可不与任何特定能量相关联，即其可界定不变或基础能量。类似地，与不太可能形成路线的一部分的地图特征相关联的相对较低能量将以同一方式具有与周围区相比的相对较低能量，以便在能量最小化过程中朝其拉动路线估计。因此，所述能量与周围基础等级(其可修改)或与已被指派能量等级的其它区域相比可相对较低或较高。
[0131]在其中使用考虑各种类型的数据(例如历史数据和数字地图数据)的主动轮廓过程的实施例中，可对每一类型的数据进行单独的能量最小化或减少步骤，或者较优选地，所述数据可酌情形成总能量等式的分量。
[0132]下文陈述这些实施例的优点，在所附的附属权利要求中以及以下详细描述中的其它地方界定这些实施例中的每一者的进一步细节和特征。【专利附图】

【附图说明】
[0133]下文将参考附图借助于说明性实例来描述本发明的教示以及实施那些教示的布置的各种方面，其中:
[0134]图1是全球定位系统(GPS)的示意性说明；
[0135]图2是经布置以提供便携式个人训练装置的电子组件的示意性说明；
[0136]图3展示图2的装置的实施例，其中所述装置呈体育手表的形式；
[0137]图3A说明表带端部处的被掀起以揭露USB连接件的带铰链盖；
[0138]图4是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；
[0139]图5是说明根据本发明优选实施例的平滑操作中的主要阶段的框图视图；
[0140]图6更详细地说明平滑操作的细化阶段的一个实施例；
[0141]图7说明所接收到的数据与可从路线的估计得出的数据之间的关系；以及
[0142]图8说明平滑操作的细化阶段的另一实施例。
[0143]相同参考标号在图式中始终用于相同特征。
【具体实施方式】
[0144]现在将特定参考从具有对全球定位系统(GPS)数据的存取权的便携式个人训练装置(例如体育手表)接收到的数据来描述本发明的优选实施例。所描述类型之后的体育手表通常由运动员佩戴，以在其跑步或锻炼期间帮助他们，例如通过监视用户的速度和距离并将此信息提供给用户。然而，将了解，所述装置应布置成由用户携带或以已知方式连接或“对接”到交通工具，例如自行车、划艇等。这种类型的装置在 申请人:的在2011年I月5日申请的标题为“GPS里程表(GPS Odometer) ”的共同待决申请案(第100100382号台湾申请案)(后来作为在2011年3月28日申请的第PCT/EP2011/054686号PCT申请案申请)中更详细地描述。
[0145]图1说明可由此些装置使用的全球定位系统(GPS)的实例视图。此些系统是已知的，且用于多种目的。一股来说，GPS是基于卫星无线电的导航系统，其能够为不限数目的用户确定连续位置、速度、时间以及(在一些情况下)方向信息。以前称为NAVSTAR，GPS并入有多个卫星，其在极其精确的轨道中绕地球轨道而行。基于这些精确轨道，GPS卫星可将其位置中继到任何数目的接收单元。
[0146]当装置(经特殊配备以接收GPS数据)开始扫描射频以寻找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，装置即刻经由多种不同常规方法中的一者确定所述卫星的精确位置。在大多数例子中，装置将继续扫描以寻找信号，直到其已获取至少三个不同卫星信号(注意，不是通常但可使用其它三角测量技术仅用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己的相对于卫星的二维位置。这可以已知方式进行。另外，获取第四卫星信号将允许接收装置以已知方式通过相同的几何计算来计算其三维位置。位置和速度数据可由不限数目的用户在连续基础上实时更新。
[0147]如图1中所示，GPS系统大体由参考标号100表示。多个卫星120在围绕地球124的轨道中。每一卫星120的轨道不一定与其它卫星120的轨道同步，且事实上，可能是异步的。展示GPS接收器140从各种卫星120接收扩频GPS卫星信号160。
[0148]从每一卫星120连续发射的扩频信号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的部分，发射指示所述特定卫星120的数据流。相关领域的技术人员将了解，GPS接收器装置140通常从至少三个卫星120获取扩频GPS卫星信号160，以供GPS接收器装置140通过三角测量计算其二维位置。额外信号的获取(得出来自总共四个卫星120的信号160)准许GPS接收器装置140以已知方式计算其三维位置。
[0149]图2是呈框组件格式的根据本发明优选实施例的个人便携式训练装置200的电子组件的说明性表示。应注意，装置200的框图不包含导航装置的所有组件，而是仅代表许多实例组件。
[0150]装置200包含处理器202，其连接到输入装置212和显示屏210，例如IXD显示器。输入装置212可包含一个或一个以上按钮或开关(例如，如图3中所示)。装置200可进一步包含输出装置，其经布置以向用户提供可听信息，例如已达到某一速度或已行进某一距
离的警告。
[0151]图2进一步说明处理器202与GPS天线/接收器204之间的操作性连接。尽管天线与接收器为了说明而示意性地组合，但天线和接收器可为分开定位的组件。天线可例如为GPS贴片天线或螺旋天线。
[0152]装置200进一步包含加速计206，其可为经布置以检测用户在x、y和z方向上的加速度的3轴加速计。加速计可充当计步器，供存在GPS接收损失时/情况下使用，且还可充当用于确定佩戴者在特定时刻的运动状态的装置，如 申请人:的在2011年3月28日申请的标题为“(GPS Odometer) ”的第PCT/EP2011/054686号共同待决PCT申请案中所描述。尽管展示加速计位于装置内，但加速计也可为由用户佩戴或携带的外部传感器，且其经由发射器/接收器208将数据发射到装置200。
[0153]所述装置还可从其它传感器(例如脚垫传感器222或心率传感器226)。脚垫传感器可例如为压电加速计，其位于用户鞋子的鞋底中或鞋底上。每一外部传感器分别具备发射器224和接收器228，其可用来经由发射器/接收器208将数据发送到装置200或从装置200接收数据。
[0154]处理器202操作地耦合到存储器220。存储器资源220可包括(例如)易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，例如数字存储器，例如快闪存储器。存储器资源220可为可装卸的。如下文更详细地论述，存储器资源220还操作地耦合到GPS接收器204、加速计206和发射器/接收器208，以用于存储从这些传感器和装置获得的数据。
[0155]另外，所属领域的技术人员将理解，图2中所示的电子组件由电源218以常规方式供电。电源218可为可再充电电池。
[0156]装置200进一步包含输入/输出(I/O)装置216，例如USB连接件。I/O装置216操作地耦合到处理器，且还至少耦合到存储器220和电力供应218。I/O装置216例如用以:更新处理器220、传感器等的固件；将存储在存储器220上的数据传送到外部计算资源，例如个人计算机或远程服务器；且为装置200的电力供应218再充电。在其它实施例中，数据还可由装置200使用任何合适的移动电信手段无线发送或接收。[0157]如所属领域的技术人员将理解，图2中所示的组件的不同配置被视为在本申请案的范围内。举例来说，图2中所示的组件可经由有线和/或无线连接等彼此通信。
[0158]图3说明装置200的优选实施例，其中装置200以手表300的形式提供。手表300具有外壳301，其中含有如上文所论述的装置上的各种电子组件。两个按钮212提供于外壳301的侧面，以允许用户将数据输入到装置，例如以导航显示器210上所显示的菜单结构。可根据需要替代地使用任何数目的按钮，或其它类型的输入装置。手表300具有带302，用于将装置紧固到用户的手腕。如可看到，带302的末端具有可掀起的带铰链盖304，例如如图3A中所示，用以揭露USB连接件308。可将所述连接件插入任何合适的USB端口中，以进行电力和/或数据传送，如上文所述。
[0159]装置的GPS接收器204接收卫星信号(当可接收此些信号时)，其指示与佩戴者相关联的无数则信息。举例来说，佩戴者的当前位置(经度和纬度)、佩戴者的速度向量、佩戴者的当前海拔等，以及指示卫星信号的“质量”的其它数据，例如所估计的水平和垂直位置误差。此信息将通常以一股与交通工具应用相关联的速率(例如IHz)接收。通过接口将信息传递到处理器202。可预处理所述信号，例如以将所述信号转换成可用数据，如此项技术中已知。
[0160]类似地，加速计206同时获得关于用户和/或装置的动力学移动的数据。此数据将通常包括沿三个垂直轴(例如，x、y和z轴)中的每一者的加速度的量度。
[0161]当存在足够数目的卫星时，用户的海拔再次由GPS接收器204提供。
[0162]计步器可为加速计，例如加速计206，或脚垫传感器，例如222。如果装置可以接入这两个装置，那么通常将脚垫传感器222用作计步器，因为其将通常比加速计206准确。
[0163]如将了解，装置200经设计成由跑步者或其它运动员在他们进行跑步或其它相似类型的锻炼时佩戴。装置200内的各种传感器(例如GPS接收器204和加速计206)收集与此跑步相关联的数据，例如所行进的距离、当前速度等，并使用显示屏210向佩戴者显示此数据。
[0164]在图4中，将装置200描绘为正经由可由任何数目的不同布置实施的一股通信信道410与服务器400通信。当服务器400与导航装置200之间建立连接(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400和装置200可通信。
[0165]除可能未说明的其它组件之外，服务器400包含处理器404，其操作地连接到存储器406，且进一步经由有线或无线连接操作地连接到大容量数据存储装置402。处理器404进一步操作地连接到发射器408和接收器409，以经由通信信道410将信息发射到装置200且从装置200发送信息。所发送和接收的信号可包含数据、通信和/或其它所传播信号。发射器408与接收器409的功能可组合到信号收发器中。
[0166]通信信道410不限于特定通信技术。另外，通信信道410不限于单个通信技术，也就是说，信道410可包含使用多种技术的若干通信链路。举例来说，通信信道410可适于为电、光学和/或电磁通信等提供路径。由此，通信信道410包含(但不限于)以下各项中的一者或组合:电路、电导体(例如，电线和同轴电缆)、光纤缆线、转换器、射频(RF)波、大气、空白空间等。此外，通信信道410可包含中间装置，例如路由器、中继器、缓冲器、发射器和接收器。[0167]在一个说明性布置中，通信信道410包含电话和计算机网络。此外，通信信道410可能够适应无线通信，例如射频、微波频率、红外通信等。另外，通信信道410可适应卫星通?目。
[0168]服务器400可为可由装置200经由无线信道接入的远程服务器。服务器400可包含位于局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟私人网络(VPN)等上的网络服务器。
[0169]服务器400可包含个人计算机，例如桌上型或膝上型计算机，且通信信道410可为连接在个人计算机与装置200之间的缆线。或者，个人计算机可连接在装置200与服务器400之间，以建立服务器400与装置200之间的因特网连接。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，用于经由因特网将装置200连接到服务器400。
[0170]服务器400进一步连接到(或包含)大容量存储装置402。大容量存储装置402含有大量的至少数字地图信息。在本发明的实施例中，可连同来自装置的数据(例如从GPS接收器204获得的带时戳位置数据以及从加速计206、脚垫传感器222等获得指示佩戴者的运动的数据)使用此数字地图信息来确定装置200的佩戴者所行进的路线，其可接着由佩戴者检视。
[0171]本发明是针对使从例如上文所说明的个人便携式训练装置200等装置接收到的位置数据平滑的方法。所述数据可能已经或可能尚未经受装置200的某一预处理，例如卡尔曼滤波。
[0172]所述装置由用户以上文所述的方式中的任一者连接到服务器400，以便上载与例如跑步训练有关的数据。将了解，可在任一给定时间上载关于一个或一个以上跑步训练有关的数据，但为了便于阐释，下文将相对于给定跑步训练进行本发明的实施例的描述。当装置合适地连接到服务器时，将从GPS接收器204获得的带时戳GPS位置数据上载到服务器。除位置数据之外，还联合位置数据上载与跑步有关的其它数据，其可称为“用户运动数据”。
[0173]此用户运动数据包含来自加速计206和脚垫传感器222中的一者或两者的数据，以及来自GPS接收器204的其它数据。因此，例如所述数据包含加速计数据(ACC)。所述数据包含从GPS接收器204获得的对地速度(SOG)，以及也是从GPS接收器204获得的对地航向(COG)。COG数据有效地提供用户运动的方向数据。SOG和COG数据可分别为多普勒速度和方向数据。所述数据还包含可从加速计206或较佳从脚垫传感器22获得的计步器数据(EMP)。另外，可上载与用户的移动有关的其它人体动态数据(HUM)。此数据可类似于计步器数据，且可从直接测量用户身体的若干部分的移动的传感器数据获得。
[0174]除用户运动数据之外，还将与所上载的位置数据的准确性有关的数据上载到服务器。可从GPS接收器204获得此数据，且此数据可包含卫星信号强度(RSSI)和所估计水平位置误差(EHPE)数据。
[0175]将了解，所上载的GPS位置数据可为原始数据，或在上载之前已经历装置的某一(例如)卡尔曼滤波或其它预处理器的数据。为了从所述数据获得跑步训练所行进的路线的有用近似，有必要进行数据的平滑。为此，服务器400的处理器404经布置以进行平滑操作，以获得所行进路线的较准确或经平滑表示，其接着可向用户显示。本发明的方法可由服务器在从装置接收到数据时，在经由网页向用户显示路线之前实施。因此，当用户将数据上载到网页以供检视时，数据首先经历平滑操作。
[0176]图5是说明根据本发明优选实施例的平滑操作中的主要阶段的框图视图。[0177]在第一阶段500中，使用三次样条算法来通过使用接收到的带时戳GPS位置数据获得所行进路线的表示的估计。所述路线的此估计可为路线的二维或三维估计，且呈三次样条曲线的形式。三次样条算法可为此项技术中已知的任何三次样条曲线拟合算法。所得三次样条曲线由彼此连接的多个线段形成，使得曲线的第一和第二导数为连续的。曲线线段在“节”处彼此接合。取决于三次样条算法的形式，曲线的形状可另外地或替代地由将位于曲线之外的控制点界定。如果使用贝塞尔(Bezier)三次样条算法，那么也将界定曲线。在优选实施例中，样条算法为B样条算法。所得曲线将接着具有通过节连接的线段，所述曲线也由位于曲线之外的控制点界定。三次样条曲线界定时间上的位置。曲线的节或控制点的数目将低于初始GPS数据中的点的数目。
[0178]在一个示范性实施例中，将三次样条函数应用于所有的GPS位置数据点，但其可仅应用于所述点中的选定(例如经取样)点。在一个示范性实施例中，根据GPS位置中的位置误差对样条算法进行加权，例如通过w(t) = l/max(l, EHPE(t))。首先对于二维实施例呈以地理度数来计的经度和纬度坐标的形式的GPS位置数据投影到度量系统上，依据从给定原点的偏移(以米来计)来表达每一维度中的位置。
[0179]将了解，仅使用GPS位置数据和相关联时间数据来执行平滑操作的此第一阶段500。一旦已获得提供所行进路线的初始估计的三次样条曲线，就在平滑操作的第二阶段中，使所估计的曲线经受细化过程。
[0180]在细化过程中，三次样条曲线(即，初始路线近似)经受主动轮廓过程，其经步骤以致使曲线优先顺应较可能对应于所行进路线的形状和/或位置。致使所述曲线朝较可能的形状/位置移动，且/或远离不大可能的形状/位置移动。如此项技术中已知，主动轮廓过程提供致使曲线较密切地顺应所要形状/位置(即，配置)的方式。这是通过使能量等级与曲线的不同潜在位置/形状相关联来实现的，其中较高能量与较不合意的位置/形状相关联，且较低能量与较合意的位置/形状相关联。通过使与三次样条相关联的能量最小化，可致使样条曲线较密切地顺应所要廓线。
[0181]在细化过程502中，三次样条曲线(即，初始路线估计)经受主动轮廓过程，其中至少使用用户运动数据和/或与位置数据的准确性有关的数据来致使曲线优先顺应较可能对应于所行进路线的形状/位置。在所描述的实施例中，额外地使用GPS位置数据。如图5的阶段502中所示，可另外使用历史路线数据和数字地图数据。此阶段指示细化过程中可使用的所有因素。在所有实施例中，使用用户运动数据和/或位置数据准确性数据，且首先将描述基于这些参数的细化过程的实施例。
[0182]在此过程中，可考虑各种类型的用户运动数据。在优选实施例中，使用至少速度(SOG)和方向(COG)数据。在实施例中，可使用呈来自加速计或计步器的加速计数据(ACC)的形式的额外数据。对于位置数据准确性信息，优选使用EHPE数据，但可替代地或另外使用第4卫星信号强度(RSSI)。至少，可仅使用用户运动数据来进行所述过程，且接着合意地使用速度和方向数据。
[0183]图6中展示使用用户运动数据、位置数据和位置数据准确性数据的细化过程的一个实例。在此示范性实施例中，使用某一范围的不同类型的用户运动和位置数据误差信息。因此，所述过程涉及具有以下输入的优化循环=EHPE(所估计位置误差)；S0G ；C0G ;ACC ;以及EMP。ACC可呈加速计的频率的形式。将了解，这些数据输入仅为示范性的，且可使用较多或较少的输入，以便考虑替代或额外类型的用户运动数据和/或位置数据误差信息。
[0184]如上文所述，所述数据在主动轮廓优化过程中用于曲线形状和/或位置。在细化过程502中，致使曲线顺应最小化所接收用户运动和/或位置数据误差值与可从三次样条曲线得出的对应值之间的差的形状和/或位置。这是通过将能量指派给所考虑的每一数据类型来实现的，能量为数据的所接收值与从曲线获得的对应值之间的差的量度。因此，与将与曲线的导致所得值较接近所接收值的位置/形状相关联相比，较大的能量将与曲线的导致可从曲线得出的数据的值与对应的所接收(即测得)值相差较大的位置/形状相关联。以此方式，通过最小化与曲线相关联的能量，找出曲线的最小化可从曲线获得的数据类型的值与实际接收(即测得)的值之间的差的形状/位置。因此，可假定此过程致使曲线较密切地顺应所进行的实际路线。
[0185]在若干实施例中，主动轮廓过程中所使用的能量等式由对所考虑的每一数据类型的贡献组成，用于每一数据类型的能量分量代表可从曲线确定的数据的值与测得/所接收值之间的差。举例来说，考虑来自位置数据以及多普勒速度和方向数据的贡献的能量等式可为如下:
[0186]能量=Kpositi on*Epositlon+Kdoppler*Ed0ppier+et C
[0187]对于其它数据类型(例如，加速计数据、EHPE数据等)的贡献，可包含对能量等式的进一步贡献。
[0188]能量等式的每一分量是基于数据的所接收值或可从所接收数据得出的值与由所确定的三次样条曲线指示的对应值之间的差的量度。
[0189]举例来说，能量等式包含所接收位置数据与可从曲线得出的数据之间的差所确定的贡献。此位置能量Eptjsitim测量所接收GPS数据中存在的经度和纬度测量结果距对应时间的对应样条x、y位置有多远。参考EHPE (所报告位置误差)对位置能量进行加权。举例来说，Eposition = sum_for_t (distance (spline (t)，GPS_pos (t)) *w (t))，其中 w (t) = I/max (I,EHPE (t))。
[0190]将了解，可容易地从样条曲线确定不同数据类型的值。举例来说，可通过考虑可从指示位置对时间的样条获得的向量来确定速度和方向。图7中说明可从曲线和测得GPS点获得此信息的方式，图7展示可从中为测得即所接收GPS数据点A和曲线B上的对应点得出SOG和COG的向量。或者，可以其它方式从样条曲线(例如通过考虑连续若干秒内样条位置之间的增量)确定速度和航向。
[0191]可考虑的其它类型的数据包含所行进距离值。可使用任何合适技术，例如增量距离的考虑(对个别位置之间的距离进行求和)或“S0G”(对个别位置之间的速度积分进行求和)，来从三次样条曲线确定所行进的距离。可从计步器数据(EMPED)或从基于所接收GPS例如位置或SOG数据的类似计算获得对应的测得/所接收距离信息。类似地，从其它人体动态运动传感器(类似于计步器)获得的数据提供可与可从曲线得出的数据相比的其它数据源。
[0192]将了解，在其中细化过程使用下文更详细地描述的数字地图数据或历史路线数据的实施例中，关于这些参数的进一步分量也包含在能量等式中，如图8中将展示。
[0193]返回到使用用户运动数据和位置数据准确性数据的实施例，如图6中所指示，通过在反复过程中应用考虑来自EHPE、SOG、COG、ACC和EMP的贡献的主动轮廓过程，使曲线经受细化，在历经优化循环的每一遍次之后，获得新的曲线估计，直到曲线被认为最优化为止。接着可将所述曲线输出给用户。
[0194]如上文所提到，三次样条曲线将包含多个线段，通常在节处接合在一起。在主动轮廓过程的一个实施方案中，将给定节移动到若干不同位置，且为每一位置计算与曲线的在所述节的区中的部分相关联的能量。当移动所述节时，因此所述曲线在所述节的区中的部分的形状/位置将改变。接着找出提供曲线部分的最低能量的节的位置，且将其视为对于过程502的此阶段所述节的经细化或经优化位置。
[0195]在一个实例中，主动轮廓过程的特定实施方案包含以下步骤。在第一遍次中，在每一节周围界定第一半径的圆，且将所述节以0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°和360°移动到所述圆的边缘(但可根据需要使用任何方向以及任何数目的方向)，计算每一位置处的能量，且将所述节移动到最低能量位置；在第二遍次中，且仅针对曾被移动的那些节，使用具有第二较小半径的圆重复所述过程。所述过程可通过根据需要减小半径来继续。所选择的半径可仅为预定义值，或可基于总路线的长度。
[0196]将了解，除非另有约束，否则移动节可不仅影响紧邻的曲线部分，而且影响在考虑中的节点的任一侧上的节点的位置，从而对其长度的相当大部分上的曲线的形状/位置具有影响。为了降低此影响，且本地化移动节点的影响，在实施例中，可为三次样条界定“基础”，其将移动节的影响限制于其周围的有限数目个节，例如仅限制于下一邻近节，而另外的节是固定的。这可通过依次考虑每一节或至少选定节的最佳位置来允许曲线沿其长度优化，使得曲线的每一部分仅优化一次。
[0197]在于逐节基础上进行优化过程的情况下，主动轮廓过程中用来确定与曲线相关联的能量的数据将为与曲线的正考虑的部分(即，在考虑中的节的任一侧上的下一最近相邻节之间)有关的数据，且曲线的位置/形状经优化的部分将为曲线的同一部分。
[0198]将了解，上文基于用户运动数据、GPS数据和位置数据准确性数据所描述的细化过程有效地相对于某些内部参数优化了曲线。在一些实施例中，可将如参考图6所述的相对于这些参数的细化之后的所得经优化曲线视为经平滑路线近似，以供向用户显示。
[0199]在优选实施例中，曲线经受相对于外部因素的进一步细化。因此，细化阶段502可进一步考虑历史路线数据和数字地图数据中的一者或两者。
[0200]在其中使用历史路线信息来进一步细化曲线的实施例中，通过考虑历史路线信息，致使所述曲线较密切地顺应可能对应于所行进路线的形状/位置。这可通过如参考图8所述将进一步的能量分量添加到主动轮廓过程中以额外地致使曲线较密切地顺应附近所建立的通常行进历史路线来实现。为此，在使用历史路线数据的实施例中，服务器400将历史路线信息存储在大容量存储装置402中。历史路线信息呈说明通常所取路径的GPS轨迹束的形式。从自其它个人便携式训练装置上载的数据获得GPS数据，且因此GPS数据指示例如跑步者、骑行者等通常所取的路径。因此，如果在附近找到，那么可假定待确定的路线可能对应于此路线。
[0201]可从局部熵计算常见路径的确定中所使用的路径，并将其存储为束的图像或向量。束可在每周基础上更新。
[0202]在主动轮廓过程中，曲线或其部分的对应于在历史路线信息的基础上所确定的通常所取路线的位置被指派相对较低的能量。这可在用以相对于用户运动数据和/或位置数据准确性数据细化曲线的同一主动轮廓过程中进行，从而额外提供能量等式中的驱动者。这可容易地在知晓历史路线的地理位置的情况下实现。以此方式，可将曲线朝可形成所行进路线(其部分)的历史路径“推动”。接着可将相对较低能量等级指派给对应于历史路线的位置的位置。以此方式，可将曲线朝包含或对应于此些较低能量位置的位置/形状推动。此过程可针对每一节重复。
[0203]在优选实施例中，细化步骤502还考虑数字地图数据。如上文所述，服务器400可将数字地图数据存储在大容量数据存储装置402中。将了解，所行进路径所位于的区的数字地图将指示不可能形成所行进路线的部分的某些位置。举例来说，这些可包含对应于某些地图特征(例如水体、火车轨道、高速公路、建筑物占地等)的位置。更一股地说，此些区可称为步行者不可导航区域。相反，可揭示可能形成所行进路线的部分的某些位置，例如公园。
[0204]在考虑数字地图数据的细化中，用于主动轮廓过程中的能量值与数字地图相关联。能量值代表某些位置(例如地理特征)经形成所行进路线的部分的概率。因此，不可能形成所行进路线的部分的地理特征被指派相对较高的能量，且可能形成路线的部分的地理特征被指派相对较低的能量。将了解，所述过程可仅涉及将相对较低能量等级或较高能量等级指派给地图所表示的特征，使得能量等级与尚未被指派能量等级的周围区域相比相对较低或较高。可使用现有地图数据(其例如已经指示例如建筑物占地和其它相关地图特征的位置)来容易地实施此些技术。用于此阶段中的能量信息可联合数字地图数据由服务器400例如存储在大容量存储装置402上。
[0205]当对三次样条曲线进行主动轮廓过程以最小化其能量时，致使所述曲线朝低能量位置和/或远离高能量位置移动，从而致使其顺应较可能基于数字地图数据形成所行进路线的部分的位置/形状。此技术是有利的，因为其不阻止路线穿过建筑物，例如因为这可形成步行者所取的路线的部分，但将有助于使路线远离其中GPS不准确性已提供位于建筑物占地内的位置数据的建筑物而移动。这可在用以相对于用户运动数据和/或位置数据准确性数据细化曲线的同一主动轮廓过程中进行，从而额外提供能量等式中的驱动者。
[0206]将了解，平滑操作包含至少使用用户运动数据和/或位置数据准确性数据的细化。平滑操作可另外包含使用历史路线数据和数字地图数据的细化。将了解，细化期间所考虑的每一额外因素将需要额外处理资源和处理时间。在给定上下文和任何处理约束的情况下，可根据需要选择细化等级。在另外关于历史路线数据或数字地图数据进行细化的情况下，这在用以相对于用户运动数据和/或位置数据准确性数据细化曲线的同一阶段(且最佳主动轮廓过程)中有利地进行。
[0207]通过将两个进一步输入添加到图6中所示的主动轮廓过程来实施相对于历史路线数据和数字地图数据的细化。图8中展示包含这些额外阶段的此过程的实例。将看到，历史路线信息(例如，群集和地图数据)将两个进一步输入提供给所述过程，其可如上文所述用来提供主动轮廓过程中的额外驱动者。此进一步输入将进一步分量添加到还包含从上文所述的内部因素得出的分量的能量等式。设想替代地可在后续阶段中相对于进一步因素来进行主动轮廓过程，而不是使用这些作为单个能量等式的输入。
[0208]一旦曲线已经受其对于给定应用被视为“经优化”所需的任何细化，就曲线输出作为经平滑路线或路线的较准确表示，图5中的步骤504。在实施例中，服务器400致使路线叠加在区的数字地图上向用户显示。这可经由网页来进行。可从服务器的大容量存储装置402获得数字地图数据。路线近似也可由服务器存储，以在如上文所述用于获得历史路线信息的成束过程中使用。
[0209]当向用户显示路线时，在路线下面显示展示沿路线的海拔的变化的数字地图是合意的。此海拔信息可对应于接收到的GPS海拔数据，或可为从经平滑路线近似(其中这是以3维来确定)获得的经平滑数据。更尤选地，使用两个值的混合来减少数据集中的不准确性的影响。
[0210]设想不是使用用户运动数据和/或位置数据准确性数据来进行曲线的细化，而是使用历史路线数据和/或数字地图数据且不使用用户运动数据和/或位置数据准确性数据来进行此细化。这可以与本文所述的实施例类似的方式，使用主动轮廓过程来实现，但无基于用户运动数据和/或位置数据准确性数据的输入。
[0211]还将了解，虽然至此已描述了本发明的各种方面和实施例，但本发明的范围不限于本文所陈述的特定布置，而是延伸到包含术语所附权利要求的范围内的所有布置，以及其修改和更改。
[0212]举例来说，虽然前面的详细描述中描述的实施例涉及GPS，但应注意，导航装置和系统可利用任何种类的位置感测技术作为GPS的替代物(或实际上除GPS之外的替代物)。举例来说，导航装置可利用其它全球导航卫星系统，例如欧洲伽利略系统。同等地，导航装置不限于基于卫星的系统，而是可容易地使用基于地面的信标或使装置能够确定其地理位置的其它种类的系统来起作用。
[0213]所属领域的技术人员还将充分理解，虽然优选实施例可借助于软件实施某一功能性，但所述功能性可同等地单独在硬件中实施(例如，借助于一个或一个以上SIC(专用集成电路))或实际上由硬件与软件的混合物实施。
[0214]最后，应注意，虽然所附权利要求书陈述本文所述的特征的特定组合，但本发明的范围不限于其后所主张的特定组合，而是延伸到包含本文所揭示的特征或实施例的任何组合，而不管此时所附权利要求书中是否已特别枚举了所述特定组合。
【权利要求】
1.一种产生所行进路线的表示的方法，其包括以下步骤: 在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据； 在沿所述路线行进时的多个时间，接收与所述用户的运动有关的用户运动数据；以及 对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括: 将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线形式的所述路线的所估计表示；以及 使用所述所接收到的用户运动数据来细化所述路线的所述所估计表示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤另外使用以下各项中的至少一者:(i)所述所接收位置数据；(ii)与所述所接收位置数据的准确性有关的数据；(iii)指示所述用户和/或其它用户所行进的先前路线的历史路线数据；以及(iv)数字地图数据，例如建筑物占地或水体。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤包括将主动轮廓模型应用于所述样条曲线。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤包括在主动轮廓过程中最小化或减少与所述路线的所述所估计表示相关联的能量，其中所述能量是所述所接收用户运动数据与从所述样条曲线得出的对应数据之间的差的量度。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤另外使用指示所述用户和/或其它用户所行进的先前路线的历史路线数据，且所述能量另外受历史路线的一部分相对于所述样条曲线的至少一部分的位置影响。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤包括修改所述样条曲线以优先较密切地对应于具有表示实际所行进路线的较高概率的形状和/或位置，其中具有表示所述实际所行进路线的较高概率的所述形状和/或位置是至少部分地对应于历史路线的一部分的形状和/或位置。
7.根据权利要求3到6中任一权利要求所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤另外使用数字地图数据，且所述能量另外受所述数字地图相对于所述样条曲线的至少一部分所表示的某些地理特征的位置影响。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述细化所述路线的所述所估计表示的步骤包括修改所述样条曲线以优先:(i)较密切地顺应具有表示所述实际所行进路线的较高概率的形状和/或位置；和/或(ii)较不密切地顺应具有表示所述实际所行进路线的较低概率的形状和/或位置，其中至少部分地基于所述数字地图数据所表示的地理特征来确定所述形状和/或位置。
9.根据任一先前权利要求所述的方法，其中所述所接收用户运动数据包含速度和方向数据中的一者或一者以上。
10.一种产生所行进路线的表示的方法，其包括以下步骤: 在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据； 接收与例如卫星信号强度信息和/或预期位置误差等所述所接收位置数据的准确性有关的数据；以及 对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括: 将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线形式的所述路线的所估计表示；以及 使用与所述所接收位置数据的所述准确性有关的所述数据来细化所述路线的所述所估计表示。
11.一种产生所行进路线的表示的方法，其包括以下步骤: 在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的位置有关的位置数据；以及 对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括: 将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线形式的所述路线的所估计表示；以及 使用指示所述用户和/或其它用户所行进的先前路线的所存储历史路线数据来细化所述路线的所述所估计表示。
12.—种产生所行进路线的表示的方法，其包括以下步骤: 在沿路线行进时的多个时间，接收与用户的 位置有关的位置数据；以及 对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示，其中所述平滑操作包括: 将样条算法应用于所述所接收位置数据，以获得呈样条曲线形式的所述路线的所估计表示；以及 使用例如建筑物占地或水体等所存储的数字地图数据来细化所述路线的所述所估计表不。
13.根据任一先前权利要求所述的方法，其中从经布置以由用户运送、携带或佩戴的便携式训练装置的位置确定和跟踪装置接收所述位置数据，且其中所述位置确定和跟踪装置包括全球导航卫星系统GNSS接收器。
14.根据任一先前权利要求所述的方法，其进一步包括致使所述路线的所述较准确表示优选经由网页在数字地图上向用户显示。
15.一种用于产生所行进路线的表示的系统，其包括: 用于在沿路线行进时的多个时间接收与用户的位置有关的位置数据的装置；以及 用于对所述位置数据执行平滑操作以产生所述所行进路线的较准确表示的装置，其中所述用于执行平滑操作的装置包括: 用于将样条算法应用于所述所接收位置数据以获得呈样条曲线形式的所述路线的所估计表示的装置；以及 用于使用以下各项中的至少一者来细化所述路线的所述所估计表示的装置:(i)与用户在沿所述路线行进时的多个时间的运动有关的用户运动数据；(ii)与所述所接收位置数据的准确性有关的数据；(iii)指示所述用户和/或其它用户所行进的先前路线的历史路线数据；以及(iv)数字地图数据，例如建筑物占地或水体。
16.一种计算机程序，其包括适于在所述程序在计算机上运行时执行根据权利要求1到14中任一权利要求所述的方法的计算机程序代码装置。
17.根据权利要求16所述的计算机程序，其体现于计算机可读媒体上，所述计算机可`读媒体任选地为非暂时性计算机可读媒体。
【文档编号】G01S19/49GK103975223SQ201280053819
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2011年9月13日
【发明者】马尔钦·米夏尔·克米奇克, 拉法尔·扬·格利什琴斯基 申请人:通腾波兰股份有限公司