专利名称：一种兼容左右侧通行的汽车导航装置及道路探索方法
技术领域：
本发明属于汽车导航技术领域，特别涉及一种兼容左右侧通行的汽车导航装置及道路探索方法。
背景技术：
在现有技术的导航装置中，在进行路径探索时，采用存储在导航地图数据中的道路数据，根据实时的道路交通信息以及从现在位置到任意地点道路属性和交叉点属性，计算出从出发地到任意地点的路径的总权值，然后，在到目的地的所有的权值计算结束的时候，连接总权值最小的路径，作为从现在位置到目的地的最佳路径。
上述提到的路径总权值是表示道路通行能力的评价值，它受到道路距离、道路宽度、道路种类等道路属性的影响以及相邻道路的角度、有无信号灯等交叉点属性的影响。由于在目前的汽车导航产品中，导航系统所使用的地图数据中提供的道路信息都遵循一种道路通行规则，因此在计算路径的权值的时候并没有考虑道路通行规则。例如在中国大陆境内使用的汽车导航系统会遵循右侧道路通行规则，导航控制装置在进行路径探索时，会降低向右拐的道路的探索权值，即优先选择右拐的道路，这样会降低通行时间，节约通行成本，符合用户的驾驶习惯。
如果汽车导航系统所使用的地图数据中同时存在遵循两种道路通行规则的道路数据，那么目前的汽车导航系统不会区分道路通行规则，即在使用左侧通行规则的区域进行道路探索时，仍然会优先选择右拐的道路，这样计算出来的路线质量很差，增大了通行时间和通行成本，无法满足用户的需求。例如在一套地图数据中同时保存了中国大陆的道路数据和中国香港的道路数据，中国大陆是使用右侧道路通行规则，中国香港是使用左侧道路通行规则，如果出发地位于中国大陆境内，目的地位于香港，那么目前的汽车导航系统在香港区域进行路径探索时，系统仍然默认为使用右侧通行规则，这样计算出来的路线质量很差，有可能是一条非常绕远的道路。
发明内容
针对现有汽车导航装置不能对存在不同道路通行规则进行正确道路探索的问题，本发明提供一种可以对同时存在不同的道路通行规则的道路进行道路探索的汽车导航系统及道路探索方法。
本发明的汽车导航装置包括现在位置检测装置、显示部件、存储装置、操作输入部件和导航控制装置。
其中导航控制装置中含有道路权值计算模块，该权值计算模块能够依据道路属性进行道路权值计算以及依据交叉点属性进行交叉点权值的计算。现在位置检测装置通过接收从多个GPS卫星发射的无线电波，按照接受的波的时间差计算三维(3D)位置(例如纬度、经度、高度)，并通过检测出的用户的移动方向的方位及当前车辆的速度，可以较精确的计算出当前汽车的现在位置和现在时刻，同时将这些信息提供给导航控制装置。
操作输入部件采用携带式遥控器、触摸屏式的液晶面板、面板按键或Multi-Jog，通过用户的操作，将必要的信息例如地图显示、设置路径探索条件、设置道路引导信息以及需要用户确认的信息等提供给导航控制装置。
导航控制装置可以利用从存储装置中读入的地图数据、用户利用操作输入部件设置的目的地以及现在地检测装置提供的信息，来探索一条经路，生成道路引导信息以及实现导航系统的其他功能。
显示部件是显示导航控制装置提供的信息，例如地图、车辆位置，探索经路、引导信息等，以及需要用户确认的信息；存储装置中，采用硬盘、CD、DVD保存静态的原始导航地图信息，采用硬盘、Flash Rom、SRAM、PC Card来保存导航控制装置运行过程中所使用的临时信息。
其中道路权值的计算方法一般可以参考如下LC＝f1(L0)+f2(W0)+f3(T0)； (1)NC＝K×90×[2+COS(θ-π)]+(T+10)×S； (2)RoadCost＝LC1+NC1+LC2+NC2+……+LCn+NCn(3)公式(1)中f——表示函数关系式；LC——表示道路权值；L0——表示道路长度；W0——表示道路宽度；T0——表示道路种别；
公式(2)中NC——表示交叉点权值；θ——表示交叉点连接的两条道路的角度，标识道路方向；T——表示信号灯的周期；S——表示交叉点路口有无信号灯；K——表示系数，它的值由下列情况决定公式(3)中RoadCost——表示从探索始点到探索终点的权值总和；道路权值的计算方法如下所述在进行道路探索的过程中，对每条备选道路，导航控制装置会从导航地图数据中取得该道路的道路属性，根据道路属性中保存的道路长度L0、道路宽度W0和道路种别T0，利用公式(1)计算出每一条备选道路的道路权值LC；对每个备选交叉点，导航控制装置还会从导航地图数据中取得该交叉点的属性，根据交叉点属性中保存的交叉点连接的两条道路的角度θ，交叉点有无信号灯S，进行交叉点权值的计算，并且如果当前的探索区域是右侧通行区域，则，最后，在到目的地的所有的道路权值和交叉点权值计算结束的时候，连接总权值最小的路径，作为从现在位置到目的地的最佳路径。
实现本发明的方法在道路探索时有两种情况一是区域间只存在一个分界点的情况，二是区域间存在一个以上分界点的情况。
首先，根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成使用左侧通行规则的区域和使用右侧通行规则的区域，如图8所示，区域1为右侧通行区域，区域2为左侧通行区域，导航控制装置预先保存这些区域信息以及这些区域间的分界点的信息。
1.区域间只存在一个分界点的情况用户设置了目的地之后，导航控制装置分别判断出发地和目的地的所在区域，根据区域信息可以获知该区域道路通行规则，由此可以判断出出发地与目的地是否遵循相同的道路通行规则。如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则不同，导航控制装置从存储装置中取得区域间的分界点个数，在区域间只存在一个分界点的情况下，导航控制装置会使用上述权值计算方法，根据出发地所在区域的道路通行规则，计算从出发地到分界点总权值最小的路，根据目的地所在区域的道路通行规则，计算从分界点到目的地的总权值最小的路，最后连接两段总权值最小的路作为最佳路径提供给用户。
2.区域间存在一个以上分界点的情况在区域间存在一个以上分界点的情况下，导航控制装置可以使用以下二种方式完成区域间的道路探索。
(1)系统自动进行道路探索用户通过操作输入部件设置了目的地之后，导航控制装置根据出发地、目的地的所在区域获知道路通行规则，如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则不同，导航控制装置从存储装置中取得区域间的分界点个数，在区域间存在一个以上分界点的情况下，如图8所示，在道路探索过程中，导航控制装置会使用上述权值计算方法，根据出发地所在区域所使用的通行规则，计算从出发地到分界点A的总权值最小的路径、从出发地到分界点B的总权值最小的路径以及从出发地到分界点C的总权值最小的路径；然后使用上述权值计算方法，根据目的地所在区域所使用的通行规则，计算从分界点A到目的地的总权值最小的路径、从分界点B到目的地的总权值最小的路径以及从分界点C到目的地的总权值最小的路径；最后分别将分界点A、分界点B、分界点C连接的两段路的总权值相加，然后选择总权值最小的路作为从出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
(2)用户选择一个分界点作为经由地进行道路探索用户通过操作输入部件设置了目的地之后，导航控制装置根据出发地、目的地的所在区域获知道路通行规则，如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则不同，导航控制装置从存储装置中取得区域间的分界点个数，在区域间存在一个以上分界点的情况下，如图8所示，导航控制装置会提示用户区域不同，并提供给用户所有供选择的进入不同区域的分界点列表，如图6所示。
如图6所示，用户指定一个分界点作为进入不同区域的经由地，则根据用户指定的分界点进行道路探索。即使用上述权值计算方法，利用出发地所在区域的通行规则，计算出从出发地到用户指定的分界点的总权值最小的路，以及利用目的地所在区域的通行规则，计算出从用户指定的分界点到目的地的总权值最小的路，最后连接两段总权值最小的路作为最佳路径提供给用户。
用户不指定分界点作为进入不同区域的经由地，则使用上述2(1)中所述方法，系统自动进行道路探索。
本发明方法可以进行使用不同道路行驶规则的区域间的道路探索。使道路探索的功能更加完善，不会受到道路行驶规则不同的限制。
图1为本发明装置结构示意图；图2为区域间存在一个分界点，根据区域判断进行道路探索的软件流程图；图3为区域间存在一个以上分界点，系统自动进行道路探索的软件流程图；图4为区域间存在一个以上分界点，用户选择一个分界点作为经由地进行道路探索的软件流程图；图5为用户选择一个分界点作为经由地界面。
图6为出发地和目的地使用不同通行规则的区域示意图。
具体实施例方式
本发明的汽车导航装置如图1所示，包括现在位置检测装置S1、显示部件S2、存储装置S3、操作输入部件S5和导航控制装置S6。
其中导航控制装置S6中设有道路权值计算模块S7，该道路权值计算模块S7能够进行道路权值计算。在存储装置S3中设有导航地图数据库S4。
现在位置检测装置S1通过接收从多个GPS卫星发射的无线电波，按照接受的波的时间差计算三维(3D)位置(例如纬度、经度、高度)，并通过检测出的用户的移动方向的方位及当前车辆的速度，可以较精确的计算出当前汽车的现在位置和现在时刻，同时将这些信息提供给导航控制装置S6。
操作输入部件S5采用携带式遥控器、触摸屏式的液晶面板、面板按键或Multi-Jog，通过用户的操作，将必要的信息例如地图显示、设置路径探索条件、设置道路引导信息以及需要用户确认的信息等提供给导航控制装置S6。
导航控制装置S6可以利用从存储装置S3中读入的地图数据、用户利用操作输入部件S5设置的目的地以及现在位置检测装置S1提供的信息，来探索一条经路，生成道路引导信息以及实现导航系统的其他功能。
显示部件S2是显示导航控制装置S6提供的信息，例如地图、车辆位置，探索经路、引导信息等，以及需要用户确认的信息；存储装置S3中，采用硬盘、CD、DVD保存静态的原始导航地图信息，采用硬盘、Flash Rom、SRAM、PC Card来保存导航控制装置S6运行过程中所使用的临时信息。
实施本发明的导航方法，采用上述本发明的汽车导航装置。
例1区域间只存在一个分界点时，系统自动进行道路探索如图2所示，S20表示导航系统会根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成使用左侧通行规则的区域和使用右侧通行规则的区域，并预先保存区域信息和区域间分界点信息。S21表示用户通过图1中导航系统的操作输入部件S5设置了目的地，S22和S23表示导航控制装置S6分别取得出发地和目的地的所在区域，并判断所在区域是否相同。S24表示如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则不同，则导航控制装置S6从存储装置S3中取得区域间分界点个数，本实施例是在假设取得的区域间的分界点个数为1的情况下，S26表示导航控制装置会从出发地到分界点使用出发地所在区域的道路通行规则，并根据上述权值计算方法计算从出发地到分界点的总权值最小的路径，从分界点到目的地使用目的地所在区域的道路通行规则，并根据上述权值计算方法计算从分界点到目的地的总权值最小的路径，最后连接两段总权值最小的路作为最佳路径提供给用户。S25表示如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则相同，则进行区域内的道路探索，最终计算出符合用户期望的最佳路径。
例2区域间存在一个以上分界点时，系统自动进行道路探索如图3所示，S30表示导航系统会根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成使用左侧通行规则的区域和使用右侧通行规则的区域，并预先保存区域信息和区域间分界点信息。如图8所示，区域1为右侧通行区域，区域2为左侧通行区域，导航控制装置S6预先保存这些区域信息以及这些区域间的分界点A、分界点B、分界点C的信息。S31表示用户通过图1中导航系统的操作输入部件S5设置了目的地，S32和S33表示导航控制装置S6分别取得出发地和目的地的所在区域，并判断所在区域是否相同。S34表示如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则不同，则导航控制装置S6从存储装置S3中取得区域间分界点个数，本实施例是在假设取得的区域间的分界点个数为一个以上的情况下，S36表示导航控制装置S6会使用上述权值计算方法，根据出发地所在区域所使用的通行规则，计算从出发地到分界点A的总权值最小的路径、从出发地到分界点B的总权值最小的路径以及从出发地到分界点C的总权值最小的路径；然后使用上述权值计算方法，根据目的地所在区域所使用的通行规则，计算从分界点A到目的地的总权值最小的路径、从分界点B到目的地的总权值最小的路径以及从分界点C到目的地的总权值最小的路径；在S37中，最后分别将分界点A、分界点B、分界点C连接的两段总权值最小的路的总权值相加，然后选择总权值相加之和最小的路作为从出发地到目的地的最佳路径提供给用户。S35表示如果目的地所在区域的道路通行规则与出发地所在区域的道路通行规则相同，则进行区域内的道路探索，最终计算出符合用户期望的最佳路径。
例3区域间存在一个以上分界点时，用户可选择一个分界点作为经由地进行道路探索如图4所示，S40表示导航系统会根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成使用左侧通行规则的区域和使用右侧通行规则的区域，并预先保存区域信息和区域间分界点信息。如图8所示，区域1为右侧通行区域，区域2为左侧通行区域，导航控制装置S6预先保存这些区域信息以及这些区域间的分界点A、分界点B、分界点C的信息。S41表示用户通过图1中导航系统的操作输入部件S5设置了目的地，在S42和S43中，导航控制装置S6会分别取得出发地所在区域和目的地所在区域，并且比较两个区域是否是使用相同的道路行驶规则，S50中，如果出发地和目的地所在区域相同，说明出发地和目的地是使用相同的道路行驶规则，则道路计算部分S7会进行相同区域内的通常道路探索，并将探索结果提供给用户。在S44中，如果出发地和目的地所在区域不同，说明出发地和目的地时是使用不同的道路行驶规则，则导航控制装置S6从存储装置S3中取得区域间分界点个数，本实施例是在假设取得的区域间的分界点个数为一个以上的情况下，在S45中，导航控制装置会提供给用户所有可供选择的进入不同区域的分界点列表，在S47中，如图6所示，用户指定了一个分界点作为进入不同区域的经由地，则道路计算部分S7会根据此分界点进行道路探索，即从出发地到该分界点使用出发地所在区域的道路通行规则，并根据上述权值计算方法进行道路探索，从该分界点到目的地使用目的地所在区域的道路通行规则，并根据上述权值计算方法进行道路探索，最后连接两段总权值最小的路作为最佳路径提供给用户。在S48中，如果用户没有指定一个分界点作为进入不同区域的经由地，则导航控制装置S6会使用上述权值计算方法，根据出发地所在区域所使用的通行规则，计算从出发地到分界点A的总权值最小的路径、从出发地到分界点B的总权值最小的路径以及从出发地到分界点C的总权值最小的路径；然后使用上述权值计算方法，根据目的地所在区域所使用的通行规则，计算从分界点A到目的地的总权值最小的路径、从分界点B到目的地的总权值最小的路径以及从分界点C到目的地的总权值最小的路径，在S49中，最后分别将分界点A、分界点B、分界点C连接的两段总权值最小的路的总权值相加，然后选择总权值相加之和最小的路作为从出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
权利要求
1.一种兼容左右侧通行的汽车导航装置的道路探索方法，采用兼容左右侧通行的汽车导航装置，其特征在于道路探索方法包括以下步骤①根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成左侧通行规则区域和右侧通行规则区域，并预先保存区域信息和区域间分界点信息；②设定目的地；③判断出发地和目的地所在区域的通行规则是否不同；④导航控制装置从存储装置中提取分界点个数进行判断；⑤在分界点个数唯一的情况下，分别计算出从出发地至分界点总权值最小的路和从分界点至目的地的总权值最小的路；⑥连接两段总权值最小的路作为出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
2.一种兼容左右侧通行的汽车导航装置的道路探索方法，采用兼容左右侧通行的汽车导航装置，其特征在于道路探索方法包括以下步骤①根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成左侧通行规则区域和右侧通行规则区域，并预先保存区域信息和区域间分界点信息；②设定目的地；③判断出发地和目的地所在区域的通行规则是否不同；④导航控制装置从存储装置中提取分界点个数进行判断；⑤在分界点个数为一个以上的情况下，分别计算出从出发地到各分界点总权值最小的路及从各分界点到目的地总权值最小的路；⑥分别将各分界点连接的两段路的总权值相加进行比较；⑦选择相加后总权值之和最小的路作为最佳路径提供用户。
3.一种兼容左右侧通行的汽车导航装置的道路探索方法，采用兼容左右侧通行的汽车导航装置，其特征在于道路探索方法包括以下步骤①根据道路行驶规则，将整个地图数据划分成左侧通行规则区域和右侧通行规则区域，并预先保存区域信息和区域间分界点信息；②设定目的地；③判断出发地和目的地所在区域的通行规则是否不同；④导航控制装置从存储装置中提取分界点个数进行判断；⑤在分界点个数为一个以上时，导航控制装置从存储装置中提取分界点信息并通过显示部件提供给用户，由用户通过操作输入部件设置一个分界点作为经由地；⑥分别计算出从出发地至经由地总权值最小的路和从经由地至目的地总权值最小的路；⑦连接两段总权值最小的路作为出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
全文摘要
一种兼容左右侧通行的汽车导航装置及道路探索方法，属于汽车导航技术领域，采用兼容左右侧通行的汽车导航装置，其方法包括将地图数据划分成左、右侧不同的通行规则区域，预先保存区域及分界点信息；设定目的地；判断出发地和目的地所在区域的通行规则是否不同；提取分界点个数进行判断；计算道路权值；选择总权值最小的路提供给用户。本发明可进行使用不同道路行驶规则的区域间的道路探索，导航功能更加完善，不受道路行驶规则不同的限制。
文档编号G08G1/0968GK1949295SQ20051004740
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者李锋, 朱育松, 张旻 申请人:沈阳东软软件股份有限公司