專利名稱：跨越電子地圖產生路線的系統及方法
技術領域：
本發明涉及一種產生路線的計算機化的方法及相關聯系統。通常，所述路線是跨 越電子地圖從起點位置到目的地位置而產生。此外，通常所述方法及系統將產生路線數據。所述方法可尤其但不排他地應用于導航裝置且特定來說便攜式導航裝置(PND)。
背景技術：
路線規劃裝置(通常稱為衛星導航裝置、便攜式導航裝置(PND)或類似裝置)連同可跨越例如//routes. tomtom, com/的萬維網(WWW)接入的網站是眾所周知的且允許其用戶在兩個點之間規劃路線。此技術可統稱為電子路線規劃或僅僅路線規劃。用于此電子路線規劃的地圖數據(即，電子地圖)來自例如Tele Atlas NV的專業地圖供應商。當在PND上執行時，此路線規劃通常使用來自GPS系統的位置數據。然而，其它應用可允許用戶輸入他/她的位置或為選路規劃目的而將考慮的其它點。此地圖數據包括多條道路(及其它可導航路徑)，可將所述多條道路描述為線-即，向量或道路路段(例如，道路的始點、終點、方向，其中整條道路由成千上萬個此類路段構成，姆一路段由始點/終點方向參數唯一地界定)。此些向量連接表示向量之間的相交點且通常表示由向量表示的道路中的交叉點的節點。因此，電子地圖是此類道路向量、節點、與每一向量及節點相關聯的數據(速度限制；行進方向等)加上所關心點(POI)、加上道路名稱、加上像公園邊界、河流邊界等其它地理特征的集合，所有這些均根據向量界定。所有地圖特征(例如，道路向量、POI等)通常界定于與GPS坐標系統對應或相關的坐標系統中，從而使得能夠將如經由GPS系統確定的裝置位置定位到電子地圖中所示的相關道路上并規劃到目的地的g在最優以使選定成本函數最小化的路線。提供此些電子地圖的數據可為廣泛的。已知電子地圖覆蓋具有超過120，000，000個向量的區域且此地圖數據的實例將為覆蓋歐洲及俄羅斯的區域的地圖。如此，使用此地圖數據來規劃路線是復雜的且可能為耗時的。此外，已知此路線規劃是準確度與時間之間的折衷。已考慮改進可發生選路的速度的想法的現有技術包含US 6，636，800，其論述對適合于例如西歐的高速公路網絡的小得多的地圖大小(具有大致400，000個向量)的A*最佳優先搜索策略的改良。

發明內容
根據本發明的第一方面，提供ー種跨越電子地圖產生從起點位置到目的地位置的路線的計算機化的方法，所述電子地圖包括表示所述電子地圖所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，所述方法包括I)獲得指示在所述電子地圖所覆蓋的區域內的向量上的延遲的延遲數據；2)從起點位置直到預定閾值，使用第一選路方法計算從所述起點位置朝向所述目的地位置的路線的第一部分，以使得所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分考慮到延遲；及3)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值到達所述目的地位置的第二部分以進ー步計算到所述目的地位置的所述路線。據信此方法為有利的，因為其考慮到在交通工具周圍的延遲且如此可提供通常產生在交通延遲周圍選路的路線的較準確路線。然而，當與考慮到延遲數據的現有技術的選路技術相比，當在同一硬件上運行時，所述方法還應減少產生路線所花費的時間。通常，所述延遲數據將指示由交通事故(例如意外事故等)導致的延遲。可將此數據視為延遲數據。然而，所述延遲數據通常將包含關于延遲的數據，而不管什么原因。所屬領域的技術人員將了解，延遲可由任何數目個原因導致，例如道路關閉；天氣；例如音樂會、集會等事件；體育事件；道路工程；或類似原因。已知允許電子地圖的用戶注意電子地圖內的錯誤并隨后將其上載到地圖提供商。如此，可經由用戶群體的動作來改進電子地圖的準確度。TomTom 以商標Map Share 提供此系統。如此，此些電子地圖的用戶可選擇利用已由用戶群體通知的錯誤且此些錯誤(或確切地說對所述錯誤的定位)可下載且隨后可與電子地圖一起使用。在本發明的此方面的背景中，延遲數據還可包含對正跨越其產生路線的電子地圖內的錯誤的定位。所述方法可產生路線數據作為其輸出。所述路線數據可提供對跨越所述電子地圖的路線的細節。已知交通事故通常具有幾十分鐘的有限存在時間。研究已指示，在絕大多數情形下，交通事故的存在時間可能不超過30分鐘。因此，考慮超出可在交通事故的存在時間期間行駛的距離的交通事故可能不必要，因為到司機抵達交通事故的位置時交通事故可能已散開。因此，所述方法可將針對其使用第一選路方法的預定閾值設定為可在預定行駛時間內行進的距離。可將所述預定行駛時間選擇為大致40分鐘。或者，所述預定行駛時間可為以下分鐘數中的大致任一者15、20、25、30、35、45、50、60或60以上。在設定所述預定閾值時，所述方法可考慮當時可預期的預期行駛速度；即所述預定閾值設定為距起點位置的在實際行駛狀況下(即在實際預期行駛速度下)可預期到達的距離。可將當時可預期的預期行駛速度視為第一行駛速度。所述預定閾值可根據電子地圖與其相關的區域而變化。舉例來說，所述預定閾值可根據國家而變化，不論所述區域是城市、農村還是類似地區等。本發明的實施例可將考慮的延遲數據限制于環繞所述起點位置的區域。此方法為方便的，因為其減少考慮的數據量，此產生與所述數據的存儲相關的優點、帶寬的減小、更快的處通等。環繞所述起點位置的區域可以是可為棋盤形的形狀，例如矩形、正方形等。此形狀為有利的，因為其可使與本發明的一些實施例的交通事故的相交更簡單。在確定可為棋盤形的形狀之前，所述方法可確定替代形狀，例如橢圓、圓等。假如使用了橢圓，則其可將所述起點位置作為所述橢圓的焦點中的一者。所述方法隨后可在所述橢圓周圍擬合可為棋盤形的形狀。所述方法可基于在可視為第二行駛速度的預定時間內可行駛的距離來設定環繞CN 102918361 A
書
明
說
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所述起點位置的區域。所述方法可使用所設定速度來做出此確定，所述所設定速度可為假定道路暢通無阻則可預期駕駛員行駛的速度。也就是說，所述方法可基于可以說是最佳情形行駛狀況來設定所述區域的大小。因此，一些實施例可使用實際預期行駛速度來確定在其處所述方法從所述第一選 路方法切換到第二選路方法的預定閾值，而其可使用最佳情形情景行駛速度來確定環繞起點的在其內考慮延遲數據的區域。此些實施例為方便的，因為所述預定閾值應始終在針對其可獲得延遲數據的區域內，但所述方法已明顯減少考慮的延遲數據量。如上文所論述，所述第一行駛速度通常小于或等于所述第二行駛速度。在ー些實施例中，所述第一行駛速度是假定當前行駛狀況可預期的行駛速度且所述第二行駛速度是假定暢通無阻的行駛狀況可預期的行駛速度。可將所述預定行駛時間選擇為大致40分鐘。或者，所述預定行駛時間可為以下分鐘數中的大致任一者15、20、25、30、35、45、50、60或60以上。本發明的實施例可有利地使用覆蓋幾乎所有交通事故或其絕大部分的存在時間的最小值，因為將所述預定閾值設定為過高的值通常可減少且可能否定所述方法的優點且意味著處理比必需更大的量的交通數據。所述方法可使用預定形狀的邊界來確定所述預定閾值。所述預定形狀可為橢圓。假如使用了橢圓，則其可經布置以使得起點位置(其可為交通工具的當前位置)在所述橢圓的第一焦點處。所述方法可布置所述橢圓的尺寸以使得從所述第一焦點經由第二焦點到所述橢圓的邊界的距離在距離上等于交通工具可在所述預定行駛時間內行進的距離。據信使用橢圓的實施例為有利的，因為橢圓提供方便地表示應出于交通考慮而考慮的向量的邊界；可在所述起點位置前方賦予比在其中不太可能產生路線的側面更多的焦點。在產生所述橢圓之后，所述方法可在所述橢圓周圍擬合可為棋盤形的形狀，例如矩形。可能有其它形狀，例如正方形等。所述方法可在交通事故所覆蓋的區域周圍形成可為棋盤形的形狀，例如矩形，且隨后所述方法可確定在交通事故周圍的矩形是否與在起點位置周圍的針對其考慮延遲數據的區域相交。所述方法可利用與其中發生相交的任何事故相關的延遲數據。此方法方便確定是否應考慮延遲數據。所述方法可將電子地圖表示為有向非循環圖(DAG)。此外，所述方法可使用捜索方法來探索電子地圖并計算路線的第一部分。所述搜索方法可為最佳優先搜索方法，例如k*方法。在替代實施例中，所述搜索方法可為例如迪杰斯特拉(Dijkstra)的方法的方法，或者在k*方法之前的Al或A2方法。據信k*方法當前是計算路線的第一部分的優選方法，因為據信其提供確定起點位置與目的地位置之間的最低成本路線的最優解決方案且如此可用于在考慮到延遲數據的同時計算所述路線。所述方法可使用選路加速度數據來計算路線的第二部分。通常，選路加速度數據與正跨越其產生路線的電子地圖相關聯且可指示電子地圖的哪些向量可形成到電子地圖的其它部分的最低成本路線的一部分。此選路加速度數據的ー個實例詳細地描述于以TomTom International BV (W0 2011/004029)的名義的專利申請案 PCT/EP2010/059947中且其內容特此以引用方式并入。使用此選路加速度數據的優點在于可在明顯少的時間內產生路線，因為選路加速度數據根據預定成本函數規定哪些向量形成最低成本路線的一部
6分。然而，由于選路加速度數據是預產生的，因此其未考慮到例如更改給定向量的成本函數(通常行駛時間)的交通事故的變化的信息。據信不使用超出所述預定閾值的延遲數據為可接受的，因為交通事故將在距所述起點位置的此距離處具有減小的影響。本發明的一些實施例可在用于產生原始路線的參數應改變的情況下重新計算所·述路線。舉例來說，以下參數中的任一者可改變延遲數據；交通工具偏離所產生的路線；用戶更改用于產生路線的參數(例如，用戶可指示當所產生的路線使用高速公路時不應再使用高速公路)；在路線周圍的交通配置改變；用戶經歷沿著所述路線的延遲(通常由慢于預期行駛等導致)；或類似改變。根據本發明的第二方面，提供ー種經布置以跨越電子地圖產生從起點位置到目的地位置的路線的導航裝置，所述電子地圖可由所述導航裝置存取且包括表示所述電子地圖所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，其中所述裝置經布置以I)獲得指示在所述電子地圖所覆蓋的區域內的向量上的延遲的延遲數據；2)從起點位置直到預定閾值，使用第一選路方法計算從所述起點位置朝向所述目的地位置的路線的第一部分，其中所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分考慮到由所述延遲數據識別的延遲；及3)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值到達所述目的地位置的第二部分以進ー步計算到所述目的地位置的所述路線。所述導航裝置可為便攜式導航裝置(PND)。然而，所述導航裝置還可為經布置以處理電子地圖并跨越所述電子地圖產生路線的任何其它裝置。舉例來說，所述導航可為以下各項中的任一者電話；PDA (個人數字助理)；平板計算機，例如iPad ;可跨越網絡(例如由因特網例示的廣域網絡(WAN))接入的服務器；筆記本計算機；上網本計算機；PC及/或MAC ;電視；游戲控制臺；或類似裝置。根據本發明的第三方面，提供ー種經布置以跨越電子地圖產生從起點位置到目的地位置的路線的系統，所述電子地圖包括表示所述電子地圖所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，其中所述系統包括至少ー個服務器，其經布置以產生指示在所述電子地圖所覆蓋的所述區域內的向量上的延遲的延遲數據；及至少ー個導航裝置，其經布置以接收所述延遲數據且經布置以I)從所述起點位置直到預定閾值，使用第一選路方法計算從所述起點位置朝向所述目的地位置的路線的第一部分，其中所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分考慮到由所述延遲數據識別的延遲；及2)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值到達所述目的地位置的第二部分以進ー步計算到所述目的地位置的所述路線。根據本發明的第四方面，提供ー種含有在讀取到至少ー個機器上時致使所述機器執行本發明的第一方面的方法的指令的機器可讀媒體。根據本發明的第五方面，提供ー種含有在讀取到至少ー個機器上時致使所述機器作為本發明的第二方面的導航裝置執行的指令的機器可讀媒體。根據本發明的第六方面，提供ー種含有在讀取到至少ー個機器上時致使所述機器作為本發明的第三方面的系統的至少一部分執行的指令的機器可讀媒體。
加上必要的變更，關于本發明的ー個方面所述的任何特征可與本發明的任何其它
方面一起使用。在本發明的以上方面中的任一者中，所述機器可讀媒體可包括以下各項中的任一者軟磁盤、CD R0M、DVD ROM/RAM (包含-R/-RW及+R/+RW)、硬驅動器、存儲器(包含USB鑰 匙形存儲器、SD卡、Memorystick(TM)、緊湊快閃卡等)、磁帶、任何其它形式的磁光存儲裝置、所發射信號(包含因特網下載、FTP傳送等)、導線或任何其它適合媒體。所屬領域的技術人員將了解，本發明的實施例可以軟件、固件、硬件或其任何組合來提供。


現在接著參考附圖僅以實例方式進行對本發明的實施例的詳細描述，在附圖中圖I是對可由導航裝置使用的全球定位系統(GPS)的示范性部分的示意性圖解說明；圖2是對便攜式導航裝置(PND)或任何其它適合導航裝置的電子組件的示意性圖解說明；圖3是安裝及/或對接導航裝置的布置的示意圖；圖4是圖2的導航裝置所采用的架構堆棧的示意性表示；圖5展示創建選路加速度數據的方法的實施例；圖6展示本文中所述的本發明的一些實施例所利用的選路加速度數據的實例；圖7圖解說明如本發明的一些實施例中所利用的從起點位置的預定閾值；圖8圖解說明如何在本發明的一些實施例中利用延遲數據；圖9圖解說明在本發明的一些實施例中預定閾值可如何變化；圖10圖解說明本發明的實施例可如何在第一選路技術與第二選路技術之間切換；圖11圖解說明一些實施例可如何圖解說明交通事故的存在；圖12及13圖解說明本發明的一些實施例如何在行駛正發生時更新所計算的路線；且圖14展示概述根據本發明的實施例產生路線的流程圖。
具體實施例方式圖I示意性地展示是基于衛星無線電的導航系統的全球定位系統(GPS)，其可用來確定無限數目個用戶的連續位置、速度、時間及在一些情況下方向信息。以前稱作NAVSTAR,所述GPS并入有以極其精確的軌道繞地球運行的多個衛星。基于這些精確軌道，GPS衛星可將其位置作為GPS數據中繼到任何數目個接收単元。然而，將理解，可使用全球定位系統，例如GL0SNASS、歐洲伽利略定位系統、COMPASS定位系統或IRNSS (印度區域導航衛星系統)。當經專門裝備以接收GPS數據的裝置開始掃描射頻以找出GPS衛星信號時，實施所述GPS系統。在從GPS衛星接收到無線電信號之后，所述裝置即刻經由多種不同常規方法中的一者來確定所述衛星的精確位置。在大多數情況下，所述裝置將繼續掃描以找出信號直到其已獲取至少三個不同衛星信號(注意，可使用其它三角測量技術借助僅兩個信號來確定位置，雖然此并非常例)。實施幾何三角測量后，接收器利用三個已知位置來確定其自身的相對于衛星的ニ維位置。可以已知方式完成此確定。另外，獲取第四衛星信號將允許接收裝置通過同一幾何計算以已知方式計算其三維位置。位置及速度數據可由無限數目 個用戶在連續基礎上實時更新。如圖I中所示，GPS系統100包括繞地球104運行的多個衛星102。GPS接收器106從多個衛星102中的若干者接收作為擴展頻譜GPS衛星數據信號108的GPS數據。擴展頻譜數據信號108是連續地從每ー衛星102發射，所發射的擴展頻譜數據信號108各自包括數據流，所述數據流包含識別所述數據流所源自的特定衛星102的信息。GPS接收器106通常需要來自至少三個衛星102的擴展頻譜數據信號108，以便能夠計算ニ維位置。接收到第四擴展頻譜數據信號使得GPS接收器106能夠使用已知技術來計算三維位置。GPS接收器106接著產生提供所導出的坐標信息的位置數據。因此，GPS系統允許具有GPS接收器106的裝置的用戶確定他/她在行星地球上的位置(精確到幾米內)。為了利用此信息，依賴于允許將通過位置數據提供的用戶位置展示于其上的電子地圖已變為常見做法。此些電子地圖由例如TeleAtlas (//www.teleatlas, com)的提供商例示。所屬領域的技術人員將了解，不需要從GPS系統產生位置數據，且同樣可能有其它源或源的組合。舉例來說，可從以下各項導出此位置數據從移動電話操作導出的位置數據、在收費路障處所接收的數據、從嵌入于道路中的感應圈獲得的數據、從車號牌辨識系統獲得的數據、從加速計獲得的數據或者與交通工具或任何其它適合數據源(或數據源的組合)相關聯的類似數據。不僅此些電子地圖允許使用GPS系統(或通過其它手段)來將用戶的位置展示于其上，而且其允許用戶為旅程等規劃路線(選路用途)。為了使此路線規劃發生，通過可由一般計算裝置提供的導航裝置來處理電子地圖。此些導航裝置的特定實例包含衛星導航裝置(衛星導航)，其方便稱為便攜式導航裝置(PND)。然而，應記住，本發明的實施例的教示并不限于PND，而是普遍適用于經配置以處理電子地圖、通常以便提供路線規劃及導航功能性的任何類型的處理裝置。因此得出，在本發明的實施例的背景中，導航裝置既定包含(而不限干)任何類型的路線規劃與導航裝置，而無論所述裝置是體現為PND、交通工具(例如，汽車)、便攜式計算源(舉例來說，便攜式個人計算機(PC))、移動電話或執行路線規劃與導航軟件的個人數字助理(PDA)或服務器還是跨越網絡提供此功能性的其它計算裝置。圖2中展示呈PND形式的此導航裝置的實例，且應注意，所述導航裝置的框圖并不包含所述導航裝置的所有組件，而僅表示許多實例性組件。導航裝置200位于外殼(未展示)內。導航裝置200包含包括(例如)上文所提及的處理器202的處理電路，處理器202耦合到輸入裝置204及顯示裝置(例如顯示屏206)。盡管此處以單數形式提及輸入裝置204，但所屬領域的技術人員應了解，輸入裝置204表示任何數目個輸入裝置，包含鍵盤裝置、話音輸入裝置、觸摸面板及/或用以輸入信息的任何其它已知輸入裝置。同樣，顯示屏206可包含任何類型的顯示屏，例如液晶顯示器(LCD)。在導航裝置200中，處理器202經由連接210操作地連接到輸入裝置204且能夠從輸入裝置204接收輸入信息，并經由相應輸出連接212操作地連接到顯示屏206及輸出裝置208中的至少ー者以將信息輸出到所述至少一者。導航裝置200可包含輸出裝置208，例如可聽輸出裝置(例如，揚聲器)。由于輸出裝置208可為導航裝置200的用戶產生可聽信息，因此應同樣理解，輸入裝置204也可包含用于接收輸入話音命令的麥克風及軟件。此外，導航裝置200還可包含任何額外輸入裝置204及/或任何額外輸出裝置，例如音頻輸入/輸出裝置。處理器202經由連接216操作地連接到存儲器214，且進ー步適于經由連接220從輸入/輸出(I/o)端ロ 218接收信息/將信息發送到輸入/輸出(I/O)端ロ 218，其中I/O端ロ 218可連接到在導航裝置200外部的I/O裝置222。外部I/O裝置222可包含但不限于外部收聽裝置，例如耳塞式耳機。到I/O裝置222的連接可進ー步為到任何其它外部裝置(例如汽車立體聲単元)的有線或無線連接，例如用于免提操作及/或用于話音激活操作、用于到耳塞式耳機或頭戴式耳機的連接，及/或例如用于到移動電話的連接，其中移動電話連接可用來建立導航裝置200與(例如)因特網或任何其它網絡之間的數據連接，及/或用來經由(例如)因特網或某一其它網絡建立到服務器的連接。導航裝置200的存儲器214包括非易失性存儲器的一部分(舉例來說，用以存儲程序代碼)及易失性存儲器的一部分(舉例來說，用以在執行所述程序代碼時存儲數據)。所述導航裝置還包括經由連接230與處理器202通信的端ロ 228以允許向裝置200添加可裝卸存儲器卡(通常稱作卡)。在正描述的實施例中，所述端ロ經布置以允許添加SD(安全數字)卡。在其它實施例中，所述端ロ可允許連接其它格式的存儲器(例如，緊湊快閃(CF)卡、Memory Sticks 、xD存儲器卡、USB (通用串行總線)快閃驅動器、MMC (多媒體)卡、智能媒體卡、微驅動器等)。圖2進ー步圖解說明處理器202與天線/接收器224之間經由連接226的操作連接，其中天線/接收器224可為(舉例來說)GPS天線/接收器且如此將用作圖I的GPS接收器106。應理解，由參考編號224標示的天線及接收器出于圖解說明而示意性地組合，但天線與接收器可為分開定位的組件，且所述天線可為(舉例來說)GPS貼片天線或螺旋天線。另外，圖3的便攜式或手持式導航裝置200可以已知方式連接或“對接”到交通エ具，例如自行車、摩托車、汽車或船只。因此，此導航裝置200可從對接位置移除以用于便攜式或手持式導航用途。實際上，在其它實施例中，裝置200可經布置為手持式以允許用戶的導航。參考圖3，導航裝置200可為包含集成式輸入與顯示裝置206及圖2的其它組件(包含但不限于內部GPS接收器224、處理器202、電カ供應器(未展示)、存儲器系統214等)的單元。導航裝置200可安放于臂252上，所述臂本身可使用吸杯254緊固到交通工具儀表板/窗戶/等。此臂252為導航裝置200可對接到的對接站的ー個實例。可通過(舉例來說)將導航裝置200搭扣連接到臂252來將導航裝置200對接或以其它方式連接到對接站的臂252。因此，導航裝置200可在臂252上旋轉。為了釋放導航裝置200與所述對接站之間的連接，(舉例來說)可按壓導航裝置200上的按鈕(未展示)。用于將導航裝置200與對接站耦合及解耦的其它同樣適合的布置是所屬領域的技術人員眾所周知的。
轉到圖4，處理器202與存儲器214協作以支持BIOS (基本輸入/輸出系統)282，所述BIOS用作導航裝置200的功能硬件組件280與由所述裝置執行的軟件之間的接ロ。接著，處理器202從存儲器214加載操作系統284，所述操作系統提供其中可運行應用軟件 286 (實施所述路線規劃與導航功能性中的ー些或全部)的環境。應用軟件286提供包含支持導航裝置的核心功能(例如，地圖查看、路線規劃、導航功能及與其相關聯的任何其它功能)的圖形用戶接ロ(⑶I)的操作環境。在這方面，應用軟件286的一部分包括視圖產生模塊288。在正描述的實施例中，導航裝置的處理器202經編程以接收由天線224接收的GPS數據，并時常地將所述GPS數據連同何時接收到所述GPS數據的時間戳一起存儲于存儲器214內，以積累所述導航裝置的一系列位置；即，位置數據。可將如此存儲的每ー數據記錄視為ー GPS定位；即，其為所述導航裝置的位置的定位且包括緯度、經度、時間戳及準確度 艮告。電子地圖通常覆蓋ー地理區域且包括經專門設計以由通常使用從GPS系統導出的位置數據的路線導引算法使用的數據。舉例來說，可將道路描述為線-即向量(例如，道路的始點、終點、方向，其中整條道路由成千上萬個此類向量構成，每一向量由始點/終點方向參數唯一地界定)，其中在此些向量之間出現節點。因此，電子地圖是此類道路向量(即多個向量)、與每一向量相關聯的數據(速度限制；行進方向等)加上所關心點(POI)、加上道路名稱、加上像公園邊界、河流邊界等其它地理特征的集合，所有這些均根據向量界定。電子地圖特征(例如，道路向量、POI等)通常界定于與GPS坐標系統對應或相關的坐標系統中，從而使得能夠將如經由GPS系統確定的裝置位置定位到電子地圖中所示的相關道路上并規劃到目的地的最優路線。存在允許跨越電子地圖規劃路線且可由用戶用來在至少兩個位置(起點位置與目的地位置)之間移動的眾所周知的選路方法。此些算法包含迪杰斯特拉的方法及對其的改良，Α*方法。這些方法將為所屬領域的技術人員眾所周知的。所屬領域的技術人員將了解導航裝置中常用的選路方法的廣泛適用性。然而，盡管例如Α*的方法跨越電子地圖計算路線，但其可能比所期望的慢。如此，可向電子地圖或者至少向可結合電子地圖利用的電子文件添加可以說是選路加速度數據。此選路加速度數據的ー個實例詳細地描述于以TomTom International BV (W0 2011/0040291)的名義的專利申請案PCT/EP2010/059947中且其內容特此以引用方式并入。然而，為便于參考，參考圖5來簡要描述PCT/EP2010/059947中所概述的方法。為了產生選路加速度數據，預處理電子地圖。通常，在使用提供電子地圖的數據之前執行預處理，而不管是將在網站上還是在例如PND的裝置上使用地圖數據。如此，預處理步驟通常稱作服務器側過程。由于針對特定電子地圖執行預處理，因此所產生的選路加速度數據通常只可用于所述電子地圖。所屬領域的技術人員將了解，如果選路加速度數據用于完全不同的電子地圖，那么所產生的路線將并非最低成本路線。然而，所屬領域的技術人員將了解，在記錄于電子地圖內的物理環境隨著時間而改變時，將存在所述電子地圖的不同版本。如此，創建新的版本以反映改變的環境且還對電子地圖的較早版本進行校正。如此，如果選路加速度數據用于電子地圖的除針對其產生選路加速度數據的版本以外的版本，那么很可能路線將停止作為最低成本路線。預處理在多個區之間劃分電子地圖的節點500( S卩，向量之間的相交點，或換句話說節點由向量連接)，且如此，將任何電子地圖劃分成已知數目個區-例如N個。創建由圖5中的虛線展示的區(數目為N)，其中的每ー者均含有多個節點500。在所述圖中將看出存在展示為A、B、C、D及E的五個區。因此，將看出區A含有三個節點500，區B含有六個節點500 ;區C含有六個節點500 ;區D含有五個節點500 ;且區E含有六個節點。當然，典型的電子地圖將含有更多區、節點500及向量。作為下ー預處理步驟，處理區(例如502)內的每ー道路路段(即向量)以確定其是否為到電子地圖內的所述數目個區(N)中的每ー者的最低成本路線的一部分且產生位向量(最低成本評定)。因此，區A到E內的每ー道路路段502的位向量包括一區內的每ー可導航路段的位。也就是說，位向量包括N-I個位(針對每一區，比討論中的區少I)，所述N-I個位取決于所述路線是否形成到由所述位表示的區的最短路線的一部分而被設定為O或I。一些實施例可添加額外位以提供進ー步信息，例如標頭等。所屬領域的技術人員將了解，在此意義上，可對照若干個不同成本準則來確定最低成本路線。舉例來說，可對照以下準則中的任一者來判斷最低成本最短距離；最短行迸時間；最便宜(在環境影響方面)；使用最少汽油；產生最少CO2;等等。在當前實施例中，最低成本是對照最短行進時間而判斷。圖6中展示本發明的一些實施例可如何存儲選路加速度數據的實例。圖6的每ー行包括已針對一向量(即道路路段)產生的位向量，且將看出每一位向量包括三列含有在考慮中的向量的開頭的節點的身份號碼的最左邊的列600 ;含有在考慮中的向量的末尾的節點的身份號碼的第二列602 ;及含有所述向量的位向量的第三列604。因此，將看出每ー向量由兩個節點(其每一端處ー個節點)識別，且將理解，在此實施例中，對電子地圖內的考慮中的每ー節點賦予一身份號碼。本發明的一些實施例可允許電子地圖的用戶突出顯示所述電子地圖內的錯誤。特定來說，用戶可將道路路段標記為被堵塞(即指示向量被堵塞)且此將對交通流量具有與交通事故相同的影響。如此，可以與詳述交通事故的數據相同的方式來考慮表示被堵塞道路路段的數據。替代或額外實施例可允許用戶可能夠指示道路已變得暢通、已創建新的道路等，其中的任一者均可視為在電子地圖內創建新的向量。通常，由于通過預處理來產生如圖6中所示的選路加速度數據，因此利用選路加速度數據的選路方法將不考慮此些新的向量，因為選路加速度數據將不提及所述新的向量。導航裝置能夠在其計算起點與目的地節點(即位置)之間的路線時利用圖6中所例示的選路加速度數據。特定來說，當正處理A*方法時，對電子地圖的探索約束于僅考慮界定如由選路加速度數據識別的到目的地的最低成本(根據預定準則)路線上的道路的道路子網絡；先前已通過預處理確定所述道路路段是到含有所述目的地的給定區域的最低成本路線的一部分。圖7例示如何在本發明的實施例中組合K*搜索方法與圖6中所例示的選路加速度數據。圖14概述一流程圖，其概述關于圖6到13所論述的步驟。所述流程圖的步驟使
12用呈數列14XX的參考編號。已知道路網絡上的交通狀況通常可嚴重地影響沿著道路行駛所花費的時間。如此，已知導航裝置在其正計算起點與目的地之間的最低成本路線時考慮到因交通(包含意外事故等)所致的延遲。將了解，舉例來說，如果用來確定最低成本的準則是行進時間，那么路線可受交通狀況影響。本發明的實施例應用在起點位置周圍的預定閾值且僅考慮在所述預定閾值內的交通狀況，借此減少考慮寬廣地理區域上的交通的處理負擔。參考展示電子地圖700的一部分的圖7，圖上標記有突出顯示其中考慮延遲數據的矩形C且此矩形C包封橢圓702。所述矩形可視為一旦已產生所述橢圓便擬合到所述橢圓。將從所述圖看出矩形C經布置為可擬合在所述橢圓周圍的最小矩形。限界矩形可為水平及垂直對準的(即，無旋轉)。橢圓702經定位以使得所述橢圓的第一焦點Fl定位于起點位置(通常為交通エ具針對旅程的出發位置)處且所述橢圓的第二焦點F2定位于第一焦點Fl與目的地位置706之間的直線704上。將從第一焦點Fl到橢圓702(即所述橢圓的尺寸)與線704(即點708/所述橢圓的邊界)的相交點的距離設定為可在可以說是最佳情形情景中于大致40分鐘內以第二行駛速度行進的距離。在此意義上，最佳情形情景是指其中可最快地(無延遲)行駛且因此可行進最長距離的情形。舉例來說，在120km/h速度下，所得距離將為80km。實際上，可在40分鐘內達到的距離將更小，但限界區域的目的是覆蓋所有可能的情形(或至少大致所有情形)。此最佳情形情景距離由圖7上的距離B表示。從第一焦點Fl到橢圓702與線704的另ー相交點的距離因此為大約30km(即圖7中的距離A)。距離30km經選擇以覆蓋起點位置Fl后面的可屬于通過第一選路方法確定的最優路線的城市圈。30km及80km中的姆ー者明確與電子地圖相關地引用，所述預定閾值正與所述電子地圖一起使用。在步驟1400處展示對橢圓702及矩形C的創建。本發明的其它實施例可針對距離A使用不同距離。舉例來說，距離A可大致為以下距離中的任一者10km ； 15km ；20km ；25km ；35km ；40km ；45km ；50km ;等等。對 A 的距離的選擇可取決于所述電子地圖所覆蓋的區域且可在逐國家基礎上等進行選擇。其它實施例可使用其它時間值(例如以下分鐘數中的大致任一者)10、15、20、25、30、35、45、50、60、70或70以上)。然而，已選擇40分鐘，因為交通問題通常具有小于30分鐘的存在時間且進ー步給此值加上10分鐘提供安全裕度。如此，在將預定閾值設定為等效于40分鐘行進時間的情況下，超出所述預定閾值的交通問題可能在交通工具到達事故之前就已消失且如此可安全地自從起點位置Fl到目的地位置706的選路中忽略。本發明的一些實施例可經設定而以不同方式來處理道路封閉，因為這些道路封閉通常不引入任何延遲而是作為要在搜索過程中完全避開的道路段。如此，本發明的ー些實施例可不考慮此些封閉道路。從已知源(即，例如來自交通信息服務器的經處理數據)獲得(步驟1402)延遲數據且本發明的實施例的下一歩驟是將所述延遲數據與下文所述的預定閾值一起利用且此進一歩參考圖8來加以描述。通常，所述延遲數據提供關于由交通事故(即交通擁堵等)導致的延遲的信息，但在ー些實施例中延遲數據可提供關于由電子地圖的向量上的任何原
13因引起的延遲的信息。可將延遲視為或許與上文所論述的最佳情形行駛狀況相比沿著所述向量的平均速度的減小。對于最佳情形情景，針對給定向量的行駛速度可保持于電子地圖內。在正給出的實例中，在電子地圖700所覆蓋的區域內存在四個交通擁堵800、802、804、806。在交通事故周圍放置限界矩形(例如，808)，其通常為可含有與對應交通事故相關的所有受影響道路路段的最小矩形。如上文所論述，術語交通事故也既定包含已由電子地圖的用戶(不論其是特定導航裝置的用戶還是已由例如Map Share 的技術識別的另ー用戶)標記為堵塞的道路路段(即向量)。交通事故可部分地或完全地覆蓋給定道路線。接下來，所述方法確定(步驟1404)和交通擁堵800到806相關聯的限界矩形808中的任一者與矩形C所覆蓋的區域(針對其獲得延遲數據)之間是否存在相交點。如果存在相交點，那么針對在從橢圓的第一焦點Fl到目的地位置706的旅程上的選路考慮到相交的交通事故。因此，在圖8的實例中，交通擁堵800、802及806全部予以考慮，因為這些交通擁堵與矩形c相交，而交通擁堵804因其超出矩形c的范圍而未予以考慮。一旦已識別出應考慮的交通，所述方法便可繼續到計算從起點位置(即橢圓的焦點Fl)朝向目的地位置706的路線且此計算是基于行駛時間。因此，從起點位置Fl起始A*搜索并追蹤行駛時間。使用A*捜索利用直到預定閾值一直使用的第一選路方法，且此第一選路方法考慮到由延遲數據提供的延遲。一旦到一點的總行駛時間已達到40分鐘(即所述預定閾值)，便不再單獨地使用A*方法，且還使用關于圖6所述的選路加速度數據。因此，在可在預定行駛時間內行進的距離處發生從第一選路方法到第二選路方法的轉變。在步驟1406處表示k*捜索。由于從k*方法到包含選路加速度數據的轉變是基于行駛時間(其又受行駛狀況影響)，因此不存在距起點位置Fl的發生所述轉變的固定距離。此距離可由如圖9中所示的橢圓900表示，將看出橢圓900比由上文所論述的矩形C設定的距離或許明顯地小，因為矩形C是利用最佳情形行駛狀況設定的。如此，圖9中的橢圓900是在真實情形下在給定40分鐘內實際可到達的搜索區域，而較大的矩形C是假定無延遲(考慮最大可能速度值)的橢圓的限界矩形；即針對其獲得延遲數據的區域。在此時間期間，假定交通工具正以小于上文所論述的第二速度的第一速度行迸。因此，矩形C用于選擇相關的交通事故且應覆蓋最佳情形，或換句話說當不存在延遲時的最大可能區域。橢圓900用于設定從A*選路到使用捜索加速度數據的選路的轉變。所屬領域的技術人員將了解，第一及/或第二行駛速度對于一路線無需為固定的且通常將在沿著一路線的各向量間變化。A*方法到使用加速度數據之間的轉變發生在可以說是交通地平線處；即超出其便不再考慮交通的地平線(由步驟1408表示)。如上文所論述，用戶(不論其是特定導航裝置的用戶還是已由例如Map Share 的技術識別的另ー用戶)可指示電子地圖內存在新的向量(即先前并非電子地圖的一部分的向量)。然而，由于通過預處理來產生選路加速度數據，因此第二選路方法在產生路線1004的第二部分時將不考慮那些新的向量。如此，允許向電子地圖添加新的向量的本發明實施例可修正選路加速度數據以反映所述新的向量為如由選路加速度數據所指示的到地圖的每一區的最低成本路線的一部分。也就是說，將設定所述或每一新的向量的行以使得將所述向量的所有位設定為‘I’，從而指示所述向量為到電子地圖的每一區的最低成本路線的一部分。所屬領域的技術人員將了解，實際上情形并非如此，但還將了解，以此方式設定所述位將致使第二選路方法在其產生路線1004的第二部分時考慮所述新的向量。所屬領域的技術人員將了解，將表示新的向量的位向量的位設定為‘I’的方法適用于利用選路加速度數據的任何方法而不是僅僅在預定閾值之后利用第二選路方法的實施例。舉例來說，當然可利用大致整個路線的捜索加速度數據在起點位置與目的地位置之間產生路線。圖10展示已從起點位置Fl到目的地位置706繪制的路線1000。可從線的性質(即虛線對非虛線)看出所述路線是在考慮了交通后產生的(即可視為所述路線的第一部分1002的虛線)還是使用加速度數據在不考慮交通的情況下產生的(即可視為所述路線的第二部分1004的非虛線)。將看出非交通與交通之間的轉變發生在所述路線與橢圓900的相交點1006T處。轉變(1006/T)可稱作交通地平線。圖11展示可在設置于交通工具1100內的導航裝置200的顯示屏206上進行的顯示的實例。所屬領域的技術人員根據上文將了解，因交通所致的延遲(其由矩形1102例示)將僅展示到交通地平線1104。在一些實施例中，如果交通地平線1104與交通事故1102相交(圖11中即為此情形)，那么交通地平線1104可向外延伸到超出交通事故1102的末尾的下一電子地圖節點；即節點1106。本發明的一些實施例可使用具有與其向量相關聯的速度數據的電子地圖。特定來說，一些實施例可使用具有與其向量相關聯的時間相依速度數據的電子地圖。也就是說，將了解，沿著給定道路路段(如由電子地圖中的向量表示)的平均速度將根據每天的時間而變化；舉例來說，高峰時間的交通比凌晨3點慢得多。因此，旅程的實際行進時間(A)可由以下方程式給出A = F+T+I其中F =自由流動行進時間-在最優行進狀況下完成旅程的時間。T=行進延遲-所有交通延遲的和(并不是說，特定道路上的交通延遲被界定為(假定有事故則沿所述道路行進的時間)減去(在自由流動狀況下沿所述道路行進的時間)。I =因時間相依速度數據所致的所有延遲的和，其被界定為(假定時間相依速度數據則沿道路行進的時間)減去(在自由流動速度下沿路線行進的時間)。在本發明的實施例中，以上方程式中的T將僅包含直到交通地平線1104(即A*選路與使用選路加速度數據的選路之間的轉變點)的交通延遲。在一些實施例中，與電子地圖的向量相關聯的速度數據可包括由所述向量表示的道路路段的所測量速度值。如此，此所測量速度數據提供可以說是對于針對其可獲得此速度數據的路線向量(其通常可為大致所有向量)將考慮(除非針對給定向量可獲得交通數據(即延遲數據))的歷史延遲。
如此項技術中已知，導航裝置200允許用戶在顯示屏206上顯示路線摘要。本發明的一些實施例可允許用戶看到此列表內的交通延遲(即交通事故)。通常，顯示此列表中的交通延遲直到交通地平線1104。然而，所屬領域的技術人員將了解，停止顯示交通地平線1104處的交通延遲是實施方案選項且其它實施例可列出超出交通地平線1104的交通延遲。替代地或另外，實施例可提供允許查看交通延遲/事故的顯示，例如事故顯示。此視圖可展示導航裝置200知曉的所有事故而非僅僅直到交通地平線1104的那些事故。同樣，其它實施例可僅僅列出直到交通地平線1104的交通延遲。圖12及13展示可如何隨著交通工具1200行駛(即橫越)而重新評估交通地平線1104。圖12展示隨著交通工具從位置1200a經由位置1200b及1200c移動到位置1200d (即目的地(706))，地平線分別存在于位置1104a、1104b、1104c及1104d處。本發明的一些實施例不在連續基礎上做出此重新評估(雖然此將在處理器密集時是可能的)，但在交通工具1200移動超出正沿著其引導交通工具的路線內的節點時更新交通地平線。因此，將看出，在圖12中節點展示于交通工具位置1200a、1200b、1200c及1200d處以表示在交通工具移動超出所述節點時重新計算交通地平線1104。此外，將了解，交通事故在連續基礎上改變且如此交通事故有可能隨著交通工具在位置1200a與1200d之間移動而來來往往。如此，可在交通工具正朝向目的地706 (即位置1200d)移動的同時接收交通更新。本發明的一些實施例可經布置以使用交通更新來更新路線，可能在接收到交通更新時進行。因此，在交通更新抵達之后，則可即刻重新規劃路線。所屬領域的技術人員將了解，可出于若干個其它原因(例如與路線的偏差、用戶改變等等)而重新規劃路線。然而，不管更新理由是何種原因，本發明的一些實施例均經布置以重新計算上文所述的橢圓702以使得焦點Fl是以交通工具的當前位置為基礎。此如圖13中所示，在圖13中可看出4個重新計算1300、1302、1304及1306。將看出，圖14中所示的流程圖在將重新計算路線的情況下循環回到開始(步驟1410)。
1權利要求
1.ー種跨越電子地圖產生從起點位置到目的地位置的路線的計算機化的方法，所述電子地圖包括表示所述電子地圖所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，所述方法包括 1)獲得指示在所述電子地圖所覆蓋的區域內的向量上的延遲的延遲數據； 2)從起點位置直到預定閾值，使用第一選路方法計算從所述起點位置朝向所述目的地位置的路線的第一部分，以使得所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分考慮到延遲；及 3)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值到達所述目的地位置的第二部分以進ー步計算到所述目的地位置的所述路線。
2.根據權利要求I所述的方法，其中所述第二選路方法不使用延遲數據，且其中所述第二選路方法可使用指示所述電子地圖內的形成最低成本路線的一部分的向量的選路加速度數據。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其設定直到其在可在預定行駛時間內行進的距離處考慮延遲數據的所述預定閾值，所述距離可以可為實際預期行駛速度的第一行駛速度來確定。
4.根據任一前述權利要求所述的方法，其使用例如橢圓的預定形狀來確定在其中獲得所述延遲數據的區域，且其中所述方法可布置所述橢圓以使得所述起點位置在所述橢圓的第一焦點處。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述方法布置所述橢圓的尺寸以使得從所述第一焦點穿過第二焦點到所述橢圓的邊界的距離在距離上等于交通工具可在所述預定行駛時間內行進的所述距離，所述距離可使用可為最佳情形行駛速度且可比所述第一行駛速度快的第二行駛速度來確定。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中所述方法隨后在所述橢圓或其它預定形狀周圍擬合可為棋盤形的形狀，例如矩形。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述方法在由交通事故例示的延遲所覆蓋的區域周圍形成可為棋盤形狀的形狀，例如矩形，且隨后，所述方法可確定在延遲周圍的可為棋盤形的形狀是否與在所述橢圓周圍形成的所述矩形相交并利用與其中發生相交的任何事故相關的延遲數據。
8.根據任一前述權利要求所述的方法，其使用k*方法作為所述第一選路方法。
9.根據任一前述權利要求所述的方法，其在用于產生原始路線的參數應改變的情況下重新計算所述路線。
10.ー種經布置以跨越電子地圖產生從起點位置到目的地位置的路線的導航裝置，所述電子地圖可由所述導航裝置存取且包括表示所述電子地圖所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，其中所述裝置經布置以 1)獲得指示在所述電子地圖所覆蓋的區域內的向量上的延遲的延遲數據； 2)從所述起點位置直到預定閾值，使用第一選路方法計算從所述起點位置朝向所述目的地位置的路線的第一部分，其中所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分考慮到由所述延遲數據識別的延遲；及 3)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值到達所述目的地位置的第二部分以進ー步計算到所述目的地位置的所述路線。
11.根據權利要求10所述的導航裝置，其為便攜式導航裝置PND。
12.根據權利要求10或11所述的導航裝置，其中所述第二選路方法不使用延遲數據，且其中所述第二選路方法可使用指示所述電子地圖內的形成最低成本路線的一部分的向量的選路加速度數據，且其中所述方法可設定直到其在可在預定行駛時間內行進的距離處考慮延遲數據的所述預定閾值。
13.ー種經布置以跨越電子地圖產生從起點位置到目的地位置的路線的系統，所述電子地圖包括表示所述電子地圖所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，其中所述系統包括 至少ー個服務器，其經布置以產生指示在所述電子地圖所覆蓋的所述區域內的向量上的延遲的延遲數據； 至少ー個導航裝置，其經布置以接收所述地圖所覆蓋的區域的所述延遲數據且經布置以 1)從所述起點位置直到預定閾值，使用第一選路方法計算從所述起點位置朝向所述目的地位置的路線的第一部分，其中所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分考慮到由所述延遲數據識別的延遲；及 2)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值到達所述目的地位置的第二部分以進ー步計算到所述目的地位置的所述路線。
14.ー種機器可讀媒體，其含有在讀取到至少ー個機器上時致使所述機器執行以下操作中的一者的指令 a)執行根據權利要求I到9中任ー權利要求所述的方法； b)作為根據權利要求10到12中任ー權利要求所述的裝置執行；或 c)作為根據權利要求13所述的系統的至少一部分執行。
全文摘要
本發明涉及一種跨越電子地圖(700)產生從起點位置F1到目的地位置(706)的路線(1000)的計算機化的方法，所述電子地圖(700)包括表示所述電子地圖(700)所覆蓋的區域中的可導航路線的路段的多個向量，所述方法包括(1)獲得指示在所述電子地圖(700)所覆蓋的所述區域內的向量上的延遲的延遲數據；(2)從起點位置直到預定閾值(1006)，使用第一選路方法計算從所述起點位置F1朝向所述目的地位置(706)的路線的第一部分(1002)，以使得所述第一選路方法使用所述延遲數據以便所述路線的所述第一部分(1002)考慮到延遲；及(3)使用第二選路方法計算所述路線的超出所述預定閾值(1006)到達所述目的地位置(706)的第二部分(1004)以進一步計算到所述目的地位置(1006)的所述路線。
文檔編號G08G1/0968GK102918361SQ201180026790
公開日2013年2月6日 申請日期2011年3月9日 優先權日2010年4月21日
發明者海科·席林, 埃格尼·高里洛, 莫里茨·希爾格, 安德列亞斯·普洛福斯, 于爾根·韋貝爾, 亞歷山德魯·謝爾伯內斯庫 申請人:通騰科技股份有限公司, 通騰發展德國公司