專利名稱：處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法，更具體地，涉及一種用于確定路線的處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法，和一種確定兩點(diǎn)間的路線的方法。
在許多不同領(lǐng)域中使用導(dǎo)航系統(tǒng)并且被證明是有用的，用來(lái)給用戶提供如何從一個(gè)預(yù)定起點(diǎn)開(kāi)始到達(dá)一個(gè)預(yù)定目的地的信息。例如，導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在手持GPS設(shè)備中。作為另一個(gè)實(shí)施例，越來(lái)越多的諸如小汽車的車輛配有導(dǎo)航系統(tǒng)。
在車輛中，導(dǎo)航系統(tǒng)協(xié)助駕駛員提供駕駛指令。特別是，用戶能輸入一個(gè)預(yù)期的目的地，例如，通過(guò)從先前存儲(chǔ)的目的地表中選出一個(gè)特定目的地，或通過(guò)輸入目的地的坐標(biāo)。除了用戶輸入的目的地以外，導(dǎo)航系統(tǒng)通常借助于GPS系統(tǒng)和，也許，附加的移動(dòng)傳感器來(lái)確定當(dāng)前位置?？蛇x地，起始位置也可由用戶手動(dòng)輸入。然后，導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)起點(diǎn)(如當(dāng)前位置)和目的地點(diǎn)確定一條路線，即如何從該預(yù)定起點(diǎn)開(kāi)始到達(dá)該目的地的信息(例如，有關(guān)的道路)。
為了確定一條路線，導(dǎo)航系統(tǒng)使用數(shù)字地圖數(shù)據(jù)。在汽車導(dǎo)航方面，數(shù)字地圖數(shù)據(jù)優(yōu)選包括道路數(shù)據(jù)和，也許，包括其它的地形信息。道路優(yōu)選被分類，以使使用數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的導(dǎo)航系統(tǒng)能區(qū)分小的道路和高速公路。根據(jù)給定的起點(diǎn)，給定的終點(diǎn)，和特別是數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，導(dǎo)航系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)確定如何到達(dá)該目的地。提供給用戶的路線信息特別包括要用的路線的所有信息。
然而，路線確定總是在很小的程度或局部范圍內(nèi)，例如道路范圍進(jìn)行。當(dāng)例如在汽車導(dǎo)航方面確定一條路線時(shí)，要考慮區(qū)域內(nèi)所有可能的道路。因此，在起點(diǎn)和目的地點(diǎn)彼此很遠(yuǎn)的情況下，確定這兩點(diǎn)之間的路線需要訪問(wèn)和處理大量的數(shù)據(jù)，因而需要耗錢耗時(shí)的計(jì)算。
有鑒于此，本發(fā)明下的問(wèn)題是提供一種能更簡(jiǎn)單更快地確定路線的方法。
該問(wèn)題由權(quán)利要求1的處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法和權(quán)利要求12的確定路線的方法來(lái)解決。
因此，提供一種用于路線確定的處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法，該方法包括a)將一個(gè)區(qū)域分為多個(gè)區(qū)段，b)對(duì)于每個(gè)區(qū)段，根據(jù)區(qū)段的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)和預(yù)定的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)確定該區(qū)段至少一個(gè)通過(guò)方向的費(fèi)用值。
數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，特別包括表示(或覆蓋)被分為多個(gè)區(qū)段的區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)。費(fèi)用值是一個(gè)根據(jù)預(yù)定費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)指定給一個(gè)區(qū)段的數(shù)值。這樣，根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)區(qū)段被加權(quán)；通過(guò)費(fèi)用值，區(qū)段被給予一個(gè)加權(quán)或一個(gè)參量。
依據(jù)打算使用的地圖數(shù)據(jù)可能有不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。例如，費(fèi)用值可用通過(guò)或穿過(guò)區(qū)段所需(預(yù)計(jì))的時(shí)間表示?？蛇x地，還可能將道路上通過(guò)該區(qū)段所需的距離指定為費(fèi)用值。根據(jù)進(jìn)一步的變形，費(fèi)用值可用通過(guò)區(qū)段時(shí)要付的通行稅費(fèi)(toll charge)的金額表示。也還有其它的可能性。
請(qǐng)注意，先前提到的實(shí)施例可構(gòu)成不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，或者能組合形成一個(gè)單個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。例如，通過(guò)區(qū)段所需的時(shí)間可乘以通行稅費(fèi)金額，產(chǎn)生一個(gè)組合費(fèi)用值。
因此，得到的費(fèi)用值能夠比較不同的區(qū)段。
在許多情況下，有不同的可能性來(lái)通過(guò)區(qū)段，即，可選擇不同的通過(guò)方向。例如，區(qū)段可從北到南和從東到西通過(guò)。因此，對(duì)于區(qū)段可有不同的通過(guò)方向。對(duì)于這些通過(guò)方向的每個(gè)，能確定一個(gè)費(fèi)用值。此外，依據(jù)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，“北到南”通過(guò)方向的費(fèi)用值可以，但不必等于“南到北”通過(guò)方向的費(fèi)用值。
如上所述，不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)是可能的。依據(jù)打算使用的地圖數(shù)據(jù)，幾個(gè)參數(shù)可在特定方面是有關(guān)的。在此情況下，組合標(biāo)準(zhǔn)可基于不同的參數(shù)，或者可選地，對(duì)于一個(gè)區(qū)段和一個(gè)通過(guò)方向可確定不同的費(fèi)用值(各根據(jù)不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn))。這樣，可獲得不同的費(fèi)用值組，每組與基于一個(gè)特定費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)確定的費(fèi)用值相對(duì)應(yīng)。
由于一個(gè)區(qū)域分為多個(gè)區(qū)段以及確定的費(fèi)用值，獲得數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的第一處理，簡(jiǎn)化了任何進(jìn)一步的處理。這在確定長(zhǎng)距離路線時(shí)特別有用，當(dāng)局部范圍(例如，道路范圍)上的路線確定是非常耗時(shí)的時(shí)候。假設(shè)是這樣話，區(qū)段提供一個(gè)過(guò)渡范圍和數(shù)據(jù)的相應(yīng)預(yù)處理。此外，任何的局部改變(例如交通堵塞)可在區(qū)段范圍上加以考慮并且不必重新確定整個(gè)范圍上的全部路線。另外，區(qū)段能以很快的方式確定一個(gè)接近路線(在用區(qū)段表示的過(guò)渡范圍上)，包括預(yù)計(jì)距離和/或行程時(shí)間。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)費(fèi)用值可依據(jù)對(duì)于區(qū)段通過(guò)方向的通過(guò)距離和/或通過(guò)時(shí)間來(lái)確定。優(yōu)選地，每個(gè)費(fèi)用值可與通過(guò)距離和/或通過(guò)時(shí)間成比例。
這為費(fèi)用值的簡(jiǎn)單和快速確定創(chuàng)造了條件。如果有不同的可能性來(lái)沿一個(gè)特定的通過(guò)方向通過(guò)一個(gè)區(qū)段(例如，如果有不同的道路通向相同的通過(guò)方向)，優(yōu)選地，每個(gè)費(fèi)用值可依據(jù)最小的通過(guò)距離和/或最小的通過(guò)時(shí)間來(lái)確定。這相應(yīng)地適用于其它應(yīng)用領(lǐng)域，在道路是小關(guān)聯(lián)，和，例如，地形或其它問(wèn)題更重要時(shí)。
有利地是，費(fèi)用值可考慮相鄰區(qū)段的預(yù)定部分來(lái)確定。
如果兩個(gè)區(qū)段的邊界至少在一點(diǎn)相交，它們是相鄰的。因而，考慮相鄰區(qū)段的預(yù)定部分避免了邊界或量化(quantization)作用。例如，在一些情形下，例如，如果一條道路位于一個(gè)相鄰區(qū)段并且靠近區(qū)段的邊界時(shí)，如果為確定費(fèi)用值之目的這條道路被看作是區(qū)段的部分時(shí)則改進(jìn)結(jié)果。因此，在本實(shí)施方案中，區(qū)段被延伸來(lái)確定一個(gè)費(fèi)用值。
在先前方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，每個(gè)區(qū)段可有一個(gè)多邊形形狀，優(yōu)選為一個(gè)矩形或六邊形形狀。這進(jìn)一步簡(jiǎn)化了區(qū)域的劃分以及費(fèi)用值的確定。
優(yōu)選地，步驟a)可包括周期地鋪砌(tile)區(qū)域。術(shù)語(yǔ)“鋪砌”是指用區(qū)段來(lái)覆蓋區(qū)域，沒(méi)有間隙，以及區(qū)段(鋪砌)僅在其邊上相交。這樣，獲得一個(gè)區(qū)段網(wǎng)。特別地，由于對(duì)稱，這簡(jiǎn)化了區(qū)段中不同通過(guò)方向的費(fèi)用值和不同區(qū)段的費(fèi)用值的比較。
特別是，如果區(qū)段具有矩形或六邊形形狀，步驟b)可包括確定從一邊到對(duì)邊和/或從一角到對(duì)角通過(guò)區(qū)段的費(fèi)用值。該對(duì)稱進(jìn)一步簡(jiǎn)化了費(fèi)用值的確定。
根據(jù)所有前述方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，步驟b)可包括確定從一邊分別到各其它邊和/或從一個(gè)角分別到各其它角通過(guò)區(qū)段的費(fèi)用值。這樣，關(guān)于區(qū)段的邊或角，獲得通過(guò)相應(yīng)的費(fèi)用值對(duì)區(qū)段所有有關(guān)通過(guò)方向的加權(quán)。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，步驟b)可包括確定與時(shí)間有關(guān)的費(fèi)用值。換句話說(shuō)，特定區(qū)段特定通過(guò)方向的費(fèi)用值不是一個(gè)常數(shù)而是時(shí)間的函數(shù)。
這樣，可考慮區(qū)段中的不同條件。例如，在高峰時(shí)間，一些道路可能堵塞，導(dǎo)致通過(guò)時(shí)間增加。這些情形可在確定與時(shí)間有關(guān)的費(fèi)用值時(shí)考慮。
有利地，步驟b)可包括在一般基礎(chǔ)上和/或在預(yù)定類型的事件發(fā)生時(shí)自動(dòng)重新確定至少一個(gè)區(qū)段的費(fèi)用值。
在此情況下，區(qū)段通過(guò)費(fèi)用值的加權(quán)在這些費(fèi)用值已確定后不是固定的。換句話說(shuō)，加權(quán)的動(dòng)態(tài)變化是可能的，這在如果預(yù)期一些或所有區(qū)段的條件隨時(shí)間而變時(shí)是特別有用的。
預(yù)定類型的事件還能觸發(fā)或起動(dòng)費(fèi)用值的重新確定。然后，費(fèi)用值被更新，如果必要話，這改進(jìn)了方法的精度。例如，用戶明確請(qǐng)求重新確定費(fèi)用值構(gòu)成該事件。
優(yōu)選地，預(yù)定時(shí)間的事件可以是一個(gè)交通信息。如果收到該交通信息(例如，通過(guò)交通信息頻道TMC)時(shí)，起動(dòng)費(fèi)用值的重新確定，導(dǎo)致費(fèi)用值的更新。
重新確定費(fèi)用值可以但不必包括使用給定費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)和所有需要的參數(shù)來(lái)確定費(fèi)用值。重新確定費(fèi)用值可優(yōu)選包括修改當(dāng)前費(fèi)用值，特別是，通過(guò)將預(yù)定值加到當(dāng)前費(fèi)用值或通過(guò)當(dāng)前值乘預(yù)定值。例如，如果對(duì)于特定區(qū)段的特定通過(guò)方向收到交通堵塞的交通信息，用于考慮交通堵塞的預(yù)定值可被加到相應(yīng)的當(dāng)前費(fèi)用值。這是特別有用的，如果費(fèi)用值之前已確定和被存儲(chǔ)并且僅有小的變化要作用時(shí)。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，上述方法可進(jìn)一步包括c)存儲(chǔ)用于每個(gè)區(qū)段的每個(gè)費(fèi)用值。
因此，獲得一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包含區(qū)域區(qū)段上的必要信息。例如，如果在方法需要時(shí)訪問(wèn)這些費(fèi)用值。
優(yōu)選地，步驟c)可以包括存儲(chǔ)用于每個(gè)區(qū)段的相鄰信息。相鄰信息是有關(guān)什么區(qū)段與一個(gè)給定區(qū)段相鄰的信息。如前所述，相鄰是指兩個(gè)區(qū)段的邊界相交。例如，兩個(gè)區(qū)段可有一個(gè)公共的邊或角。
該相鄰信息可以不同的方式存儲(chǔ)。例如，當(dāng)存儲(chǔ)一個(gè)區(qū)段的費(fèi)用值時(shí)，同時(shí)，也可存儲(chǔ)實(shí)際上相鄰的每個(gè)區(qū)段的標(biāo)識(shí)符?？蛇x地，區(qū)段的費(fèi)用值可以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身反映區(qū)段之間幾何關(guān)系的這樣一種方式來(lái)存儲(chǔ)。
出于幾個(gè)原因，相鄰信息是重要的。首先，當(dāng)使用處理的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)來(lái)確定路線信息時(shí)，知道在已通過(guò)的先前區(qū)段之后跟隨的什么區(qū)段是有益的。此外，如果費(fèi)用值使用延伸的區(qū)段來(lái)確定，即考慮到相鄰區(qū)段的預(yù)定部分，則必需知道相鄰關(guān)系。
本發(fā)明進(jìn)一步提供一種確定兩點(diǎn)之間路線的方法，包括a)提供通過(guò)前述方法之一處理的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，b)自動(dòng)確定連接兩點(diǎn)的區(qū)段的至少一個(gè)序列，序列的每個(gè)區(qū)段與序列的別的區(qū)段相鄰，使區(qū)段序列的總費(fèi)用值最優(yōu)化。
本方法在兩點(diǎn)之間的區(qū)段范圍上產(chǎn)生一條路線，它可進(jìn)一步以非常有用的方式來(lái)使用，當(dāng)例如在汽車導(dǎo)航的情況下確定道路范圍上的實(shí)際路線時(shí)。區(qū)段的確定序列包括當(dāng)從一點(diǎn)到另一點(diǎn)時(shí)必須通過(guò)的區(qū)段。
確定區(qū)段的序列以使區(qū)段序列的總費(fèi)用值最優(yōu)化。優(yōu)選地，總費(fèi)用值可用序列區(qū)段的費(fèi)用值之和表示。最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)取決于費(fèi)用值的類型。例如，如果費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)時(shí)間，和得到的費(fèi)用值是與區(qū)段的通過(guò)時(shí)間成比例，則最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)可在于將總的通過(guò)時(shí)間或行程時(shí)間減到最小，即將在一點(diǎn)和另一點(diǎn)之間通過(guò)區(qū)段的通過(guò)時(shí)間之和減到最小。當(dāng)使用其它費(fèi)用值時(shí)，最優(yōu)化也可以是最大化。
有不同的可能性來(lái)確定區(qū)段的序列。特別地，可使用被開(kāi)發(fā)以找到加權(quán)圖中從一個(gè)頂點(diǎn)到另一個(gè)頂點(diǎn)的最短路徑的算法。在此情況下，圖的邊的加權(quán)可用費(fèi)用值表示。該圖可以是一個(gè)有序圖(其中邊是頂點(diǎn)的有序?qū)?或者是一個(gè)無(wú)向圖(其中邊是頂點(diǎn)的無(wú)序?qū)?。例如，如果區(qū)段中從北到南的通過(guò)方向與從南到北的通過(guò)方向不同時(shí)，對(duì)應(yīng)的圖是一個(gè)有向圖。
已知有不同的算法來(lái)求出最短路徑(區(qū)段的最優(yōu)序列)?？赡艿乃惴ㄊ牵?，Dijkstra算法，Bellman-Ford算法，Johnson算法，或A-star算法。
優(yōu)選地，步驟b)可包括自動(dòng)確定連接兩點(diǎn)的區(qū)段的所有序列，序列的每個(gè)區(qū)段與序列的別的區(qū)段相鄰，使區(qū)段序列的總費(fèi)用值沒(méi)有不同于對(duì)于費(fèi)用值通過(guò)大于預(yù)定門限值為最優(yōu)的序列的總費(fèi)用值。
這產(chǎn)生了幾個(gè)有類似總費(fèi)用值的區(qū)段的可選序列。這是有用的，如果在數(shù)字地圖數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理的過(guò)程中，施加限制，由于某些區(qū)段序列被排除。此外，還可能向用戶顯示這些可選擇性，用戶能夠在序列間進(jìn)行選擇。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟b)可包括確定每個(gè)區(qū)段的包括區(qū)段的序列的總費(fèi)用值與相對(duì)于費(fèi)用值是最優(yōu)的序列的總費(fèi)用值之間的差。
這樣，每個(gè)區(qū)段可相對(duì)于屬于一個(gè)最優(yōu)序列的區(qū)段被分類。
優(yōu)選地，對(duì)于每個(gè)區(qū)段，要確定的差是整個(gè)的最優(yōu)序列與包括該區(qū)段的最好序列之間的差。通常，區(qū)段是連接兩點(diǎn)的不同序列的一部分。因而，假設(shè)是這樣話，只有最好的(根據(jù)相應(yīng)的最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn))序列被選擇用來(lái)確定與整個(gè)最優(yōu)序列的差。這個(gè)信息可被使用，如果對(duì)于某些原因最優(yōu)序列沒(méi)有被進(jìn)一步處理時(shí)，例如，如果在重新確定的過(guò)程中，是最優(yōu)序列一部分的一個(gè)區(qū)段的費(fèi)用值改變，使以前是最優(yōu)的序列不再是最優(yōu)的時(shí)。在此情況下，一個(gè)新的最優(yōu)序列要被確定，差信息可被用于此。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，步驟b)可包括在一般基礎(chǔ)上和/或在預(yù)定類型的事件發(fā)生時(shí)自動(dòng)重新確定連接兩點(diǎn)區(qū)段的至少一個(gè)序列。
區(qū)段最優(yōu)序列的這種更新具有總是有實(shí)際最優(yōu)序列的作用，特別是如果區(qū)段的費(fèi)用值是與時(shí)間有關(guān)的或者由于重新確定而改變時(shí)。
優(yōu)選地，兩點(diǎn)中的一個(gè)是當(dāng)前位置，另一個(gè)點(diǎn)是目的地點(diǎn)。這使得能夠?qū)⒎椒ㄓ糜趯?dǎo)航目的，如果用戶輸入目的地點(diǎn)和從當(dāng)前位置開(kāi)始要確定路線時(shí)。特別是，如果區(qū)段的最優(yōu)序列在使用中重新確定時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)總是與連接當(dāng)前位置和目的地點(diǎn)的區(qū)段的最優(yōu)序列一起工作，這提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和質(zhì)量。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)序列的總費(fèi)用值可借助至少一個(gè)預(yù)定限制被最優(yōu)化。
這樣，附加信息可被考慮。例如，在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的情況下，用戶可選擇僅考慮無(wú)通行費(fèi)的道路。該選擇是一個(gè)可能的限制。
優(yōu)選地，限制由被選為不是區(qū)段序列一部分的至少一個(gè)區(qū)段施加。這使得，例如，用戶能選擇一個(gè)或幾個(gè)他想避免的區(qū)段。
有利的是，用于確定兩點(diǎn)間路線的前述方法可進(jìn)一步包括c)基于連接兩點(diǎn)區(qū)段的確定序列的區(qū)段的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)來(lái)確定一條路線。
因而，在確定一個(gè)最優(yōu)序列之后，相應(yīng)的路線被確定，例如在道路范圍上，這可用來(lái)給用戶提供導(dǎo)航信息。如果該方法沒(méi)有用在汽車導(dǎo)航方面，而是，例如，用在徒步旅行或航行方面，則路線不用道路信息表示，而是用其它信息和參數(shù)表示。
總之，與確定序列的區(qū)段相對(duì)應(yīng)的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)組合來(lái)確定路線。其它區(qū)段的地圖數(shù)據(jù)沒(méi)有要求。因此，路線的確定有兩個(gè)步驟第一，確定區(qū)段的序列，和第二，基于區(qū)段的這個(gè)序列，僅使用這些區(qū)段的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)獲得實(shí)際的路線信息。因此，本方法提供更快更簡(jiǎn)單的可能性來(lái)確定路線。
本發(fā)明還提供一種用于協(xié)助導(dǎo)航的方法，包括根據(jù)先前方法確定起點(diǎn)與目的地點(diǎn)之間的一條路線，以聲和/或光方式輸出路線信息。
因此，上述方法用于確定一條路線，其中兩點(diǎn)分別是起點(diǎn)和目的地點(diǎn)。在確定了路線之后，輸出相應(yīng)的路線信息來(lái)協(xié)助用戶。
另外，本發(fā)明還提供一種可直接裝入數(shù)字計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括軟件代碼部分，用來(lái)執(zhí)行一個(gè)前述方法的步驟。
更進(jìn)一步地，提供一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀程序裝置，用來(lái)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行一個(gè)前述方法的步驟。
本發(fā)明的進(jìn)一步特征及優(yōu)點(diǎn)將參考下面的實(shí)施例和附圖加以描述和說(shuō)明。


圖1示出區(qū)域的鋪砌；圖2示出區(qū)段的形狀和相應(yīng)的通過(guò)方向；圖3的流程圖示出確定路線的方法；
圖4示出區(qū)段的費(fèi)用值；圖5示出區(qū)域整個(gè)鋪砌的費(fèi)用值；和圖6示出區(qū)段的序列。
在圖1中，示出區(qū)域的地圖。在本實(shí)施例中，區(qū)域分為多個(gè)區(qū)段101。假設(shè)是這樣話，區(qū)段為周期地鋪砌區(qū)域的正方形。這意味著區(qū)段邊靠邊地覆蓋區(qū)域，區(qū)段間沒(méi)有間隙。區(qū)段僅在其邊上相交。
所示實(shí)施例特別是有關(guān)汽車導(dǎo)航的情況。在地圖中，示出路線102。在下文中，相對(duì)于特定的區(qū)段103來(lái)說(shuō)明確定費(fèi)用值。
從西到東(即從左到右邊)通過(guò)區(qū)段103的費(fèi)用值要被確定。作為一個(gè)實(shí)施例，費(fèi)用值用通過(guò)方向上的通過(guò)時(shí)間表示。如圖所示，有一條小的道路104從區(qū)段103的左邊通向右邊。此外，有一條高速公路102也穿過(guò)區(qū)段103。然而，這條高速公路102不是在區(qū)段103的左邊開(kāi)始，而是在上邊開(kāi)始，但高速公路102也是從西邊來(lái)并通向東邊。
在本實(shí)施例中，為確定費(fèi)用值，區(qū)段延伸到相鄰區(qū)段。在如圖1所示的正方形鋪砌的情況下，每個(gè)區(qū)段被八個(gè)區(qū)段圍繞，換言之，有八個(gè)區(qū)段與區(qū)段103相鄰。
為確定從西到東通過(guò)區(qū)段103的費(fèi)用值，也要考慮相鄰區(qū)段107和108的部分105與106。因此，在確定費(fèi)用值時(shí)，還要考慮高速公路102。
如上所述，本實(shí)施例中的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)時(shí)間。對(duì)于該標(biāo)準(zhǔn)，給出對(duì)于不同道路的平均行駛速度。例如，對(duì)于小的道路104，平均行駛速度假定為60km/h，而對(duì)于高速公路102，平均行駛速度預(yù)計(jì)為120km/h。區(qū)段邊長(zhǎng)取決于區(qū)域的面積和相應(yīng)的地圖的比例。優(yōu)選邊長(zhǎng)在5到20km之間，更優(yōu)選地，邊長(zhǎng)約為10-12km。
盡管在所考慮的通過(guò)方向上對(duì)于區(qū)段103的通過(guò)距離是道路104的情況小于高速公路102的，但由于有更高的平均行駛速度，通過(guò)時(shí)間是在高速公路102的情況下更少。如果在延伸區(qū)段的高速公路102的長(zhǎng)度是20km，相應(yīng)的費(fèi)用值將是10，因?yàn)橐陨鲜銎骄旭偹俣韧ㄟ^(guò)區(qū)段103及其延伸部分所需時(shí)間是10分鐘。
對(duì)于從東到西和從北到南的通過(guò)方向也可確定相應(yīng)的費(fèi)用值，反之亦然。當(dāng)然，可使用其它費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，特別是包括有關(guān)參數(shù)的組合。
圖2表示區(qū)段的形狀和相應(yīng)的通過(guò)方向。區(qū)段201是一個(gè)矩形形狀。對(duì)于該區(qū)段，示出四個(gè)通過(guò)方向左-右(從左到右)，右-左，上-下和下-上。在本實(shí)施例中，四個(gè)通過(guò)方向是特別有用的，如果預(yù)期左-右和右-左或上-下和下-上的費(fèi)用值是不相等時(shí)。在假定這些對(duì)的費(fèi)用值分別相等的情況下，也可只采用兩個(gè)通過(guò)方向，每對(duì)對(duì)邊各用一個(gè)。
區(qū)段202具有正方形形狀。假設(shè)是這樣話，有八個(gè)通過(guò)方向。除了四個(gè)與邊平行(或與邊垂直)的通過(guò)方向外，另外還有四個(gè)與對(duì)角線平行的通過(guò)方向。因而，假設(shè)是這樣話，通過(guò)方向是從每個(gè)邊引到對(duì)邊，和從每個(gè)角引到對(duì)角。
區(qū)段203具有六邊形形狀。在所示的實(shí)施例中，示出六個(gè)通過(guò)方向，每對(duì)對(duì)邊各有兩個(gè)。
圖3的流程圖示出如何根據(jù)本發(fā)明來(lái)確定路線的實(shí)施例。在第一步301，提供一個(gè)用于區(qū)域區(qū)段的費(fèi)用值表。為此，區(qū)域分為多個(gè)區(qū)段，這一劃分除了別的以外隨區(qū)段的形狀和大小而定。
然后，為每個(gè)區(qū)段確定費(fèi)用值。在此，要給出不同的信息和參數(shù)。當(dāng)評(píng)估費(fèi)用值問(wèn)題時(shí)要考慮一個(gè)信息是否是相鄰區(qū)段和是相鄰區(qū)段的什么部分。另一個(gè)問(wèn)題是要考慮的通過(guò)方向的數(shù)量。此外，必須給定至少一個(gè)費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)。上面已提到不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，例如，通過(guò)時(shí)間或通過(guò)距離。費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)不必僅基于靜態(tài)參數(shù)，如時(shí)間或距離。還可能另外包括動(dòng)態(tài)信息，例如，基于交通信息，等等。
對(duì)于每個(gè)通過(guò)方向和每個(gè)區(qū)段確定相應(yīng)的費(fèi)用值。費(fèi)用值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，有適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)反應(yīng)區(qū)段之間的相鄰關(guān)系，即，那個(gè)區(qū)段與那個(gè)相鄰和在那個(gè)方向上相鄰。費(fèi)用值表可存儲(chǔ)在導(dǎo)航系統(tǒng)可讀的數(shù)據(jù)載體上，如CD或DVD。
還有可能的是，對(duì)于每個(gè)通過(guò)方向和區(qū)段確定一個(gè)以上的費(fèi)用值。例如，費(fèi)用值可以是與時(shí)間有關(guān)的。可選地或另外地，由于不同的費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)引起的不同費(fèi)用值可被確定。在后面的情況下，獲得多組費(fèi)用值。例如，第一組可包括用通過(guò)時(shí)間表示的費(fèi)用值(用于每個(gè)通過(guò)方向和區(qū)段)但不包括收費(fèi)道路。第二組可包括也用通過(guò)時(shí)間表示的費(fèi)用值，但包括區(qū)段中所有可能的道路。
然后，在步驟302，確定目的地點(diǎn)。該目的地點(diǎn)可由用戶以不同方式輸入。例如，用戶可在系統(tǒng)中存儲(chǔ)可能的、目的地表中選擇?？蛇x地，用戶也可通過(guò)適當(dāng)?shù)妮斎胙b置，如鍵盤輸入目的地點(diǎn)的坐標(biāo)。
在下一步303，確定當(dāng)前位置。這可使用星載(satellite based)信息(例如，借助于GPS)和特別是在車輛導(dǎo)航的情況下，可選地或另外地，由移動(dòng)傳感器(如速度感應(yīng)器、陀螺儀)提供的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。還可能的是手動(dòng)輸入當(dāng)前位置。
此后，在步驟304檢查是否達(dá)到費(fèi)用值重新確定標(biāo)準(zhǔn)。例如，假設(shè)在預(yù)定的時(shí)間間隔后費(fèi)用值要再次確定。可選地或另外地，該重新確定還可由別的事件，如一個(gè)新來(lái)的交通信息或用戶的一個(gè)請(qǐng)求來(lái)起動(dòng)。
如果該標(biāo)準(zhǔn)得到滿足，系統(tǒng)繼續(xù)步驟305，在此費(fèi)用值重新確定。但是，該重新確定不必在所有區(qū)段進(jìn)行。例如，如果重新確定標(biāo)準(zhǔn)是基于交通信息，只有那些區(qū)段的費(fèi)用值被再次確定，例如，只有實(shí)際涉及其中出現(xiàn)交通堵塞的那些區(qū)段。特別地，重新確定包括將預(yù)定值加到區(qū)段的當(dāng)前(存儲(chǔ))費(fèi)用值。此外，如果例如收到區(qū)段中不再有交通堵塞的信息時(shí)，可將一個(gè)負(fù)值加到之前由于交通堵塞其上加了一個(gè)正值的費(fèi)用值上?？蛇x地或另外地，如果用戶想避免某些區(qū)段時(shí)，這些區(qū)段可配有“罰款(penalty)”費(fèi)用，通過(guò)將相應(yīng)值加到當(dāng)前的費(fèi)用值。
如果在步驟304標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有達(dá)到，方法繼續(xù)步驟306。在此，確定區(qū)段的最優(yōu)序列，連接當(dāng)前位置和目的地點(diǎn)。最優(yōu)化是基于預(yù)定的最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)取決于步驟301提供的費(fèi)用值(或費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn))。例如，如果費(fèi)用值是基于通過(guò)時(shí)間或通過(guò)距離，區(qū)段的最優(yōu)序列用將通過(guò)時(shí)間或通過(guò)距離之和減到最小的序列表示。請(qǐng)注意，最優(yōu)序列不必是唯一的。
可對(duì)最優(yōu)化施加附加的限制。例如，在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的情況下，用戶能決定避免特定的區(qū)段。這些限制可以不同的方式加以考慮。一方面，在步驟305，它們可以是重新確定費(fèi)用值的一部分。例如，如果區(qū)段要被避免時(shí)，這些區(qū)段可配有“罰款”費(fèi)用，即除如由普通費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)所確定的費(fèi)用以外的費(fèi)用。可選地，在當(dāng)前步驟306，限制可被加以考慮，例如，通過(guò)不考慮最優(yōu)化過(guò)程中的相應(yīng)區(qū)段。
如前所述，有許多算法來(lái)確定最優(yōu)序列；一種可能是Dijkstra算法。然而其它的變形也是可能的。
在該步驟，對(duì)每個(gè)區(qū)段來(lái)說(shuō)，還可確定包括該區(qū)段的最好序列會(huì)多么不同于最優(yōu)序列。這樣，所有的區(qū)段可通過(guò)與最優(yōu)序列相比的相應(yīng)序列的總費(fèi)用值上的差來(lái)評(píng)定。
在確定最優(yōu)序列后，在步驟307，確定實(shí)際路線。在該步驟，考慮與構(gòu)成最優(yōu)序列的區(qū)段相對(duì)應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)，并且確定最優(yōu)路線(根據(jù)相應(yīng)的最優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn))。得到的路線信息包括對(duì)于用戶的所有必要的導(dǎo)航數(shù)據(jù)。在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的情況下，路線信息包括用戶為了從當(dāng)前位置開(kāi)始到達(dá)目的地所必須采用的道路序列的信息。因而，所有其它區(qū)段的地圖數(shù)據(jù)不再考慮，這減少了確定路線所需的時(shí)間。
但是，如步驟308所示，結(jié)果可能是通過(guò)序列區(qū)段的路線是不可能的，或只有在附加的、意料不到的費(fèi)用下才是可能的；例如，因?yàn)橛捎诟浇鼪](méi)有到高速公路的引道或引道在河的另一側(cè)而不能到達(dá)高速公路(它是造成特定區(qū)段的極好費(fèi)用值的主要原因)。在此情況下，方法返回到步驟306，考慮該限制確定一個(gè)新的最優(yōu)序列。
如果路線是可能的，方法繼續(xù)到步驟309，在此輸出路線信息。輸出的種類取決于使用的系統(tǒng)類型和情形。通常，輸出用光和/或聲給出。在一個(gè)汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的示例中，路線信息可通過(guò)揚(yáng)聲器和/或顯示器輸出。優(yōu)選地，只有與下一時(shí)刻或下面幾分鐘有關(guān)的路線信息被輸出。
在另外的步驟310，檢查是否達(dá)到位置更新標(biāo)準(zhǔn)。例如，該標(biāo)準(zhǔn)可以是經(jīng)過(guò)的預(yù)定時(shí)間間隔，新來(lái)的交通信息，用戶的相應(yīng)輸入，等等。如果標(biāo)準(zhǔn)得到滿足，方法返回到步驟303，在其中當(dāng)前位置被再次確定。此外或與之類似，路線信息的輸出繼續(xù)進(jìn)行。
圖4是如何能示出一個(gè)區(qū)段的費(fèi)用值的一個(gè)實(shí)施例。本實(shí)施例對(duì)應(yīng)于有正方形形狀的區(qū)段的情況。有四個(gè)通過(guò)方向北-南(即，從北到南)，南-北，東-西，和西-東。在該圖中，帶色的或陰影的正方形401、402、403和404示出費(fèi)用值。
表示東-西通過(guò)方向的正方形401較亮，表示費(fèi)用值較小，即在這個(gè)方向是低路線費(fèi)用。分別表示南-北和北-南通過(guò)方向的正方形402和403比正方形401暗，因而表示更大的費(fèi)用值。因此，南-北和北-南通過(guò)方向關(guān)于費(fèi)用值是對(duì)稱的。表示西-東通過(guò)方向的正方形404是最暗的正方形并且代表大的費(fèi)用值。
在圖5，示出德國(guó)的輪廓。整個(gè)面積由具有正方形形狀的區(qū)段周期地鋪砌。每個(gè)區(qū)段包括四個(gè)與邊垂直的通過(guò)方向。對(duì)于每個(gè)通過(guò)方向和每個(gè)區(qū)段，確定費(fèi)用值(為通過(guò)時(shí)間)。
得到的費(fèi)用值用如圖4所示的表示法在本圖中示出。較暗的陰影意味著相應(yīng)的費(fèi)用值相當(dāng)高。從圖5中可以看出，有較亮的連接部分。這些低路線費(fèi)用部分與高速公路相對(duì)應(yīng)。暗的部分，高路線費(fèi)用部分，是由于山坡和山引起的，需要較長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)通過(guò)相應(yīng)的區(qū)段。
圖6示出區(qū)段序列的一個(gè)實(shí)施例。同樣假設(shè)是這樣的話，描繪出德國(guó)的輪廓。假設(shè)是這樣的話，根據(jù)先前確定的費(fèi)用值，確定路線從東南開(kāi)始并通向西北。圖中所示的每個(gè)正方形表示一個(gè)具有正方形形狀的區(qū)段。給定起點(diǎn)和終點(diǎn)，確定連接這些點(diǎn)的區(qū)段的所有可能的序列。圖中所示的正方形的陰影與總的通過(guò)時(shí)間(行程時(shí)間)相對(duì)應(yīng)。最暗的正方形屬于區(qū)段的最優(yōu)序列?？梢钥闯?，有一個(gè)以上的最優(yōu)序列。
其它正方形的陰影涉及與最優(yōu)序列的行程時(shí)間相比的相應(yīng)序列的行程時(shí)間上的差。如果一個(gè)正方形屬于一條其行程時(shí)間僅略不同于最優(yōu)化路線行程時(shí)間的路線，則它的陰影仍然很暗，但比屬于最優(yōu)序列的正方形的陰影略亮。這樣，圖6示出連接起點(diǎn)和目的地點(diǎn)的區(qū)段的可能的序列及其有關(guān)每個(gè)序列的行程時(shí)間的關(guān)系。
權(quán)利要求
1.用于路線確定的處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法，所述方法包括a)將一個(gè)區(qū)域分為多個(gè)區(qū)段，b)對(duì)于每個(gè)區(qū)段，根據(jù)所述區(qū)段的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)和預(yù)定費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)確定用于所述區(qū)段至少一個(gè)通過(guò)方向的至少一個(gè)費(fèi)用值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中每個(gè)費(fèi)用值依據(jù)對(duì)于所述區(qū)段的通過(guò)方向的通過(guò)距離和/或通過(guò)時(shí)間來(lái)確定，其中優(yōu)選每個(gè)費(fèi)用值與所述通過(guò)距離和/或所述通過(guò)時(shí)間成比例。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述費(fèi)用值考慮相鄰區(qū)段的預(yù)定部分來(lái)確定。
4.如前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中每個(gè)區(qū)段具有多邊形形狀，優(yōu)選是矩形或六邊形形狀。
5.如前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中步驟a)包括周期地鋪砌所述區(qū)域。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中步驟b)包括確定用于從一邊分別到各其它邊和/或從一角分別到各其它角通過(guò)一個(gè)區(qū)段的費(fèi)用值。
7.如前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中步驟b)包括確定一個(gè)與時(shí)間有關(guān)的費(fèi)用值。
8.如前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，其中步驟b)包括在一般基礎(chǔ)上和/或在預(yù)定類型的事件發(fā)生時(shí)自動(dòng)重新確定至少一個(gè)區(qū)段的費(fèi)用值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中一個(gè)預(yù)定類型的事件是交通信息。
10.如前述權(quán)利要求中的一個(gè)所述的方法，進(jìn)一步包括c)存儲(chǔ)每個(gè)區(qū)段的每個(gè)費(fèi)用值。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中步驟c)包括存儲(chǔ)每個(gè)區(qū)段的相鄰信息。
12.確定兩點(diǎn)間路線的方法，所述方法包括a)提供根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述方法處理的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，b)自動(dòng)確定連接所述兩點(diǎn)的區(qū)段的至少一個(gè)序列，所述序列的每個(gè)區(qū)段與所述序列的別的區(qū)段相鄰，來(lái)最優(yōu)化區(qū)段的所述序列的總費(fèi)用值。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中步驟b)包括自動(dòng)確定連接所述兩點(diǎn)的區(qū)段的所有序列，一個(gè)序列的每個(gè)區(qū)段與該序列的別的區(qū)段相鄰，使區(qū)段該序列的總費(fèi)用值沒(méi)有不同于對(duì)于費(fèi)用值通過(guò)大于預(yù)定門限值為最優(yōu)的序列的總費(fèi)用值。
14.如權(quán)利要求12或13所述的方法，其中步驟b)包括確定每個(gè)區(qū)段的包括所述區(qū)段的一個(gè)序列的總費(fèi)用值與相對(duì)于費(fèi)用值是最優(yōu)的一個(gè)序列的總費(fèi)用值之間的差。
15.如權(quán)利要求12-14中的一個(gè)所述的方法，其中步驟b)包括在一般基礎(chǔ)上和/或在預(yù)定類型的事件發(fā)生時(shí)自動(dòng)重新確定連接所述兩點(diǎn)的區(qū)段的至少一個(gè)序列。
16.如權(quán)利要求12-15中的一個(gè)所述的方法，其中所述兩點(diǎn)中的一個(gè)是當(dāng)前位置，和另一個(gè)點(diǎn)是目的地點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求12-15中的一個(gè)所述的方法，其中每個(gè)序列的總費(fèi)用值借助至少一個(gè)預(yù)定限制被最優(yōu)化。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中一個(gè)限制由被選為不是區(qū)段的一個(gè)序列的一部分的至少一個(gè)區(qū)段施加。
19.如權(quán)利要求12-17中的一個(gè)所述的方法，進(jìn)一步包括c)基于連接所述兩點(diǎn)的區(qū)段的一個(gè)預(yù)定序列的區(qū)段的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)確定所述路線。
20.用于協(xié)助導(dǎo)航的方法，所述方法包括根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法確定起點(diǎn)和目的地點(diǎn)之間的路線，以聲和/或光方式輸出路線信息。
21.可直接裝入數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括軟件代碼部分，用來(lái)執(zhí)行如權(quán)利要求1至20中的一個(gè)所述方法的步驟。
22.存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可讀程序裝置，用來(lái)使計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1至20中的一個(gè)所述方法的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定路線的處理數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的方法，包括把一個(gè)區(qū)域分為多個(gè)區(qū)段，對(duì)于每個(gè)區(qū)段，根據(jù)區(qū)段的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)和一個(gè)預(yù)定費(fèi)用標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)確定用于區(qū)段至少一個(gè)通過(guò)方向的至少一個(gè)費(fèi)用值。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種用于確定兩點(diǎn)之間路線的方法，包括提供根據(jù)前述權(quán)利要求中的一個(gè)方法處理的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)，自動(dòng)確定連接兩點(diǎn)的區(qū)段的至少一個(gè)序列，序列的每個(gè)區(qū)段與序列的別的區(qū)段相鄰，使序列的區(qū)段費(fèi)用值之和被最優(yōu)化。
文檔編號(hào)G06T17/05GK1598490SQ20041007002
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
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