专利名称：车辆导航装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种包括存储地图数据的地图数据库的车辆导航装置、一种生成地图数据库的方法，以及一种处理存储在地图数据库中的数据的方法。本发明尤其涉及这样的装置和方法，其中地图数据库可包括多种属性。
背景技术：
导航装置被熟知为，其使用地图数据确定从始发点到终点的路线。通常地，这些导航装置可执行对使得成本函数最小化的路线的搜索。该成本函数可代表与该路线相关联的 行进时间、距离或者燃料成本，或者要被最小化的任意其它适宜的量。最佳的路线可取决于优选或避免选项的激活。可提供对于高速公路、摆渡车，或者隧道的优选和避免选项。除路线确定以外，导航装置还可通过用户接口提供路线向导功能。提供向导信息可包括生成光学或音频的输出，其向驾驶员提供了关于该车辆周围的道路网络的一部分的信息，有可能结合光学或音频方向。提供和使用地图数据库使得数据能够被有效用于路线搜索和路线向导，会带来相当大的挑战。例如，就路线搜索而言，对于远离起始点和终点的位置通常不需要道路网络的细微比例结构的信息。但是，关于在至少某些类型的道路(例如高速公路)上的远离起始点和终点的位置处的信息，对于路线搜索是需要的。与之相对照，向导功能可能仅需要在车辆周围区域中的信息，但是需要更详细的信息。许多道路网络包括所谓的快捷车道。在城区中经常能找到这样的快捷车道。通常地，在此快捷车道被理解为一种车道，其具有通向通过限制入口和通往某设施的出口点的个数管理的车道的通路。即，并非每一个正常车道的进入点或者出口点也将是快捷车道的进入点或出口点。快捷车道可以是与在主路通道内提供的一般目的行车道物理分离的或隔离的，或者可以通过路标被分开。快捷车道可被设置为车流可回行的设施或者双方向的设施。据此，目前需要提供能够在路线搜索和路线向导时将快捷车道考虑在内的车辆导航装置和方法。

发明内容
这种需求通过如在独立权利要求中描述的装置和方法来解决，从属权利要求定义了实施例。根据一个方面，提供了一种车辆导航装置，包括地图数据库和处理单元。该地图数据库存储了包括链路和属性的地图数据。这些链路代表道路路段。第一属性被分别指派给链路的子集，以指示在该子集中包括的链路具有至少一条快捷车道。第二属性被分别指派给在该子集中包括的链路的至少一部分的车道，以指示各自的道路路段的哪些车道是快捷车道。处理单元被耦合到地图数据库，并且被配置成至少基于第一属性执行路线搜索，并且至少基于第二属性控制经由用户接口对路线向导信息的输出。
在该导航装置中使用了第一和第二属性，第一和第二属性指示快捷车道。这允许在路线搜索和路线向导中均能够将快捷车道考虑在内。第一和第二属性可被存储在地图数据库的分离的部分中。这使得处理单元能够通过访问存储第一属性的部分将快捷车道考虑在内地执行路线搜索，并通过访问存储第二属性的部分将快捷车道考虑地执行路线向导。地图数据库可包括针对每一条链路的数据结构，该数据结构具有固定个数的数据字段，为这些数据字段中的每一个分别设置一个值。第一属性和第二属性可与链路的数据结构分开存储。于是，仅仅对于包括至少一个快捷车道的链路，该地图数据库才需要包括第一和第二属性。从而，可减少存储空间需求。第一属性可具有布尔(Boolean)参数。处理单兀可被配置成，基于第一属性和布尔参数，针对链路执行路线搜索。该布尔参数使得对于快捷车道能够实现避免和优选选项。在地图数据库中，具有被设置为第一值的布尔参数的第一属性可被分别指派给完全由快捷车道构成的链路。具有被设置成第二值布尔参数的第一属性可被分别指派给包括至少一个非快捷车道的链路，第二值不同于第一值。这使得对于快捷车道能够实现避免和优选选项。第一属性可具有参数，尤其是整数参数类型的参数。该参数可指示车道的个数。处理单元可被配置成基于第一属性和参数执行针对链路的路线搜索。地图数据库可包括第一部分和第二部分，第一属性被存储在第一部分中，第二属性被存储在第二部分中。处理单元可配置成基于从第二部分数据检索到的数据并独立于在第一部分中存储的数据，控制路线向导信息的输出。备选地或者额外地，处理单元可被配置成，基于从第一部分检索到的数据并独立于在第二部分中存储的数据执行路线搜索。使用这样的地图数据库，可从地图数据库中有效地检索信息，用于路线搜索或者路线向导。当执行路线搜索时，如果对于快捷车道选择了避免或优选选项，处理单元可被配置成基于第一属性,调整成本模型中的链路成本。第一部分和第二部分可以是分开的表格。第一部分可代表地图数据库的路线选择层，而第二部分可代表地图数据库的向导层。该第一部分和第二部分不需要被存储在分离的表格中，但是可被存储在文件的在逻辑上不同的部分中。车辆导航装置可使用拼块组(tiling)，用于组织或处理地图数据库中的数据。定义这样的拼块组和对地图数据库中的数据相应组织有利于本地的更新。道路网络中的局部变化导致的地图数据的变化可以被适应，而无需改变整个地图数据库。只有这些链路中的至少一个链路具有至少一个快捷车道时，地图数据库可包括针对位于拼块组的一个拼块中的链路的第一属性。通过为在其中的链路不具有至少一个快捷车道的拼块省略第一属性，可减少存储空间需求。车辆导航装置可使用进一步的拼块组用于向导功能。该进一步的拼块组可与用于路线设定功能的拼块组相同或者不同。只有在位于进一步的拼块组的一个拼块中的道路路段的至少一个具有至少一个快捷车道时，地图数据库可包括第二属性，其用于位于该拼块中的道路路段的车道。通过省略其中的链路不具有至少一个快捷车道的拼块的第二属性，可减少存储空间需求。
该地图数据库可以是符合导航数据标准(NDS)的地图数据库。依据另一方面，提供了一种生成地图数据库的方法。包括关于道路路段和关于每个道路路段的车道的信息的数据被检索。针对多个道路路段，确定该道路路段是否具有至少一个快捷车道；如果该道路路段的至少一个车道为快捷车道，则第一属性被选择性地指派给代表道路路段的链路；并且，第二属性被选择性地指派给代表该道路路段的链路的车道，该第二属性基于道路路段的那些车道是快捷车道而被选择性地指派。第一属性和第二属性被存储在地图数据库中。这样的方法允许生成地图数据库，以便用在车辆导航装置中。该地图数据库包括分别指示快捷车道的第一和第二属性。当地图数据库被部署到车辆导航装置中时，该第一和第二属性可被分别用于路线搜索和路线向导。选择性指派第一属性可包括，基于该道路路段的所有车道是否是快捷车道来设置第一属性的参数。该参数可被存储在地图数据库中。该参数允许实现对快捷车道的避免和优选选择。第一属性可被存储在地图数据库的第一部分中，而第二属性可被存储在地图数据库的第二部分中。该第一部分可代表用于路线搜索的数据，而第二部分可代表用于输出路线向导信息的数据。使用这样的地图数据库，可有效地从地图数据库中检索信息，用于路线搜索或者路线向导。第一部分可以是第一表格，而第二部分可被形成为与该第一表格分开的第二表格。该第一和第二表格可以是例如SQL数据库的表格。可定义包括多个拼块并覆盖道路路段的拼块组。通过将数据存储到地图数据库中可生成地图数据库，使得与位于拼块组的任意给定拼块中的道路路段相关联的数据可在地图数据库中被识别出。对于拼块组的每一个拼块，只有当拼块组的各个拼块中包含的至少一个道路路段包括至少一个快捷车道时，可将第一属性存储在地图数据库中。通过对于在其中的链路不具有至少一个快捷车道的拼块省略第一属性，可减少存储空间需求。类似地，可被定义进一步的拼块组，用于组织与路线向导相关联的数据。该进一步的拼块组与拼块组相同。对于进一步的拼块组的每个拼块，只有在进一步的拼块组的各个拼块中包含的至少一个道路路段包括至少一个快捷车道时，可将第二属性存储在地图数据库中。通过对于其中的链路不具有至少一个快捷车道的拼块省略第二属性，可减少存储空间需求。依据另一方面，提供了一种处理被存储在地图数据库中的数据的方法。该地图数据库包括代表道路路段的链路以及第一和第二属性。该第一属性被指派给链路的子集，而第二属性被指派给该链路子集的至少一部分链路的车道。在该方法中，执行路线搜索。监视对快捷车道的优选或避免选项的激活。如果优选或避免选项被激活，则基于被指派给链路的第一属性选择性调整路线的成本。在该方法中输出了路线向导信息。该路线向导信息基于第二属性被输出。执行路线搜索可包括识别指派给第一属性的链路，并且，如果优选或避免选项被激活，则针对这些链路选择性地增加或者减少成本模型中的成本。输出路线向导信息可包括基于第二属性识别在车辆的环境中哪些车道是快捷车道，以及基于所识别出的车道修改音频或光学输出。 路线搜索可独立于第二属性进行。备选地或额外地，路线向导信息的输出可独立于第一属性进行。地图数据库可以是使用依据任意一个方面或实施例的生成地图数据库的方法生成的地图数据库。依据另一个方面，提供了数据载体，其存储了包括链路和属性的地图数据库，这些链路代表了道路路段，其中，第一属性被分别指派给链路的子集，以指示在该子集中包括的这些链路具有至少一个快捷车道，并且其中，第二属性被分别指派给在该子集中包括的这些链路的至少一部分链路的车道，以指示各个道路路段的哪些车道是快捷车道，该第二属性与第一属性不同。 依据又另一个方面，数据载体被提供成，其存储了依照导航数据标准(NDS)配置的地图数据库，并且其包括指示了快捷车道的至少一个属性。可以理解的是，以上提及的和那些将在下面解释的这些特征不仅可被用在所指示出的各个组合中，而且可用于其它组合中，或者单独使用。


当结合附图进行阅读时，根据以下对实施例的详细描述，实施例的前述的和其它的特征变得更加显而易见。在这些附图中，相似的参考数字指示相似的元件。图I是依据实施例的导航装置的示意性框图；图2是地图数据库的示意性代表；图3是在依据实施例的方法中进行路线搜索的过程的流程图；图4是说明在路线搜索中使用快捷车道属性的流程图；图5是用于在依据实施例的方法中输出路线向导信息的过程的流程图；图6说明了道路网络的一部分；图7是用于解释地图数据库的路线选择层结构的示意性视图；图8说明了图6道路网络在另一级的一部分；图9是用于解释地图数据库在与图7中不同的级的路线选择层的结构的示意性视图；图10是用于解释地图数据库的向导层结构的示意性视图；图11是生成地图数据库的方法的流程图。
具体实施例方式图I示意性地说明了依据一个实施例的车辆导航装置I。该导航装置I包括处理单元2，处理单元2例如依据存储在存储器中的控制指令控制导航装置I的操作。该处理单元2可包括例如一个或多个微处理器、数字信号处理器或者专用集成电路的形式的中央处理单元。导航装置I进一步包括被存储在存储器3中的地图数据库。该存储器3可包括各种类型的存储器(诸如随机访问存储器、闪存或硬盘)以及可移除存储器(诸如高密度磁盘(00)、0￥0、存储卡或类似存储器)中的任意一种或任意组合。导航装置I还可包括用于向用户输出向导信息的输出接口 4。该输出接口 4可包括光学输出装置、音频输出装置，或其组合。导航装置I还可包括输入接口 5，其使得用户能够设置选项。尤其地，该输入接口5可使得用户能够设置用于路线搜索的优选或避免选项。
导航装置可包括额外的部件，诸如位置传感器和/或无线接收机和/或车辆接口。位置传感器可适用于确定安装了导航装置I的车辆的当前位置。该位置传感器可包括GPS(全球定位系统)传感器、伽利略(Galileo)传感器、基于移动电信网络的位置传感器和类似传感器。无线接收机可被配置成接收用于更新存储在存储器3中的地图数据库的信息。车辆接口可允许处理单元2从其它车辆系统获得信息或经由车辆接口获得车辆状态信息。车辆接口可例如包括CAN(控制器区域网络)或者MOST(媒体定向装置传输)接口。
存储器3存储了包括地图数据的地图数据库，该地图数据库包括关于代表道路路段的链路和属性的信息。地图数据库尤其包括指示由链路代表的道路路段是否包括快捷车道的属性。不同的第一和第二属性可被提供来通知处理器链路包括至少一个快捷车道，和/或提供关于道路路段的哪些车道是快捷车道的信息。当用户经由输入接口 5设置快捷车道的优选或者避免选项时，处理器2可使用第一属性，用于执行路线搜索。处理器2可与指派给车道的第二属性无关地执行路线搜索。处理器2可使用第二属性,用于控制经由输出接口 5对路线向导信息的输出。处理器2可与第一属性无关地控制对路线向导信息的输出。因此，地图数据库可包括不同的第一和第二属性，其分别与快捷车道相关联，该第一属性用于路线搜索，而第二属性用于路线向导。通常地，可将不同的属性指派给链路，并存储在地图数据库中。这些属性可包括关于链路的起点和终点的信息，或者关于地图拓扑的其它信息。这样的属性可被存储在具有预定义个数的数据字段的数据结构中，其分别被提供给每个链路或存储在地图数据库中的其它地图特征。此外，属性可被选择性地指派给链路，或者仅在相应链路上存在其他特征时选择性地指派给该其他特征。存储在存储器3中的地图数据库包括作为灵活属性的指示快捷车道的属性，该灵活属性被选择性地存储，仅用于包括至少一个快捷车道的链路。可与地图数据库中为每个链路存储的固定格式的数据结构相分离地存储这些指示快捷车道的属性。存储在存储器3中的地图数据库可包括不同的逻辑层。此外，该数据库可分割成与不同的更新区域或拼块组的拼块相关联的不同的块。这样的结构有利于执行更新。尤其期望的是，对地图数据库进行更新，以将地图数据库调整成符合道路网络中的局部变化。然后，这样的更新可通过仅更新更新区域或受到道路网络中的变化影响的拼块来执行。这使得这些更新能够以更加节省时间的方式更容易地执行，或者作为空中更新来执行。图2是对地图数据库10的示意性表达。具有以下解释的结构的地图数据库10可被存储在车辆导航装置I的存储器3中。该地图数据库10包括多个层11和14，其包括路线选择层11和向导层14。该路线选择层11包括进行路线搜索所需要的信息。该信息可包括关于道路网络的拓扑，诸如链路的起始点和终点的信息。路线选择层11中的信息可进一步包括与用于不同成本模型的链路相关联的成本。路线选择层11中的信息可进一步包括允许在路线搜索中基于优选或避免选项调整链路成本的属性。在路线选择层11中，可具有不同的级别12、13，其包括代表不同详细级别的道路网络的数据。例如，尽管在级别13可能存在道路网络的所有道路路段，但在更高的级别12处可能会省略一部分道路路段。向导层14包括路线向导所需要的数据。该向导层14尤其可包括导向信息的光学和/或音频输出所需要的数据。 该向导层还可包括级别结构，以及在不同级别中代表不同详细级别的道路网络的数据。路线选择层11和向导层14可被配置成存储在存储器中的不同的表格。为了说明而不是构成限制，路线选择层11可以是在SQL数据库中的表格，而向导层14可以是在SQL数据库中的另一个表格。路线选择层11和向导层14可被存储在不同的文件中。路线选择层11和向导层14可以是一个文件的逻辑上有区别的部分。地图数据库10可包括额外的层15-17。名称层15包括道路名称、房号或类似信息的参考。卡车层16可包括用于卡车或货车的特定属性。高级驾驶员辅助系统(ADAS)层17可包括用于高级驾驶员辅助的数据。可提供额外的或者备选的层，诸如用于兴趣点的层、用于语音表达的层，或者用于基本地图显示的层。地图数据库10可具有如通过导航数据标准(NDS)定义的结构。该NDS使得灵活属性能够被使用。这使得指示快捷车道的属性能够在根据NDS建立地图数据库10时被定义和存储。表示快捷车道的属性被存储在地图数据库中。第一属性可分别地用于被存储在路线选择层11中的数据。该第一属性可被指派给包括至少一个快捷车道的每一个链路。这允许对于包括至少一个快捷车道的道路路段实施优选选项。地图数据库10即可为直接的链路又可为非直接的链路存储第一属性。如果地图数据库10被构建成使得不同类型的链路可被区分开，则该地图数据库10可为所有类型的链路存储第一属性。例如，如果该地图数据库10包括完全位于拼块组的拼块中的基本链路，以及延伸越过拼块边界的路线链路，则地图数据库10可存储被指派给基本链路以及路线链路的第一属性。第一属性可具有参数，其可以是布尔(Boolean)参数。对于为之将第一属性存储在地图数据库10中的任意链路，如果道路路段的所有车道都是快捷车道，则参数可具有一个值(例如为真(TURE))。如果至少一个车道不是快捷车道，则参数可具有另一个值(例如为假(FALSE))。基于第一属性和其参数，处理器2可确定任意的道路路段是否完全由快捷车道构成，在这种情况下，如果选择了避免快捷车道的选项，则在路线搜索中其成本将增力口。处理器2还可确定任意的道路路段是否具有至少一个快捷车道，在哪种情况下如果选定了优选快捷车道的选项，则其成本将减少。第一属性可与为每一个链路或者其它地图特征存储在地图数据库10中固定格式的数据结构分开存储。因此，不需要为必须针对每一个道路路段被设置以指示该道路路段是否包括快捷车道的标帜保留存储空间。也不需要为必须针对每一个道路路段被设置以指示该道路路段是否完全由快捷车道构成的标帜保留存储空间。而是，这样的信息作为灵活属性被包括在内。对于不存在包括至少一个快捷车道的链路的更新区域或者拼块，第一属性可被省略。因此用于存储关于快捷车道的信息的存储空间需求可减少。当执行路线搜索时，处理器2可基于存储在路线选择层11中的第一属性和其参数，将对于快捷车道的避免选项或者优选选项考虑在内。这样的过程在下面参考图3和图4更为详细地描述。指示快捷车道的第二属性可被存储在向导层14中。该第二属性可仅针对那些包括至少一个快捷车道的道路路段被选择性地存储。在一些实现中，只有道路路段具有为快捷车道的至少一个车道和不是快捷车道的另一条车道时，才可将第二属性选择性地指派给该道路路段的车道。第二属性可被存储在向导层14中，以向处理器2指示相应的道路路段包括至少一个快捷车道，并且可额外地提供关于该道路路段的哪些车道是快捷车道的信息。为了将第二属性指派给车道，对于包括至少一个快捷车道的链路，可在地图数据库10中选择性地存储附加信息，以指示相应的道路路段的哪些车道是快捷车道。这种附加信息可被存储成车道掩码(lane mask)的形式，该车道掩码具有一个值(例如“I”)用于快捷车道，以及另一个值(例如“O”)用于非快捷车道。这样的附加信息可用于将第二属性指派给单独的车道。当导航装置I 执行路线向导时，处理器2访问向导层14以检索用于路线向导的数据。典型地，为了路线向导，只有关于该车辆周围区域的数据必须被检索。当从向导层14检索用于道路路段的数据时，处理器2确定第二属性是否被指派给相应道路路段的一个车道或若干个车道。处理器2可将第二属性与例如为车道掩码形式的指示哪些车道是快捷车道的附加信息组合起来，以确定道路路段的哪些车道是快捷车道。备选地，可为各个车道分开存储第二属性。处理器2可基于道路路段的哪些车道是快捷车道来控制道路向导。例如，可基于道路路段的哪些车道是快捷车道控制具有行驶方向的音频输出。额外地或者备选地，可基于道路路段的哪些车道是快捷车道控制具有行驶方向的光学输出。第二属性可与为每一个链路或者其它地图特征存储在地图数据库10中的固定格式的数据结构分开存储。因此，不需要为必须针对每一个道路路段被设置以表示该道路路段的哪些车道是快捷车道的标帜保留存储空间。对于不存在包括至少一个快捷车道的道路路段的更新区域或者拼块，可省略该第二属性。因此对于存储关于快捷车道的信息的存储空间需求可减少。当执行路线向导时，根据存储在向导层14中的第二属性，处理器2可将道路路段的哪些车道是快捷车道考虑在内。这样的过程在下面参考图5更为详细地描述。当第一和第二属性被分开地存储在地图数据库10的不同层中时，存储与快捷车道信息相关联的信息所需要的开销存储空间可保持适中。地图数据库10仅针对那些包括至少一个快捷车道的道路路段选择性地包括第一和第二属性。此外，通过使用在不同层11和14中的分开的第一和第二属性，在路线搜索和路线向导中均可高效地访问地图数据库10。参考图3-5，将更详细地解释可由车辆导航装置I的处理器2执行的方法。该处理器2可执行如图3和图4所说明的路线搜索，以及如图5所说明的路线向导。这些方法可使用地图数据库执行，该地图数据库存储了关于代表道路路段的链路和指示快捷车道的属性的信息。该地图数据库可具有如参考图2或者图6-10所解释的配置。例如，在图3至图5中，第一属性被称为“EXPRESS_R0AD”，该第一属性的参数将被称为“AllLanes”，并且第二属性将被称为“EXPRESS_LANE”。图3是用于执行路线搜索的过程20的流程图。在21，路线搜索开始，可基于用户的输入开始路线搜索。备选地或额外地，也可在检测到预定事件时，例如当用户离开之前在路线搜索中找到的路线时，自动地开始路线搜索。在22，确定对于具有快捷车道的道路选择了避免选项还是优选选项。对这样的道路避免选项或者优选选项的选择可经由输入接口进行，或者可被存储在车辆导航装置中。如果确定没有选择对于具有快捷车道的道路的避免选项或优选选项，则在23，基于地图数据库中的数据，以常规方式执行路线搜索。在此路线搜索中不考虑第一属性EXPRESS_R0ADo如果确定已经选择了对于具有快捷车道的道路的避免选项或优选选项，则在24，将被指派给这些链路中的一些链路的第一属性EXPREE_R0AD考虑在内地，执行路线搜索。可以不同的方式来将第一属性EXPRESS_R0AD考虑在内。例如，如果设置了对于具有快捷车道的道路的全部避免选项，则代表完全由快捷车道构成的所有链路都不必考虑。备选地或者额外地，可基于避免或优选选项，为被指派给第一属性EXPRESS_R0AD的链路调整链路成 本。这样的成本调整可针对不同的成本模型中的任意一种进行,诸如最快路线(最小化行程时间)、最短路线(最小化行程距离)或者燃油消耗最少的路线(最小化燃油消耗)。图4是用于在路线搜索中基于第一属性调整链路成本的过程30的流程图。该过程30可被用于在图3的过程20中在24处执行的路线搜索中实现成本调整。在31，在路线搜索中识别链路。例如，可在搜索算法的扩展步骤中识别该链路。可在例如Dijkstra算法或A*-算法的扩展步骤中识别该链路。备选地，成本调整可在执行例如Dijkstra算法或A*-算法之前进行。在后者的情况下，可首先识别具有EXPRESS_R0AD属性的所有链路，以便调整这些链路的成本。在32，确定所识别出的链路是否具有被指派给它的第一属性EXPRESS_R0AD。该确定是基于从地图数据库中检索出的数据作出的。对于具有分层结构的地图数据库，可基于在路线选择层11中存储的第一属性作出该确定。如果确定了所识别的链路不具有指派给它的第一属性EXPRESS_R0AD，在33，链路成本保持未调整。可使用代表相应成本模型的成本的成本继续路线搜索。如果确定了所识别的链路具有指派给它的第一属性EXPRESS_R0AD，在34，确定是否已经设置了对于快捷车道的避免选项。如果确定了没有设置避免选项，则在35，减少该链路的成本。因此，通过减少被指派了第一属性EXPRESS_R0AD的链路的成本，将具有快捷车道的道路的优选选项考虑在内。在35处减少链路的成本可以不同的方式进行。例如，相应的成本模型的成本可被乘以小于I的因子。备选地，可从相应的成本模型的成本中减去一个值。在35，减少链路的成本可使用数学处理或表格查询进行。可使用减少后的链路成本继续路线搜索。如果确定了已经设置了避免选项，则在36，确定第一属性EXPRESS_R0AD的参数AllLanes 是否为 TURE。如果第一属性EXPRESS_R0AD的参数AllLanes不是TURE，则在38，链路成本保持未调整。可使用代表相应成本模型的成本继续该过程。这反映了避免选项不需要避免具有不是快捷车道的至少一个车道的道路。如果确定了第一属性EXPRESS_R0AD的参数AllLanes不是TURE，在37，增加链路成本。在37处增加链路成本可以不同的方式进行。例如，相应成本模型的成本可乘以大于I的因子。备选地，可将相应成本模型的成本增加一个值。在37处增加链路成本可用数学处理或者表格查询来进行。可使用增加后的链路成本继续路线搜索。虽然在图3和图4中说明了将对于快捷车道的避免和优选选项考虑在内的路线搜索，但是该路线搜索可以包括不同的这样的选项，其中使用快捷车道是绝对禁止的。在这种情况下，基于第一属性EXPRESS_ROAD以及其参数AllLanes，在路线搜索中相应链路可从考虑因素中被删除。图5是用于控制对路线向导信息的输出的过程40的流程图。在41，识别出在车辆的本地环境中的道路路段。可基于当前车辆的位置识别这些道路路段。可进一步基于路线搜索的结果识别这些道路路段。在41识别出的这些道路路段可包括以下这样的所有道路路段，即关于这些道路路段的信息是输出向导信息所需要的。在42，确定所识别的道路路段中任意一个的车道是否具有被指派给它的第二属性EXPRESS_LANE。该确认基于从地图数据库中检索出的数据进行。对于具有分层结构的地图数据库，该确定可基于存储在向导层14中的第二属性作出。如果确定道路路段的车道都不具有被指派给它的第二属性EXPRESS_LANE，则在45输出向导信息。在这种情况下，基于该第二属性EXPRESS_LANE不改变向导信息。如果确定道路路段的车道具有被指派给它的第二属性EXPRESS_LANE，则在43检索关于相应道路路段的车道的个数和类型的信息。该信息可从地图数据库中被检索出。如果地图数据库具有分层的结构，诸如地图数据库10，则该信息可从向导层14被检索出。所检索出的信息可包括关于该道路路段的车道个数的信息。所检索出的信息可包括关于车道中的哪些是快捷车道的信息。在44，基于在43处检索出的信息调整输出信息。调整输出信息可包括基于道路路段的哪些车道是快捷车道来调整语音输出。调整输出信息可备选地或者额外地包括基于道路路段中的哪些车道是快捷车道来调整光学输出。光学输出信息可使用例如指示快捷车道的颜色记号或者指示快捷车道的图标来调整。然后在45处，输出向导信息。如果影响在45处的向导信息输出的道路路段包括快捷车道，则基于由第二属性EXPRESS_LANE提供的关于这些快捷车道的信息生成向导信息。参考图6至图10，将更为详细地解释对指示快捷车道的第一属性和第二属性的定义和地图数据库的结构。图6是包括道路路段51-55的道路网络的示意性视图。一个拼块组被定义成覆盖了该道路网络。该拼块组包括拼块50。在地图数据库中多个道路路段51-55由标签“RS1”、“RS5”表示。道路路段中的一些可包括至少一个快捷车道。例如，在地图数据库中被标记为“RS1”和“RS2”的道路路段51和52可完全由快捷车道构成。在地图数据库中被标记为“RS3”的道路路段53可具有至少一个快捷车道和至少一个非快捷车道。道路路段54和55可被假设成不包括任何快捷车道。在地图数据库中，道路路段51-55由链路表示。路线选择层中的数据和向导层中的数据可分别根据相应的道路路段所位于的拼块进行组织。这使本地更新能够更容易进行。 图7是路线选择层的一部分12的示意性表达。该部分12代表具有粗分辨率的级另O，较为不重要的道路路段被省略。在该级别仍存在的道路路段集合可基于例如功能性道路分类或者其它道路路段特征来选择。路线选择层的部分12包括与拼块50相关联的数据61。该数据61包括用于代表道路路段51-55的链路中的每一个的数据结构。用于代表道路路段51-55的这些链路的数据结构，在62处示意性示出，包括用于每个链路的固定个数的数据字段。该数据结构可具有预定义的结构。在这些字段中的每一个字段中必须设置一个值。地图数据库进一步包括被指派给链路的第一属性，以指示相应的链路包括至少一个快捷车道。该第一属性还可被存储在用于拼块50的数据61，相应的道路路段51-55位于该拼块50中。拼块50的数据61包括对于标记为“RS1”和“RS2”的道路路段的布尔参数被设置成一值的第一属性63。这指示被标记为“RS1”和“RS2”的道路路段完全由快捷车道构成，具有被设置成一个值的布尔参数的第一属性63被指派给被标记为“RS1”和“RS2”的道路 路段。拼块50的数据61包括具有被设置成另一值的布尔参数的第一属性64，用于标记为“RS3”的道路路段。这指示出，被指派给具有被设置成另一值的布尔参数的第一属性64的标记为“RS3”的道路路段具有至少一个快捷车道，但并不完全由快捷车道构成。在链路的预定义数据结构62中不包括第一属性63和64。第一属性63、64是灵活属性。只有在相应拼块中的至少一个道路路段具有至少一个快捷车道时，在代表拼块的路线选择层的数据61中可包括第一属性。在图7中，第一属性被指示成属性EXPRESS_R0AD，并且该第一属性的参数被指示成 AllLanes。图8是图6的道路网络的示意性示图。在图8中，以更为详细的级别说明了道路网络。尽管图8和图6以不同的级别表现了相同的道路网络，但在图8中说明的级别存在的道路网络的道路路段56-59在图6中说明的较粗级别中被省略。道路网络包括道路路段51-55，以及道路路段56-59。定义了拼块组70，其覆盖道路网络。该拼块组包括拼块71-74。在图8中说明的分辨率级别下，拼块71-74的拼块尺寸被选择为小于在图6中说明的更粗的分辨率级别下的拼块尺寸。道路网络可包括完全位于拼块内的道路路段和延伸越过拼块边界的道路路段。道路路段59延伸越过在拼块73和74之间的边界。为了组织在地图数据库中的数据，道路路段59可与反映出该道路路段59的拓扑的一个链路相关联。此外，当结构75、76分别位于仅一个拼块中时，结构75、76可被定义成反映出道路路段59的几何形状。结构75、76可被称为几何学线。在图8中指示的分辨率级别下，省略了极少数的道路路段，或者根本没有省略道路路段，在路线选择层和向导层中的数据也分别被组织成拼块挨着拼块的样式。图9是路线选择层的一部分13的示意性表达。该部分13表示将道路网络表达为比图7的部分12的详细级别更高的级别。例如，路线选择层的部分13表达的详细级别可包括所有道路路段。路线选择层的部分13包括与拼块71相关联的数据81，该数据81包括代表位于该拼块71中的道路路段51和52的链路中的每一个的数据结构。在82示意性地示出的关于代表道路路段51和52的链路的数据结构，包括用于每一个链路的固定数量的数据字段并具有预定义的结构。在这些字段中的每一个中必须设置一个值。地图数据库进一步包括被指派给链路以指示相应链路包括至少一个快捷车道的第一属性。该第一属性也可被存储在用于拼块71的数据81中，相应的道路路段51和52位于该拼块71中。用于拼块71的数据81包括具有被设置成一个值(例如为“TURE”)的布尔参数的第一属性83，用于被标记为“RS1”和“RS2”的道路路段。正如上所解释的，这指示了标记为“RS1”和“RS2”道路路段被指派给具有被设置为一个值的布尔参数的第一属性，这两个路段完全由快捷车道组成。
路线选择层的部分13包括与拼块72相关联的数据84。该数据84包括用于代表位于拼块72内的道路路段53-55的链路中的每一个链路的数据结构。在85处示意性地示出的用于代表道路路段53-55的链路的数据结构，包括用于每一个链路的固定个数的数据字段，并具有预定义的结构。在这些字段的每一个中必须设置一个值。地图数据库还包括被指派给链路用于指示相应链路包括至少一个快捷车道的第一属性。该第一属性还可被存储在用于拼块72的数据84中，相应的道路路段53-55位于该拼块72中。用于拼块72的数据84包括具有被设定成另一个值(例如为“FALSE”)的布尔参数的第一属性86，用于被标记为“RS3”的道路路段。这指示出具有被设定成另一个值的布尔参数的第一属性86被指派给标记为“RS3”的道路路段，该道路路段具有至少一个快捷车道，但是不完全由快捷车道组成。路线选择层的部分13包括与拼块73相关联的数据87和与拼块74相关联的数据89。数据87包括用于代表道路路段57、58的链路中的每一个和用于代表道路路段59的一部分的几何线76的数据结构，道路路段57、58和道路路段59的所述部分位于拼块73之内。在88处示意性地指示的数据结构包括具有预定义数量和类型的字段的固定属性。数据89包括用于代表道路路段56的链路和用于代表道路路段59的一部分的几何形状线75的数据结构，道路路段56和道路路段59的该部分位于拼块74内。在90处示意性地指示的数据结构包括具有预定义的数据字段的固定属性。假设在拼块73和74中的道路路段不具有快捷车道，则在代表拼块73和74的数据87和89中不存储第一属性。在与其中的道路路段都不具有快捷车道的拼块相关联的数据中不需要存储第一属性。因此，用于实现快捷车道属性的存储空间需求可保持适中。在图9中，第一属性被指示为属性EXPRESS_R0AD，并且该第一属性的参数被指示为 AllLanes0正如可从图7和图9中理解到的，依据一个实施例，用于道路路段51-53的第一属性可被存储在代表道路路段的更高级别的部分12中和代表较低级别并包括更多道路路段的部分13中。图10是对向导层14的一部分的示意性表达，同样用于图8的道路网络。虽然向导层14还可包括将道路网络表达成不同精确程度的多个级别，不需要在这些级别的每一个中都包括被指派给车道以便指示快捷车道的第二属性。如果存在不同的级别，第二属性可尤其被存储在省略了最小个数的道路路段的级别下，即，在基本级别下，在该基本级别下以最高详细级别表达道路网络。在图10中仅示意性地说明了这样的级别。虽然路线选择层中的第一属性可存在于路线选择层的不同级别中的每一个级别中，但是如果向导层具有多个级别，则在向导层的这些级别中的仅一个级别中包括第二属性就足够了。
向导层14包括与拼块71相关联的数据91。该数据91包括用于代表位于该拼块71之内的道路路段51和52的链路中的每一个链路的数据结构。在92处示意性地示出的用于代表道路路段51和52的链路的数据结构，包括用于每一个链路的固定个数的数据字段并具有预定义的结构。在这些字段中的每一个中必须设定一个值。地图数据库进一步包括被指派给链路的车道用于指示相应车道是快捷车道的第二属性。该第二属性也可被存储在用于拼块71的数据91中，其中相应道路路段51和52位于该拼块71中。用于拼块71的数据91包括用于被标记为“RS1”和“RS2”的道路路段的第二属性93。可提供附加数据结构94和95，来将第二属性93指派给道路路段51和52的各个车道。数据结构94和95可代表车道掩码，如果道路路段的相应车道是快捷车道则车道掩码具有一个值(诸如“ I”)，而，如果道路路段的相应车道不是快捷车道则车道掩码具有另一个值(诸如“0”)。处理器可使用代表道路路段51的车道掩码的数据结构94对第二属性93进行分组，以标识出道路路段51的为快捷车道的车道。处理器可用代表道路路段52的车道掩码的数据结构95对第二属性进行分组，以标识出道路路段52的车道哪些为快捷车道。向导层包括与拼块72相关联的数据96。该数据96包括用于代表位于拼块72中的道路路段53-55的链路中的每一个的数据结构。在97处示意性地示出的用于代表道路路段53-55的链路的数据结构，包括用于每一个链路的固定个数的数据字段，并具有预定义的结构。在这些字段中的每一个中必须设置一个值。用于拼块98的数据96包括用于标记为“RS3”的道路路段的第二属性98。可提供附加数据结构99，用于将第二属性98指派给道路路段53的各个车道。数据结构99可表示车道掩码。处理器可用代表道路路段53的车道掩码的数据结构99对第二属性98进行分组，以标识出道路路段53的车道哪些为快捷车道。向导层14包括与拼块73相关联的数据100和与拼块74相关联的数据102。数据100至少包括关于拼块73中的道路路段的固定属性101。数据102至少包括关于在拼块74中的道路路段的固定属性103。假设在拼块73和74中没有道路路段具有快捷车道，则没有第二属性被存储在表示拼块73和74的数据100和102中。不需要在与其中的道路路段均不具有快捷车道的拼块相关联的数据中存储第二属性。因此，用于实现快捷车道属性的存储空间需求可保持为适中。在图10中，第二属性被指示成属性EXPRESS_LANE.可以理解的是，使用第一和第二属性的其它地图数据库结构可被采用。例如，第二属性EXPRESS_LANE可被直接指派给各个车道，而不是通过在图10中的94、95和99处说明的附加数据结构被指派给各个车道。如果在地图数据库中将各个车道表示成各个地图特征，则将第二属性直接指派给各个车道可能尤其有用。 图11是生成包括表示快捷车道的属性的地图数据库的方法110的流程图。该方法可通过电子计算系统执行。该方法使用原始数据，其包括关于道路网络的道路路段以及关于道路路段的车道的信息。这样的数据由不同的厂商提供并可具有不同的格式，诸如Navteq或Teleatlas。使用本方法,原始数据可被处理成形成包括表示快捷车道的属性的数据库。在111，检索原始数据。原始数据可包括关于道路路段的信息和关于道路路段的那些车道是快捷车道的信息。这样的原始数据可能具有不适合在车辆导航装置中直接使用的格式，例如，归因于存储空间的限制或者归因于低效的访问。
在112，确定出道路路段的拓扑和几何形状信息。该拓扑可包括关于道路路段的起始点和终点的信息、关于与其它地图特征的连接和类似的信息。该几何形状信息可包括关于位于拼块组的一个拼块中的道路路段的或道路路段的一部分的几何形状的信息。该拓扑信息可被用于生成在地图数据中的链接，其代表了道路路段。在113，确定道路路段是否具有至少一个快捷车道。如果确定出该道路路段没有快捷车道，则对于该道路路段不需要存储指示快捷车道的属性。该方法可返回111。如果确定该道路路段具有至少一个快捷车道，在114处，第一属性EXPRESS_R0AD被指派给该链路。该第一属性可被记录，用于后续存储在该地图数据中。该第一属性可被，但不必被立即存储。更适合地，被指派给位于拼块中的不同道路路段的第一属性可被集中起来用于后续存储。在115，确定道路路段的所有车道是否都是快捷车道。如果确定该道路路段具有至少一个车道不是快捷车道，在116处，第一属性EXPRESS_R0AD的布尔参数AllLanes被设置为FALSE。如果确定道路路段的所有车道都是快捷车道，则在117处，第一属性EXPRESS_ROAD的布尔参数AllLanes被设置成TURE。该参数可被记录，用于后续存储在地图数据中。该参数可被，但不必被立即存储。更适宜地，第一属性可与指派给位于拼块中的不同道路路段的相应设置参数一起被集中起来，用于后续存储。在118，第二属性EXPRESS_LANE被指派给道路路段的车道。该第二属性基于车道中哪些车道是快捷车道被选择性地指派。在一些实施例中，属性EXPRESS_LANE可仅被指派给为快捷车道的车道。将第二属性EXPRESS_LANE指派给道路路段的车道可包括生成将该第二属性与各个车道相关联的数据结构。如在图10中94、95和99处所示。该数据结构可具有车道掩码格式，其中二进制字符串的数字代表道路路段的各个车道。备选地，该第二属性EXPRESS_LANE可被存储成使得其与道路路段的各个车道直接关联起来，而无需车道掩码。在119处，第一属性EXPRESS_R0AD可被存储在地图数据库的路线选择层。该第二属性EXPRESS_LANE可被存储在地图数据库的向导层中。不需要在地图数据库中针对每一个道路路段独立地存储第一和第二属性。而是，可定义拼块组，并且可首先针对在一个拼块中包括的所有道路路段重复步骤111-118。关于将要指派给第一属性的链路的信息和关于将要指派给第二属性的车道的信息将被集中起来，并后续在针对拼块的所有道路路段执行完步骤11-118之后被存储起来。该处理可被针对不同的拼块进行迭代式的重复。在该方法中，如果拼块中任何道路路段都不具有至少一个快捷车道，则在该地图数据库中代表该拼块的数据中不需要存储第一属性和第二属性。此外，在一些实施例中，如果道路路段的所有车道都是快捷车道，则不需要针对该道路路段的车道存储第二属性。即，本方法可从步骤117直接进行到步骤119。因此，在一些实施例中，该地图数据库可仅对于具有至少一个快捷车道但并不是完全由快捷车道组成的道路路段的车道包括第二属性。使用图11的方法生成的地图数据库可具有不同的格式，为了说明而不是构成限制的目的，该地图数据库可以是依据NDS建立起的地图数据库。该第一属性和第二属性可以是灵活属性，正如在NDS中所定义的。使用图11的方法生成的地图数据库可被用于依据实施例的车辆导航装置中。虽然已经详细地描述了依据实施例的装置和方法，但是在其它实施例中可能出现变形。例如，实施例的装置和方法使用的地图数据库不需要存储依照拼块组组织的数据。如果拼块组被用于组织地图数据库，则拼块组不必是方形拼块组，而是可以是任意其它覆盖 道路网络的拼块组。不同的拼块组可被用于路线选择和向导功能。为路线选择层定义的拼块组可包括拼块，并且这些拼块可在尺寸和/或形状上与为向导层定义的另一种拼块组的其他拼块不同。为了进一步说明，虽然第一属性可具有布尔参数，该第一属性可具有另一种参数类型的参数。例如，该第一属性可具有整数参数类型的参数。该参数可以指示相应的道路路段的车道个数。为了进一步说明，虽然实施例的地图数据库可包括用于包括至少一个快捷车道的任意道路路段的第二属性，在其它实施例中，对于完全由快捷车道构成的道路路段的车道，该地图数据库可不具有第二属性。在这种情况下，可由第一属性和其参数推导出关于快捷车道的信息。本发明的实施例可被用于车辆导航装置。
权利要求
1.一种车辆导航装置，包括 地图数据库(10)，其存储包括链路和属性出3，64，83，86，93，98)的地图数据，所述链路代表道路路段(51-59)，其中第一属性(63，64，83，86)分别被指派给所述链路的子集以指示在所述子集中包括的所述链路具有至少一个快捷车道，并且其中第二属性(93，98)被分别指派给在所述子集中包括的所述链路的至少一部分的车道，以指示相应的道路路段(51-53)的哪些车道是快捷车道，所述第二属性(93，98)与所述第一属性(63，64，83，86)不同，以及 处理单元(2)，其被耦合到所述地图数据库(10)，并且被配置成至少基于所述第一属性(63，64，83，86)执行路线搜索，并且至少基于所述第二属性(93，98)控制经由用户接口(4)对路线向导信息的输出。
2.如权利要求I所述的车辆导航装置， 其中所述地图数据库(10)包括用于每一个链路的数据结构(62，82，85，88，90，92，97，101，103)，所述数据结构(62，82，85，88，90，92，97，101，103)具有用于链路的固定个数的数据字段，分别为所述数据字段中的每一个设置一个值， 其中，所述第一属性(63，64，83，86)和所述第二属性(93，98)与所述数据结构出2，82，85,88,90,92,97,101,103)分开存储。
3.如权利要求I所述的车辆导航装置， 所述第一属性(63,64,83,86)具有布尔参数， 所述处理单元(2)被配置成，基于所述第一属性(63，64，83，86)以及所述布尔参数，针对链路执行路线搜索。
4.如权利要求3所述的车辆导航装置， 其中，在所述地图数据库(10)中，具有被设置成第一值的所述布尔参数的所述第一属性(63，83)被分别指派给完全由快捷车道构成的链路(51，52)，并且，具有被设置成第二值的所述布尔参数的所述第一属性(64，86)分别被指派给包括至少一个快捷车道和至少一个非快捷车道的链路(53)，所述第二值与所述第一值不同。
5.如权利要求I所述的车辆导航装置， 所述地图数据库(10)包括第一部分(11)和第二部分(14)，所述第一属性出3，64，83，86)被存储在所述第一部分(11)中，并且所述第二属性(93，98)被存储在所述第二部分(14)中， 所述处理单元(2)配置成基于从所述第二部分(14)检索到的数据并且独立于存储在所述第一部分(11)中的数据地控制对路线向导信息的输出。
6.如权利要求5所述的车辆导航装置， 所述第一部分(11)为第一表格，且所述第二部分(14)为与所述第一表格(11)不同的第二表格。
7.如前述权利要求中的任一项所述的车辆导航装置， 其中，每个道路路段(51-59)位于拼块组的至少一个拼块(50，71-74)中，并且， 其中，只有当通过所述链路表示的道路路段(51-53)中的至少一个具有至少一个快捷车道时，所述地图数据库(10)包括述第一属性出3，64，83，86)，用于位于所述拼块组的拼块(50，71-74)中的链路(51-53)。
8.如权利要求7所述的车辆导航装置， 其中，每个链路位于进一步的拼块组的至少一个拼块(71-74)中，并且 其中，只有当位于所述进一步的拼块组的所述拼块(71-74)中的所述道路路段(51-59)中的至少一个具有至少一个快捷车道时，所述地图数据库(10)包括所述第二属性(93，98)，用于位于所述进一步拼块组的拼块(71-74)中的道路路段(51-59)的车道。
9.一种生成地图数据库(10)的方法，包括 检索包括关于道路路段(51-59)和关于每个道路路段的车道的信息的数据； 对于多个道路路段(51-59)， -确定所述道路路段(51-59)是否具有至少一个快捷车道， -如果所述道路路段(51-59)的至少一个车道是快捷车道，将第一属性出3，64，83，86)选择性地指派给代表所述道路路段(51-59)的链路，和 -将第二属性(93，98)选择性地指派给所述道路路段(51-59)的车道，所述第二属性(93，98)是基于所述道路路段(51-59)的哪些车道是快捷车道被选择性地指派的； 以及 将所述第一属性(63，64，83，86)和第二属性(93，98)存储在所述地图数据库(10)中。
10.如权利要求9所述的方法， 其中，对所述第一属性出3，64，83，86)的所述选择性指派包括，基于所述道路路段(51-59)的所有车道是否都是快捷车道，设置所述第一属性出3，64，83，86)的参数，并且其中所述参数被存储在所述地图数据库(10)中。
11.如权利要求9所述的方法， 其中，所述第一属性(63，64，83，86)被存储在所述地图数据库(10)的第一部分(11)中，并且，所述第二属性(93，98)被存储在所述地图数据库(10)的第二部分(14)中，所述第一部分(11)代表用于路线搜索的数据，并且所述第二部分(14)代表用于输出路线向导信息的数据。
12.如权利要求9至11中的任一项所述的方法， 其中，定义包括多个拼块(50，71-74)并且覆盖所述道路路段(51-59)的拼块组， 其中，对于所述拼块组的每个拼块(50，71-74)，只有当所述拼块组的各个拼块(50，71-74)中包含的至少一个道路路段(51-59)包括至少一个快捷车道时，第一属性出3，64，83，86)被存储在所述地图数据库(10)中。
13.如权利要求12所述的方法， 其中，定义包括多个拼块(71-74)并覆盖所述道路路段(51-59)的进一步的拼块组， 其中，对于所述进一步拼块组的每个拼块(71-74)，只有当所述进一步拼块组(71-74)的相应拼块中包含的至少一个道路路段(51-59)包括至少一个快捷车道时，第二属性(93，98)被存储在所述地图数据库(10)中。
14.一种处理存储在地图数据库(10)中的数据的方法，所述地图数据库(10)存储代表道路路段(51-59)的链路、第一属性(63,64,83,86)和第二属性(93,98),所述第一属性(63，64，83，86)被指派给链路(51-53)的子集，并且所述第二属性(93，98)被指派给链路(51-53)的所述子集的至少一部分的车道，所述方法包括 执行路线搜索，包括监视对快捷车道的优选或避免选项的激活，并且，在所述优选或避免选项被激活时，基于被指派给链路的所述第一属性出3，64，83，86)，选择性地调整路线成本； 以及 基于所述第二属性(93，98)，输出路线向导信息。
15.如权利要求14所述的方法， 其中，独立于所述第二属性(93，98)地执行所述路线搜索，并且其中，独立于所述第一属性(63，64，83，86)地执行对所述路线向导信息的所述输出。
全文摘要
一种车辆导航装置(1)，包括存储地图数据的地图数据库(3)以及处理单元(2)。该地图数据库(3)包括指示快捷车道的存在性的第一属性，和被指派给车道以指示道路路段中的哪些车道是快捷车道的第二属性。该处理单元(2)被耦合到地图数据库(3)，并被配置成至少基于该第一属性执行路线搜索，并至少基于该第二属性控制经由用户接口(4)对路线向导信息的输出。
文档编号G01C21/34GK102636176SQ20121002847
公开日2012年8月15日 申请日期2012年2月9日 优先权日2011年2月9日
发明者C.C.斯平德勒, S.许茨 申请人:哈曼贝克自动系统股份有限公司