专利名称：导航装置和方法
技术领域：
本发明涉及导航装置和用于确定导航装置的速度信息的方法。本发明的说明性实施例涉及便携式导航装置(所谓的PND)，具体来说，包括全球定位系统(GPQ信号接收和处理功能性的PND。其它实施例更一般涉及经配置以执行导航软件以便提供路线规划功能性且优选还提供导航功能性的任何类型的处理装置。
背景技术：
包括GPS (全球定位系统)信号接收和处理功能性的便携式导航装置(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。一般来说，现代PND包含处理器、存储器(易失性和非易失性中的至少一者，且通常两者都有)和存储于所述存储器内的地图数据。处理器与存储器合作以提供执行环境， 可在此环境中建立软件操作系统，且另外，常常提供一个或一个以上额外软件程序以使PND 的功能性能够受控制，且提供各种其它功能。通常，这些装置进一步包含一个或一个以上输入接口，其允许用户与装置交互且控制所述装置；以及一个或一个以上输出接口，通过所述一个或一个以上输出接口，可将信息中继到用户。输出接口的说明性实例包括视觉显示器和用于可听输出的扬声器。输入接口的说明性实例包括用来控制所述装置的开/关操作或其它特征的一个或一个以上物理按钮(如果装置建置于交通工具内，则所述按钮未必在装置本身上，而是可在方向盘上)， 和用于检测用户话音的麦克风。在尤其优选的布置中，可将输出接口显示器配置为触敏显示器(通过触敏覆盖或以其它方式)以另外提供输入接口，通过所述输入接口，用户可通过触摸来操作所述装置。此类型的装置还将常包括一个或一个以上物理连接器接口，通过所述一个或一个以上物理连接器接口，可将电力信号和(任选地)数据信号发射到所述装置并从所述装置接收电力信号和(任选地)数据信号；以及任选地，一个或一个以上无线发射器/接收器，其允许在蜂窝式电信和其它信号和数据网络(例如，Wi-Fi、Wi-Max GSM等)上通信。此类型的PND装置还包括GPS天线，通过所述GPS天线，可接收包括位置数据的卫星广播信号，且随后处理所述信号以确定所述装置的当前位置。PND装置还可包括产生信号的电子陀螺仪和加速计，所述信号可经处理以确定当前角加速度和线加速度，且在随后，且结合从GPS信号导出的位置信息，确定所述装置和因此安装了所述装置的交通工具的速度和相对位移。通常，这些特征最常提供于交通工具内的导航系统中，但还可提供于PND装置中(如果这样是有利的)。这些PND的效用主要表现在其确定在第一位置(通常为出发或当前位置)与第二位置(通常为目的地)之间的路线的能力上。这些位置可由装置的用户通过广泛多种不同方法中的任一者来输入，例如，通过邮政编码、街道名和门牌号、先前存储的“众所周知的” 目的地(例如，著名位置、市政位置(例如，体育场或游泳池)或其它兴趣点)和最爱或最近去过的目的地。
通常，PND具备用于根据地图数据计算在出发地址位置与目的地地址位置之间的 “最好”或“最佳”路线的软件的功能。“最好”或“最佳”路线是基于预定准则确定且不一定为最快或最短路线。引导司机所沿着的路线的选择可为非常复杂的，且选定的路线可考虑现有的、预测的和动态地和/或无线地接收到的交通和道路信息、关于道路速度的历史信息和司机对于确定道路备选项的因素的自身偏好(例如，司机可指定路线不应包括高速公路或收费道路)。此外，所述装置可连续地监视道路和交通状况，且由于改变的状况而提供或选择改变路线，在此路线上将进行剩下的旅途。基于各种技术(例如，移动电话数据交换、固定相机、GPS车队追踪)的实时交通监视系统正用来识别交通延迟且将信息馈入到通知系统中。此类型的PND通常可安装于交通工具的仪表板或挡风玻璃上，但还可形成为交通工具收音机的机载计算机的部分或实际上形成为交通工具自身的控制系统的部分。导航装置还可为手持式系统的部分，例如PDA(便携式数字助理)、媒体播放器、移动电话等，且在这些情况下，手持式系统的常规功能性通过将软件安装于装置上以执行路线计算和沿着计算出的路线的导航而得以扩展。路线规划和导航功能性还可由运行适当软件的桌上型或移动计算资源提供。举例来说，皇家汽车俱乐部(RAC)在http://WWW. rac. co. uk提供在线路线规划和导航设施，所述设施允许用户键入起点和目的地，于是，用户的PC所连接到的服务器计算路线(其方面可为用户指定的)、产生地图，并产生一组详尽的导航指令以用于将用户从选定的起点引导到选定的目的地。所述设施还提供计算出的路线的虚拟三维再现和路线预览功能性，所述路线预览功能性仿真用户沿着所述路线行进，且借此向用户提供计算出的路线的预览。在PND的情况下，一旦计算了线路，用户便与导航装置交互以任选地从所提议路线的列表中选择所要的计算出的路线。任选地，用户可介入或引导路线选择过程，例如通过指定对于特定旅途，应避免或必须遵循某些路线、道路、位置或准则。PND的路线计算方面形成一个主要功能，且沿着此路线的导航为另一主要功能。在沿着计算出的路线的导航期间，这些PND常常提供视觉和/或可听指令，用以沿着选定路线将用户引导到所述路线的终点，即所要的目的地。PND还常常在导航期间在屏幕上显示地图信息，此信息在屏幕上定期更新，使得所显示的地图信息表示所述装置的当前位置，且因此表示用户或用户的交通工具的当前位置(如果装置正用于交通工具内导航)。显示于屏幕上的图标通常表示当前装置位置，且居中，其中还正在显示在当前装置位置附近的当前和周围道路的地图信息和其它地图特征。另外，任选地，可在所显示的地图信息上方、下方或一侧的状态栏中显示导航信息，导航信息的实例包括从用户需要选取的当前道路到下一个航道变更的距离、所述航道变更的性质，此性质可由表明所述航道变更的特定类型(例如，左转弯或右转弯)的另一图标表示。导航功能还确定可听指令的内容、持续时间和时序，可通过所述指令来沿着路线引导用户。如可了解，例如“100m后左转” 的简单指令需要大量处理和分析。如先前所提及，用户与装置的交互可通过触摸屏、或者 (另外或替代地)通过驾驶杆安装的遥控器、通过语音启动或者通过任何其它适宜方法。在以下状况下，由所述装置提供的另一重要功能为自动路线再计算用户在导航期间偏离先前计算出的路线(意外或故意)；实时交通状况指示替代路线将更有利且所述装置能够适当地自动辨识这些状况，或者在用户由于任何原因主动使所述装置执行路线再计算的情况下。还已知允许按用户定义的准则来计算路线；例如，用户可能更喜欢由装置计算出的风景路线，或者可能希望避开交通拥挤可能发生、预计会发生或当前正发生的任何道路。 装置软件将接着计算各种路线且更青睐沿着其路线包括最高数目个标注为(例如)有美景的兴趣点(称为Ρ0Ι)的路线，或者使用指示特定道路上的正发生的交通状况的已存储信息，按可能的堵塞或由于堵塞造成的延迟的程度来对计算出的路线排序。其它基于POI和基于交通信息的路线计算和导航准则也是可能的。虽然路线计算和导航功能对PND的总体效用很重要，但有可能将所述装置纯粹用于信息显示或“自由驾驶”，其中仅显示与当前装置位置相关的地图信息，且其中尚未计算出路线且装置当前不执行导航。此操作模式常可适用于当用户已知行进所要沿着的路线且不需要导航辅助时。上述类型的装置(例如，由TomTom International B. V.制造并供应的720T型) 提供用于使用户能够从一个位置导航到另一位置的可靠手段。如上所述，导航装置通常经配置以基于地图数据计算两个或两个以上位置之间的路线。作为路线计算过程的部分，所参考的地图数据的一部分为与地图数据中的一个或一个以上道路段相关联的速度信息。基于所述速度信息，可根据一种或多种准则确定所述路线。通常，所述速度信息根据与所述道路段相关联的一个或一个以上特性而被认为是所述一个或一个以上道路段中的每一者所有。举例来说，在英国，表示三车道高速公路的道路段可具有指示所述道路段上的平均行进速度为65mph的相关联的平均速度信息。类似地，表示双程分隔车道的道路段可具有为60mph的相关联的平均速度信息。然而，与道路段相关联的速度信息未必准确。举例来说，具有相同的相关联的速度信息的两个道路段实际上可能具有不同的平均速度。此外，存储与地图数据中的多个道路段相关联的速度信息可能需要相当大的存储空间。本发明的一些实施例的目标为改进与一个或一个以上道路段相关联的速度信息的准确度。本发明的一些实施例的目标为减少地图数据的存储空间需求。

发明内容
为实现此目标，本发明的目前优选的实施例提供一种确定地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息的方法，其包含接收与所述一个或一个以上道路段相关的探测数据；基于所述探测数据而确定所述一个或一个以上道路段的速度公式；以及根据所述速度公式来确定所述一个或一个以上道路段的所述速度信息。本发明的另一优选实施例提供一种导航装置，其包含速度确定模块，所述速度确定模块经布置以根据速度公式来确定地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息。本发明的另一实施例提供一种系统，其包含服务器，其经布置以接收探测数据； 导航装置，其包含速度确定模块，所述速度确定模块经布置以根据速度公式来确定地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息；其中所述服务器经配置以基于所述探测数据而确定一个或一个以上道路段的所述速度公式且将所述经确定的速度公式传送到所述导航装置；且所述导航装置的所述速度确定模块经布置以使用所述速度公式来确定所述速度信息。本发明的又一实施例涉及包含一个或一个以上软件模块的计算机软件，所述一个或一个以上软件模块在执行环境中被执行时可操作以致使处理器接收与所述一个或一个以上道路段相关的探测数据；基于所述探测数据而确定所述一个或一个以上道路段的速度公式以及根据所述速度公式来确定所述一个或一个以上道路段的所述速度信息。在下文中陈述这些实施例的优点，且这些实施例中的每一者的进一步的细节和特征界定于所附权利要求书和以下具体实施方式
中的其它地方。


下文中将参看附图通过说明性实例来描述本发明的教示的各种方面和体现所述教示的布置，附图中图1为全球定位系统(GPS)的示意说明；图2为经布置以提供导航装置的电子组件的示意说明；图3为导航装置可在无线通信信道上接收信息的方式的示意说明；
图4A和图4B为导航装置的说明性透视图；图5为导航装置所使用的软件的示意表示；图6为根据本发明的一实施例的系统的图；以及图7为说明根据本发明的一实施例的方法的流程图。
具体实施例方式现将特定参考PND来描述本发明的优选实施例。然而，应记住，本发明的教示并不限于PND，而是可普遍适用于经配置以执行导航软件以便提供路线规划和导航功能性的任何类型的处理装置。因而，由此可见，在本申请案的上下文中，导航装置意欲包括(但不限于)任何类型的路线规划和导航装置，无论所述装置是体现为PND、建置于交通工具中的导航装置，还是实际上体现为执行路线规划和导航软件的计算资源(例如，桌上型或便携式个人计算机(PC)、移动电话或便携式数字助理(PDA))。图1说明可由导航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。一般来说，GPS为基于卫星无线电的导航系统，其能够为无限数目个用户确定连续的位置、速度、时间和(在一些情况下)方向信息。先前称为NAVSTAR的GPS并入有在极精确的轨道中绕地球轨道运行的多个卫星。基于这些精确轨道，GPS卫星可将其位置中继到任何数目个接收单元。当经专门配备以接收GPS数据的装置开始扫描用于GPS卫星信号的射频时，实施 GPS系统。在从GPS卫星接收到无线电信号后即刻，所述装置经由多种不同常规方法中的一者来确定所述卫星的精确位置。在多数情况下，所述装置将继续对信号进行扫描，直到其已获取至少三个不同的卫星信号(注意，虽然不是一般情况，但可使用其它三角测量技术通过仅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确定其自身相对于卫星的二维位置。可以已知方式进行此确定。另外，获取第四卫星信号将允许接收装置通过同一几何计算以已知方式计算其三维位置。位置和速度数据可由无限数目个用户连续地实时更新。
如图1中所示，GPS系统一般由参考数字100表示。多个卫星120处于围绕地球 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，且实际上很可能不同步。展示GPS接收器140从各种卫星120接收扩展频谱GPS卫星信号160。从每一卫星120连续地发射的扩展频谱信号160利用通过极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的部分而发射指示所述特定卫星120的数据流。所属领域的技术人员应了解，GPS接收器装置140通常从至少三个卫星120获取扩展频谱GPS卫星信号160，以供GPS接收器装置140通过三角测量来计算其二维位置。额外信号的获取(其产生来自总共四个卫星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。图2为以方框组件格式对根据本发明的优选实施例的导航装置200的电子组件的说明性表示。应注意，导航装置200的方框图不包括所述导航装置的所有组件，而仅代表许多实例组件。导航装置200位于外壳(未图示)内。所述外壳包括处理器210，所述处理器210 连接到输入装置220和显示屏M0。输入装置220可包括键盘装置、语音输入装置、触控面板和/或用来输入信息的任何其它已知输入装置；且显示屏240可包括任何类型的显示屏， 例如IXD显示器。在尤其优选的布置中，输入装置220和显示屏240经集成为集成的输入与显示装置，所述集成的输入与显示装置包括触控板或触摸屏输入，使得用户仅需触摸显示屏MO的一部分来选择多个显示备选项中的一者或启动多个虚拟按钮中的一者。所述导航装置可包括输出装置沈0，例如可听输出装置(例如，扬声器)。因为输出装置260可为导航装置200的用户产生可听信息，所以应同样理解，输入装置240还可包括麦克风和软件以用于接收输入语音命令。在导航装置200中，处理器210经由连接225在操作上连接到输入装置220且经设定以经由连接225从输入装置220接收输入信息，且经由输出连接245在操作上连接到显示屏240和输出装置260中的至少一者以向其输出信息。另外，处理器210经由连接235 而可操作地耦合到存储器资源230，且经进一步适于经由连接275而从输入/输出(I/O)端口 270接收信息/将信息发送到I/O端口 270，其中I/O端口 270可连接到在导航装置200 外部的I/O装置观0。举例来说，存储器资源230包含易失性存储器，例如随机存取存储器(RAM)；以及非易失性存储器，例如数字存储器，例如快闪存储器。外部I/O装置280可包括(但不限于)例如听筒的外部收听装置。到I/O装置观0的连接可进一步为到任何其它外部装置(例如汽车立体声单元)的有线或无线连接，例如用于免提操作和/或用于语音启动操作、用于到听筒或头戴式送受话器的连接和/或例如用于到移动电话的连接，其中移动电话连接可用来建立介于导航装置200与(例如)因特网或任何其它网络之间的数据连接，和/或用来经由(例如)因特网或某一其它网络建立到服务器的连接。图2进一步说明经由连接255的在处理器210与天线/接收器250之间的操作性连接，其中天线/接收器250可为(例如)GPS天线/接收器。应理解，为了说明而示意性地组合由参考数字250表示的天线与接收器，但天线和接收器可为单独定位的组件，且天线可为(例如)GPS接线天线或螺旋天线。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(未图示)以常规方式供电。如所属领域的技术人员将理解，认为图2中所示的组件的不同配置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/或无线连接等相互通信。因此， 本申请案的导航装置200的范围包括便携式或手持式导航装置200。此外，图2的便携式或手持式导航装置200可以已知方式连接或“对接”到例如自行车、摩托车、汽车或船等交通工具。接着可为了便携式或手持式导航用途而从对接位置移除此导航装置200。现参看图3，导航装置200可经由移动装置(未图示)(例如，移动电话、PDA和/ 或具有移动电话技术的任何装置)建立与服务器302的“移动”或电信网络连接，从而建立数字连接(例如，经由例如已知的蓝牙技术的数字连接)。此后，移动装置可经由其网络服务提供者来建立与服务器302的网络连接(例如，经由因特网)。由此，建立介于导航装置 200(当其独自地和/或在交通工具中行进时，其可为且常为移动的)与服务器302之间的 “移动”网络连接，从而为信息提供“实时”或至少非常“新的”网关。可使用(例如)因特网(例如环球网)以已知方式完成移动装置(经由服务提供者)与例如服务器302等另一装置之间的网络连接的建立。举例来说，此可包括TCP/IP分层协议的使用。移动装置可利用任何数目种通信标准，例如CDMA、GSM、WAN等。由此，可利用(例如)经由数据连接、经由移动电话或导航装置200内的移动电话技术而实现的因特网连接。为了此连接，建立介于服务器302与导航装置200之间的因特网连接。举例来说，此可经由移动电话或其它移动装置和GPRS(通用分组无线电服务)连接(GPRS连接为由电信运营商提供的用于移动装置的高速数据连接；GPRS为用来连接到因特网的方法)来进行。导航装置200可经由(例如)现有的蓝牙技术以已知方式进一步完成与移动装置的数据连接，且最终完成与因特网和服务器302的数据连接，其中数据协议可利用任何数目种标准，例如，GSRM、用于GSM标准的数据协议标准。导航装置200可在导航装置200本身内包括其自身的移动电话技术(包括(例如)天线，或任选地，使用导航装置200的内部天线)。导航装置200内的移动电话技术可包括如上文所指定的内部组件，和/或可包括可插入卡(例如，订户身份模块或SIM卡)，所述可插入卡拥有(例如)必要的移动电话技术和/或天线。由此，导航装置200内的移动电话技术可以类似于任何移动装置的方式类似地经由(例如)因特网建立导航装置200与服务器302之间的网络连接。对于GPRS电话设定，可使用具备蓝牙功能的导航装置与移动电话模型、制造商等的不断变化的频谱一起正确地工作，模型/制造商专有设定可存储于(例如)导航装置200 上。可更新为此信息而存储的数据。在图3中，将导航装置200描绘为正经由一般通信信道318与服务器302通信，可通过若干不同布置中的任一者来实施通信信道318。当于服务器302与导航装置200之间建立了经由通信信道318的连接(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302与导航装置200可通信。服务器302包括(除了可能未说明的其它组件之外)处理器304，所述处理器304 在操作上连接到存储器306且经由有线或无线连接314进一步在操作上连接到大容量数据存储装置312。处理器304进一步在操作上连接到发射器308和接收器310，以经由通信信道318将信息发射到导航装置200并从导航装置200发送信息。所发送和接收的信号可包括数据、通信和/或其它经传播信号。可根据针对导航系统200的通信设计中所使用的通信要求和通信技术来选择或设计发射器308和接收器310。另外，应注意，可将发射器308 和接收器310的功能组合成信号收发器。服务器302进一步连接到(或包括)大容量存储装置312，注意，所述大容量存储装置312可经由通信链路314耦合到服务器302。所述大容量存储装置312含有导航数据和地图信息的存储，且同样可为与服务器302分离的装置，或者可并入到服务器302中。导航装置200适于经由通信信道318与服务器302通信，且包括如先前关于图2所描述的处理器、存储器等以及用以经由通信信道318发送并接收信号和/或数据的发射器 320和接收器322，注意，这些装置可进一步用来与不同于服务器302的装置通信。另外，根据对于导航装置200的通信设计中所使用的通信要求和通信技术来选择或设计发射器320 和接收器322，且可将发射器320和接收器322的功能组合成单一收发器。存储于服务器存储器306中的软件为处理器304提供指令且允许服务器302将服务提供给导航装置200。由服务器302提供的一个服务包括处理来自导航装置200的请求和将导航数据从大容量数据存储器312发射到导航装置200。由服务器302提供的另一服务包括对于所要的应用使用各种算法来处理导航数据和将这些计算的结果发送到导航装置 200。通信信道318 —般表示连接导航装置200与服务器302的传播媒体或路径。服务器302和导航装置200两者均包括用于经由所述通信信道发射数据的发射器和用于接收已经由通信信道发射的数据的接收器。通信信道318不限于特定通信技术。另外，通信信道318不限于单一通信技术；即， 信道318可包括使用多种技术的若干通信链路。举例来说，通信信道318可适于提供用于电通信、光通信和/或电磁通信等的路径。由此，通信信道318包括(但不限于)以下各项中的一者或其组合电路、例如电线和同轴电缆等电导体、光纤电缆、转换器、射频(RF)波、 大气、真空等。此外，通信信道318可包括中间装置，例如，路由器、转发器、缓冲器、发射器和接收器。在一个说明性布置中，通信信道318包括电话网络和计算机网络。此外，通信信道 318可能够适应例如射频、微波频率、红外线通信等无线通信。另外，通信信道318可适应卫
星通信。经由通信信道318发射的通信信号包括(但不限于)可给定通信技术所需或所要的信号。举例来说，所述信号可适合用于蜂窝式通信技术(例如，时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)等)中。可经由通信信道318发射数字和模拟信号两者。这些信号可为所述通信技术可能需要的经调制、经加密和/或经压缩的信号。服务器302包括可由导航装置200经由无线信道接入的远程服务器。服务器302 可包括位于局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)等上的网络服务器。服务器302可包括例如桌上型或膝上型计算机的个人计算机，且通信信道318可为连接在个人计算机与导航装置200之间的电缆。或者，可将个人计算机连接在导航装置 200与服务器302之间，以建立介于服务器302与导航装置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，以用于经由因特网将导航装置200连接到服务器302。可经由信息下载为导航装置200提供来自服务器302的信息，所述信息下载可自动周期性地更新，或在用户将导航装置200连接到服务器302后即刻更新，和/或在经由 (例如)无线移动连接装置和TCP/IP连接而在服务器302与导航装置200之间建立较恒定或频繁的连接后即刻以较动态的方式更新。对于许多动态计算，服务器302中的处理器 304可用来处置大部分处理需要，然而，导航装置200的处理器210还可常独立于到服务器 302的连接来处置许多处理和计算。如以上在图2中所指示，导航装置200包括处理器210、输入装置220和显示屏 2400输入装置220和显示屏240经集成为集成的输入与显示装置，以(例如)经由触控面板屏幕实现信息输入(经由直接输入、菜单选择等)和信息显示两者。如所属领域的技术人员所众所周知的，此屏幕可为(例如)触摸输入式LCD屏幕。另外，导航装置200还可包括任何额外的输入装置220和/或任何额外的输出装置M1，例如音频输入/输出装置。图4A和图4B为导航装置200的透视图。如图4A中所示，导航装置200可为包括集成的输入与显示装置四0(例如，触控面板屏幕)和图2的其它组件(包括但不限于内部 GPS接收器250、微处理器210、电源、存储器系统230等)的单元。导航装置200可位于臂292上，可使用吸盘294将臂292本身紧固到交通工具仪表板/窗/等。此臂四2为导航装置200可对接到的对接站的一个实例。如图4B中所示，导航装置200可通过将导航装置292搭扣连接到臂292而对接或以其它方式连接到对接站的臂四2。导航装置200可接着可在臂292上旋转，如图4B的箭头所示。为了释放导航装置200与对接站之间的连接，例如可按压导航装置200上的按钮。 用于将导航装置耦合到对接站和将导航装置与对接站去耦的其它同等合适的布置是所属领域的技术人员众所周知的。现参看附图中的图5，存储器资源230存储启动加载器程序(未图示)，所述启动加载器程序由处理器210执行以便从存储器资源230加载操作系统470以供功能硬件组件 460执行，所述操作系统470提供应用软件480可在其中运行的环境。操作系统470用以控制功能硬件组件460且驻留于应用软件480与功能硬件组件460之间。应用软件480提供作业环境，其包括支持导航装置200的核心功能(例如，地图观看、路线规划、导航功能和与此相关联的任何其它功能)的GUI。根据本发明的第一实施例，此功能性的部分包含速度确定(SD)模块490，现将结合以下各图来详细描述所述模块的功能。在本发明的第一实施例中，速度确定模块490经配置以确定与地图数据中的至少一个道路段相关联的速度信息。所述速度信息由SD模块490根据与所述道路段相关联的一个或一个以上属性来确定。速度确定模块490经布置以使用一方程确定所述道路段的所述速度信息，所述方程使用所述道路段的属性作为独立变量。由所述方程确定的所述速度信息可为所述道路段的平均速度，即，交通工具经过所述道路段的预期平均速度。现将更详细地阐释本发明的第一实施例。参看图6，其展示根据本发明的一实施例的系统500。所述系统包含至少周期性地与导航装置520通信的服务器510。服务器510经布置以从一个或一个以上源接收探测数据。可从一个或一个以上制图交通工具(未图示)接收探测数据530。制图交通工具为配备有各种类型的传感器和位置确定设备的交通工具(通常从接收到的GPS信号导出)，其经布置以在道路网各处行进以俘获并存储关于所述道路网的信息。通常，所述制图交通工具在所述道路网各处以预定间隔(例如，每25米)存储位置信息，但将认识到，可选择其它距离或时间间隔。此外，还可存储与所述位置信息相关联的时间信息，以使得可确定所述制图交通工具在所述道路网各处的行进速度。所述制图交通工具还可存储其它信息，例如所述道路网各处的视频和/或静态影像，可据此确定道路标记、标志和其它信息。替代地，或另外，如先前所解释，可从一个或一个以上导航装置200(其在所述道路网各处行进，S卩，在 “自由驾驶”期间或在向用户提供路线引导时)接收探测数据530。此些导航装置200可以指示由导航装置200进行的旅途的旅途信息的形式存储(至少在传送之前临时存储)或传送探测数据530。探测数据530可包括以预定时间间隔的导航装置200的位置信息或在预定距离处的导航装置200的位置信息和相关联的时间信息，以使得可从探测数据530确定导航装置200沿着道路段的速度。将认识到，探测数据530可包括来自一个或一个以上制图交通工具和导航装置的数据和还来自一个或一个以上额外源的数据的组合。服务器510包括速度公式确定(SFD)模块M0。所述SFD模块540经配置以在操作上从接收到的探测数据530确定一个或一个以上道路段的速度公式。所述经确定的速度公式允许从与所述道路段相关联的属性确定所述道路段上的行进速度。理想上，为了通过减少与地图数据中的道路段相关联的速度信息的量来减少地图数据的数据存储需求，由 SFD模块540确定的速度公式可适用于地图数据中的多个道路段。即，所述速度公式可适用于确定多个道路段的速度信息，以使得地图数据的数据存储需求得以减少。在一些实施例中，由速度公式550确定的速度信息为沿着每一道路段的平均行进速度。在一些实施例中，SFD模块540经配置以使用以下形式的多项式方程来确定沿着多个道路段的平均速度AvgSpeed = a+b^+t^+· . . bpxp其中a为常数，1^到、为加权因子，且X1到\为与所述道路段相关联的独立变量。 举例来说，X1可表示道路段的车道的数目，且&可表示道路段的分类。图7说明由SFD模块540执行的方法700。在步骤610中，如上所述而接收探测数据530。在步骤620中，选择一个或一个以上道路段，其速度公式将由SFD模块540确定。 在将针对已接收到探测数据530的所有道路段来确定速度公式的情况下，可省略步骤620。 然而，在一些实施例中，可能仅针对已获得探测数据的一些选定道路段来确定速度公式。在步骤630中，由SFD模块540确定每一选定道路段的平均速度。在探测数据530 已含有每一道路段的平均速度的实施例中，可省略步骤630。然而，在一些实施例中，必须从探测数据530导出每一选定道路段的平均速度。举例来说，在探测数据含有以预定时间间隔的一系列连续位置测量值的情况下，SFD模块540确定提供所述选定道路段中的每一道路段的探测数据的所有交通工具的平均速度。在步骤640中，SFD模块540经配置以确定与所述选定道路段相关联的独立变量。 在一些实施例中，所述独立变量为与所有所述道路段相关联的变量。举例来说，如果所述选定道路段中的一者或一者以上具有特定的相关联的变量，而所述选定道路段中的其它道路段不共享所述变量，则从步骤640中的考虑因素中移除所述变量。作为640的结果，确定由所有所述选定道路段共享的多个独立变量。所述独立变量可包括指示以下各者的变量道路段的车道的数目；沿着道路段的铺筑材料的类型(如果存在)；道路段的分类，即道路类型；道路段是否具有引道，即入口和出口(一些道路段(例如，主要公路或高速公路的道路段)可能无任何入口，即，道路段可能不延伸到驶进匝道或交流道的入口/出口那么远)； 道路段上所准许的交通工具的类型；道路段所在的行政区，例如道路段所在的州(例如，亚利桑那州的最大限速比马萨诸塞州的最大限速高IOmph)；以及道路段是否穿过郊区或市区。将认识到，与道路段相关联的变量的此列表并不详尽且可考虑其它或替代的变量。在步骤640中，应考虑所述变量是否确实彼此独立。举例来说，在一些地图数据库中，利用多种类型的道路分类将具有类似特性的道路段分组。这些道路分类可考虑每一道路段的各种因素或特性。然而，每一群组中的道路段的特性可能部分重叠，以使得所述分类并非确实独立。在步骤650中，根据在步骤640中选择的变量来确定所述道路段的速度公式。可在步骤650中利用多重回归分析来确定速度方程。可使用在步骤640中确定的所述独立变量的多个不同组合，且可比较每一组合的剩余方差以确定在步骤630中所确定的平均速度下具有最小误差的速度公式。可通过进一步选择在步骤640中选择的所述变量中的一些或全部并将其应用于速度公式所基于的方程来执行步骤650，所述方程可为如下形式AvgSpeed = a+b1x1+b2x2+. . . bpxp在步骤650的第一次迭代中，可将在640中选择的所有变量并入到所述方程中并确定a和Id1到bp的值，其提供最小剩余方差或R平方值。在步骤650的一次或一次以上的进一步迭代中，可从方程省略所述变量中的一者或一者以上以确定是否可找到剩余方差或 R平方值比并入有在步骤640中选择的所有变量的方程低的方程。作为步骤650的结果，确定平均速度公式，其包括在步骤640中选择的所述独立变量中的一些或全部以及经确定的 a和Id1到bp以产生最低的剩余方差或R平方值。在其它实施例中，步骤650可利用群集分析、非线性形式的回归或多变量统计模型的使用，以基于所述选定变量确定所述速度公式。在步骤660中，可利用一种或一种以上其它技术来确定是否有可能减少在步骤 650中确定的所述速度公式中对所述速度公式的准确度具有相对小的影响的项的数目。举例来说，如果可消除使所述速度公式的准确度减小不到预定量的项Iw则在步骤670中从所述速度公式消除或移除此项。所述预定量可为(例如)与在步骤630中所确定的所述平均速度的0. Skmh-1Ukmh-1或Zkmh-1的差，但将认识到，可选择其它值。可确定将从所述速度公式移除的项来作为主要成分分析的结果。作为方法600的结果，确定速度公式，所述速度公式允许从与多个道路段相关联的属性确定所述道路段的平均速度。在确定所述速度公式550之后，可将所述速度公式传送到一个或一个以上导航装置，如图6中所示。可将速度公式550无线地传送到导航装置520，或在导航装置520连接到(例如)经由因特网与服务器510通信的主机计算机时传送到导航装置520。在一些实施例中，速度公式550与识别可针对哪些道路段使用速度公式550来确定平均速度的信息相关联。导航装置520可从服务器510接收一个以上速度公式550以及若干道路段的相应指示，可针对所述道路段使用每一速度公式来确定平均速度。有利的是，此允许在应用于较大数目个道路段的一个公式可能较不准确的情况下更准确地计算平均速度，同时仍减少地图数据的数据存储需求。一旦导航装置520已接收到一个或一个以上速度公式，SD模块490便可利用一道路段的速度公式来确定经过所述道路段的平均速度。可在需要时(例如，在路线计算期间) 确定平均速度。因此，可减小存储于导航装置520的存储器230中的地图数据的大小。在本发明的其它实施例中，将服务器510所确定的所述一个或一个以上速度公式传送到地图数据提供者(未图示)。所述地图数据提供者使用所述一个或一个以上速度公式来确定地图数据中的一个或一个以上道路段的平均速度，所述平均速度稍后将被传送到一个或一个以上导航装置200。举例来说，将含有具有使用所述速度公式中的一者确定的相关联的平均速度的若干道路段的地图数据并入新导航装置200中，或将所述地图数据作为更新的地图数据提供给现有导航装置。虽然在这些实施例中未减少地图数据的数据存储需求，但与经由基于接收到的探测数据而确定的平均速度相比，地图数据中的已使用所述速度公式确定的平均速度更准确。在其它实施例中，在来自导航装置520的请求后即刻可由服务器510利用所述一个或一个以上速度公式来确定一道路段的平均速度。举例来说，导航装置520可将请求一特定道路段的速度信息的消息传送到服务器510。响应于接收到所述信息，服务器510使用适用于经识别的道路段的速度公式且将指示所述道路段的计算出的平均速度的响应消息传回到导航装置520。从前述内容将显而易见，本发明的教示提供一种可借以确定允许计算若干道路段的速度信息的公式的布置，其中所述速度公式是根据探测数据而确定。以此方式，可改进所述道路段的速度信息的准确度。在一些实施例中，通过本发明的一实施例而确定的至少一个速度公式被存储于导航装置中，以供所述导航装置的处理器用来确定存储于所述导航装置中的地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息。有利的是，可减少地图数据的存储需求。所述速度信息可为一个或一个以上道路段的平均速度。还应了解，虽然至此已描述本发明的各种方面和实施例，但本发明的范围不限于本文中所陈述的特定布置，而是，本发明的范围扩展为涵盖处于所附权利要求书的范围内的所有布置和对其的修改和更改。举例来说，虽然在前述详细描述中描述的实施例参考了 GPS，但应注意，导航装置可利用任一种位置感测技术作为对GPS的替代(或实际上，除了 GPS之外)。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(felileo)系统。同样，其不限于基于卫星，而是可容易使用基于地面的信标或使装置能够确定其地理位置的任何其它种类的系统来发挥作用。所属领域的技术人员还将很好地理解，虽然优选实施例通过软件来实施某一功能性，但所述功能性可同样仅在硬件中(例如，通过一个或一个以上ASIC(专用集成电路)) 实施或实际上由硬件与软件的混合体来实施。因而，本发明的范围不应被解释为仅限于在软件中实施。最后，还应注意，虽然所附权利要求书陈述本文中描述的特征的特定组合，但本发明的范围不限于以下所主张的特定组合，而是，本发明的范围扩展为涵盖本文中所揭示的特征或实施例的任何组合，不管此时是否已在所附权利要求书中具体列举所述特定组合。
权利要求
1.一种确定地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息的方法，其包含 接收(610)与所述一个或一个以上道路段相关的探测数据(530)；所述方法的特征在于基于所述探测数据(530)而确定(650)所述一个或一个以上道路段的速度公式(550)；以及根据所述速度公式(530)来确定所述一个或一个以上道路段的所述速度信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其包含从所述探测数据(530)确定(630)所述道路段中的每一者的平均速度。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过回归分析来确定所述速度公式(550)。
4.根据任一前述权利要求所述的方法，其包含选择(640)与所述道路段相关联的一个或一个以上独立变量以用于确定所述速度公式(550)。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，其包含将所述速度公式(550)传送到一个或一个以上导航装置(520)，其中由所述导航装置(520)的处理器来执行所述确定所述速度信息ο
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其包含确定(660)是否可从所述速度公式 (550)中消除(670)任何项而不使所述速度信息的准确度减少超过预定量。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述探测数据(530)包含位置测量值序列。
8.一种导航装置(520)，其特征在于速度确定模块G90)，其经布置以根据速度公式(550)来确定地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息。
9.根据权利要求8所述的导航装置，其中所述速度确定模块(490)经布置以使用所述速度公式650)和与所述一个或一个以上道路段相关联的属性来确定所述速度信息。
10.根据权利要求8或9所述的导航装置，其中所述速度公式(550)为多项式方程，且所述多项式的一个或一个以上项包括与所述一个或一个以上道路段相关联的属性。
11.根据权利要求8到10中任一权利要求所述的导航装置，其包含用于从服务器 (510)接收一个或一个以上速度公式的通信构件。
12.—种系统，其包含服务器(510)，其经布置以接收探测数据(530)； 所述系统的特征在于根据权利要求8到11中任一权利要求所述的导航装置(520)； 其中所述服务器(510)经配置以基于所述探测数据(530)而确定一个或一个以上道路段的速度公式，并将所述经确定的速度公式650)传送到所述导航装置(520)；且所述导航装置(520)的速度确定模块(490)经布置以使用所述速度公式(550)来确定所述速度信息。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述服务器(510)经布置以从一个或一个以上导航装置和/或制图交通工具接收所述探测数据(530)。
14.根据权利要求12或13所述的系统，其中所述服务器(510)经布置以根据所述探测数据(530)基于经过所述一个或一个以上道路段的平均速度来确定所述速度公式(550)。
15. 一种计算机程序，其包含计算机可读代码，所述计算机可读代码在由计算机执行时执行根据权利要求1到7中任一权利要求所述的方法。
全文摘要
本发明的实施例涉及一种确定地图数据中的一个或一个以上道路段的速度信息的方法，其包含接收(610)与所述一个或一个以上道路段相关的探测数据(530)；基于所述探测数据(530)而确定(650)所述一个或一个以上道路段的速度公式(550)；以及根据所述速度公式(530)来确定所述一个或一个以上道路段的所述速度信息。
文档编号G01C21/30GK102197279SQ200980142262
公开日2011年9月21日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年5月4日
发明者汤姆·范德维尔德 申请人:电子地图北美公司