专利名称：导航方法和导航仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及导航领域，特别是一种能够自动地评估和调整导航数据的导航方法和 导航仪。
背景技术：
为了改善路径规划结果的准确性，导航仪除了利用电子地图里的一些静态数据进 行路径规划，还需要利用交通信息服务中心发送的实时估计的交通数据来。但是，不可避免 地，这些估计的数据和实际的交通数据之间会存在误差，从而导致导航仪计算的旅行时间 仍然不够准确，而且有时误差还比较大。所以，本发明希望导航仪在为驾驶员导航的同时也 能够收集实时的交通数据，并利用收集到的数据作为真值，对估计的交通数据进行评估，评 估的结果既可以用于本导航仪自身来动态地修正从交通信息服务中心收到的估计数据，从 而改善从当前位置到目的地的二次路径规划的准确性，也可以将评估反馈给交通信息服务 中心用于优化估计的交通数据，从而改善其它车辆的导航质量或者输出评估结果供实地走 行实验使用。到目前为止，也有一些现有技术提出在导航的同时收集真实的交通数据，并利 用这些真值对估计的交通数据进行评估。例如，美国专利“提供候选路线的导航仪”(us 6，317，685 Bi)公开了一种方法，它利用采集到的真实旅行时间和估计的旅行时间比较，如 果两者的差值大于指定的阈值则为用户计算候选路线。美国专利“用于指导道路车辆的导 航系统和方法”(US 6,061,630 Bi)提出在导航仪系统中增加采集装置来收集真实的路况 信息，然后基于这些信息来评估是否需要重新规划一条到达目的地的新路线。这些专利都 是关于在行驶过程中如何利用实时评估的结果来决定是否为驾驶员重新进行路径规划，而 用于重新路径规划的数据没有变化，仍然是电子地图里的一些静态数据或者从交通信息服 务中心收到的估计的交通数据。另外，美国专利申请“用于导航系统的路况评估方法和设备”(US2008/0040031A1) 提出的方法用于当一条道路上有多种交通信息时，判断这些信息是否冲突，如果冲突，则调 整这些信息的优先级，并重新计算路线代价。该方法只是调整了用于计算的数据的优先级， 并没有调整数据本身。

发明内容
因此，本发明的目的是提供一种导航方法和导航仪，能够在导航的同时收集真实 数据(真值)并对交通信息中心发布的估计数据进行评估，然后，根据评估结果，选择有价 值的评估结果反馈给交通信息中心，并动态地修正导航仪接收到的估计数据，另外，也可以 支持输出评估结果供离线评估使用。根据本发明的第一方案，提出了 一种导航仪，包括存储记忆装置，用于存储所述 导航仪的其他装置执行处理所需的各种数据；发送/接收装置，用于与导航服务器进行通 信，并将接收到的各种数据存储到所述存储记忆装置中；定位信息接收器，用于实时接收当前时间和所述导航仪的当前位置信息，并将其存储到所述存储记忆装置中；用户界面，用于 接收用户输入的信息，以及向用户显示规划路径和所述导航仪的当前位置；以及计算处理 装置，用于在根据定位信息接收器实时采集到的信息而计算出的真实旅行时间与所存储的 规划时所使用的估计旅行时间之间的误差大于预定阈值时，以当前位置为起点，根据从所 述导航服务器接收到的当前的最新估计旅行时间，重新规划路径。优选地，所述计算处理装置可以在到达每条路链的终点时，判断真实旅行时间与 规划时所使用的估计旅行时间之间的误差是否大于预定阈值。优选地，所述存储记忆装置还可以用于存储到达路链的起点和/或终点的时间、 路链当前的最新估计旅行时间、路链的真实旅行时间，作为路链的历史评估结果。优选地，所述计算处理装置还可以用于在重新规划路径之前，在真实旅行时间与 当前的最新估计旅行时间之间的误差大于另一预定阈值时，修正满足预定条件的每一条路 链当前的最新估计旅行时间。更优选地，所述预定条件包括从当前位置流出的路链，且尚 未走行通过该路链；以及路链的起点与当前位置之间的距离小于终点与当前位置之间的距
1 O优选地，所述计算处理装置可以根据真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之 间的误差和路链的历史评估结果的加权和，修正所述路链当前的最新估计旅行时间。更优 选地，路链的起点与当前位置之间的距离越小，则真实旅行时间与当前的最新估计旅行时 间之间的误差的权重越大，而路链的历史评估结果的权重越小。优选地，所述计算处理装置还可以用于将满足另一组预定条件的路链的路链编号 和真实旅行时间通过所述发送/接收装置反馈给所述导航服务器。更优选地，所述另一组 预定条件包括路链的真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差大于一阈值； 以及路链的真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差与路链的真实旅行时间 的比值大于另一阈值。根据本发明的第二方案，提出了一种导航方法，包括当沿规划路径行驶时，如果 真实旅行时间与规划时所使用的估计旅行时间之间的误差大于预定阈值，则以当前位置为 起点，根据当前的最新估计旅行时间，重新规划路径。优选地，可以在到达每条路链的终点时，判断真实旅行时间与规划时所使用的估 计旅行时间之间的误差是否大于预定阈值。优选地，所述导航方法还可以包括存储到达路链的起点和/或终点的时间、路链 当前的最新估计旅行时间、路链的真实旅行时间，作为路链的历史评估结果。优选地，所述导航方法还可以包括在重新规划路径之前，如果真实旅行时间与当 前的最新估计旅行时间之间的误差大于另一预定阈值，则修正满足预定条件的每一条路链 当前的最新估计旅行时间。更优选地，所述预定条件包括从当前位置流出的路链，且尚未 走行通过该路链；以及路链的起点与当前位置之间的距离小于终点与当前位置之间的距
1 O优选地，可以根据真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差和路链的 历史评估结果的加权和，修正所述路链当前的最新估计旅行时间。更优选地，路链的起点与 当前位置之间的距离越小，则真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差的权重 越大，而路链的历史评估结果的权重越小。
优选地，所述导航方法还可以包括将满足另一组预定条件的路链的路链编号和 真实旅行时间反馈给导航服务器。更优选地，所述另一组预定条件包括路链的真实旅行时 间与当前的最新估计旅行时间之间的误差大于一阈值；以及路链的真实旅行时间与当前的 最新估计旅行时间之间的误差与路链的真实旅行时间的比值大于另一阈值。根据本发明，提出了一种导航方法，包括实时接收和存储每条路链的最新估计旅 行时间；根据起点和终点、以及每条路链的最新估计旅行时间，规划由至少一条路链构成的 规划路径，并存储构成规划路径的各条路链和所使用的估计旅行时间，此时的估计旅行时 间称为规划估计旅行时间；实时接收和存储当前位置和当前时间；当经过每条路链，并到 达每条路链的终点时，根据所存储的位置和时间，计算从所述起点开始到所述路链的终点 为止的真实旅行时间，并计算从所述起点开始到所述路链的终点为止的规划估计旅行时间 与所述真实旅行时间之间的第一误差；当所述第一误差大于第一预定阈值时，以当前位置 作为新的起点，根据所存储的每条路链的最新估计旅行时间，重新规划由至少一条路链构 成的规划路径，并重新存储构成规划路径的各条路链和对应的最新估计旅行时间。所述导航方法还可以包括当经过每条路链，并到达每条路链的终点时，计算所述 路链的真实旅行时间，存储到达所述路链的起点和/或终点的时间、所述路链的最新估计 旅行时间、所述路链的真实旅行时间，作为所述路链的历史评估结果。所述导航方法还可以包括在重新规划规划路径之前，计算从所述起点开始到所 述路链的终点为止的最新估计旅行时间与所述真实旅行时间之间的第二误差；当所述第二 误差大于第二预定阈值时，根据所述终点和所述路链的终点，确定待修正路链的集合；以及 根据所述第二误差和/或待修正路链的集合中的每一条待修正路链的历史评估结果的加 权和，修正所确定的待修正路链的集合中的每一条待修正路链的已存储的最新估计旅行时 间。当存在多条历史评估结果时，可以选取到达待修正路链的起点和/或终点的时间的小 时、分钟和秒与当前时间的小时、分钟和秒最接近的历史评估结果，和/或可以选取最新的 历史评估结果。可以根据以下规则确定待修正路链的集合任一待修正路链均为从当前位置流出 的路链，且尚未走行通过该路链；以及任一待修正路链的起点与当前位置之间的距离小于 所述终点与当前位置之间的距离。此时，待修正路链的起点与当前位置之间的距离越小，则 所述第二误差的权重越大，而所述待修正路链的历史评估结果的权重越小。所述路链的历史评估结果还可以包括所述路链的最新估计旅行时间和所述路链 的真实旅行时间的绝对差值，以及所述绝对差值与所述路链的真实旅行时间的比值，分别 称为所述路链的误差值和误差率。所述导航方法还可以包括如果所述路链的误差值大于第三预定阈值，且所述路 链的误差率大于第四预定阈值，则将所述路链的路链编号和真实旅行时间反馈给导航服务
ο所述第一误差可以是从所述起点开始到所述路链的终点为止的规划估计旅行时 间与所述真实旅行时间的绝对差值与所述真实旅行时间的比值。所述第二误差可以是从所述起点开始到所述路链的终点为止的最新估计旅行时 间与所述真实旅行时间的绝对差值与所述真实旅行时间的比值。根据本发明，还提出了一种导航仪，包括存储记忆装置，用于存储所述导航仪的其他装置执行处理所需的各种数据；发送/接收装置，用于实时接收每条路链的最新估计 旅行时间，并将其存储到所述存储记忆装置中；GPS接收器，用于实时接收当前位置和当前 时间，并将其存储到所述存储记忆装置中；以及计算处理装置，包括路径规划装置，用于 根据起点和终点、以及每条路链的最新估计旅行时间，规划由至少一条路链构成的规划路 径，并将构成规划路径的各条路链和所使用的估计旅行时间存储到所述存储记忆装置中， 此时的估计旅行时间称为规划估计旅行时间；真值计算装置，用于在经过每条路链，并到达 每条路链的终点时，根据所存储的位置和时间，计算从所述起点开始到所述路链的终点为 止的真实旅行时间；以及评估装置，用于计算从所述起点开始到所述路链的终点为止的规 划估计旅行时间与所述真实旅行时间之间的第一误差，其中当所述第一误差大于第一预定 阈值时，所述计算处理装置指示所述路径规划装置以当前位置作为新的起点，根据所存储 的每条路链的最新估计旅行时间，重新规划由至少一条路链构成的规划路径，并将构成规 划路径的各条路链和对应的最新估计旅行时间重新存储到所述存储记忆装置中。所述真值计算装置可以在经过每条路链，并到达每条路链的终点时，计算所述路 链的真实旅行时间，以及所述计算处理装置可以将到达所述路链的起点和/或终点的时 间、所述路链的最新估计旅行时间、所述路链的真实旅行时间存储到所述存储记忆装置中， 作为所述路链的历史评估结果。所述评估装置还可以用于在重新规划规划路径之前，计算从所述起点开始到所 述路链的终点为止的最新估计旅行时间与所述真实旅行时间之间的第二误差；当所述第二 误差大于第二预定阈值时，所述计算处理装置可以根据所述终点和所述路链的终点，确定 待修正路链的集合；以及所述计算处理装置还可以包括自修正装置，用于根据所述第二 误差和/或待修正路链的集合中的每一条待修正路链的历史评估结果的加权和，修正所确 定的待修正路链的集合中的每一条待修正路链的已存储的最新估计旅行时间。当存在多条 历史评估结果时，所述自修正装置可以选取到达待修正路链的起点和/或终点的时间的小 时、分钟和秒与当前时间的小时、分钟和秒最接近的历史评估结果，和/或可以选取最新的 历史评估结果。所述计算处理装置可以根据以下规则确定待修正路链的集合任一待修正路链均 为从当前位置流出的路链，且尚未走行通过该路链；以及任一待修正路链的起点与当前位 置之间的距离小于所述终点与当前位置之间的距离。此时，待修正路链的起点与当前位置 之间的距离越小，则所述第二误差的权重越大，而所述待修正路链的历史评估结果的权重 越小。所述评估装置还可以用于计算所述路链的最新估计旅行时间和所述路链的真实 旅行时间的绝对差值、以及所述绝对差值与所述路链的真实旅行时间的比值，分别称为所 述路链的误差值和误差率。所述计算处理装置还可以包括反馈判断装置，用于判断所述路链的误差值是否 大于第三预定阈值，以及所述路链的误差率是否大于第四预定阈值，以及所述发送/接收 装置还可以用于在所述反馈判断装置判断所述路链的误差值大于第三预定阈值，且所述路 链的误差率大于第四预定阈值时，将所述路链的路链编号和真实旅行时间反馈给导航服务
ο所述第一误差可以是从所述起点开始到所述路链的终点为止的规划估计旅行时间与所述真实旅行时间的绝对差值与所述真实旅行时间的比值。所述第二误差可以是从所述起点开始到所述路链的终点为止的最新估计旅行时 间与所述真实旅行时间的绝对差值与所述真实旅行时间的比值。根据一具体实施例，本发明的导航仪可以包括GPS接收器、存储记忆装置、真值计 算装置、自修正装置、评估装置、反馈装置、接收/发送装置。车辆在沿着导航仪规划的路径行驶时，导航仪的GPS接收器实时地收集车辆的最 新位置信息。每当车辆到达一条路链的终点时，真值计算装置根据收集到的GPS数据计算 出该路链的真实旅行时间，并将其作为评估的真值传给评估装置。评估装置基于该真值，对 交通信息中心发送的该路链上的最新估计旅行时间进行评估。评估的结果存储在导航仪的 存储装置中。根据评估结果，反馈判断装置确定将误差率(相对误差)和误差值(绝对误 差)都大于指定阈值的路链信息反馈给交通信息中心。相对误差用于反映估计数据和真实 数据的偏离程度。该值越大说明估计数据与真实数据偏离的越多。绝对误差用于反映估计 数据的误差的大小。该值越大，说明该误差对整体旅行时间预测的影响越大。只有两者同 时偏大的路链才是值得向交通信息中心汇报的路链。具体的阈值可以根据通信代价和各个 城市的路网特征决定。如果需要支持实地实验中的离线评估，只需要将阈值都设置为0即 可评估车辆经过的每一条路链。另外，当车辆经过的路段(指从起点到当前位置)上的规划估计旅行时间的误差 率超过指定的阈值时，路径规划装置将判断是否需要为驾驶员重新计算路径，如果判定为 需要重新计算路径，则根据所经过路段上的真实旅行时间来计算最新估算数据的误差率， 如果误差率超过指定的阈值，则自修正装置将根据路网的拓扑结构，以及实时的评估结果 和历史的评估结果对接收到的最新估计数据进行动态的自修正。自修正的方法是以当前 位置(即某条路链的终点)为中心，一定范围内的流出路链是待修改路链。由于不同的导 航路线长度可能差距很大，所以本发明采用动态距离作为这里的范围阈值，即选择从当前 位置到目的地的距离作为自修正的范围阈值。如果一条流出路链的起点与当前位置之间的 最短路线的长度大于该值，则不修正该流出路链上的数据。在计算待修正路链的修正值时， 本发明综合考虑已经过路段的实时评估结果和该路链本身的历史评估结果。如果待修正路 链离当前位置很近，其上的数据将会受已经过路段上的数据影响较大，所以已经过路段上 实时的评估结果将对修正结果占较大比重。如果待修正路链离当前位置较远，其上的数据 将会受已经过路段影响较小，所以该路链上历史的评估结果将对修正结果占较大比重。在 具体实施中，二者的权重由当前位置到待修正路链起点的距离和当前位置到目的地的距离 比来决定。到数据自修正完成后，路径规划装置将根据最新的数据为用户重新计算从当前 位置到目的地的行使路线。本发明的优点如下(1)对估计数据的实时评估。车辆在行驶的过程中不断地利用采集到的最新的真 实旅行时间来评估交通信息中心发送的最新的估计旅行时间，保证了评估结果的时效性和
新鲜度。(2)动态地修正从交通信息中心接收到的估计数据。即导航仪根据已走过路段的 实时评估结果来动态的预测未走过的路链上的旅行时间并自修正，保证了数据修正的及时 性，另外该过程不需要用户的干预。
(3)导航仪对接收到的数据的自修正有助于改善本导航仪自身二次路径规划的合 理性，以及总体旅行时间预测的准确性。(4)选择有价值的评估结果向交通信息中心反馈，既减少了导航仪和交通信息中 心之间的通信代价以及交通信息中心处理的代价，又保证了对旅行时间影响较大的误差能 够及时反馈。(5)实时地反馈评估结果，即每当获得一条路链的真实旅行时间后，立即评估并判 断该路链是否应该作为反馈路链，有助于交通信息中心及时地检查和调整估计数据。(6)支持以离线方式输出评估结果，有助于简化实地走行实验中评估的工作量。


通过参考附图对实施例的详细描述，本发明的上述目的和优点将变得更清楚，其 中图1是导航仪100的结构示意图；图2是导航仪100进行数据处理的流程图；图3是本发明的导航方法的典型流程图；图4是数据自修正处理的具体流程图；图5是用于说明路链评估和反馈路链选择的一个实施示意图；以及图6是导航仪100进行数据自修正处理的一个具体实施例。
具体实施例方式下面参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明，在描述过程中省略了对于本 发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。图1是本发明的导航仪100的结构示意图。本发明的导航仪100可以包括GPS 接收器1、用户界面2、计算处理装置3、发送/接收装置4和存储记忆装置5。其中，GPS接 收器1用于采集车辆的当前位置信息。用户界面2用于接收用户的指令，例如起点和终点 的输入等，并显示导航仪路径规划的结果和车辆的当前位置等信息。计算处理装置3的主 要功能是根据用户的需求规划出一条最优的路线。发送/接收装置4主要用于和交通信息 中心(导航服务器)200的通信，即从交通信息中心(导航服务器)200接收实时的交通数 据，并根据需要，反馈特定路链的真实旅行时间给交通信息中心200。存储记忆装置5用于 存储路径规划结果51、地图数据库52、交通数据库53和评估结果库54。本导航仪的载体主 要包括汽车，但也可以应用于其他交通工具或者可以手持。表1是GPS接收器接收到的GPS数据的格式示例，主要包括导航仪100所在的位 置信息和相关的时间。位置信息可以用一对经度和纬度坐标的形式来表示，时间的格式可 以为“年年年年月月日日时时分分秒秒”。例如本图所示的表中的第一行数据表示该导航仪 100在2009年03月10日13点10分30秒时位于经度为XI、纬度为Yl的位置。表 权利要求
1.一种导航仪，包括存储记忆装置，用于存储所述导航仪的其他装置执行处理所需的各种数据； 发送/接收装置，用于与导航服务器进行通信，并将接收到的各种数据存储到所述存 储记忆装置中；定位信息接收器，用于实时接收当前时间和所述导航仪的当前位置信息，并将其存储 到所述存储记忆装置中；用户界面，用于接收用户输入的信息，以及向用户显示规划路径和所述导航仪的当前 位置；以及计算处理装置，用于在根据定位信息接收器实时采集到的信息而计算出的真实旅行时 间与所存储的规划时所使用的估计旅行时间之间的误差大于预定阈值时，以当前位置为起 点，根据从所述导航服务器接收到的当前的最新估计旅行时间，重新规划路径。
2.根据权利要求1所述的导航仪，其特征在于当到达每条路链的终点时，所述计算处理装置判断真实旅行时间与规划时所使用的估 计旅行时间之间的误差是否大于预定阈值。
3.根据权利要求1或2所述的导航仪，其特征在于所述存储记忆装置还用于存储到达路链的起点和/或终点的时间、路链当前的最新估 计旅行时间、路链的真实旅行时间，作为路链的历史评估结果。
4.根据权利要求1 3之一所述的导航仪，其特征在于所述计算处理装置还用于在重新规划路径之前，在真实旅行时间与当前的最新估计旅 行时间之间的误差大于另一预定阈值时，修正满足预定条件的每一条路链当前的最新估计 旅行时间。
5.根据权利要求4所述的导航仪，其特征在于 所述预定条件包括从当前位置流出的路链，且尚未走行通过该路链；以及 路链的起点与当前位置之间的距离小于终点与当前位 置之间的距离。
6.根据权利要求4或5所述的导航仪，其特征在于所述计算处理装置根据真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差和路链 的历史评估结果的加权和，修正所述路链当前的最新估计旅行时间。
7.根据权利要求6所述的导航仪，其特征在于路链的起点与当前位置之间的距离越小，则真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间 之间的误差的权重越大，而路链的历史评估结果的权重越小。
8.根据权利要求1 7之一所述的导航仪，其特征在于所述计算处理装置还用于将满足另一组预定条件的路链的路链编号和真实旅行时间 通过所述发送/接收装置反馈给所述导航服务器。
9.根据权利要求8所述的导航仪，其特征在于 所述另一组预定条件包括路链的真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差大于一阈值；以及 路链的真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差与路链的真实旅行时间的比值大于另一阈值。
10.一种导航方法，包括当沿规划路径行驶时，如果真实旅行时间与规划时所使用的估计旅行时间之间的误差 大于预定阈值，则以当前位置为起点，根据当前的最新估计旅行时间，重新规划路径。
11.根据权利要求10所述的导航方法，其特征在于当到达每条路链的终点时，判断真实旅行时间与规划时所使用的估计旅行时间之间的 误差是否大于预定阈值。
12.根据权利要求10或11所述的导航方法，还包括存储到达路链的起点和/或终点的时间、路链当前的最新估计旅行时间、路链的真实 旅行时间，作为路链的历史评估结果。
13.根据权利要求10 12之一所述的导航方法，还包括在重新规划路径之前，如果真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差大于 另一预定阈值，则修正满足预定条件的每一条路链当前的最新估计旅行时间。
14.根据权利要求13所述的导航方法，其特征在于所述预定条件包括从当前位置流出的路链，且尚未走行通过该路链；以及路链的起点与当前位置之间的距离小于终点与当前位置之间的距离。
15.根据权利要求13或14所述的导航方法，其特征在于根据真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差和路链的历史评估结果的 加权和，修正所述路链当前的最新估计旅行时间。
16.根据权利要求15所述的导航方法，其特征在于路链的起点与当前位置之间的距离越小，则真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间 之间的误差的权重越大，而路链的历史评估结果的权重越小。
17.根据权利要求10 16之一所述的导航方法，还包括将满足另一组预定条件的路链的路链编号和真实旅行时间反馈给导航服务器。
18.根据权利要求17所述的导航方法，其特征在于所述另一组预定条件包括路链的真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差大于一阈值；以及路链的真实旅行时间与当前的最新估计旅行时间之间的误差与路链的真实旅行时间 的比值大于另一阈值。
全文摘要
本发明提出了一种能够自动地评估和调整导航数据的导航方法。根据本发明的导航仪包括存储记忆装置，用于存储导航仪的其他装置执行处理所需的各种数据；发送/接收装置，用于与导航服务器进行通信，并将接收到的各种数据存储到存储记忆装置中；定位信息接收器，用于实时接收当前时间和当前位置信息，并将其存储到存储记忆装置中；用户界面，用于接收用户输入的信息，以及显示规划路径和导航仪的当前位置；以及计算处理装置，用于在根据定位信息接收器实时采集到的信息而计算出的真实旅行时间与所存储的规划时所使用的估计旅行时间之间的误差大于预定阈值时，以当前位置为起点，根据从导航服务器接收到的当前的最新估计旅行时间，重新规划路径。
文档编号G01C21/34GK102128630SQ201010003690
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者山根宪一郎, 李曼, 王文佳 申请人:歌乐株式会社