移動裝置的地圖匹配方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及移動裝置，且優選地涉及用于顯示移動裝置在道路網絡上的移動的導航設備、系統和對應(計算機實施的)方法。本發明的說明性實施例涉及便攜式導航裝置(所謂的PND);尤其是包含全球定位系統(GPS)信號接收及處理功能性的PND。在特定實施例中，移動裝置本身是與交通工具相關聯的導航裝置(例如其用于顯示交通工具在電子地圖的表示上的位置及定向)，且包含經布置以實行此類方法的導航設備。某些實施例也可適用于形成集成導航系統(例如交通工具內導航系統)的一部分的導航設備。
【背景技術】
[0002]包含GPS(全球定位系統)信號接收及處理功能性的便攜式導航裝置(PND)是眾所周知的且廣泛用作汽車或其它交通工具內導航系統。此類型的PND可通常安裝在交通工具的儀表盤或擋風玻璃上，但是也可形成為交通工具收音機的車載計算機的一部分或實際上形成為交通工具本身的控制系統的一部分。常規PND具有以其中交通工具的前進方向(即，定向)及所測量移動方向實質上對準的“向前行駛”為基礎的操作。其中交通工具正通常沿著道路節段逆行的“向后行駛”(即，逆向行駛)在此類導航裝置中并未得到具體解決。導航裝置的主要特征之一是大體上實時顯示裝置(或交通工具，如果裝置與交通工具相關聯)在電子地圖的表示(例如道路網絡的圖形表示)上的移動(例如位置及前進方向)。此功能性需要兩個基本過程:地圖“匹配”，其用于將最新接收的位置投影到電子地圖的可導航節段上的對應位置上；及“預測”，其用于使連續接收的位置之間的轉變平穩。
[0003]應用常規導航裝置(其經配置只用于“向前行駛”操作)的“匹配”及“預測”過程對于駕駛員來說產生混亂且可能使駕駛員分心。因此預測過程及匹配過程可“協作”以將逆向行駛交通工具移動表示為振蕩，例如表現為執行一或多個突然的U型拐彎。
[0004]因此需要能夠區分交通工具正逆向行駛的情形與其已執行真正的U型拐彎的情形。作出此區別必需的數據可從交通工具傳感器獲得。交通工具傳感器數據可方便地為集成在交通工具內的導航裝置所用。用于識別逆向行駛必需的替代數據源是可用的且此類數據源中的一些數據源可用來利用便攜式裝置(例如通過處理相機圖像)檢測向后移動。
[0005]雖然與向后行駛相關聯的一些問題可通過同時維持向前及向后道路圖擴展來解決，但是在存儲器及處理資源在常規導航裝置上可用的條件下，此通常并不可行。因此需要一種用于以更具處理器效率的方式處置“向后行駛”的方法。
【發明內容】
[0006]根據本發明的第一方面，提供一種顯示移動裝置在道路網絡上的移動的計算機實施的方法，所述道路網絡是由包括指示表示所述道路網絡的道路的多個節段的數據的電子地圖表示，每一節段在節點之間延伸，所述方法包括:
[0007]將所述移動裝置的至少一個所接收位置匹配到所述電子地圖的節段上的對應位置上，所述匹配進一步包括至少基于所述移動裝置的當前移動方向及定向確定至少用于所述節段的節點之間的距離偏移；
[0008]從所述節段上的匹配位置預測所述裝置的至少一個未來位置；及
[0009]根據所述匹配及預測步驟顯示所述移動裝置在所述道路網絡的圖形表示上的所述移動，
[0010]所述方法進一步包括:
[0011]監視所述移動裝置的所述移動方向及定向以檢測向前行駛與向后行駛之間的切換，且當檢測到所述切換時，基于所述移動裝置的所述當前移動方向及定向確定至少用于其上所述移動裝置的最新接收位置已被匹配的所述節段的節點之間的新距離偏移。
[0012]在本發明的上下文中，當所述移動裝置的所述移動方向實質上與所述移動裝置的所述定向對準時是“向前行駛”，且相反地當所述移動裝置的所述移動方向實質上與所述移動裝置的所述定向相反時是“向后行駛”。還將明白，向前行駛與向后行駛之間的切換可從向前行駛切換到向后行駛或從向后行駛切換到先前行駛。
[0013]如將明白，一旦檢測到切換且至少距離偏移復位，除了針對行駛類型施加相關行駛約束之外，地圖匹配及預測過程將正常進行。換句話說，向后行駛的情況中不施加行駛約束。
[0014]在實施例中，從接收自衛星導航系統的信號確定移動裝置的所述至少一個所接收位置。衛星導航系統可為全球導航衛星系統(例如GPS或GLONASS)或區域導航衛星系統，例如北斗(BeiDou)。還設想，可從接收自陸地導航系統的信號(例如使用蜂窩電信網絡的小區作出的基于路邊信標系統或小區ID的三角測量)確定所述至少一個所接收位置。
[0015]優選地從所述至少一個所接收位置確定所述移動裝置的所述移動方向。
[0016]優選地從以下至少一者確定所述移動裝置的所述定向:(i)從一或多個慣性傳感器獲得的信息；及(ii)來自圖像捕捉裝置的圖像的處理。例如，向前行駛與向后行駛之間的切換(可從向前切換到向后或反之亦然)可通過從接收自航位推算系統的數據的推斷來檢測。適當的航位推算系統的實例包含慣性傳感器，例如指南針、加速度計、陀螺儀等等。此外或替代地，切換可通過從圖像處理技術的推斷來檢測。如果導航裝置含有或耦合到圖像捕捉裝置(例如相機)，那么此技術可用以檢測切換行駛方向。例如，對于前置相機的情況，特征將在向前行駛時隨時間增加所捕捉圖像的大小且在向后行駛時將隨時間降低所捕捉圖像的大小。如果是后置相機，那么相反情況將成立；即，隨著時間過去，當向前行駛時將降低所捕捉圖像的大小且當向后行駛時將增加所捕捉圖像的大小。
[0017]在實施例中，所述匹配包括使用適用于所述移動裝置的所述當前移動方向及定向的約束擴展節段上的當前匹配位置周圍的道路圖。例如，當對向前行駛擴展道路圖時，考慮到存儲在電子地圖中的行駛約束屬性(例如合法行駛方向)發生擴展。相反地，合法行駛方向不再是向后行駛中的相關因素；實際上在優選實施例中，當對向后行駛擴展道路圖時不施加行駛約束。因此，在實施例中，當檢測到所述切換時，使用適用于所述移動裝置的新移動方向及定向的約束重新擴展所述道路圖。
[0018]所述當前擴展道路圖優選地存儲在所述移動裝置的存儲器中，且當檢測到所述切換時除了其上所述移動裝置的所述位置已被匹配的所述節段之外從所述存儲器清除所述當前擴展道路圖。因此，存儲器的清除優選地包括除了其上定位交通工具及其鏡像(或“逆向道路”)的當前道路之外清除所有道路的當前擴展道路圖。此釋放所述存儲器以存儲最近擴展的道路圖。
[0019]本發明擴展到用于實行本文中描述的根據本發明的方面或實施例中的任何者的方法的裝置，優選地導航裝置。
[0020]因此，根據本發明的第二方面，提供一種移動裝置，其包括:
[0021]用于接收所述移動裝置的至少一個位置的構件；
[0022]用于存儲電子地圖的構件，所述電子地圖包括指示道路網絡的多個節段表示道路的數據，每一節段在節點之間延伸；
[0023]用于將所述移動裝置的至少一個所接收位置匹配到所述電子地圖的節段上的對應位置上的構件，所述匹配進一步包括至少基于所述移動裝置的所述當前移動方向及定向確定用于所述節段的節點之間的距離偏移；
[0024]用于從所述節段上的所述匹配位置預測所述裝置的至少一個未來位置的構件；
[0025]用于根據所述匹配及預測步驟顯示所述移動裝置在所述道路網絡的圖形表示上的所述移動的構件?’及
[0026]用于監視所述移動裝置的所述移動方向及定向以檢測向前行駛與向后行駛之間的切換的構件，且當檢測到所述切換時，基于所述移動裝置的所述當前移動方向及定向確定用于其上所述移動裝置的最新接收位置已被匹配的所述節段的節點之間的新距離偏移。
[0027]如所屬領域技術人員將了解，在適當的情況下，本發明的此進一步方面可包含且優選地確實包含關于本發明的其它方面中的任何者的本文中描述的本發明的優選特征及任選特征中的任何一或多者或全部。如果沒有明確說明，那么本文中的本發明的系統可包括用于實行關于本發明的方面或實施例中的任何者中的本發明的方法描述的任何步驟的構件且反之亦然。
[0028]本發明是計算機實施的發明，且關于本發明的方面或實施例中的任何者描述的步驟中的任何者可在一或多個處理器的集合的控制下實行。用于實行關于所述系統描述的步驟中的任何者的構件可為一組一或多個處理器。
[0029]一般來說，本發明的實施例中的任何者中的本發明的系統可為至少一個處理裝置。所述處理裝置或一處理裝置可為移動裝置的裝置，例如導航裝置，無論是否PND還是集成裝置。
[0030]因此，根據本發明的另一方面，提供一種移動裝置，其包括:
[0031]接收器，其用于接收所述移動裝置的至少一個位置；
[0032]存儲器，其用于存儲包括指示道路網絡的多個節段表示道路的數據的電子地圖，每一節段在節點之間延伸；及
[0033]至少一個處理器，其操作地耦合到所述接收器及存儲器，且經布置以:
[0034]將所述移動裝置的至少一個所接收位置匹配到所述電子地圖的節段上的對應位置上，所述匹配進一步包括至少基于所述移動裝置的所述當前移動方向及定向確定用于所述節段的節點之間的距離偏移；
[0035]使用預定距離偏移