专利名称：车辆导航方法
技术领域：
本发明涉及车辆领域，更具体地，涉及一种车辆导航方法。
背景技术：
诸如车载(on-board)系统和便携式GPS系统的车辆导航系统现在已经可用了多年。起初，这些系统通常会从诸如CD或DVD的可移除介质接收地图信息。最近，许多地图系统具有存储地图信息的内部存储器。虽然一些系统在诸如硬盘驱动器(HDD)或闪存的本地存储器上存储地图，但是其它系统可与远程网络联系以接收地图信息。该信息可以是例如经由无线连接传送的一系列方向。在诸如这种地图数据没有存储(或仅部分存储)在本地HDD上的情况下，提供者会受限于例如数据可被传送得多快的带宽限制。在至少一个现有系统中，福特SYNC系统，车辆计算系统(可包含车载或离板车辆导航系统，或者与车载或离板车辆导航系统进行通信)可使用语音通道连接到远程网络。该连接是采用无线装置的语音频带的有限带宽连接，所述无线装置连接到车辆计算系统和远程网络。由于语音频带具有有限的可用带宽，因此信息被限制在(相对于例如纯数据连接的)低传送速度。由于用户可以等待，因此这通常不会影响需要数据(need-for-data)的场景，但是在一些情况下，这可能造成一些问题，如用户处于请求方向的运动车辆中的情况下。如果请求的方向不能经由可用带宽以有效方式被传送，则(由于例如经由低带宽连接传送大文件)用户会在所述方向被传送到车辆之前实际上错过了路线上的第一甚至第二转向。
发明内容
在第一说明性实施例中，一种方法包括确定到目的地的路线。所述方法还包括确定无线装置到服务器的连接类型，并根据连接类型指定容限。所述容限能够用于确定车辆是否离开路线，所述容限相应于连接类型的速度而相反地增加或减少。换句话说，对于快速连接，所述容限低(意味着更精确的路线，可能具有更多的路线点和更大的数据大�。簿哂性黾拥目焖倮肟废咔榭黾觳獾目赡苄�)。根据说明性方法，使用指定的容限以确定定义路线的点，从而包含路线的道路在有界区域之内。可由容限结合连接沿着路线的连续的点的多条线来定义有界区域。最后，所述方法包括将确定的点传送到与服务器通信的车辆计算系统。在第二说明性实 施例中，所述方法包括确定到目的地的路线，以及确定对包含所述路线的每条道路或每条道路的一部分的道路分类。在一个非限制示例中，道路分类基于速度范围。所述示例性方法还包括基于对所述道路或道路部分的确定的分类，将容限指定给每条道路或每条道路的部分。
所述方法还包括使用指定的容限确定定义路线的点，从而包含所述路线的道路在由容限结合连接沿着路线的连续的点的多条线所定义的有界区域之内。最后，所述方法包括将确定的点传送到与服务器通信的车辆计算系统。在第三说明性实施例中，服务器实现的方法包括确定到目的地的路线并将路线划分为多个部分。所述方法还包括针对每个部分确定出口的数量，并基于确定的出口的数量对每个部分指定容限。所述说明性方法还包括使用指定的容限确定定义路线的点，从而包含路线的道路在由容限结合连接沿着路线的连续的点的多条线所定义的有界区域之内。最后，所述方法包括将确定的点传送到与服务器通信的车辆计算系统。
图I示出基于车辆的计算系统的示例块状拓扑；图2显示将行驶的路线的说明性示例；图3显示具有图2中显示的路线上覆盖的低离开路线(off-route)阈值的导航计算的说明性示例；图4显示具有图2中显示的路线上覆盖的动态可调节的离开路线阈值的导航计算的说明性示例；图5显示基于道路分类来调节阈值的处理的说明性示例；图6显示基于离开路线发生的可能性来动态调节离开路线阈值的处理的说明性示例；以及图7显示确定离开路线发生的可能性的处理的说明性示例。
具体实施例方式图I示出用于车辆31的基于车辆的计算系统I (VCS)的示例块状拓扑。这样的基于车辆的计算系统I的示例是由福特汽车公司制造的SYNC系统。启用基于车辆的计算系统的车辆可包含位于车辆中的视觉前端接口 4。如果该接口设置有例如触敏屏幕，则用户可能还能够与所述接口进行交互。在另一说明性实施例中，通过按钮按压、可听见的语音以及语音合成来产生交互。在图I中示出的说明性实施例I中，处理器3控制基于车辆的计算系统的至少一些部分操作。假如在车辆内，处理器允许对命令和程序进行车载处理。另外，处理器连接到非永久性存储器5和永久性存储器7两者。在该说明性实施例中，非永久性存储器是随机存取存储器(RAM)，永久性存储器是硬盘驱动器(HDD)或闪存。处理器还设置有允许用户与处理器进行交互的多个不同的输入端。在该说明性实施例中，麦克风29、(用于输入33的)辅助输入端25、USB输入端23、GPS输入端24以及蓝牙输入端15均被提供。还提供了输入端选择器51，以允许用户在各种输入端之间进行调换。在将到麦克风和辅助连接器两者的输入传递到处理器之前，所述输入被转换器27从模拟转换为数字。所述系统的输出端可包括，但不限于，视觉显示器4和扬声器13或立体声系统输出端。扬声器连接到放大器11，并通过数模转换器9从处理器3接收其信号。还可沿分别在19和21显示的双向数据流实现对远程蓝牙装置(诸如，PND 54)或USB装置(诸如，车辆导航装置60)的输出。在一个说明性实施例中，系统I使用蓝牙收发器(BTT) 15与用户的移动(nomadic)装置53 (例如，蜂窝电话、智能电话、PDA或具有无线远程网络连接性的任何其它装置)进行通信17。然后所述移动装置可用于通过例如与蜂窝塔57的通信55来与车辆31外的网络61进行通信59。在一些实施例中，所述塔57可以是WiFi接入点。移动装置与蓝牙收发器之间的示例性通信由信号14表示。可通过按钮52或类似的输入端来指示将移动装置53与蓝牙收发器15进行配对。因此，指示CPU车载蓝牙收发器将与移动装置中的蓝牙收发器进行配对。可利用例如与移动装置53相关的数据规划(data-plan)、话上数据(data over voice)或DTMF音来在CPU 3与网络61之间通信数据。可选择地，会期望包括具有天线18的车载调制解调器(Mdm)63以经由语音频带在CPU 3与网络61之间通信16数据。然后移动装置53可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信55来与车辆31外的网络61进行通信59。在一些实施例中，调制解调器63可建立与所述塔57的通信20，以与网络61进行通信。作为非限制的示例，调制解调器63可以是USB蜂窝调制解调器，通信20可以是蜂窝通信。在一个说明性实施例中，处理器设置有包括用于与调制解调应用软件进行通信的应用编程接口(Application Programming Interface,API)的操作系统。调制解调应用软件可访问蓝牙收发器上的嵌入式�？榛蚬碳酝瓿捎�(诸如，移动装置中发现的)远程蓝牙收发器的无线通信。在另一实施例中，移动装置53包括用于语音频带或宽带数据通信的调制解调器。在话上数据实施例中，当移动装置的拥有者可在数据正被传送的同时通过该装置对话时，可实施公知为频分复用的技术。在其它时间，当拥有者不使用该装置时，所述数据传送可使用整个带宽(在一个示例中，300Hz到3. 4kHz)。如果用户具有与移动装置相关的数据规划，则所述数据规划可能允许宽带传输并且所述系统可使用更宽的带宽(加速数据传送)。在又一实施例中，移动装置53被安装在车辆31上的蜂窝式通信装置(未示出)代替。在又一实施例中，ND 53可以是能够经由例如(且不限于)802. Ilg网络(即，WiFi)或WiMax网络进行通信的无线局域网(LAN)装置。在一个实施例中，呼入数据可经由话上数据或数据规划而经过移动装置，经过车载蓝牙收发器并被传递到车辆的内部处理器3。在特定临时数据的情况下，例如，数据可被存储在HDD或其它存储介质7上，直到不再需要所述数据为止。可与车辆交互的另外的源包括具有例如USB连接56和/或天线58的个人导航装置54 ;或者具有USB 62或其它连接的车辆导航装置60、车载GPS装置24或具有到网络61的连接性的远程导航系统(未示出)。此外，CPU可与各种其它辅助装置65通信。这些装置可通过无线连接67或有线连接69而被连接。此外，或者可选择地，CPU可通过使用例如WiFi71收发器而被连接到基于车辆的无线路由器73。这能够允许CPU连接到本地路由器73的范围中的远程网络。辅助装置65可包括，但不限于，个人媒体播放器、无线健康装置、便携式计算机及类似物。图2显示将行驶的路线的说明性示例。在该说明性示例中，用户首先位于当前位置201。用户当前可处于运动中或可静止，但这是请求的到目的地215的方向开始的点。
在该实施例中，用户沿着其行驶的第一道路203相对直。即使随着向东行驶该道路向北弯曲，但是该道路总体上是直的并且在用户转向道路205之前没有岔道(off-road)。道路205具有若干之字路线，但是在用户进入道路207之前也没有道路交叉口。道路207被带到通往目的地的道路213。道路207具有相当明显的弯曲以及若干岔道209和211，用户为了到达目的地215必须绕过所述岔道209和211。图3显示具有图2中显示的路线上覆盖的低离开路线(off-route)阈值的导航计算的说明性示例。在该说明性实施例中，导航系统具有低离开路线阈值301。离开路线阈值是确定用户是否仍然行驶在指定的路线上的容限。例如，但不限于，如果容限被设置为20英尺(20ft)，则只要在与给定道路相应的GPS坐标的20英尺之内检测到用户的GPS定位，导航系统就将识别出用户仍在适合的路线上行驶。有界区域是具有作为中心轴线的在连续的点之间的线的区域，并且容限定义从所述线的任意一侧到有界区域的外边界的距离，或者客限定义在轴向上以所述线为中心的距·离，使得所述容限的一半等于从所述线到有界区域的外边界的距离。如果对于给定区域，离开路线容限被设置得过高，则用户可能完全离开路线，并且系统不会识别所述离开路线情况。例如，但不限于，如果容限被设置为200英尺，则在街道相隔100英尺的邻近地区，用户可以离开路线最多两条街道，并且导航系统会仍然认为用户在路线上。在图3中显示的说明性实施例中，容限301被显示为作为将行驶的道路(为了说明清楚已经去除了实际道路)的边界。路线317是导航系统“已知”的路线。在该实施例中，只要实际道路仍然在路线317周围的容限之内，那么仅在较少的“路线点”将提供存在于容限之外的路线时，另外的路线点(例如，303)是必要的。换句话说，由于容限包含整个实际路线，那么只要用户仍然在实际路线上，系统就不会记录离开路线情况。如果用户在如图3和图4中可看到的位置319意外地转向或停止，则离开路线情况会被识别。如在图3中可看到的，对于行驶到离开路线点319的至少第一部分，道路仍然在容限之内，因此系统会花费几秒钟来识别离开路线情况。如果容限被设置为较�。蛲ㄍ肟废叩�319的更多道路会落在容限之外，并且系统会更早地识别出离开路线情况。然而，这里折衷的是，会需要更多道路点来定义路线，如诸如点309与点311之间的弯曲以及点321与点313之间的弯曲的区域。然而，容限在其当前等级，整个路线保持在容限之内，因此，只要驾驶员保持在路线上，系统将不记录离开路线情况。在该说明性实施例中，15个点被用于表示一路线。每个点可以是至少两部分数字对，每个数字具有6个小数位。因此，使用低容限，长路线或具有许多转向的路线会需要明显大量的数据点来进行定义。在该实施例中，路线317由连接路线点的一系列直线来表示。这些直线不是用户将沿其行驶的实际的线，而是用于定义在其内可包含有实际路线的容限。在该说明性实施例中，至少在每个转向处包括路线点。在点201、303以及点305的第一个点之间的路线上，可能能够仅使用点305的第一个点和点201来定义路线。然而，这会不包括点303处的转向，并且当道路分叉时，会让用户猜测采用哪个方向。然而，在每个数据点，如果需要，系统可提供指令，从而系统可包括用于在点303转向的指令。
在一些情况中，可能需要一系列的点来定义路线的一部分，即使在那些点没有提供指令。例如，但不限于，点305和点307定义在那些点的转向，尽管不需要对用户的实际指令(因为用户没有选择而是只需沿着道路)。可通过增加容限来去除对定义转向的多个点的需要，尽管这会引起如前面所提到的其它问题(诸如，不能尽快地识别出离开路线情况)。相似地，如果容限增加，则将不需要点311、点315。由于在点309、点313和点321存在道路分叉和/或需要转向指令，故包括那些点。图4显示具有图2中显示的路线上覆盖的动态可调节的离开路线阈值的导航计算的说明性示例。在该说明性实施例中，较大阈值可被用于用户有较小机会或没有机会离开路线的路线部分415。例如，在点201与点407之间，只存在用户可能离开路线的一个岔路(turn-off)(在点401之后)，因此，在该实施例中，离开路线阈值被设置为大的值(例如，100英尺)。由于用户会在几乎任意点处不得不实际上驶离道路并驶入非道路以离开路线，故可使用较少数量的点来定义路线。仍旧使用在实际转向401、407处提供的点以及两个点403、405来定义道路的弯曲部分。如果使用足够大的阈值，则甚至会不需要点403和点405。·
在该说明性实施例中，随着更多选择对于离开路线情况变得可用，阈值被动态地降低。例如，在点407与点413之间，阈值被降低为接近于图3中显示的原始阈值。在该实施例中，这是由于存在用户可离开路线的若干出口，因此期望更快地确定离开路线情况(例如，使用更小的阈值)。例如，如果使用了较大的阈值，则系统甚至可能在点319不检测离开路线情况。即使在高速公路的该部分上使用减小的阈值,系统也能够仅使用转向点409和411来驶离路线。期望获得最大阈值(以减少需要的路线点，从而减少整个路线的数据大小)与最小时间之间的平衡，以检测离开路线情况。例如，但不限于，这可通过基于针对离开路线情况的多个选择动态地调节阈值，或通过基于道路分类类型动态地调节阈值来实现。在一个分类的系统中，基于道路的速度限制，道路被给定级别。分类可大体定义道路的类别(例如，但不限于，类别3道路可具有40-50mph的速度)。虽然不是完美的指南，但具有超过60mph的速度的道路通常是高速公路(因此通常比例如地面街道具有更少的离开道路选择)。因此，在一个实施例中，当驾驶员在高速公路类别的道路上行驶时，系统将使用较大的阈值，当驾驶员在地面道路上行驶时，系统将使用较小的阈值。甚至可在类别之间进一步描绘地面道路，从而通常在其之间具有较小间隔或具有较多出口的道路比通常相隔更开或具有较少离开机会的道路具有更小的阈值。在另一实施例中，可使用一个或两个普遍的阈值。例如，100英尺的阈值可被用于高速公路行驶，20英尺的阈值可被用于地面道路行驶。可基于对平衡计算的速度与下载的大小与离开路线计算的延迟的需要，来使用调节阈值的具体方法。例如，由于高速公路上的大阈值往往将产生具有连接长距离的少量数据点的路线，故在许多情况下，使用简单的两阈值方法会产生更快的结果并保持大小相对小的总路线。然而，该系统可能更易受离开路线情况的较慢的诊断的影响，且对用户来说，在用户被通知差错之前，存在比在另一系统下更大的机会行驶到更远的离开路线。使用较大数量的阈值描述，其中在20英尺(作为示例)以下的至少一个可减小在诊断离开路线情况中的延迟的可能性，但可能增加定义路线所需要的总路线点的数量。这会增加总体下载大小。由于计算更多的点会花费更长的时间，因此处理时间也会增加。在第三示例中，阈值大小可基于针对即将到来的一段路线的离开路线选择的数量而被动态地确定。在该实施例中，由于系统会必须“检查”针对离开路线选择的路线的部分(例如，但不限于，计算岔路的数量)，故处理时间可能会增加。数据点的数量可能也会比固定的两阈值系统更多，并且结果数据包可能会更大。然而，由于当呈现出更高数量的离开路线可能性时阈值被降低，故离开路线通知可能会与最优情况更接近。在第四实施例中，可指定有限数量的阈值，其中，较高的阈值相应于较低速度的在导航服务器与车辆之间的无线连接的类型，较低的阈值相应于较高速度的无线连接的类型，并且任何剩余的阈值这样相应于连接类型随着连接速度增加，阈值减少。此外，可以这样确定导航服务器与车辆之间的无线连接的类型确定连接速度或连接速度范围，或者确定使用数据连接还是语音连接建立了所述连接。图5显示基于道路分类来调节阈值的处理的说明性示例。在该实施例中，路线确定处理检查将行驶的路线的分段501。虽然路线可以以多种方式被划分，但是在该实施例·中，所述分段由每个单独的道路来定义。换句话说，当路线要求驾驶员离开一条道路到另一条道路时，获得新的分段。设置与分段分类相应的阈值503，并且所述处理随后检查是否存在任何另外的分段505。如果不存在新的分段，则所述处理进行到路线计算507。如果仍有分段，则所述处理移动到下一分段509并重复阈值设置。还可对长路线的部分执行(包括但不限于)图5、图6和图7中显示的任何估计处理。随着接近路线的下一部分，所述处理随后可被重复。例如，在从底特律行驶到洛杉矶的路线中，可首先对从底特律行驶到芝加哥的一段道路(或者路线的更少或更大部分)执行路线确定处理。由于驾驶员在经过芝加哥后至少几个小时的时间(从底特律驾驶到芝加哥所花费的时间的量)内将不需要信息，故可使用非常大的阈值来估计从芝加哥到洛杉矶的路线。或者，可使用详细的阈值等级在开始处检查和下载整个路线。随着驾驶员接近芝加哥(或在初始方向已经被传送以使驾驶员在路上之后的任意点)，系统可随后估计路线的第二部分。以这种方式，可快速估计路线，并可如所要求的获得更精确的路线。这是经由低带宽连接以快速方式提供带宽有效路线的另一示例，所述带宽有效路线可具有关于仍然可传送的离开路线报告的高准确度。与显示整个路线(或路线的某些将来部分)相对比，如果系统仅口头上提供方向，则可在需要所述方向之前的某预定时间计算所述方向，从而可在保持准确和快速传送的同时针对阈值使用更高的准确度。图6显示基于离开路线发生的可能性来动态调节离开路线阈值的处理的说明性示例。在该说明性实施例中，系统再次估计路线的分段601。如参照图5提供的示例，能够基于何时进行转向来将路线划分为多个分段。然而，在该实施例中，道路被划分为预定长度的分段。如果分段短于预定长度，则将其简单地当作其自身分段。虽然不必要，但是通过将分段划分为预定长度，可获得效率和离开路线检测之间的更好的折衷。例如，如果一段20英里的道路在首先的5英里之内具有5个出口，且在接下来的15英里内不存在出口，则将整个道路当作一个分段会导致低阈值(由于在开始处的出口的数量所引起)。将道路划分为四个5英里的分段(作为一个非限制示例)会导致首先的估计使用低阈值，但是随后的估计使用更高阈值，因此可能需要较少的数据点。当然，还期望道路将基于转向被划分(从而整个示例性的20英里的分段会被估计为单个分段)。在选择用于估计的分段601之后，系统确定离开路线发生的可能性603。这可基于例如出口的数量、道路类别等。参照图7显示这样的确定的一个示例。基于离开路线发生的可能性，对路线的该分段设置阈值605。系统随后确定是否仍然存在路线的任何分段607。如果没有分段存在，则系统进行到路线确定609。否则，系统选择下一分段611，并继续进行阈值设置 。图7显示确定离开路线发生的可能性的处理603的说明性示例。在该说明性实施例中，所述确定基于针对离开路线发生的机会的数量。在该实施例中，估计分段701直到到达出口点703或分段结束707为止。如果到达出口点，则计数器增加705。如果分段还没有结束707，则处理继续。如果分段已经结束，则所述处理可进行指定阈值605。上述的导航路线和阈值处理可以在车辆31的CPU 3(图I)被执行。或者，所述处理可以在与网络61通信的一个或更多计算机服务器被执行。如上所述，可以经由无线通信链路14/55 (使用移动装置(ND) 53)或链路20 (使用调制解调器63)在车辆3的CPU 3与服务器之间通信数据。尽管以上示出和描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在示出和描述所有可能性。此外，说明书中使用的词是描述的词，而不是限制性的词，应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。
权利要求
1.一种车辆导航方法，包括 确定到目的地的车辆路线； 确定在导航服务器与车辆之间的无线连接的类型； 根据该无线连接类型指定容限，所述容限能够用于确定车辆是否离开路线，其中，所述容限相应于连接类型的速度而相反地增加或减少； 使用指定的容限，确定定义路线的点，从而包含所述路线的道路在由所述容限定义的有界区域之内；以及 经由无线连接将确定定义路线的点传送到车辆计算系统。
2.如权利要求I所述的车辆导航方法，其中，确定连接类型的步骤包括确定连接速度或连接速度范围。
3.如权利要求I所述的车辆导航方法，其中，确定连接类型的步骤包括确定使用数据连接还是语音连接建立了所述连接。
4.如权利要求I所述的车辆导航方法，其中，指定有限数量的容限，其中，较高的容限相应于较低速度的连接类型，较低的容限相应于较高速度的连接类型，并且任何剩余的容限这样相应于连接类型随着连接速度增加，容限减少。
5.如权利要求I所述的车辆导航方法，其中，有界区域是具有作为中心轴线的在连续的点之间的线的区域，并且所述容限定义从所述线的任意一侧到有界区域的外边界的距离。
6.如权利要求I所述的车辆导航方法，其中，有界区域是具有作为中心轴线的在连续的点之间的线的区域，并且所述容限定义在轴向上以所述线为中心的距离，使得所述容限的一半等于从所述线到有界区域的外边界的距离。
全文摘要
一种车辆导航方法。一种有效的路线定义方法包括确定到目的地的路线。所述示例性方法还包括确定无线装置到服务器的连接类型，并根据连接类型指定容限。所述容限能够用于确定车辆是否离开路线，且所述容限相应于连接类型的速度而相反地增加或减少。根据说明性方法，使用指定的容限以确定定义路线的点，从而包含所述路线的道路在有界区域之内。可由容限结合连接沿着路线的连续的点的多条线来定义有界区域。最后，所述方法包括将确定的点传送到与服务器通信的车辆计算系统。
文档编号G01C21/26GK102901502SQ20111021026
公开日2013年1月30日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者马克·斯肯德, 马克·斯卡尔夫, 约瑟夫·J·贝瑞 申请人:福特全球技术公司
专业数控铣床产品供应商
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