[发明专利]用于包含绝对及相对坐标的车辆导航及领航的系统及方法

说明书

相关申请案交叉参考

本申请案主张由发明者沃尔特B.Zavoli在2007年2月21日提出申请的名称为“SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE NAVIGATION AND PILOTINGINCLUDING ABSOLUTE AND RELATIVE COORDINATES(用于包含绝对及相对坐标的车辆导航及领航的系统及方法)”申请案号为60/891,019的美国临时专利申请案；及由发明者沃尔特B泽佛利(WalterB.Zavoli)在2008年2月20日提出申请的名称为“SYSTEM AND METHOD FOR VEHICLE NAVIGATION AND PILOTINGINCLUDING ABSOLUTE AND RELATIVE COORDINATES(用于包含绝对及相对坐标的车辆导航及领航的系统及方法)”申请案号为12/034,521的美国专利申请案的权益且以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明大体来说涉及数字地图、地理定位系统及车辆导航，且更特定来说涉及用于使用绝对及相对坐标的车辆导航及领航的系统及方法。

背景技术

在过去的几年内，导航系统、电子地图(本文中也称为数字地图)及地理定位装置已越来越多地用于车辆中以用各种导航功能来帮助驾驶员。此类导航功能的实例包含：确定车辆的总体位置及定向；找出目的地及地址；计算最优路线；及提供实时驾驶引导，其中包含接入公司列表或黄页。导航系统通常将街道网络描绘为包含大致沿每一街道中央延伸的中心线的一系列线段。因此移动中的车辆通常将接近或相对于所述中心线定位所述地图上。

某些早期的车辆导航系统(例如美国专利第4,796,191号中所描述的车辆导航系统)主要依赖于相对位置确定传感器连同“航位推测”特征来估计车辆的当前位置及航向。此技术倾向于累积少量的位置误差，所述位置误差可部分地用“地图匹配”算法来校正。所述地图匹配算法将车辆的计算机所计算的经航位推测位置与街道的数字地图进行比较，以在所述地图的街道网络上找出最适当点，如果此点确实能被找到的话。所述系统接着更新车辆的经航位推测位置以匹配地图上据推测更准确的“经更新位置”。

通过引入价格合理的地理定位系统(GPS)卫星接收器硬件，可将GPS接收器或GPS单元添加到导航系统以接收卫星信号并使用所述信号来直接计算车辆的绝对位置。然而，通常仍使用地图匹配来消除所述GPS接收器内及所述地图内的误差，并向驾驶员更准确地显示其在所述地图上的位置。尽管在全球或大幅度卫星技术上极为准确，但在本地或小幅度上的确仍存在小的位置误差。这主要是因为GPS接收器可经历间断的或不良的信号接收，且还是因为街道的中心线表示及来自GPS接收器的经测量位置两者都仅可精确到数米内。较高性能的系统使用航位推测与GPS的组合来减少位置确定误差，但即便使用此组合，仍可发生数米或更大等级的误差。可添加惯性传感器来提供中等距离上的益处，但在较大距离上，即便是具有惯性传感器的系统也会累积误差。

然而，尽管车辆导航装置已随时间逐步改进，变得更准确、富有特征、更便宜且受欢迎；但其仍无法达到对机动车行业日益增长的要求，特定来说，预期将来的应用将需要较高的位置准确度以及更为详细、准确及富有特征的地图。在此环境下，消费者导航系统的当前产生内约5到10米的准确度是远远不够的，且需要更多倍准确的系统。然而，至今尚未发现任何适合的解决办法。

发明内容

本文中揭示一种供用于车辆中的导航系统。所述导航系统包含绝对位置传感器，例如GPS，以及一个或一个以上额外传感器，例如相机、激光扫描仪或雷达。所述导航系统进一步包括包含车辆周围对象(其中包含车道标记、街道标志及建筑物)中的至少某些对象的记录以及诸如街道中心线、街道名称及地址等传统信息。这些记录包含相对位置属性以及传统绝对位置。当车辆正在移动时，额外的传感器可感测到这些对象中的至少某些对象的存在，且可测量车辆的到所述对象的相对位置。接着使用此传感器信息以及绝对位置信息及所添加地图信息来确定车辆的准确位置，且在必要时支持若干特征，例如增强的驾驶方向或碰撞避免，或甚至是计算机辅助驾驶或领航。根据实施例，所述系统还允许在无需借助于存储绝对位置信息的情况下使用相对定位为某些对象赋予属性。

附图说明

图1显示可使用根据本发明实施例使用绝对及相对坐标的车辆导航的环境的图解。

图2显示根据本发明实施例用于使用绝对及相对坐标的车辆导航的系统的图解。