[发明专利]利用导航系统对旅行路线的几何约束

说明书

技术领域

本发明涉及利用导航系统计算和显示旅行路线信息的方法和系统。

背景技术

导航系统包括利用全球定位数据精确确定用户位置的联网计算机设备。该位置随后通过地理编码图展现给用户。可以显示出从用户位置或另一记录位置开始到具体目的地的逐步转向。包括地形和道路网络信息的地图数据通常被传送到主机，例如车载导航系统、移动电话、个人数字助手或网络服务器，之后由其处理信息并通过图形显示、基于文本的驾驶方向和/或基于语音的驾驶方向来呈现信息。

利用地理数据，主机可为包含在参考数据库里的任何位置提供准确的方向。方向可以根据用户的喜好利用准则进行调整，例如最短驾驶距离、最快旅行路线或最容易/最简单旅行路线。此外，新出现的混合动力车或增程式电动车的设计允许用户选择最经济的路线或“经济路线”，即推荐的旅行路线，该路线可以通过指引用户到特定行驶路线（其相对其他可能路线会延长车辆的电动行驶距离）而使化石燃料的消耗最小化。 

发明内容

这里公开的导航系统和方法利用成本函数从几何上约束所推荐的或参考旅行路线。该函数考虑偏离参考几何路径－例如弧线、直线或另一优选几何特征组的成本，以使最终呈现的辅助旅行路线在某种程度上被参考几何路径约束。本方法可被编码成由主机执行的计算机算法，其中在显示屏上以图形方式将几何约束的辅助旅行路线作为地图轨迹和/或基于文本的驾驶方向和/或作为逐步驾驶方向的语音广播呈现给用户。

在某些情况下，呈现给用户的推荐旅行路线可能从几何角度来讲不是最佳的。例如，传统的导航算法可能推荐具有诸如常见路线交叉或之字路的可能不受欢迎的几何特征的旅行路线，司机此时会被引导以之字形图案多次来回交叉穿过主干道。当用户选择计算和呈现经济路线时，可以呈现这些特征，虽然最快、最短或最简单的路线也可能碰巧包含相似的几何特征。根据与所需几何参考路径的偏差程度，用户可能倾向于忽略这些推荐旅行路线中的至少一些。

因而，此处公开了与地理空间数据库结合使用的导航系统，不管是车载的还是其他型式的。所述导航系统包括呈现设备和与地理空间数据库连通的主机。主机利用来自地理空间数据库的地图数据确定线路起点和线路终点之间的参考旅行路线，并且作为偏离参考几何路径的成本的函数来计算几何约束的辅助旅行路线。之后主机利用呈现设备将描述辅助旅行路线的信息予以呈现。

参考几何路径可以是直线、弧线、以及一组具有预定几何特征的路段中的一种。偏离成本可包括从参考几何路径偏离的距离和参考旅行路线的相对于参考几何路径的多个交叉或之字路中的至少一种。

一种操作如上所述的导航系统的方法，其包括通过主机利用来自地理空间数据库的地图数据和参考几何路径来计算几何约束的辅助旅行路线，其中辅助旅行路线通过使用偏离参考几何路径的成本函数相对于一个或多个参考旅行路线被几何约束。该方法还包括用呈现设备将描述辅助旅行路线的信息予以呈现。

所述方法可包括将成本作为下列各项中的至少一项的函数分配给参考旅行路线的不同区段：偏离参考几何路径的距离和各种参考旅行路线与参考几何路径的多个交叉或之字路。

方案1. 一种与地理空间数据库结合使用的导航系统，所述导航系统包括：

呈现设备；和

与所述地理空间数据库连通的主机，所述主机能够执行下述操作：

利用来自所述地理空间数据库的地图数据来确定路线起点和路线终点之间的参考旅行路线；

作为偏离参考几何路径的成本的函数来计算几何约束的辅助旅行路线，其中所述几何约束的辅助旅行路线是所述参考旅行路线的几何约束变型；以及

用所述呈现设备呈现描述所述辅助旅行路线的信息。

方案2. 如方案1所述的导航系统，其中所述参考几何路径是直线、弧线、以及一组具有预定几何特征的路段中的一种。

方案3. 如方案1所述的导航系统，其中所述偏离成本包括偏离所述参考几何路径的距离和所述辅助旅行路线的相对于所述参考几何路径的多个交叉或之字路中的至少一种。

方案4. 如方案1所述的导航系统，其中所述参考几何路径包括多个参考几何路径，并且其中偏离所述多个参考几何路径中的每个路径的成本被所述主机用来计算所述辅助旅行路线。

方案5. 如方案1所述的导航系统，其中所述呈现设备包括显示屏和扬声器中的至少一种，并且其中所述主机通过显示屏和扬声器中的至少一种来呈现描述所述辅助路线的信息。