[发明专利]使用离散全球网格系统进行位置表示的系统和方法

说明书

球面三角形在平面表面上的嵌入允许将球体上的位置表示为平面表面上的单元格。嵌入可以基于球体上的一组或多组大圆来限定路径，而大圆又可以基于二十面体绕各种轴的旋转。与需要浮点运算的传统的基于纬度/经度的系统不同，位置之间的距离以及位置本身可以被确定为整数值。一些位置对应于由一组或多组大圆限定的不同路径上的单元格。可以将两个位置之间的距离估计为与不同路径上的单元格位置相关联的距离中的最小值。用于处理相对于三维空间中的原点限定的数据的方法包括：建立一组以原点为其起始点的同心球形壳体；和在每个同心球壳上建立离散全球网格。使用在球形壳体上的相应索引在三维空间中分配目标位置。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年3月6日提交的美国临时申请第62/639,285号的权益，其公开内容在此通过引用以其整体并入。

技术领域

本公开涉及基于位置的数据的存储和处理。

背景技术

通常使用纬度和经度来建立车辆的位置，纬度和经度可以通过例如从全球定位系统(GPS)卫星接收的多个导航信号之间的时间差来计算。然后，使用计算出的纬度和经度来确定位置之间的路线和距离。

尽管基于纬度/经度的定位系统可以提供合适的距离和位置估计，但是这样的系统往往过于复杂，并且相关的位置/距离计算需要浮点(实数)运算。这些纬度和经度计算比涉及处理器非常适合的整数值的计算占用更多的处理器资源。另外，由于实数的存在，所以建立和更新包括位置相关信息的数据库变得很复杂，并且地球物理数据和其他位置相关数据的布置可能需要仅提供浮点数处理的附加处理器能力。需要改进的系统和方法。

发明内容

用于处理相对于球形表面限定的数据的计算机实现的方法包括：将球形表面上的目标单元格分配给相关联的球形数据值；和基于所选的大圆路径和单元格取向，建立覆盖球形表面的至少一部分的网格。网格的至少一部分被嵌入在平面表面上，并且确定被嵌入的网格中的与球形表面上的所分配的目标单元格相对应的单元格。在一些示例中，所分配的目标单元格是第一目标单元格，并且该方法还包括：确定被嵌入的网格中的与球形表面上的第二目标单元格相对应的单元格；和估计从第一目标单元格到被嵌入的网格中的第二目标单元格的距离。在其他示例中，估计从第一目标单元格到被嵌入的网格中的第二目标单元格的多个距离，并在多个距离中选择最短的距离。在一些情况下，显示被嵌入的网格中的相关联路径。在其他可替代方案中，建立包括在单个网格分辨率下的单元格的单元格阵列或单元格的分层阵列。在另外的进一步示例中，处理器被联接以基于一个或多个球面三角形在平面上的嵌入来建立分层网格，并且单元格阵列基于至少一组大圆路径。在某些情况下，大圆路径与I类、II类或III类大圆或其组合相关联。在特定示例中，单元格阵列是单元格的分层阵列，其包括与第一分辨率和第二分辨率相关联的单元格。在进一步的实施例中，目标单元格位于所选的最小公分母三角形中。在其他代表性示例中，目标单元格被分配整数坐标，并且基于整数坐标，将到第二单元格的距离确定为整数值。导航系统包括：位置接收器，其被定位成检测多个位置信号；以及处理器，其被联接到位置接收器，以基于检测到的位置信号来建立位置，将所建立的位置分配给单元格阵列中的单元格，其中，单元格阵列包括位于由二十面体的表面的至少一部分的嵌入而限定的路径上的单元格，二十面体的表面的至少一部分与球形表面的相关联部分相对应，并且基于与所建立的位置相关联的单元格以及与目的地相关联的目的地单元格来估计从所建立的位置到目的地位置的距离。在一些示例中，单元格阵列限定在单个网格分辨率下的单元格或单元格的分层网格，并基于与单元格相关联的坐标确定距离，这些单元格与位置和目的地相关联。在典型示例中，位置接收器是GPS接收器，并且处理器被联接以基于将一个或多个球面三角形嵌入到平面上来建立分层网格。在进一步示例中，目的地位置与多个路径相关联，并且估计的距离是由多个路径限定的距离中的最小距离。在一些示例中，单元格阵列基于至少一组大圆，并且大圆是I类大圆、I类和II类大圆、I类和III类大圆或其组合。在实际示例中，位置被建立为经度和纬度，并且单元格阵列是单元格的分层阵列，其包括与第一分辨率和第二分辨率相关联的单元格。在典型示例中，与所建立的位置相关联的单元格位于所选的最小公分母三角形中。