[发明专利]用GPS踪迹产生、细化及扩充增量地图

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种用于使用探测数据来更新及扩充数字向量地图的方法，且更明确地说，涉及一种用于使用由一个或一个以上个人导航装置所产生的GPS坐标来改进数字道路及路径地图的方法。

背景技术

导航系统、电子地图(也被称为数字地图)及地理定位装置被旅行者越来越多地用于辅助各种导航功能，比如确定旅行者及/或车辆的总体方位及定向、找到目的地及地址、计算最佳路线及提供实时驾驶引导。通常，导航系统包括较小的显示屏或图形用户接口，其将街道网络描绘成一连串的线段，包括大约沿着每一街道或路径的中心延伸的中心线。旅行者接着可接近此中心线或关于此中心线大体上位于数字地图上。

数字地图生产或更新起来较昂贵，因为展现及处理道路信息代价非常高。勘测方法或数字化卫星图像是通常使用的用于创建数字地图的技术。此外，由于有错误的或不准确的输入源或有缺陷的推理程序，数字地图有可能包含不准确性或系统误差。一旦已创建数字地图，使地图信息保持最新是昂贵的，因为路形随着时间的过去而变化。在世界的一些区域中，数字地图完全不可用。

图1A到1C以公路的形式描绘数字向量地图。图1A表示主要高速公路或驾驶路线。图1B描绘图1A的主要高速公路加上二级公路的互连网络。图1C说明图1B连同三级街道及小巷的经扩充网络的所有信息。结合生产数字地图所要求的费用及努力，如参考这些图将了解可能是这样的情况：现存道路地图或网络在其描绘给定区域内的所有道路或路径方面是不完整的。此外，由于网络的演化性质，其可包括但不限于道路或路径，随着时间的过去可发生变化，使得现存数字地图可能不再准确地描绘当前情况。

在图2中，数字向量地图包含结点J及线段w₁…w₉。它们一起组成具有若干额外性质的曲线图。结点J是节点，且线段w是曲线图的边缘。对于单向地图，曲线图是定向的，且对于双向地图，曲线图是无向的。每一线段w连接两个结点J。相反，在每一结点J中会合仅一个或最少三个线段w。(仅在例外情况下将是两个线段会合成一个结点)。结点J及线段w经常与若干属性相关联，包括(举例来说)权重值、亮度及航向。线段w的几何形状常常被描述为多边形的链(也被称为多角曲线、多角路径或分段线性曲线)。或者也可使用像凹线、圆环段或回旋曲线等其它曲线。然而，因为每一曲线可通过多边形链(经常使用多边形链)十分准确地近似表示。因为多边形链界定曲线的形状，所以多边形链的顶点或节点被称为形状点SP。当然，在适当情况下，将形状点SP改变为结点J是可能的，举例来说如果属性变化。

图3说明数字向量地图的局部部分，在这种情况下，双向道路支持双向交通。10处指示道路的主干线，且12处指示从所述主干线10大体上垂直延伸的支路。举例来说，已知从有集成GPS功能性的低成本定位系统及手持式装置及移动电话取得探测数据输入，以用于使用某一聚集技术来递增地获悉地图。待处理的输入由以标准ASCII流的形式记录的GPS踪迹组成，所述标准ASCII流几乎被所有现存的GPS装置支持。输出是呈具有节点及以旅行时间信息加注的边缘的有向图的形式的公路地图。旅行者适当地配备有导航装置，且穿越主干线10及支线12结点可因此创建像在图2中展示的具有以规则距离创建的节点的踪迹地图。所述节点及边缘存储在数字向量地图表或数据库中。使用代表增量方法的此技术可推断出公路的几何形状，且收集到的数据点由过滤及分割算法细化。为了更完整地论述此技术，参考“用GPS踪迹产生增量地图(Incremental Map Generaltion with GPS Traces)”，Bruüntrup，R.，Edelkamp，S.，贾尔巴·S(Jabbar，S.)，肖尔兹·B(Scholz，B.)，2005年在奥地利维也纳市举办的第8届国际IEEE会议关于智能运输系统的会报，第413到418页。

由特拉阿特拉斯B.V.(Tele Atlas B.V.)的H.-U.Otto及O.Schmelzle基于本地方法而开发的其它技术从探测数据产生新的公路网络。本方法是基于跟踪每一踪迹且在分离的踪迹点周围查找缓冲器以建立线段。新的网络元素，例如道路或路径是依据缓冲器内部的数据点分布及相关联的向量方向而产生。虽然此技术在使用GPS踪迹或其它探测数据产生新的地图方面有用，但是不大适合改进现存的网络。

因此，需要一种改进的方法来接收例如来自具有GPS功能的导航装置的探测数据等探测数据，以用于改进现存网络及产生新的网络元素，例如用在制作数字地图的实践中。

发明内容