专利名称：兼容左右侧通行的汽车导航装置及道路探索方法
技术领域：
本发明属于汽车导航技术领域，特别涉及一种兼容左右侧通行的汽车导航装置及道路探索方法。
背景技术：
在现有技术的汽车导航系统中，在进行路径探索时，采用存储在导航地图数据中的道路数据，根据实时的道路交通信息以及从现在位置到任意地点道路属性和交叉点属性，计算出从出发地到任意地点的路径的总权值，然后，在到目的地的所有的权值计算结束的时候，连接总权值最小的路径，作为从现在位置到目的地的最佳路径。
上述提到的路径总权值是表示道路通行能力的评价值，它受到道路距离、道路宽度、道路种类等道路属性的影响以及相邻道路的角度，有无信号灯等交叉点属性的影响。由于在目前的汽车导航系统中，汽车导航系统所使用的地图数据中提供的道路信息都遵循一种道路通行规则，因此在计算路径的权值的时候并没有考虑道路通行规则的变化。例如在中国大陆境内使用的汽车导航系统会遵循右侧道路通行规则，导航控制装置在进行路径探索时，会降低向右拐的道路的探索权值，即优先选择右拐的道路，这样会降低通行时间，节约通行成本，符合用户的驾驶习惯。
但是如果汽车导航系统所使用的地图数据中同时存在遵循两种道路通行规则的道路数据，那么目前的汽车导航系统不会区分道路通行规则，即将右侧通行区域内使用的汽车导航系统在左侧通行区域内进行道路探索时，仍然会优先选择右拐的道路，这样计算出来的路线质量很差，增大了通行时间和通行成本，无法满足用户的需求。例如在一套地图数据中同时保存了中国大陆的道路数据和中国香港的道路数据，中国大陆是使用右侧道路通行规则，中国香港是使用左侧道路通行规则，如果出发地位于中国大陆境内，目的地位于香港，那么目前的汽车导航系统在香港区域进行路径探索时，系统仍然默认为使用右侧通行规则，这样计算出来的路线质量很差，有可能是一条非常绕远的道路。
发明内容
针对现有汽车导航系统不能对存在不同道路通行规则进行正确道路探索的问题，本发明提供一种可以对同时存在不同的道路通行规则的道路进行道路探索的汽车导航装置及道路探索方法。
本发明的汽车导航装置包括现在位置检测装置、显示部件、数据存储装置、操作输入部件和导航控制装置。
其中导航控制装置中含有道路计算部分，道路计算部分包含道路权值计算模块，该权值计算�？槟芄灰谰莸缆肥粜越械缆啡ㄖ导扑阋约耙谰萁徊娴闶粜越薪徊娴闳ㄖ档募扑�。在存储装置中包含有导航地图数据，该地图数据所存储的道路属性数据保存有左右不同的通行规则。
现在位置检测装置通过接收从多个GPS卫星发射的无线电波，按照接受的波的时间差计算三维(3D)位置(例如纬度、经度、高度)，并通过检测出的用户的移动方向的方位及当前车辆的速度，可以较精确的计算出当前汽车的现在位置和现在时刻，同时将这些信息提供给导航控制装置。
操作输入部件采用携带式�？仄�、触摸屏式的液晶面板、面板按键或Multi-Jog，通过用户的操作，将必要的信息例如地图显示、设置路径探索条件、设置道路引导信息以及需要用户确认的信息等提供给导航控制装置。
导航控制装置可以利用从存储装置中读入的地图数据、用户利用输入装置生成的目的地以及现在位置检测装置提供的信息，来探索一条经路，生成道路引导信息以及实现导航系统的其他功能。
显示部件是显示导航控制装置提供的信息，例如地图、车辆位置，探索经路、引导信息等，以及需要用户确认的信息；存储装置中，采用硬盘、CD、DVD保存静态的原始导航地图信息，采用硬盘、Flash Rom、SRAM、PC Card来保存导航控制装置运行过程中所使用的临时信息。
本发明方法包括以下步骤①设定目的地；②提取包含有左右侧通行规则的道路属性及交叉点属性，分别计算道路权值和交叉点权值；③连接总权值最小的路径作为出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
其中道路权值的计算方法一般可以参考如下LC＝f1(L0)+f2(W0)+f3(T0)； (1)NC＝K×t0×[2+COS(θ-π)]+t1×(1-B0×B1)+(T+t2)×S； (2)
RoadCost＝LC1+NC1+LC2+NC2+……+LCn+NCn；(3)公式(1)中f——表示函数关系式；LC——表示道路权值；L0——表示道路长度；W0——表示道路宽度；T0——表示道路种别；公式(2)中NC——表示交叉点权值；θ——表示交叉点连接的两条道路的角度，标识道路方向，θ＞0表示位于当前探索道路右侧的道路，θ＜0表示位于当前探索道路左侧的道路；T——表示信号灯的周期，单位为秒B0——表示当前探索道路的道路通行规则，右侧通行为1，左侧通行为-1；B1——表示接续探索道路的道路通行规则，右侧通行为1，左侧通行为-1；S——表示交叉点路口有无信号灯；t0——表示通过交叉点的时间，单位为秒，根据经验值可以为90；t1——表示通过分界点的时间，单位为秒，根据经验值可以为600；t2——表示等待信号灯的时间，单位为秒，根据经验值可以为10；K——表示系数，它的值由下列情况决定右侧通行区域系数关系式θ>0K=1θ<0K=2]]>左侧通行区域系数关系式θ>0K=2θ<0K=1]]>公式(3)中RoadCost——表示从探索始点到探索终点的权值总和；道路权值的计算方法如下所述
在进行道路探索的过程中，对每条备选道路，导航控制装置会从导航地图数据中取得该道路的道路属性，根据道路属性中保存的道路长度L0、道路宽度W0和道路种别T0，利用公式(1)计算出每一条备选道路的道路权值LC；对每个备选交叉点，导航控制装置还会从导航地图数据中取得该交叉点的属性，根据交叉点属性中保存的交叉点连接的两条道路的角度θ，交叉点有无信号灯S进行交叉点权值的计算，并且还要考虑从道路属性中取得交叉点连接的两条道路的通行规则B0和B1，即如果获知交叉点连接的两条道路的通行规则是右侧通行，则将根据右侧通行区域系数关系式得到的系数K的值代入公式(2)中，这样计算出的右拐道路的交叉点权值NC会降低；如果获知交叉点连接的两条道路的通行规则是左侧通行，则将根据左侧通行区域系数关系式得到的系数K的值代入公式(2)中，这样计算出的左拐道路的交叉点权值NC会降低，由上述可知，通过公式(1)可以计算出每一条备选道路的道路权值LC，通过公式(2)可以计算出每一个备选交叉点的交叉点权值NC，然后通过公式(3)计算出总权值，最后，在到目的地的所有的道路权值和交叉点权值计算结束的时候，连接总权值最小的路径，作为从现在位置到目的地的最佳路径。
本发明方法在涉及到选择分界点时，按以下步骤进行①预先保存分界点信息；②设定目的地；③判断出发地与目的地所使用的通行规则是否一致；④导航控制装置从存储装置中提取分界点个数进行判断；⑤在分界点个数为一个以上时，导航控制装置从存储装置中提取分界点信息并通过显示部件提供给用户，由用户通过操作输入部件设置一个分界点作为经由地；⑥提取包含有左右侧通行规则的道路属性及交叉点属性，分别计算从出发地到经由地、从经由地到目的地的道路权值和交叉点权值；⑦连接从出发地到经由地总权值最小的路径、从经由地到目的地总权值最小的路径作为从出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
首先，导航控制装置会预先保存区域间的分界点信息。然后，如图4所示，当用户设定目的地之后，导航控制装置分别取得距离出发地和目的地最近的道路L1和L2，并且从导航地图数据中取得两条道路的道路属性，通过比较道路属性中保存的道路行驶规则就可以判断出出发地和目的地所在区域是否遵循同样的道路行驶规则；如果目的地所在区域的道路行驶规则与出发地所在区域的道路行驶规则不同，则导航控制装置会取得区域间的分界点信息，在区域间只存在一个分界点的情况下，导航控制装置按照上述权值计算方法来完成区域间的道路探索；在区域间存在多个分界点的情况下，导航控制装置会提示用户区域不同，是否需要指定一个分界点作为经由地来进入不同区域。
在用户指定一个进入不同区域的分界点的情况下，导航控制装置将用户指定的分界点设置成经由地进行道路探索。即在进行从出发地到目的地的道路探索的过程中，首先按照上述权值计算方法计算出从出发地到用户指定分界点的总权值最小的路，然后按照上述权值计算方法计算出从用户指定分界点到目的地的总权值最小的路；最后连接两段总权值最小的路作为从出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
在用户不指定进入不同区域的分界点的情况下，则按照上述权值计算方法来完成区域间的道路探索。
本发明的装置及方法可以进行使用不同道路行驶规则的区域间的道路探索，使道路探索的功能更加完善，不会受到道路行驶规则不同的限制。
图1为本发明装置结构示意图；图2为根据道路属性，不考虑区域间分界点信息进行道路探索的软件流程图；图3为根据道路属性，考虑区域间分界点信息进行道路探索的软件流程图；图4为用户选择分界点作为经由地界面；图5为出发地和目的地使用不同通行规则的区域示意图。
具体实施例方式
本发明的汽车导航装置如图1所示，包括现在位置检测装置S1、显示部件S2、存储装置S3、操作输入部件S5和导航控制装置S6。
其中导航控制装置S6中含有道路计算部分S7，道路计算部分S7包含道路权值计算�？椋玫缆啡ㄖ导扑隳？槟芄灰谰莸缆肥粜越械缆啡ㄖ导扑阋约耙谰萁徊娴闶粜越薪徊娴闳ㄖ档募扑�。在存储装置S3中设有导航地图数据S4，该地图数据S4所存储的道路属性数据含有左右不同的通行规则。
现在位置检测装置S1通过接收从多个GPS卫星发射的无线电波，按照接受的波的时间差计算三维(3D)位置(例如纬度、经度、高度)，并通过检测出的用户的移动方向的方位及当前车辆的速度，可以较精确的计算出当前汽车的现在位置和现在时刻，同时将这些信息提供给导航控制装置S6。
操作输入部件S5采用携带式遥控器、触摸屏式的液晶面板、面板按键或Multi-Jog，通过用户的操作，将必要的信息例如地图显示、设置路径探索条件、设置道路引导信息以及需要用户确认的信息等提供给导航控制装置S6。
导航控制装置S6可以利用从存储装置中读入的地图数据、用户利用操作输入部件S5设置的目的地以及现在位置检测装置S1提供的信息，来探索一条经路，生成道路引导信息以及实现导航系统的其他功能。
显示部件S2是显示导航控制装置S6提供的信息，例如地图、车辆位置，探索经路、引导信息等，以及需要用户确认的信息；存储装置S3中，采用硬盘、CD、DVD保存静态的原始导航地图信息，采用硬盘、Flash Rom、SRAM、PC Card来保存导航控制装置运行过程中所使用的临时信息。
实施本发明的方法，采用上述本发明的汽车导航装置。
例1根据道路属性直接进行道路探索如图2所示，S20表示用户通过图1中导航控制装置S6的操作输入部件S5设置了目的地，导航控制装置S6开始进行道路探索，S21和S22表示在探索过程中，导航控制装置S6从地图数据S4中取得每条备选道路的包含有左右侧通行规则的道路属性和每个备选交叉点的交叉点属性，根据上述权值计算方法计算道路权值和交叉点权值，S23表示在到目的地的所有的道路权值和交叉点权值计算结束的时候，连接总权值最小的路径，作为从现在位置到目的地的最佳路径。
例2根据道路属性，进一步考虑选择区域间分界点进行道路探索如图3所示，S30表示导航控制装置S6预先保存区域间分界点信息，S31表示用户通过图1中导航控制装置S6的操作输入部件S5设置了目的地，在S32中，导航控制装置S6会分别取得距离出发地和目的地最近的道路，例如图5所示，距离出发地最近的道路为L1，距离目的地最近的道路为L2。S33表示从导航地图数据S4中分别取得两条道路的道路属性，根据道路属性中提供的道路行驶规则，可以获知两条道路是否使用相同的道路行驶规则，在S34中，如果出发地和目的地是使用不同的道路行驶规则，则导航控制装置S6会取得区域间分界点信息，判断区域间是否只存在一个分界点，在区域间只存在一个分界点的情况下，导航控制装置S6会根据道路属性中提供的道路行驶规则进行从出发地到目的地的道路探索，最终提供给用户期望的道路。在S35中，在区域间存在多个分界点的情况下，导航控制装置S6会通过显示部件S2提供给用户所有可供选择的进入不同区域的分界点列表，如图4所示，分界点列表中包括分界点A和分界点B，在S36和S37中，用户指定了一个进入不同区域的分界点，则导航控制装置S6会将此分界点设置成经由地，在S38中，道路计算部分S7根据道路属性中提供的道路行驶规则进行从出发地到经由地和经由地到目的地的道路探索，最后连接总权值最小的两段道路作为最佳路径提供给用户。在S39中，用户没有指定进入不同区域的分界点，或者在出发地与目的地使用相同行驶规则的情况下，则导航控制装置S6会根据道路属性中提供的道路行驶规则进行从出发地到目的地的道路探索，最终提供给用户期望的道路。
权利要求
1.一种兼容左右侧通行的汽车导航装置，包括现在位置检测装置、显示部件、存储装置、操作输入部件和导航控制装置，现在位置检测装置通过接收从多个GPS卫星发射的无线电波，按照接受的波的时间差计算三维位置，并通过检测出的用户的移动方向的方位及当前车辆的速度，计算出当前汽车的现在位置和现在时刻，并将这些信息提供给导航控制装置；操作输入部件通过用户的操作，将探索道路必要信息提供给导航控制装置；导航控制装置利用从存储装置中读入的地图数据、用户利用操作输入部件设置的目的地以及现在位置检测装置提供的信息，探索一条经路，生成道路引导信息，实现导航控制功能，其特征在于该导航控制装置中道路计算部分设有道路权值计算�？椋萌ㄖ导扑隳？槟芄灰谰莸缆肥粜越械缆啡ㄖ导扑慵耙谰萁徊娴闶粜越薪徊娴闳ㄖ导扑悖辉诖娲⒆爸弥邪械己降赝际荩玫赝际菟娲⒌牡缆肥粜允荼４嬗凶笥也煌耐ㄐ泄嬖�。
2.权利要求1所述汽车导航装置的道路探索方法，其特征在于包括以下步骤①设定目的地；②提取包含有左右侧通行规则的道路属性及交叉点属性，分别计算道路权值和交叉点权值；③连接总权值最小的路径作为出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
3.权利要求1所述汽车导航装置的道路探索方法，其特征在于包括以下步骤①预先保存分界点信息；②设定目的地；③判断出发地与目的地所使用的通行规则是否一致；④导航控制装置从存储装置中提取分界点个数进行判断；⑤在分界点个数为一个以上时，导航控制装置从存储装置中提取分界点信息并通过显示部件提供给用户，由用户通过操作输入部件设置一个分界点作为经由地；⑥提取包含有左右侧通行规则的道路属性及交叉点属性，分别计算从出发地到经由地、从经由地到目的地的道路权值和交叉点权值；⑦连接从出发地到经由地总权值最小的路径、从经由地到目的地总权值最小的路径作为从出发地到目的地的最佳路径提供给用户。
全文摘要
兼容左右侧通行的汽车导航装置及道路探索方法，属于汽车导航技术领域，其装置包括现在位置检测装置、显示部件、存储装置、操作输入部件和导航控制装置，其特点是导航控制装置中道路计算部分设有权值计算模块，可依据道路属性及交叉点属性进行道路及交叉点权值计算，在存储装置中包含的导航地图数据所存储的道路属性数据保存有左右不同的通行规则；其方法在于采用此导航装置，能够提取含有左、右侧通行规则的道路属性及交叉点属性，进行道路权值及交叉点权值计算，选择总权值最小的路提供用户。本发明可进行使用左右不同通行规则的道路探索，导航功能更加完善。
文档编号G01C21/34GK1948909SQ20051004740
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月14日 优先权日2005年10月14日
发明者李锋, 朱育松, 于泳江 申请人:沈阳东软软件股份有限公司
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