CN100588909C - 使用标记变更线绕过交通障碍的路径计算系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种包括能够使用标记变更线避开交通事件的路径计算模块的车辆导航系统。该导航系统包括被用于模拟可能在通往行程终点的该路径沿线发生的交通事件的模拟模块。变更线模块被用于计算避开该路径沿线可能发生的交通事件的多条标记变更线。如果该路径沿线发生交通事件，所述路径计算模块仅仅查找含有标记变更线的公路来确定一条绕过该交通事件的替代路径。

Description

使用标记变更线绕过交通障碍的路径计算系统和方法

技术领域

本发明一般涉及车辆导航系统且，更具体地涉及，通过使用一种标记变更线简化绕过交通障碍的路径计算。

背景技术

在车辆工业里，车辆导航系统正变得逐渐普及。典型的车辆导航系统可以包括安装在车辆上某一位置处的一个全球定位系统(“GPS”)接收器。GPS接收器能够与基于卫星的全球定位系统或其它局部定位系统进行通讯。GPS接收器获得地理位置信息，此地理位置信息被转换为某种显示形式，为给车辆操作者指明车辆相对于给定地图数据库上的先前确定的参考点或其它已知陆标的位置。其它系统和设备也可以被用来确定车辆的地理位置。

典型车辆导航系统也可以包括数字地图数据库，此数据库内含有数字化地图信息，此信息可以被一种设计用以处理与地图相关的函数的导航计算机所处理。地图匹配模块可以被用来将定位模块测得的位置或轨迹，与数字地图数据库提供的地图上的跟地点或路径相关的位置进行匹配。定位模块可以接收来自GPS接收器的信息。

典型车辆导航系统也可以含有一个人机界面模块，此模块向用户提供一种与所述导航系统进行交互的方式。借助于用户的直接解释，可视显示器典型被用于将信号转换成实时可视图像。同样，显示器被使用提供可见驾驶建议，此建议通常是通过显示器上产生的数字地图来传达。显示器自身是一种典型的电光设备，如：液晶显示器(“LCD”)、阴极射线管(“CRT”)显示器、电致发光显示器(“ELD”)、平视智能显示器(“HUD”)、等离子体显示板(“PDP”)、真空荧光显示器(“VFD”)或触摸屏显示器。

路径规划模块也可以被包括在内，被用在行程前或行程中规划路径。一种被普遍使用的技术是去发现一条最小旅行成本路径，此技术被设计用来使行程距离量和与到达预定目的地相关的成本最小。还有其它技术：如果选用了专用道路，则可以合计所需时间，或利用路径上相关的交通拥塞信息来计算可以避开交通拥塞的路径。路径导引模块也可以被包含在内，被用来引导驾驶员沿由路径规划模块产生的路径行进。利用显示器上的可视驾驶员建议，可产生典型的实时或途中导引，并且这些导引也可以包括声学驾驶员建议。

如果在已规划的路径上有交通拥塞或其它障碍的报道，车辆导航系统将不得不去寻找偏离于规划路径的绕行路径，这大概需要利用次要道路。由于有限的时间和内存的原因，当前的路径算法不可能检查每一条道路看其是否对最佳替代路径有用。标准搜索仅考虑由行程起点至目的地之间更长距离的主要道路，并典型地仅考虑行程起点和终点附近的更小道路。这样，如果最佳替换路径需要进行局部偏移而绕过更小道路上的障碍，车辆导航系统应该能够定位这些更小道路的位置。

对长路程进行计算可以通过将道路网细分为各种功能性道路等级而被完成。当前在导航设备上被使用的旅程路径技术仅搜索最重要的道路连接。这些技术不能发现可取的替代路径。这样，导航设备大概会坚持最初被计算而得到的，但被一个或更多的交通障碍或事件破坏了的路径。

发明内容

本发明提供一种车辆导航系统，其包括能够利用标记变更线避开交通事件或障碍的路径计算模块。这种车辆导航系统可以包括导航控制单元，此单元可以与显示器、用户输入设备、数字地图数据库、定位系统、存储设备和交通事件通告设备相连。该显示器可以被用来产生数字地图数据库中所含的道路网络的图形显示，其可被用来指引驾驶员沿一路径到达预定目的地。另外，如果所述显示器含有触摸屏，该显示器可以作为输入设备被使用。用户输入设备可以被驾驶员用来输入旅程目的地信息及其它车辆驾驶员所希望的旅行选择或是限制。

数字地图数据库可以被放在CD-ROM、硬盘存储设备或任何其它合适的存储介质上。数字地图数据库可以含有连接各种各样地理地点的道路网络的数字地图，也可包括其它类型的数据。特别是，数字地图数据库可以含有关于公路网络地图内含有的各种车行道或公路的功能性道路等级信息。功能性道路等级可以采用许多不同的类别来指定道路，例如：州际的、汽车高速公路、收费公路、城市街道、市内干线、乡村街道、邻街等等。其它道路数据也可以被包含在数字地图数据库内，诸如：巷号标记及与各条道路相关的速度限制指示。

数字地图数据库可以根据地理坐标及许多依照这些地理坐标定位的公路而被产生。将地图转换为数字地图数据库的过程可以被称作地图转换。任意给定区域的地图将包含许多驾驶员可以经其而通往目的地的车行道。这些车行道可以被分类到上面提到的功能性道路等级中的一种，或其它类型的功能性道路等级。

在地图转换过程中，包含于数字地图数据库内的各自节点间或车行道路段上的许多障碍或交通事件被模拟。出于本发明的目的：节点或线段可以被认为是地图要素。交通事件模拟模块可以被用来模拟可能会在车行道的各自节点间或路段上发生的交通事件。另外，交通事件模拟模块可以被用来模拟多段车行道沿线上的交通事件。一旦交通事件被模拟，对于道路网络地图中包含的每一车行道路段都可以有至少一个标记变更线被计算。同样，可以产生许多与车行道的单独路段或多个路段相关的标记变更线。除存储在数字地图数据库中的其它数据之外，标记变更线也可被存储于数字地图数据库内。

位于车辆导航系统上的路径导引模块可以被用来指引车辆驾驶员沿已由路径计算模块算得的路径行车。如果车辆导航系统接收到指示沿线的一个或多个路段上已经发生的交通事件的信息，路径计算模块可以查寻与具体路段相关的标记变更线，进而指导驾驶员沿可避开此交通事件的替代路径行进。如上所述，在地图转换处理过程中，当数字地图数据库被产生的时候，与特定路段或道路部分相关的至少一个标记变更线将已经被交通事件模拟模块计算并存储在数字地图数据库内。

存储器装置被用来存储车辆导航系统使用的各种类型数据。行程起点及行程目的地及通向行程目的地的算得路径可以被保存在存储器装置里。另外，在地图转换处理过程中计算得到的标记变更线也可以被保存在存储器装置里。换而言之，标记变更线可以与数字地图一同(作为一部分部分)被存储。可以被车辆导航系统使用的各种其它类型数据及信息可以被保存在存储器装置里。

在地图转换过程中，针对数字地图数据库内含有的每一公路段，会有多个标记变更线被生成。一旦路径已经被算得，车辆导航系统将能够确认出将包含在此路径内的每一个路段。路径计算模块也可以被用来确定与包含在路径内的路段相关的标记变更线。

在本发明的另一个实例中，车辆导航系统也可以包含交通事件模拟模块，此模块被用来模拟由路径计算模块算得的路径沿线可能发生的任何种类的交通事件。交通事件模拟模块可以将路径分割为许多路段，然后创建出这些路段中每一段沿线的模拟交通事件。这些路段可以包含位于两条公路交叉口或任何其它被指定距离间的部分或车行道。

变更模块也可以被包含在内，用于将标记变更线作为由交通事件模拟模块创建的交通事件的函数来计算。标记变更线所包括的道路将帮助车辆驾驶员在正前往行程目的地时避开交通事件或障碍。标记变更线可以包括在到达行程目的地过程中与正被行驶的路段相连接的任何公路。

变更线模块可以使用任何功能性道路等级来避开交通事件，但是路径计算模块将仅仅使用主要公路来为长途行程计算路径。这样，变更线模块可以产生用于进行局部偏离以绕过交通事件或障碍的标记变更线，这些标记变更线利用的是能够避开交通事件更小或局部公路。当变更线模块已经确定了标记变更线后，这些变更线可以被保存在存储器装置里以备车辆导航系统以后使用。

如果在驶往目的地中，导航控制单元接收到交通事件通告设备发出的通知，指出在前方的路段上有交通事件发生，路径计算模块将优选地搜索被保存在内存中针对此特定路段的标记变更线来找到一条避开这个交通事件的路径。这样，被包含在此特定地理区域公路网络地图内的所有其它公路将被路径计算模块忽略。通过忽略那些不曾被标记的公路，同时允许导航控制单元专注于标记变更线，就可以节省时间和处理能力。

经过对下面附图和详细说明的察看，本发明的其它系统、方法、特征及优势对于此技术领域内的技术人员将是，或将变得明白。其意图在于将所有这样的附加系统、方法、特征及优势包括在本描述内，归属于本发明范围，并由下面的权利要求所保护。

附图说明

参考下面的附图和说明，能够更好地理解本发明。附图中的组件不必按比例放缩，其重点在于阐明本发明的原理上。而且在这些附图中，相同的附图标记指示在所有不同视图中均指示相应部分。

图1是车辆导航系统的方框图；

图2是位于图1所示设置在车辆导航系统的导航控制单元上的应用模块方框图；

图3是一幅说明性公路网络地图，其示出了多条公路段，其被归类为几种类型的功能性道路等级；

图4是一幅说明性公路网络地图，其说明由变更线模块计算得到的针对交通事件的标记变更线；

图5是说明在计算和使用标记变更线时，导航系统所执行的示范性处理步骤流程图。

具体实施方式

在图1中，具有路径计算模块，能够确定出避开交通障碍或事件的标记变更线的导航系统100

被描述。如图所示，导航系统100包括导航控制单元102，此单元包括了编程用来计算起点到终点路径的软件模块。尽管没有被专门地说明，但导航控制单元102可以包括中央处理单元(“CPU”)、系统总线、随机存取存储器(“RAM”)、I/O适配器，此适配器用于连接周边设备如：硬盘驱动器、CD-ROM驱动器、通信适配器和显示适配器。各种不同的计算设备和组件可以被利用来提供导航控制单元102的功能。

导航控制单元102可以被连接到显示器104上。在一个实例中，显示器104可以是一种同时起到显示器和用户输入设备作用的触摸屏显示器。然而在另一个实例中，导航控制单元102可以与用户输入设备106连接。用户输入设备106可以是袖珍键盘、个人计算机、膝上型计算机、掌上电脑、个人数字助理、无线访问设备或电话，或任何其他能够允许导航系统100的用户在操作过程中输入数据的设备类型。

如果用户输入设备106以无线方式与导航控制单元102进行通讯，则导航控制单元102和用户输入设备106都可以与能够在用户输入设备106和导航控制单元102之间来回传送必需数据的无线通讯设备进行连接。一些将用户输入设备106与导航控制单元102连接起来的可说明方法可以被使用，如：红外、蓝牙、无线局域网、通用串行总线、光纤、直连线、并口、串口及串连网络连接。

又如图所示，导航控制单元102可以被连接到数字地图数据库108。数字地图数据库108可被保存在硬盘存储设备、CD-ROM，或任何其它适合的存储介质上。数字地图数据库108包含不同地理位置的公路网络数字地图以及其它类型的数据。数字地图数据库108允许导航控制单元102显示含有公路网络的地理位置地图，能够使用街道地址或附近的十字路口来帮助定位地址或目的地。另外，数字地图数据库108可以帮助计算行程路径、能够将传感器测得的车辆轨迹与已知的公路网络进行匹配以便更准确地确定车辆的真实位置；或是提供行程信息，如：公路分级数据、旅行导航、陆标、旅店及餐馆信息。

导航控制单元102也可以与至少一个定位系统110连接。定位系统110可以被用来确定其内安装有部分导航系统100的车辆的地理位置或是坐标。另外，定位系统110可以确定车辆的轨迹。定位涉及车辆在地球表面地理坐标的确定。知道了车辆的位置和轨迹则允许导航控制单元102确定车辆相对于公路网络地图的准确位置。导航控制单元102也能够通过了解车辆的地理位置和轨迹而为车辆驾驶员提供操作指导。

可以被使用的三种示范性定位系统110包括独立的系统、基于卫星的系统、和基于地面无线电的系统。航位推测系统就是一种可以被导航系统100所使用的说明性独立系统。可以被使用的基于卫星的系统涉及为车辆装配全球定位系统(“GPS”)接收器或任何其它使用卫星来确定地理位置的系统类型。基于地面无线电的系统是一种使用测量技术来确定车辆位置的系统。三种被普遍使用进行地面定位的测量技术是到达时间(“TOA”)、到达角(“AOA”)及达到时间差(“TDOA”)。上面所讨论的所有实例定位系统以及其它系统的组合体可以被导航系统100所使用。

无线访问设备112可以与导航控制单元102连接。在一个实例中，无线访问设备112能被用来将导航控制单元102与导航服务器114连接起来。在该例中，路径计算和数据存储可以由导航服务器114来完成。该实施例代表一种基于服务器的解决方案，其中的大部分处理过程发生在导航服务器114上，而与车辆导航系统100中由导航控制单元102完成此任务的方案相反。导航控制单元102可以利用无线访问设备112登录到导航服务器114上。无线数据传输协议(如：WAP)可以被使用来将由导航服务器114产生的数据和路径规划信息传送到导航控制单元102上。

导航控制单元102也可与内存存储器设备116相连接。内存存储器设备116可以被用来存储导航系统100所使用的各种类型的数据。行程起点和行程终点可以被保存在内存存储器设备116内。另外，达到行程目的地的路径也可以被保存在记忆装置设备116内。正如下面所详细阐明的那样，由导航系统100计算得到的标记变更线也可以被保存在内存存储器设备116里。作为其他选择，内存存储器设备116可以与导航服务器114关联。相关数据的保存可以与导航服务器114有关。利用无线访问设备112，数据随后可以被传输到导航控制单元102上。

导航系统100也可以包括接收输入的交通事件告示的交通事件通告设备118。交通事件通告设备118可以与导航控制单元102连接。导航控制单元102可以利用接收到的来自交通事件通告设备118的信号，来动态地为其内安装有导航系统100的车辆选择路径，以绕过可能处于驾驶员前方的交通障碍或事件。几种不同类型的交通事件通告设备118可以被导航系统100所使用。

在图2中，导航控制单元102可以包括数字地图数据库108。数字地图数据库108含有能够被导航控制单元102或导航服务器114读取和使用的预定格式的地图信息。导航控制单元102可以使用地图信息以获得地图相关功能，例如：确定和提供位置、地址信息、公路分类、公路限制、公路名称、交通规定、旅行信息等等。数字地图数据库108也可以含有各种地理位置的公路网络地图。公路网络地图可以包括那些构成了车辆所使用的，往预定目的地行进的公路的节点和路段。这里所用的节点可以被定义为公路十字路口或是存在公路出口的地方，并且路段被定义为公路节点间的公路部分。

定位模块200可以被包括在使用定位设备110确定车辆地理位置和轨迹的导航控制单元102上。如上所述，几种不同的定位设备110可以被用来确定车辆的轨迹及地理位置。定位模块200可以包括一种累加算法，其利用各种定位设备110产生的输出信号来确定车辆的准确地理位置和轨迹。

一旦车辆的地理位置和轨迹被确定下来，地图匹配模块202则可以被使用将车辆的地理位置与用数字地图数据库108产生的公路网络地图上的位置相匹配。地图匹配模块202的地图匹配算法可以被用来将车辆置于公路网络地图的正确位置上。地图匹配模块202通过将车辆轨迹和位置与数字地图数据库108内存有的地图数据对比，能够把定位模块200确定的车辆位置和轨迹关联到公路网络地图上。

导航控制单元102也可以包括路径计算模块204。路径计算是在到达目的地的行程前或行程中规划路径的过程。路径计算模块204可以使用最短路径算法来确定由行程起点至行程目的地的推荐路径。在基于服务器的解决方案中，导航服务器114也可以含有路径计算模块204。不同的最短路径算法和最短路径算法的变体，连同其它类型的算法都可以被使用在导航系统100中。

最短路径算法也可以包括使用规划准则来规划路径的路径最优化模块。任何给定路径的质量可能依赖于许多因素和选择准则，诸如：距离、公路类型、速度限制、位置、车站数目、转弯次数及交通信息。路径选择准则既可以在制造时被固定下来，也可以通过用户界面模块206被实施。最佳路径的确定使用所述选择准则及从数字地图数据库108检索到的数字公路网络地图来使距离及行程时间最小。导航系统100也可以允许驾驶员交互式地断开和闭合公路网络地图中的节点或线段来计算路径。

在图2中，导航控制单元102也可以包括用户界面模块206。用户界面模块206可以在显示器104上生成一个图形用户界面(“GUI”)。用户界面模块206也可以允许导航系统100的用户与车辆导航系统100交互并将输入资料输入到导航系统100中。如果显示器为触摸屏显示器，用户界面模块206则可以接收来自于显示器104的输入资料。用户输入设备106也可以被用来将输入资料输入到用户界面模块206中。用户输入的资料可以被提供给路径计算模块204，此模块随后将计算出到达驾驶员所输入终点的路径。

导航控制单元102也可以包含路径导引模块208。路径导引模块208可以引导驾驶员沿路径计算模块204生成的路径行进。路径导引模块208可以使用定位模块200、数字地图数据库108及地图匹配模块202来引导驾驶员沿到达其各自目的地的路径行进。路径导引模块208也可以允许用户界面模块206在显示器104上生成一个公路网络地图GUI来进行图解说明车辆正处于公路网络地图上的哪个位置及车辆正行驶的方向。

如图所示，导航控制单元102也可以包括一个适应性路径选择模块210。如上所述，路径计算模块204被用来计算行程起点和终点之间的最短路径。适应性路径选择模块210可以允许用户或车辆的驾驶员根据用户喜好调整路径计算模块204已经计算出来的路径。适应性路径选择模块210可以允许用户断开或闭合公路网络地图中的节点或段。一旦这些节点或段已经被断开或闭合，适应性路径选择模块210可以把此信息传递给路径计算模块204，路径计算模块204随后根据用户的喜好重新计算一条新的通向预定目的地的路径。适应性路径选择模块210也可以确定车辆的新路径。

图2举例说明的导航系统100也可以包括交通事件模拟模块212。交通事件模拟模块212可以模拟被计算出的通向目的地的路径沿线上发生的交通事件。导航系统100也可以包括变更线模块214，此模块被用来计算绕过交通事件模拟模块212模拟出的沿线交通事件的标记变更线。变更线模块214可以随后将这些标记变更线保存在内存存储器116的内存位置上。如果交通事件发生在路径沿线的某一位置上，变更线模块214可以随即被用来检索一条标记变更线来避开此交通事件。在图3中，说明性的公路网络地图300可以被包含在数字地图数据库108内用于特定地理区域。如图所示，公路网络地图300可以包括多个功能性道路等级302-310，由它们组成公路网络地图300。仅仅出于举例说明的目的，功能性道路等级302可以包括州际公路。功能性道路等级304可以由高速公路或是主干高速路构成；功能性道路等级306可以由市内街道构成。另外，功能性道路等级308可以由乡村公路构成；功能性道路等级310可以由邻近街道构成。重要的是要注意到公路网络地图300仅仅是为了进行举例说明的目的，并且其它类型的功能性道路等级可以在其它公路网络地图中存在。这样，图3中所描述的公路网络地图300及其中示出的功能性道路等级不应该被看作是此间描述中提出的本发明的限制，而应该被看作仅具有举例说明意义。

导航系统100可以被驾驶员用来规划可包括行程起点312和行程终点314的路径。导航系统100的路径计算模块204可以被用来规划通向行程终点314的的路径。路径计算模块204可以计算沿路径所用时间最短或是行程距离最短的路径。仅仅出于举例说明的目的，图3中已经由路径计算模块204算得的路径可以由乡村公路316、州际公路318及乡村公路320构成。本例中计算此条路径的原因是车辆驾驶员将在州际公路318上付出大半时间及旅行距离，比较图3中提出的其它公路，这将允许驾驶员行进更快，因此就为驾驶员提供到达行程目的地314的最短行程时间。

图4中，提出了另一说明性的公路网络地图400，其类似于图3中提出的公路网络地图300，然而，功能性道路等级302-310已经被删去以便更好地理解本发明。如上所述，导航系统100包括交通事件模拟模块212，其能够模拟在通往行程终点314的路径上预定数量路段上发生的交通事件。路径沿途主干公路上的每一公路段发生的交通事件都可以被模拟，而且公路段可以被定位在两条公路交叉处或是沿出口离开主干公路处。如一个例子：交通事件模拟模块212可以模拟公路段402-412上发生的交通事件。

在图4中，变更线模块214生成多个标记变更线414，这些变更线避开由路径计算模块204计算得出的正常路径沿线的各公路段上可能发生的交通事件。在图4中，没有包含标记变更线的公路被指定为未标记变更线416。这样，变更线模块214可以计算将避开通往行程终点314的路径沿线可能发生的任意交通事件的替代路径。变更线模块214可以使用任何功能性道路等级来创建标记变更线414，然而传统的路径计算模块204则不可能利用更低级别的公路来规划路径。标记变更线414可以被计算以便开始于交通事件前方预定距离处，并且在交通事件后面的一第二预定距离处结束。

在变更线模块214计算出标记变更线414之后，这些变更线可以被保存在内存存储设备116的某一内存处中。这样，如果驾驶员正沿正常路径向行程终点行进时，有交通事件发生，则路径计算模块204可以不必搜寻该交通事件附近的每一条公路，而是将仅仅寻找一条使用了已经被指定为标记变更线的公路的替代路径。导航系统100通过专注于被标记的公路同时忽略不含有标记变更线414属性的公路，从而节省了避开交通事件的时间。

在图4中，拥塞区域418被提出来作为可能在通往行程终点314的路径上发生交通事件的实例。不用搜索公路网络地图400上的每一条公路，路径计算模块204将仅在事先已经用标记变更线414指定的公路上搜寻能够避开交通事件的替代路径。在此实例中，路径计算模块204可能为车辆驾驶员指定市内街道420用来避开交通事件。然而，其它替代功能性道路等级如：公路、街道、州际公路及高速公路也可以被作为替代路径来避开交通事件。路径计算模块204可以使用提供了最快行程时间和/或最小行程距离的替代路径。路径计算模块204也可以计算替代路径以结束交通事件之后的预定距离，并使驾驶员返回到原路径上。

在图5中，说明了导航控制单元102完成的图解处理步骤。在步骤500处，路径计算模块204可以根据接收到的来自显示器104或用户输入设备106的用户输入资料来计算通往行程终点的路径。路径计算模块204使用数字地图数据库108和地图匹配模块202来确定通向目的地的路径。另外，在计算路径时公路属性也可以被考虑进来，并且典型的路径计算模块204可以选择使驾驶员在可能的最短时间内到达目的地的公路。如果沿此路径是可行的话，这将典型地涉及到主行车道或州际公路的使用，从而更低级的行车道将被忽略或不予采用。另外，驾驶员也可被提供具有路径选择权，其允许驾驶员避开使用可能会有收费站、隧道、或专用汽车高速公路的路径。

当通向目的地的路径已经被计算后，在步骤502处，交通事件模拟模块212会被调用来模拟可能会在沿线上发生的多个交通事件。交通事件模拟模块212通过将路径分为多个路段，并沿这些路段中的每一段或选定数目的路段模拟交通事件的方法来模拟交通事件。路段可以包括的地方是路径沿线两条行车道的交叉处或是有一个由一条行车道通向另一条行车道的出口。另外，交通事件模拟模块212可以通过堵塞路径沿线多个路段来模拟交通事件的组合。

在步骤504处，变更线模块214可以被用来计算针对路径沿线每一个被模拟的交通事件的至少一条标记变更线。标记变更线包括可以被驾驶员用以避开可能会在路径沿线发生的交通事件的替代公路。对于路径沿线每一路段处发生的每一个交通事件，都可能计算出多个标记变更线。另外，变更线模块214在计算标记变更线时可以忽略功能性道路等级，由此允许驾驶员采用更低级别的公路，但在其他情况下，这些公路将不会被路径计算模块204考虑使用。在步骤506处，变更线模块214可以将所有已经被计算出来的标记变更线保存在存储设备116的预定内存位置处。在步骤507处，车辆导航系统100进行监控以确定是否有交通事件发生，如果发生交通事件，车辆导航系统100将继续到步骤508，并且如果没有交通事件发生，车辆导航系统引导驾驶员沿路径前进。

一旦驾驶员开始了通往目的地的行程，交通事件通告设备118会向导航控制单元102提供路径沿线的交通事件通知。如果这种情况发生，在步骤508处，导航控制单元102将使用路径计算模块204确定可避开交通事件的路径。为确定将避开交通事件的路径，路径计算模块204将仅仅搜寻已经被保存在存储设备116内的所述内存位置处的标记变更线。这个通知可能含有指明受该交通事件影响的公路段的信息，并且因此，路径计算模块204可以仅需要寻找与特定路段相关的标记变更线。这样，因为导航系统100不必寻找路径沿线的所有公路以确定一条避开交通事件的路径，所以节省了时间和处理能力。

在步骤510处，路径导引模块208可以被用来引导车辆驾驶员沿已经被路径计算模块204确定，并根据标记变更线能够避开交通事件的替代路径行进。标记变更线可以引领驾驶员到达行程目的地，或者可以在经过交通事件预定距离后使驾驶员返回到原始路径上。变更线模块214可以在交通事件前方的某一位置处开始，并在越过交通事件后的原始路径上或原始路径以外的某一位置处结束计算标记变更线。

在本发明的其他实例中，导航服务器114可以用其他替换选择来计算和保存标记变更线。无线访问设备112可以被导航服务器114使用来将数据传送到车辆导航系统100处。如上所述，这对于车辆导航系统100来说代表一种基于服务器的解决方案。上述的软件模块中的每一个都可以被设置在导航服务器114上，并可以完成上面所提出的每一项任务。车辆导航系统100的定位设备110可以将车辆的地理坐标连同指明行程目的地的数据传递给导航服务器114。导航服务器114也可以包括交通事件通告设备，用以通知导航服务器114路径沿线的交通事件。导航服务器114随后可以利用标记变更线引导驾驶员绕过交通事件，并回到通向最终行程目的地的道路上。

在本发明的另一实例中，数字地图数据库108可以含有各种地理位置公路网络的数字地图以及其它类型的数据。更具体地是，数字地图数据库108可以含有有关各种行车道或公路的功能性道路等级的信息，这些行车道或公路被包含在公路网络地图内。功能性道路等级可以指定公路为许多不同的种类，例如：州际公路、汽车高速公路、收费公路、市内街道、市内要道、乡村街道、邻近街道等。

数字地图数据库108可以根据地理坐标和多条依据地理坐标定位的行车道而被生成的。将地图转换为数字地图数据库的过程可以被称作地图转换。任何特定区域的地图将含有多条可以被驾驶员采用而向终点行进的线路。这些行车道可以被归类为上述功能性道路等级中的一种或是任何其它类型的功能性道路等级。其它数据如：速度限制、车道数目也可以被保存在数字地图数据库中。

在地图转换过程中，在数字地图数据库108含有的公路网络地图内，可以模拟所包含的行车道各自节点或路段间的多个障碍或是交通事件。尽管没有具体说明，交通事件模拟模块可以被用来模拟可能会在行车道路段上发生的交通事件。另外，交通事件模拟模块可以被用来模拟行车道多个路段沿线的交通事件。

一旦交通事件被模拟，对于公路网络地图中含有的每段线路或是行车道的多段线路都可以有至少生成一个标记变更线。这样，与行车道各自路段或是行车道的多段线路相关的多条标记变更线就可以被生成。除存储在数字地图数据库中的其它数据之外，标记变更线也可以被保存在数字地图数据库108中。

位于车辆导航系统100上的路径导引模块208可以被用来引导车辆驾驶员沿已经由路径计算模块204计算得到的路径行进。如果车辆导航系统100接收到指明在路径的一个或多个路段沿线已经发生的交通事件的信息，路径计算模块204可以查找与特定路段相关的标记变更线，从而引领驾驶员沿避开交通事件的替代路径行进。

在本实例中，标记变更线被计算并保存在数字地图数据库108中。标记变更线事先由交通事件模拟模块212确定，以便车辆导航系统100不必在用户正向目的地行进而发生交通事件时计算绕过交通事件的变更线。如果交通事件通告设备118通知导航控制单元102：包括在路径中的一个路段沿线有交通事件发生，则变更线模块214可以通过查找已经包含在数字地图数据库108中的变更线来定位一条避开交通事件的替代路径。

车辆导航系统100可以包括路径计算模块204，其能够计算通往用户输入的行程终点的路径。交通事件通告设备118可以与导航控制单元102连接，交通事件通告设备118可以产生交通事件通知消息，其含有在个别路段已经发生交通事件的指示。变更线模块214可以被包括在车辆导航系统100内，用于从包含在数字地图数据库内的标记变更线列表中，检索到可以避开交通事件的替代路线，所述数字地图数据库与已经发生交通事件的个别路段相关。变更线模块214可以是路径规划模块204的一个软件组件，或是一个单独的软件模块。

仍是在另一个实例中，创建在车辆导航系统100中使用的数字地图数据库108的方法被公开，此数据库包括可以被用来避开交通事件的标记变更线。公路网络地图被创建的包括了多条路段。公路网络地图可被存储于数字地图文件内。利用交通模拟模块212，公路网络地图中的每一个个别路段沿线的交通事件均可被模拟。随后对于每条路段，至少有一条可以避开交通事件的标记变更线被计算。计算得到的标记变更线然后被保存在数字地图数据库108中，以备如果车辆行驶的路径沿线有交通事件发生时为车辆导航系统100而用。

如上所述，本发明允许车辆导航系统100使用被计算得到的，为避开可能于路径沿线发生的交通事件的标记变更线。在本发明的一些实例中，当车辆导航系统100为使用需要而正在创建数字地图数据库108时，即地图转换过程中，标记变更线也在被计算。这允许车辆导航系统100在操作过程中保留了处理能力，因为可以避开交通事件的替代路径在地图转换过程中已经被计算并保存。另外，这允许在计算可以避开交通事件的替代路径时，使用低公路等级，这种方法典型不被应用于长时间的行程。

尽管已经描述了本发明的各种实施例，但对于此技术领域内拥有普通技术的人员来说显然的是在本发明范围内，更多其他的实施例及实现例是可能的。因此，除了根据所附权利要求及它们等价物之外，本发明没有被限定。

Claims (22)

1.一种导航系统，包括：

用于利用含有多个路段的公路网络地图来确定通往目的地路径的装置；

用于模拟路径沿线至少一个个别路段上发生的至少一个交通事件的装置；

用于计算可避开路径沿线所述至少一处交通事件的至少一条标记变更线的装置；

用来将所述至少一条标记变更线存储在某一内存位置中的装置；

交通事件通告装置，其能用来接收指明在所述路径的个别公路段沿线上已经发生了交通事件的交通事件通知消息；

变更线模块，用于从内存位置中检索与交通事件发生地所在的路段相关的至少一条标记变更线；当接收到交通事件通知消息之后，所述变更线模块检索与交通事件发生地所在的路段相关的至少一条标记变更线，并且将至少一条标记变更线报告给车辆操作者。

2.如权利要求1所述的导航系统，其中所述用于模拟路径沿线至少一个个别路段上发生的至少一个交通事件的装置包括模拟模块。

3.如权利要求2所述的导航系统，其中所述用于利用公路网络地图来确定通往目的地路径的装置包括路径规划模块。

4.如权利要求1所述的导航系统还包括如果所述路径沿线有交通事件发生，用来引导用户沿着所述个别标记变更线行进的装置。

5.如权利要求1所述的导航系统，其中所述至少一条标记变更线利用最短距离因素而被计算，用以避开所述至少一个交通事件。

6.如权利要求1所述的导航系统，其中每一条所述路段都被定位在所述路段的至少两个十字路口之间。

7.如权利要求1所述的导航系统，其中所述至少一条标记变更线的计算开始于所述交通事件前方的一第一预定距离处，结束于所述交通事件后面的一第二预定距离处。

8.如权利要求1所述的导航系统，其中所述至少一条标记变更线是利用存储在用于存储至少一条标记变更线的装置中的公路等级属性而被计算的。

9.如权利要求1所述的导航系统，其中，所述至少一条标记变更线被计算，以使用低的功能性道路等级来避开所述交通事件。

10.如权利要求9所述的导航系统，其中所述低的功能性道路等级被确定为在数字地图数据库中发现的公路等级属性的函数。

11.如权利要求1所述的导航系统，其中所述至少一条标记变更线的计算是在所述路径沿线越过交通事件的预定距离处结束的。

12.如权利要求1所述的导航系统，其中所述至少一起交通事件是多起交通事件和所述至少一条标记变更线被计算以避开所述路径沿线不只一个所述路段沿线发生的连续多起交通事件。

13.如权利要求1所述的导航系统，还包括交通事件通告设备，用于接收所述至少一起交通事件的通知。

14.一种使用车辆导航系统避开交通事件的方法，所述车辆导航系统包括包含数字地图文件的存储器，所述方法包括的步骤为：

通过存储在所述数字地图文件中的一个或者多个路段创建一条通往预定目的地的路径；

模拟所述路径沿线每一个别路段上的交通事件；

为每一路段计算绕过所述交通事件的至少一条标记变更线；

将所述至少一条标记变更线存储在存储器中；

接收来自于交通事件通告设备的交通事件通知；

当接收到去往所述预定目的地的路径中的一个或者多个路段中的交通事件的通知后，所述路径被修改为包括存储在所述存储器中的至少一个标记变更线；

检索所述存储器中的至少一条标记变更线，并且将所述至少一条标记变更线报告给车辆操作者。

15.如权利要求14所述的方法，其中每一条所述路段都被定位在所述路段的至少两个十字路口之间。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中包括通过计算所述至少一条在所述交通事件前面的第一预定距离处开始和在所述交通事件发生地后面的第二预定距离处结束的标记变更线，来计算所述至少一条标记变更线。

17.如权利要求14所述的方法，其中利用至少一个低的功能性道路等级计算标记变更线，来避开所述交通事件。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述低的功能性道路等级是通过查找与所述公路网络地图中与每一路段相关的公路等级属性而被定位的。

19.如权利要求14所述的方法，其中功能性道路等级在计算所述至少一条标记变更线时被忽略。

20.如权利要求14所述的方法，其中所述的交通事件是在连续路段上被模拟的。

21.如权利要求14所述的方法，其中被用来创建所述替代路径的所述至少一条标记变更线是根据最短时间因素而被选取。

22.如权利要求14所述的方法，其中被用来创建所述替代路径的所述至少一条标记变更线是根据最短距离因素而被选取。

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