CN102735243B - 确定导航装置的位置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于确定导航装置(100)的位置的方法。该导航装置(100)适用于基于多个不同的定位过程(301‑304)，确定导航装置(100)的位置。每一个定位过程(301‑304)利用一个预定参数集。多个地理区域(A‑C)被提供，并且每一个地理区域(A‑C)与这些定位过程(301‑304)中的一个相关联。确定出导航装置(100)的大致位置，并且基于该大致位置，确定导航装置(100)所位于的地理区域(A‑C)。基于所确定的地理区域(A‑C)，选择多个定位过程(301‑304)中的一个，并且基于所选择的定位过程(301‑304)，确定导航装置(100)的位置。

Description

确定导航装置的位置

技术领域

本发明涉及用于确定导航装置的位置的方法，并涉及使用该方法的相应的导航装置。

背景技术

用于将使用者从起始位置(例如该使用者的当前位置)导向到目的地位置的导航系统或导航装置，在本领域中是众所周知的。在计算出从起始位置到目的地位置的路线之后，确定出该使用者的当前位置，并且，基于该当前位置，所计算出的路线导向信息可通过光学和/或声学器件被输出给使用者。例如，指示使用者当前位置和计算出的路线的地图可被显示在导航装置的显示器上。为了确定该导向信息并且为了检测，如果使用者正在偏离所计算出的路线，则需要精确确定使用者的当前位置。因此，尤其是在导航装置被安装在车辆上的情况下，该导航装置根据多个信源确定出当前位置，例如，根据如GPS或Galileo那样的基于卫星的全球定位系统、根据基于无线电的移动通信网络，以及根据该车辆的遥感勘测数据(telemetric data)，例如转速表数据或速度数据。然而，在很多状况下，精确确定当前位置是很困难的，因为由不同的源提供的定位信息可能是矛盾的或者不精确的。例如，在大城市的街道峡谷中，由于反射或由于受扰接收，来自卫星的定位信号可能是不精确的。而且，在具有多条车道的道路上，可能很难确定车辆行驶在哪条车道上。但是，当车辆的驾驶员必须在特定出口出去以便沿着计算出的路线前行时，将该驾驶员导向到正确的车道上可能是很重要的。

因此，本发明的目标是对于确定导航装置的当前位置，尤其是被安装在车辆上的导航装置的当前位置方面，提供改进。

发明内容

通过如独立权利要求定义的用于确定导航装置位置的方法和导航装置，实现了这个目标。在从属权利要求中定义了优选的和具有优势的本发明的实施例。

依据本发明，提供了一种用于确定导航装置的位置的方法。该导航装置适用于基于多个不同的定位过程，确定导航装置的位置。依据本方法，提供了多个不同的定位过程，并且每一个定位过程利用一个预定的参数集。此外，提供了多个地理区域，并且每一个地理区域与这些定位过程中的一个相关联。然而，一个定位过程可被分配给一个或更多个地理区域。此外，确定导航装置的大致位置，该大致位置可例如基于单个定位信源来确定，例如基于卫星的全球定位系统或者移动通信网。本发明的背景，该大致位置可包括以例如几百米的精确度确定的位置。该大致位置所要求的精确度取决于所提供的地理区域的大小，例如基于该大致位置，确定出导航装置所位于的多个地理区域中一个地理区域中。因此，根据导航装置的位置，所需要的大致位置精确度可能改变。如果该大致位置的精确度不够高，不足以唯一地识别出这些地理区域中的一个，则可从一个假设的大致位置开始，递归地执行整个方法。基于所确定的地理区域，选择多个定位过程中相关联的定位过程，并利用该定位过程确定导航装置的更精确的位置。该多个不同的定位过程可包括不同的定位算法和/或不同的预定参数集，以确定该导航装置的位置。此外，不同的定位过程可依靠相同的算法，而且，可以仅改变不同定位过程的预定义的参数集。因此，针对不同的地理区域可实现改进的定位。通过应用在定位过程中某些地理区域的典型定位问题的知识，可为适用于该地理区域的定位过程提供改进的定位。

依据实施例，预定参数集中的至少一个参数定义了定位信源的加权。该定位信源提供了用于该定位过程的定位信息。当基于该定位信源的定位信息确定导航装置的位置时，该加权定义了用于衡量来自定位信源的定位信息的权重。例如，定位信源可包括基于卫星的全球定位装置、车辆方向盘的转向角传感器、车辆转速表传感器、指示例如该车辆是否正在驶上或驶下山坡的车辆倾角传感器、指示该车体旋转的陀螺仪传感器(gyro sensor)、基于移动通信网络的定位装置，其提供来自基于无线电的移动通信网络的定位信息，或者基于电子收费机的定位装置，其提供了该车辆正在经过的电子收费站的位置信息。当多个以上提及的或进一步的定位信源提供了定位信息时，多个定位信息可能彼此背离，因此可能是矛盾的。通过对不同定位信源传递的定位信息中的每一个进行加权，可将这些定位信源中的每一个的可靠性考虑在内。由于针对不同的地理区域的加权可能是不同的，每一个定位信源可被适当地考虑在内，用于确定该导航装置的位置。例如，在基于卫星的全球定位信息可能由于在街道峡谷中的反射被破坏，或可能提供较差的接收质量的区域中，对基于卫星的全球定位信息的加权可能是较低的，然而，在预计对基于卫星的全球定位信息的接收良好的其它区域中，加权可能是较高的。

依据另一个实施例，预定义参数集中的至少一个参数定义了将要由定位过程用于确定该导航装置的位置的例如车道的宽度、车道的个数或者转弯角度阈值。在一个地理区域(例如第一城市)之内的车道宽度，与另一个地理区域(例如第二城市)的车道宽度相比，可能是不同的。因此，通过根据导航装置所位于的地理区域调整车道宽度，可更加精确地确定出当前位置或与道路的偏离。此外，在一些区域中，道路的分支典型地可具有较小的角度，然而在其它区域中，道路的分支典型地可具有较大的角度。因此，在不同区域中可使用不同的转向角阈值，以确定该车辆是否在道路的分支处离开了道路。例如，在道路分支的角度较大的区域中，车辆必须明显地转向，才会检测到该车辆正在该道路分支处离开该道路。此外，转向角阈值可被用于检测车道的变换。在一些区域中，车辆必须明显地转向，才检测出车道变换，然而，在其它区域中，微小的转向也可被视为检测出了车道变换。

这些地理区域可包括例如城市地区、乡村地区、特定城市、山脉地区、平坦地区、特定的国家、特定的行政区，或者特定道路。此外，尤其是在大型城市之内，不同的地理区域可被定义在一个城市之内。例如，对于具有环路结构的城市，例如北京，地理区域可关联该城市的环路，或者甚至关联环形道路本身。

依据一个实施例，多个不同的定位过程包括默认定位过程，在基于导航装置的大致位置不能确定出地理区域的情况下，则使用该默认定位过程来确定导航装置的位置。因此，在不能确定出大致位置，或者对于当前地理位置没有定义特定的定位过程时，将使用该默认定位过程。

依据本发明，提供了一种导航装置。该导航装置包括处理单元、存储器，以及定位单元。该存储器适用于存储多个定位过程。每一个定位过程适用一个预定参数集，该预定参数集也被存储在存储器中。而且，该存储器适用于存储多个地理区域，以及将这些地理区域中的每一个与这些定位过程中的一个关联起来的联系。在本发明的背景下，存储多个地理区域涉及存储描述该地理区域的地理信息，例如，地理区域的地理信息可描述该地理区域的轮廓(contour)。该处理单元适用于确定该导航装置的大致位置。该定位单元可例如基于由例如基于卫星的全球定位系统，或基于移动通信网络的定位系统提供的绝对定位信息，确定出导航装置的大致位置，或者，该定位单元可基于以前确定的导航装置的位置，并基于例如安装有导航装置的车辆的方向角传感器或转速传感器在适当的位置上的相对变化，或者基于加速度传感器，确定出大致位置。该处理单元适用于基于多个定位过程确定出该导航装置的位置，多个定位过程有：基于导航装置的大致位置，处理单元确定导航装置所位于的地理区域，并且，基于所确定的地理区域，选择多个定位过程中的一个。基于所选择的定位过程，最终更精确地确定出该导航装置的位置。

依据一个实施例，该导航装置适用于执行以上所描述的方法和其中的这些实施例，并且因此还包括以上所描述的优点。该导航装置可包括移动个人导航装置，或者被安装在车辆上的车辆导航装置。该移动个人导航装置可以是可在车辆内部或外部被使用的手持装置。该车辆的导航装置可包括被安装在车辆上的导航装置，或者可以是车辆上的娱乐系统或控制系统的一部分。

附图说明

现在参考附图将更详细地描述本发明的实施例。

图1示出了依据本发明实施例的导航装置的示范性视图；

图2示出了包括依据本发明实施例的方法步骤的流程图；

图3示出了多个地理区域，以及相关联的定位过程。

具体实施方式

在下面将更详细地描述本发明的示范性实施例。必须理解，以下说明仅为了说明本发明的原理的目的给出，并不应构成限制的意义。更确切地，本发明的范围仅通过随附的权利要求书限定，并非意图受到在此后的示范性实施例的限制。

将要理解，在此所描述的不同示范性实施例的特征可被彼此结合，除非特别地做出相反的注释。但是，描述具有多个特征的实施例不应被直接解释成指示了，对于实现本发明，所有那些特征都是必须的，因为其它实施例可包括较少的特征和/或备选的特征。

图1示出了导航装置100，其包括定位单元101、与其相连接的接收机102、处理单元103，和存储器104。此外，该导航装置100可包括显示器、键盘、扬声器，和其它组件，为了清楚的原因，这些组件未被示出。接收机102可适用于从基于卫星的定位系统105、基于移动通信网络的定位系统106，和/或基于电子收费机的定位系统107接收定位信息。定位单元101可进一步耦合到车辆的传感器，导航装置100被安装在该车辆上。传感器可包括例如指示车辆当前速度或车辆移动距离的转速表传感器、指示车辆当前转向角的转向角传感器、指示车辆正在向上或向下行驶的倾斜角的倾角传感器、指示车体旋转的陀螺仪传感器，和指示车辆当前加速度的加速度传感器。

现在将结合图2和图3更详细地描述导航装置100的操作。

在步骤201中，确定了导航装置100的粗略的或大致的位置。例如，该大致位置可基于卫星全球定位系统(GPS)105、移动通信系统106、电子收费机系统107(当该车辆正在例如穿过收费站时)被确定出，或者，可基于以前确定的位置和基于车辆的转速表信号和/或转向角信号所确定的偏移，或者基于在该车辆或导航装置100中提供的加速度传感器被确定出。

在步骤202中，所确定的大致位置被用于确定该导航系统位于哪个地理区域中。例如，如图3中示出的，导航装置100的路线设定区域300(例如一个国家、大陆或者全世界)的地图可提供具体的地理区域A、B和C。可提供更多个区域，但是在图3中为了清楚地原因，仅指示了三个区域。此外，路线设定区域300中的一些区域可能不被指派给具体的地理区域，例如在图3中由不带区域字母的区域所指示的区域。因此，基于所确定的大致位置，在步骤202中，确定该导航装置位于地区A、地区B、地区C中，还是不在地区A至地区C中。在步骤203中，选择与所确定的地理区域或地区相关联的定位过程。如图3中指示的，提供了四个定位过程301至304。定位过程301与地理区域A相关联、定位过程302与地理区域B相关联，且定位过程303与地理区域C相关联。默认定位过程304被提供，并将被用于路线设定区域300中的剩余区域。定位过程可包括将被用于确定导航装置位置的特定软件部分，或者，可包括将被通用软件(generic software)使用的特定参数集。但是，特定软件和特定参数集也可组合起来使用。在步骤204中，基于所选择的定位过程确定出导航装置的精确位置，该精确位置比大致位置更精确。

如图3中示出的，当车辆位于例如地区A中时，所选择的定位过程使用GPS权重15％，假设该地区车道宽度为5米，并且使用转弯角阈值为30°。进一步的参数可通过定位过程来定义，例如，使用另一个基于卫星的定位系统(例如Galileo)的定位信息的权重、使用基于移动通信网络的定位信息的权重，或者使用基于电子收费系统的定位信息的权重。此外，倾角传感器的权重可以是定位过程的一部分。基于该倾角，可在两个车道平行紧靠地延伸，一条车道上坡而另一条车道下坡时，确定出车辆正在哪条车道上行驶。而且，当在有收费站的收费道路上行驶时，收费站用于监控车辆和收费，可在该车辆穿过收费站时，确定出该车辆的精确位置。此外，当两条道路平行紧靠地延伸，一条道路为收费道路而另一条为免费道路时，可基于该收费系统确定出该车辆正行驶在收费道路上还是在免费道路上。

当在步骤202中未确定出特定地理区域时，这意味着图3的示例中，车辆不在区域A至区域C中，则在步骤203中，选择默认定位过程304，用于在步骤204中确定出该车辆的确切位置。

这样，通过在不同区域，尤其是城市中使用不同的定位过程和参数，可应用关于在特定区域中的典型定位问题的知识，来改善定位。例如，在一个城市中，正确地检测出具有许多车道的道路的入口和出口可能是个问题，然而在其它城市中，在分岔路和高架环岛上检测出车辆的正确位置可能是个问题。通过考虑车道宽度、车道个数、转向角阈值，和例如以上所述的进一步的参数，可改善定位精确度。

虽然以上已经描述了示范性实施例，但是在其他实施例中可实现不同的修改。例如，陀螺仪传感器和倾角传感器可被包括在导航装置100中，并且因此，被用于散步的或远足的或者车辆中的手持导航装置中也可实现改善的定位，而不必连接到车辆传感器。

最后，将理解的是，以上描述的所有的实施例都被视为是本发明所包括的，正如在随附的权利要求中定义出的。正如已经强调过的，以上描述的实施例仅起到说明性示例的作用，而本申请的范围并不限于这些实施例，而是意图本申请的范围仅由随附的权利要求书及其等价物来限定。

Claims (8)

1.一种用于确定导航装置的位置的方法，该导航装置(100)适于，基于多个不同的定位过程(301-304)，确定所述导航装置(100)的位置，该方法包括以下步骤：

提供所述多个不同的定位过程(301-304)，每一个定位过程(301-304)利用一个预定参数集，

提供多个地理区域(A-C)，每一个地理区域(A-C)与所述多个不同的定位过程(301-304)中的一个相关联，

确定所述导航装置(100)的大致位置，

基于所述导航装置(100)的所述大致位置，从所述多个地理区域(A-C)中确定所述导航装置(100)所位于的地理区域(A-C)，

基于所确定的地理区域(A-C)，选择所述多个不同的定位过程(301-304)中的一个，以及

基于所选择的定位过程(301-304)，确定所述导航装置(100)的位置，

其中，所述预定参数集中的至少一个参数定义了以下组中的至少一项，该组包括将被所述定位过程(301-304)用于确定所述导航装置(100)的位置的车道宽度、车道个数和转向角阈值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述预定参数集中的至少一个参数定义了定位信源(105-107)的加权，该定位信源(105-107)为所述定位过程提供定位信息，所述加权定义了用于基于所述定位信源(105-107)对所述导航装置(100)的位置进行确定的权重。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述定位信源(105-107)包括以下组中的至少一项，该组包括基于卫星的全球定位系统(105)、转向角传感器、转速表传感器、倾角传感器、陀螺仪传感器、基于移动通信网络的定位系统(106)和基于电子收费机的定位系统(107)。

4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述地理区域(A-C)包括以下组中的至少一项，该组包括城市地区、乡村地区、特定城市、山脉地区、平原地区、特定国家、特定行政区，以及特定道路。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个不同的定位过程(301-304)包括默认定位过程(304)，其中，当基于所述导航装置(100)的所述大致位置不能确定出地理区域(A-C)时，基于所述默认定位过程(304)来确定所述导航装置(100)的位置。

6.一种导航装置，包括：

处理单元(103)，适用于基于多个不同的定位过程(301-304)确定所述导航装置(100)的位置，每一个定位过程(301-304)利用一个预定参数集，

存储器(104)，用于存储所述多个不同的定位过程(301-304)、所述预定参数集，以及多个地理区域(A-C)，每一个地理区域(A-C)与所述多个不同的定位过程(301-304)中的一个相关联，以及

定位单元(101)，适用于确定所述导航装置(100)的大致位置，

其中，所述处理单元(103)进一步适用于，基于所述导航装置(100)的大致位置，从所述多个地理区域(A-C)中确定所述导航装置(100)位于的地理区域(A-C)，以基于所确定的地理区域(A-C)，选择所述多个不同的定位过程(301-304)中的一个，并且，基于选择的定位过程(301-304)，确定所述导航装置(100)的位置，

其中，所述预定参数集中的至少一个参数定义了以下组中的至少一项，该组包括将被所述定位过程(301-304)用于确定所述导航装置(100)的位置的车道宽度、车道个数和转向角阈值。

7.如权利要求6所述的导航装置，其中，所述导航装置(100)适用于执行如权利要求2至5中的任一项所述的方法。

8.如权利要求6或7所述的导航装置，其中，所述导航装置(100)包括移动个人导航装置或车辆导航装置。