CN101644582B

CN101644582B - 导航电子地图的差分方法、匹配方法和装置

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Publication number: CN101644582B
Application number: CN2009100929464A
Authority: CN
Inventors: 范鹏飞; 曹晓航
Original assignee: Navinfo Co Ltd
Current assignee: Navinfo Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2009-09-11
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2029-09-11
Also published as: CN101644582A

Abstract

本发明公开了一种导航电子地图的差分方法、匹配方法和装置，其中，该匹配方法包括：根据待匹配的第一导航电子地图和第二导航电子地图的参考物的名称对所述第一导航电子地图和所述第二导航电子地图进行第一匹配处理，并将名称彼此相同的参考物作为第一匹配处理成功的参考物。通过使用本发明，可以有效解决地图加密、或者经过整体偏移之后的差分，从而解决了由于仅仅从几何出发来查找两版数据差异导致差分处理精确度低的问题。

Description

导航电子地图的差分方法、匹配方法和装置

技术领域

本发明涉及卫星导航领域，尤其涉及一种导航电子地图的差分方法、匹配方法和装置。

背景技术

随着导航电子地图应用的广泛性，人们对导航电子地图的要求也逐步提高。目前，为了增量更新发布变化的地方，以及为了比较两套数据库之间的差异以增加品质控制，导航电子地图在很多地方需要应用差分手段。

目前，全球定位系统(Global Position System，简称为GPS)和电子地图的匹配算法已经比较成熟，但导航电子地图之间的差分方法尚不完善。目前主要采用以下两种方法进行导航电子地图之间的差分处理。

方法1：适用于归属于同一套数据库的导航电子地图之间的差分处理。具体地，为导航电子地图中的差分比较对象分别标识上ID(IDentity)，每个差分比较对象唯一地对应于一个ID，通过比较差分比较对象的ID来进行差分处理，并对ID相同的差分比较对象进行几何匹配。但是，实际的道路、建筑物在导航电子地图的ID常会发生改变，导致本方法的差分处理无法进行。

方法2：适用于归属于不同数据库的导航电子地图之间的差分处理。该方法从道路本身出发，主要根据道路的几何形状进行差分比较，并可以通过增加道路的某些属性来提高判断的准确性。但是，由于道路的形状是一种主观描述的方式，并不是基于道路的客观情况，因此采用该方法判断时的准确性较低。

针对相关技术中导航电子地图的差分方法不能灵活应对变化、且处理准确性较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中导航电子地图的差分方法不能灵活应对变化、且处理准确性较低的问题，本发明提出一种导航电子地图的匹配方法，能够提高导航电子地图差分处理的精确度。

针对相关技术中导航电子地图的差分方法不能灵活应对变化、且处理准确性较低的问题，本发明还提出一种导航电子地图的匹配装置，能够提高导航电子地图差分处理的精确度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种导航电子地图的匹配方法，包括：

根据待匹配的第一导航电子地图和第二导航电子地图的参考物的名称对所述第一导航电子地图和所述第二导航电子地图进行第一匹配处理，并将名称彼此相同的参考物作为第一匹配处理成功的参考物；

其中，在进行所述第一匹配处理之前，所述方法还包括：

记录所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中的参考物的名称和坐标；

另外，在进行所述第一匹配处理之后，所述方法还包括：

根据所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中成功进行第一匹配处理成功的参考物的坐标差确定参数误差阈值；

其中，在确定所述误差阈值之后，所述方法还包括：

对于所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的坐标以及所述误差阈值进行第二匹配处理，其中，将所述第一导航电子地图与所述第二导航电子地图中坐标误差在所述参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物。

其中，所述参考物包括：点状参考物和线状参考物，其中，所述点状参考物为以下之一：路口点、环岛点、收费站点、端点、属性变化点，所述线状参考物为以下之一：道路、桥梁、隧道。

此外，在对所述线状参考物进行所述第二匹配处理之前，所述方法还包括：

对于第一匹配处理成功的线状参考物，根据其属性信息进行匹配处理，其中，所述属性信息包括：方向、上下线分离情况。

一种导航电子地图的差分方法，包括：

根据所述参数误差阈值对所述第一匹配处理成功的参考物进行几何差分处理；

其中，在进行所述第一匹配处理之前，所述方法还包括：

另外，在确定所述参数误差阈值之后，所述方法还包括：

对于所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的坐标以及所述参数误差阈值进行第二匹配处理，其中，将所述第一导航电子地图与所述第二导航电子地图中坐标误差在所述参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物；

根据所述参数误差阈值对所述第二匹配处理成功的参考物进行几何差分处理。

一种导航电子地图的匹配装置，该装置包括：

存储模块，用于记录第一导航电子地图与第二导航电子地图中的参考物的名称和坐标；

第一匹配模块，用于根据待匹配的所述第一导航电子地图和所述第二导航电子地图的参考物的名称对所述第一导航电子地图和所述第二导航电子地图进行第一匹配处理，并将名称彼此相同的参考物作为第一匹配处理成功的参考物；

其中，上述装置还包括：

确定模块，用于根据所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中成功进行第一匹配处理成功的参考物的坐标差确定参数误差阈值；

第二匹配模块，用于对于所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的坐标以及所述误差阈值进行第二匹配处理，其中，将所述第一导航电子地图与所述第二导航电子地图中坐标误差在所述参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物。

本发明通过根据参考物的名称进行匹配，能够应对实际应用中的多种变换，实现准确的匹配，避免了相关技术中差分方法不够灵活、且处理准确性较低的问题。

附图说明

图1是根据本发明实施例的导航电子地图的匹配方法的步骤流程图；

图2是根据本发明实施例的导航电子地图的差分方法的步骤流程图；

图3是根据本发明实施例的导航电子地图的差分方法的详细处理流程图；

图4是根据本发明实施例的导航电子地图的匹配装置的组成结构连接图；

图5是根据本发明实施例的导航电子地图的匹配装置的优选结构连接图。

具体实施方式

在现实生活中，人们主要通过路口或标志性建筑物等对道路进行定位，将这种思想运用到导航电子地图的匹配处理过程中，可以选择路口作为主要参考点来进行比较，其一，路口是点坐标，与道路几何差分相比较简单，其二，路口为**道路和***道路交汇处，具有唯一性，可以增加比较的准确性。基于上述思想，本发明提供一种基于真实逻辑点位和拓扑关系进行导航电子地图道路数据差分的方法。首先需要存储待匹配导航电子地图中每个参考物的名称和相关的参数，之后需要根据存储的信息进行匹配处理。

下面将结合附图详细描述匹配的处理过程。

图1是本发明实施例的导航电子地图的匹配方法的步骤流程图，具体实现方法如下：

步骤S101，预先记录待匹配的第一导航电子地图与第二导航电子地图中的参考物的名称和参数，该参数可以为参考物的坐标；根据第一导航电子地图和第二导航电子地图的参考物的名称对第一导航电子地图和第二导航电子地图进行第一匹配处理，并将名称彼此相同的参考物作为第一匹配处理成功的参考物。

步骤S103，根据第一导航电子地图与第二导航电子地图中成功进行第一匹配处理成功的参考物的坐标差确定参数误差阈值，对于第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的参数以及误差阈值进行第二匹配处理，其中，将第一导航电子地图与第二导航电子地图中参数误差在参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物；并且，对于第一匹配处理成功的线状参考物，可以根据该线状参考物的属性信息进行匹配处理，其中的属性信息可以包括以下之一：方向、上下线分离情况。

在具体实现过程中，参考物可以分为点状参考物和线状参考物，其中，点状参考物可以为以下之一：路口点、环岛点、收费站点、端点、属性变化点，线状参考物可以为以下之一：道路、桥梁、隧道。下面分别对这两个情况进行描述来说明本发明的思想，并且在匹配过程中，优选地，可以先对点状参考物进行匹配，再对线状参考物进行匹配，但并不限于此，下面的点状参考物以路口为例，线状参考物以道路为例。

路口匹配：首先进行第一匹配处理，将路口的名称作为主要比较信息(即，名称)，路口的坐标作为辅助信息。在导航电子地图的匹配过程中，采用遍历的方式，首先对路口的主要比较信息进行匹配，会筛选出第一导航电子地图与第二导航电子地图中主要比较信息一致的路口，并计算具有相同主要比较信息的路口之间的坐标差；然后，根据该多个坐标差来确定第一导航电子地图与第二导航电子地图之间的坐标参考阈值；之后，进行第二匹配处理，利用该坐标参考阈值对第一导航电子地图与第二导航电子地图中主要比较信息不一致的路口进行匹配，例如，如果第一导航电子地图与第二导航电子地图中某两个路口点的坐标差小于或等于上述坐标参考阈值，则认为这两个路口点匹配成功。

道路匹配：道路主要是指路口与路口之间的连接路线，道路的主要比较信息可以通过与道路相连接的路口命名，例如，与##路相连为路口1和路口2，路口1名称为(##路与&&路的交汇处)，路口2名称为(##路与**路的交汇处)，则##路的名称{(##路与&&路的交汇处)，(##路与**路的交汇处)}。在对道路进行匹配时，同样采用遍历的方式，对道路的主要比较信息进行匹配，筛选出第一导航电子地图与第二导航电子地图中主要比较信息一致的道路，并计算具有相同主要比较信息的道路之间的坐标偏移值，根据该多个坐标偏移值来确定第一导航电子地图与第二导航电子地图之间的坐标偏移阈值，并可以利用该坐标偏移阈值对第一导航电子地图与第二导航电子地图中主要比较信息不一致的道路进行匹配。

下面将详细描述根据坐标差进行匹配的具体过程。

出于简洁的目的，假设第一导航电子地图与第二导航电子地图中分别只有三个路口点，第一导航电子地图中具有路口点A、B和C，第二导航电子地图中具有路口点A’、B’和C’。通过对所有路口点的主要比较信息进行匹配之后，主要比较信息一致的路口有两对，第一导航电子地图中路口A的名称与第二导航电子地图中路口A’的名称一致，第一导航电子地图中路口B的名称与第二导航电子地图中路口B’的名称一致，则可以根据|A-A’|(路口A与路口A’之间的坐标差)与|B-B’|(路口B与路口B’之间的坐标差)，计算出第一导航电子地图与第二导航电子地图之间的坐标参考阈值P，例如，可以通过公式(|A-A’|+|B-B’|)/2确定出的值作为该坐标参考阈值，当然，也可以根据需要选择其他公式来计算坐标参考阈值，本发明并不对此进行限定；如果路口C与路口C’的名称不一致，可以通过P的值对这两个点进行匹配(即，第二匹配处理)，如果|C-C’|(路口C与路口C’之间的坐标差)≤P，则认为路口C与路口C’匹配成功，如果|C-C’|＞P，则认为路口C与路口C’匹配失败，就需要对路口C与路口C’进行后续的处理，是否是地图的绘制出现问题，或者是路口的名称出现了问题，或是其他原因。该举例仅以导航电子地图中具有三个路口点为例进行说明，实际导航电子地图中的路口点虽然远多于三个，但具体匹配原理与上述举例类似，通过本发明的匹配方法同样是可以实现的。

可以看出，本发明的匹配方法可以有效解决地图加密、或者经过整体偏移之后的差分，从而解决了由于仅仅从几何出发来查找两版数据差异导致差分处理精确度低的问题；并且，即使路口、道路、隧道、建筑物等参考物的名称发生变化，也可以在对参考物命名时进行相应的改变来避免无法差分的问题，灵活性较高。

图2是本发明实施例的导航电子地图的差分方法的步骤流程图，具体实现方法如下：

步骤S201，预先记录待匹配的第一导航电子地图与第二导航电子地图中的参考物的名称和参数，该参数可以为参考物的坐标；根据待匹配的第一导航电子地图和第二导航电子地图的参考物的名称对第一导航电子地图和第二导航电子地图进行第一匹配处理，并将名称彼此相同的参考物作为第一匹配处理成功的参考物。

步骤S202，根据第一导航电子地图与第二导航电子地图中成功进行第一匹配处理成功的参考物的参数差确定参数误差阈值。

步骤S203，根据参数误差阈值对第一匹配处理成功的参考物进行几何差分处理。

步骤S204，对于第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的参数以及参数误差阈值进行第二匹配处理，其中，将第一导航电子地图与第二导航电子地图中参数误差在参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物。

步骤S205，根据参数误差阈值对第二匹配处理成功的参考物进行几何差分处理。

需要说明的是，图2中所涉及的第一匹配处理、第二匹配处理与图1中描述的匹配处理过程类似，这里不再对匹配处理过程进行详细描述，另外，标识步骤号仅是为了方便描述，并不能完全体现操作过程中的先后顺序，例如，图2中的步骤S203与步骤S204的先后顺序就可以调换，因此，本发明中对于无实质逻辑关系的步骤并不限定其先后顺序。

下面结合附图3对本发明实施例进行详细描述，具体处理步骤为：

步骤S301，对待匹配的导航电子地图分别进行预处理，具体包括提取关键点(即，点状参考物)的名称和坐标，以及提取道路线(即，线状参考物)的名称和坐标等操作，以完成对导航电子地图的关键点、道路线识别等处理，并存储处理后的点线和原数据中对应的点线之间的关系。

关键点可以包括：路口点(多条道路的交汇处，包括由3根道路线相交而成的点位)、环岛点(环岛位于多条道路交汇处，且具有环形连接关系的交通路口)、收费站点、端点(与路口点不同，端点只连接一条道路，即道路的单独起点或终点)、属性变化点(桥、直连高速道路变化点即JCT、隧道等)。

对于不同的关键点，预处理过程中提取关键点的坐标和名称可以有所不同。例如，对于复合路口(由多个道路组成的路口)，该路口的坐标指其中心坐标，名称采取路口的所有接续道路的名称，如路口的相连接的四条道路的名称分别为：路、##街、$$路、**街，则该路口的名称可以为{路、##街、$$路、**街}，也可以为{路与##街与$$路与**街的交汇处}，具体的名称可以根据需要灵活设置，只要各导航电子地图采用相同的命名方式即可；对于环岛线组成的复合点位，该路口的坐标指其中心坐标，名称采取环岛名称；对于收费站点，该路口的坐标可以采用自身坐标，名称采取收费站名称；对于属性变化点、端点及其他路口点(单点路口)，路口的坐标可以均采用自身坐标，名称采取与其挂接的道路线的名称。另外，对于导航电子地图中的其它点位，判断如果该点挂接的两根道路线(link)的道路名相同，则认为该点不属于真实意义上的点，只是作为导航电子地图制作过程中产生的“多余点”；如果两根link的道路名不同，则记录为一个新类型的点位，并记录其点位信息和名称信息。

对于道路线，可以根据上文所述的方式确定道路线的名称，在预处理过程中，如果判断某点挂接的两根link的道路名相同，则认为两根link是同一个link，记录预处理前后的对应关系，对于其它所有情况，将link都归结为预处理后的点到点的link。

步骤S302，点位匹配处理，采取以名称信息为主，坐标信息为辅的原则进行匹配。上文已经以路口匹配为例，对点位匹配的过程进行了说明，这里不再赘述，其中，点位匹配的结果可以分为以下几种情况：

情况1：对于第一导航电子地图与第二导航电子地图中名称唯一匹配的点位，视为正确匹配，即匹配成功(成功进行第一匹配处理)，并计算具有相同名称的路口之间的坐标差，根据该多个坐标差来确定第一导航电子地图与第二导航电子地图之间的坐标参考阈值。

情况2：对于第一导航电子地图与第二导航电子地图中名称不匹配的点位，如果第一导航电子地图与第二导航电子地图中某两个路口点的坐标差小于或等于上述坐标参考阈值，且对于坐标参考阈值内唯一匹配的点位视为正确匹配(成功进行第二匹配处理)。

情况3：第一导航电子地图与第二导航电子地图中不属于情况1和情况2的点位视为不能正确匹配的点位。

步骤S303，道路匹配处理，主要根据道路的名称和拓扑关系(与预处理后的点挂接关系)进行匹配。上文已经对道路匹配的过程进行了说明，这里不再赘述，其中，道路匹配的结果可以分为以下几种情况：

情况1：如果第一导航电子地图与第二导航电子地图中道路的两个端点均正确匹配，则认为该link正确匹配。

情况2：如果第一导航电子地图与第二导航电子地图中道路的两个端点均正确匹配，且挂接这两个端点中间存在多根link，则可以根据link的方向信息进行匹配，如果只有两根link，且link的方向一致，则认为该link正确匹配；如果只有两根以上的link，例如，存在主路和相应的辅路的情况下，则可以根据上下线分离信息进行辅助匹配，如果上下线分离信息一致，则认为正确匹配。

情况3：对于只有一个端点正确匹配的道路，该情况多为一个路口点坐标移动的情况，此时可以根据该端点挂接的道路名及道路属性信息(例如，道路上建筑物的门牌号)进行匹配，如果道路名及道路属性信息一致，则认为正确匹配。

情况4：不属于情况1、情况2和情况3的道路视为不能匹配。

步骤S304，几何差分计算，对于匹配好的link对，根据平均坐标差值进行几何差分计算，并根据预处理后的点位、线和预处理前的点位、线的关系，报出原点线的差分结果，分为以下情况：

情况1：对于名称唯一匹配，坐标在平均偏差范围内的点位或线，作为正确匹配结果报出。

情况2：对于名称唯一匹配，坐标在平均偏差范围外的点位或线，作为坐标疑问结果报出。

情况3：对于坐标在平均偏差阈值内唯一匹配，名称不匹配的点位或线，作为名称疑问结果报出。

情况4：不满足情况1、情况2和情况3结果的其他不匹配结果报出。

参照图4，示出了本发明实施例的导航电子地图的匹配装置的组成结构，该装置具体可以包括：

存储模块401，用于记录第一导航电子地图与第二导航电子地图中的参考物的名称和坐标，其中，参考物可以分为点状参考物和线状参考物，其中，点状参考物可以为以下之一：路口点、环岛点、收费站点、端点、属性变化点，线状参考物可以为以下之一：道路、桥梁、隧道，参考物的命名方式和坐标取值在上述中已经详细说明，这里不再赘述。

第一匹配模块402，用于根据待匹配的第一导航电子地图和第二导航电子地图的参考物的名称对第一导航电子地图和第二导航电子地图进行第一匹配处理，并将名称彼此相同的参考物作为第一匹配处理成功的参考物。

图5是根据本发明实施例的导航电子地图的匹配装置的优选结构框图，在图4所示装置的基础上，导航电子地图的匹配装置还可以包括确定模块403和第二匹配模块404，其中，

确定模块403，用于根据第一导航电子地图与第二导航电子地图中成功进行第一匹配处理成功的参考物的坐标差确定参数误差阈值，确定参数误差阈值的方法在上文中已经进行详细说明，这里不再赘述。

第二匹配模块404，用于对于第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的参数以及误差阈值进行第二匹配处理，其中，将第一导航电子地图与第二导航电子地图中参数误差在参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物，上述参数可以为参考物的坐标。

通过本发明提出的导航电子地图的匹配装置，可以有效解决地图加密、或者经过整体偏移之后的差分，从而解决了由于仅仅从几何出发来查找两版数据差异导致差分处理精确度低的问题；并且，即使路口、道路、隧道、建筑物等参考物的名称发生变化，也可以在对参考物命名时进行相应的改变来避免无法差分的问题，灵活性较高。

图4、图5是与前面所述方法相对应的装置，该装置的工作过程以及工作原理在方法部分已经进行了详细描述，在此不再赘述，参照方法中相应部分的描述即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种导航电子地图的匹配方法，其特征在于，包括：

其中，在进行所述第一匹配处理之前，所述方法还包括：

在进行所述第一匹配处理之后，所述方法还包括：

对于所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的坐标以及所述参数误差阈值进行第二匹配处理，其中，将所述第一导航电子地图与所述第二导航电子地图中坐标误差在所述参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考物包括：点状参考物和线状参考物，其中，所述点状参考物为以下之一：路口点、环岛点、收费站点、端点、属性变化点，所述线状参考物为以下之一：道路、桥梁、隧道。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对所述线状参考物进行所述第二匹配处理之前，所述方法还包括：

对于第一匹配处理成功的线状参考物，根据其属性信息进行匹配处理，其中，所述属性信息包括以下之一：方向、上下线分离情况。

4.一种导航电子地图的差分方法，其特征在于，包括：

其中，在进行所述第一匹配处理之前，所述方法还包括：

在确定所述参数误差阈值之后，所述方法还包括：

5.一种导航电子地图的匹配装置，其特征在于，所述装置包括：

其中，所述装置还包括：

第二匹配模块，用于对于所述第一导航电子地图与第二导航电子地图中第一匹配处理不成功的参考物，根据该参考物的坐标以及所述参数误差阈值进行第二匹配处理，其中，将所述第一导航电子地图与所述第二导航电子地图中坐标误差在所述参数误差阈值范围内的参考物作为第二匹配处理成功的参考物。