CN102378898A - 具有路线预测的导航系统与其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导航系统的操作方法，包括：侦测位置读取；选择具有目前边缘的选路，该目前边缘具有端点与形状点；根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令；以及在装置上显示该导航指令。

Description

具有路线预测的导航系统与其操作方法

技术领域

本发明大致有关导航系统，尤其是关于具有路线预测的导航系统。

背景技术

现今可携式消费和电子产业为了支持包括定位信息服务的现代化生活而增加许多的功能。这对于例如导航系统、行动电话、可携式数字助理和多功能装置的客户端装置而言尤是如此。

已发展许多技术来利用此种新功能。其中一些研发策略是锁定在新的技术。其它则专注在改善现有的成熟技术。现有技术中的研究和发展能有许多不同的方向。

当使用者使用行动定位服务装置时，新的和旧的使用习惯(usage)会开始利用这个新的装置空间。有许多方案来利用这个新的装置机会。其中一个现有的方法是使用位置信息提供导航服务，例如用于行动装置的全球定位服务(GPS)的导航系统。

响应于消费者的需求，导航系统提供不断增加的信息量，这些信息需要这些系统来处理越来越多的数据。这种信息包含地图数据、工作数据、当地天气和当地交通状况。移动中的车辆里的导航系统必须提供有关它们目前位置的信息，而且在车辆改变位置时必须更新该信息。然而，此信息并非立刻提供，而这会对导航系统造成混乱。此信息必须与提供该信息的位置有关，可与一开始请求信息的位置不同。要求更多信息而且必须保持在最新则持续挑战着导航系统的提供者。

因此，仍需要导航系统提供与系统预计到达之处有关的信息，而非在请求时所在之处的信息。有鉴于持续增加的商业竞争压力，伴随不断成长的消费者期望与市场上有意义的产品差异的可能性逐渐减低，找到这些问题的答案变得非常重要。另外，在降低成本、改善效率与效能和满足竞争压力上的需求更增添对于找到这些问题的答案的关键必须性上的急迫性。

长久以来，已不断寻找这些问题的解决方案，但先前的技术发展并未提供任何教示或建议，因此，这些问题的解决方案已长期困扰本领域的技术人员。

发明内容

本发明提供一种导航系统的操作方法，包含：侦测位置读取；选择具有目前边缘的选路，该目前边缘具有端点与形状点；根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令；以及在装置上显示该导航指令。

本发明提供一种导航系统，包含：定位单元，用于侦测位置读取；选路模块，其与该定位单元耦合，用于选择具有目前边缘的选路，该目前边缘具有端点与形状点；预测模块，其与该选路模块耦合，用于根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令；以及导引显示模块，其与该预测模块耦合，用于在装置上显示导航指令。

除了或替代以上所述者之外，本发明的某些实施例还具有其它态样。对本领域的技术人员而言，在配合附图阅读本发明的下列实施方式后，这些态样将变得显而易见。

附图说明

图1为使用本发明的实施例的环境范例；

图2为本发明的第一实施例中具有路线预测的导航系统的流程图；

图3为图2的预测模块的流程图；

图4为图3的下一个边缘模块的流程图；

图5为图2的导航系统的范例应用的地理位置图；

图6为本发明的第二实施例中具有路线预测的导航系统的方块图；

图7为本发明的第三实施例中具有路线预测的导航系统的方块图；

图8为图6中具有路线预测的导航系统600的说明范例；以及

图9为本发明进一步实施例中具有路线预测的导航系统的操作方法900的流程图。

具体实施方式

下列实施例是以充分细节描述，以使本领域的技术人员能制造及使用本发明。应了解到，基于本揭露内容，其它实施例将会变得显而易见，而且在不悖离本发明的范围的情况下可作出系统、工艺或机械上的改变。

在下列叙述中，给定许多特定细节以提供对本发明的完整了解。然而，本发明显然也能无须这些特定细节来加以实施。为求避免模糊本发明，某些已知的电路、系统组构和工艺位置并没有详细揭露。

显示系统实施例的附图是以部分图解且不按比例的方式呈现，尤其，某些尺寸为求清楚呈现而在附图中以夸大方式显示。同样地，虽然附图中的视野为求容易描述而大致显示为相似方向，但附图中的绘示大部分是任意方向。大致上，本发明能以任何方向操作。

所有附图中相同的组件编号代表相同组件。为求方便叙述，实施例被编号为第一实施例、第二实施例等等，但对本发明并不具任何其它意义也不造成限制。

本领域的技术人员会了解到，导航系统所呈现的格式对本发明的某些实施例而言并不重要。例如，在某些实施例中，导航信息以(x，y)的格式呈现，其中x和y是定义地理位置(即，使用者的位置)的两个坐标轴。

导航信息是以经度与纬度相关的信息呈现。导航信息也包括速度因素，其包括速率部分和方向部分。

在此所使用的用语“导航选路信息(navigation routing information)”是定义为所描述的选路信息以及与使用者感兴趣的目的有关的信息，例如当地事务、办公时间、事务类型、优惠广告、交通信息、地图、当地活动和邻近社区或私人信息。

在此所使用的用语“模块”包含软件、硬件或其组合。例如，软件可包含机器码、固件、嵌入码和应用程序软件。又例如，硬件可为电路、处理器、计算器、集成电路、集成电路核心或其组合。

现参考图1，其中显示使用本发明的实施例的环境100的范例。环境100适用于本发明中稍后叙述的任何实施例。环境100包含第一装置102，例如服务器或客户端。第一装置102可利用通讯路线106(例如网络)链接到第二装置104，例如服务器或客户端。

第一装置102可为各种集中或分散的计算装置。举例来说，第一装置102能为计算机、网格计算池(grid computing pool)中的计算机、虚拟计算机、云计算池(cloud computing pool)中的计算机或在分布计算拓扑(distributed computing topology)中的计算器。第一装置102包含选路功能或切换功能用于耦合通讯路线106以与第二装置104通讯。

第二装置104可为各种行动装置。举例来说，该第二装置104能为行动电话、个人数字助理、笔记本式计算机、其它能与通讯路线106耦合的多功能行动通讯或娱乐装置。

通讯路线106能为各种网络。举例来说，通讯路线106包含无线通讯、有线通讯、光纤、超声波或其组合。卫星通讯、蜂巢式通讯、蓝芽、红外线数据协会标准(IrDA)、无线保真(WiFi)和全球互通微波存取(WiMAX)为通讯路线106所包含的无线通讯范例。以太网络、数字用户线路(DSL)、光纤到家(FTTH)和普通老式电话服务(POTS)为通讯路线106所包含的有线通讯范例。

再者，通讯路线106会横跨一些网络拓扑和距离。举例来说，通讯路线106可包括个人区域网络(PAN)、局部区域网络(LAN)、都会区域网络(MAN)和广域网络(WAN)。

为了说明的目的，第一装置102是以单一位置显示，但应了解到服务器可为集中的或分散的，而且可位在不同位置。举例来说，第一装置102可代表在单一计算器室、分散在不同室、分散在不同地理位置、嵌入在电信网络内、在一个或多个其它计算器系统(包括网格或云类型的计算资源)内的虚拟服务器、或在高电力的客户端装置里的真实或虚拟服务器。

更进一步说明，环境100是将第二装置104显示为行动计算装置，但应了解到，第二装置104可为不同类型的计算装置。举例来说，第二装置104可为一种行动计算装置，如笔记本式计算机、另一种客户端装置或不同类型的客户端装置。

再进一步说明，环境100是将第一装置102与第二装置104显示为通讯路线106的端点，但应了解到，环境100在第一装置102、第二装置104与通讯路径106之间具有不同的分区(partition)。举例来说，第一装置102、第二装置104或其组合在通讯路线106中也能作用为通讯路线106的一部分。

现参考图2，其中显示本发明的第一实施例中具有路线预测的导航系统200的流程图。导航系统200能接收地图数据202、侦测位置读取206和选路204到目标终点208。导航系统200能接收目前的速率220和目前航向222、并产生与选路204和在该选路204上的预测点226一致的导航指令224。预测点226是导航系统200预测在时间延迟234之后会在的位置。导航系统200也能显示导航指示224。选路模块228能接收地图数据202、位置读取206、预测点226和目标终点208。位置读取206可通过导航系统200的另一模块产生，或者可从另一装置接收。选路模块228能够从位置读取206进行选路204作为该选路204至目标终点208的来源或起始点。选路模块228也能从预测点226进行选路204作为该选路至目标终点208的来源或起始点。

预测模块230能从选路模块228接收到选路204。预测模块230也能接收位置读取206。预测模块230能验证位置读取206是否与选路204一致，并且能设定偏离选路旗标(off-route flag)232来表示该位置读取206与该选路204并不一致。

举例来说，预测模块230能判断导航系统200是否已不再横跨选路204、或是朝与横跨的选路204不一致的方向移动、或是已经停止或出现上述情形的组合。如果预测模块230判断位置读取206与横跨的选路204不一致，则该预测模块230会产生偏离选路旗标232。

如果预测模块230产生偏离选路旗标232，导航系统200会返回选路模块228。选路模块228能从位置读取206产生到目标终点208的新版本的选路204。而且，响应偏离选路旗标232，导航系统200会执行其它流程，例如显示警告或发出警告声。

预测模块230也能接收地图数据202、目前速率220、目前航向222和时间延迟234。如稍后将更详细描述者，预测模块230能在选路204上定位出预测点226。时间延迟234是预测模块230接收位置读取206、产生导航指示224和显示该导航指示224所需的时间。时间延迟234、地图数据202、目前速率220和目前航向222能由导航系统200的另一模块产生、或从另一装置接收或上述情形的组合。

预测模块230能将预测点226送回选路模块228以利用该预测点做为选路204的来源或起始点而产生该选路204。如稍后将更详细描述者，预测模块230也能对选路204加以修改。

预测模块230能通过沿着街道的许多几何形状(包含曲线路线、弯曲道路、山坡路、交通圆环等等)进行投影而定位出预测点226。预测模块230能通过考虑街道的曲率(curvature)而沿着选路204精确地投影。通过考虑沿着投影的街道曲度，到预测点226的距离便能正确地测量出。

导引显示模块236能从选路模块228接收到选路204，并从预测模块230接收到预测点226。导引显示模块236能产生与预测点226有关且横跨选路204的导航指示224。导引显示模块236也能在导航系统200上显示导航指示224。

现在参考图3，其中显示图2的预测模块230的流程图。预测模块230能接收选路204、位置读取206、地图数据202、目前航向222和目前速率220。预测模块230也能从图2的导航系统200的另一模块(例如储存模块)接收时间延迟234。预测模块230能定位出预测点226。预测模块230也能验证选路204上的位置读取206，而且如果导航系统200的位置读取206被判断为与横跨的选路204不一致，则能产生偏离选路旗标232。

边缘模块302能从图2的选路模块228接收选路204。边缘模块302也能接收位置读取206、目前航向222、地图数据202和目前速率220。位置读取206、目前航向222和目前速率220能通过导航系统200的另一模块产生。地图数据202能从导航系统200的另一模块(例如储存模块)接收。边缘模块302能产生总横跨距离304和具有端点324与形状点326的目前边缘306。边缘模块302也能产生偏离选路旗标232。

总横跨距离304能被定义为导航系统200在时间延迟234期间所行经的距离。举例来说，就一个在州际公路上以高速行进而具有导航系统200的装置而言，总横跨距离304将会非常长，例如数十分之一英哩的粒度(granularity)。作为另一个范例，对于一个以低速行经具有交通号志的住宅区的装置而言，总横跨距离304将会非常短，例如数码的粒度。

例如目前边缘306的边缘能被描述为道路区段并且能包含位置读取206。该领域的技术人员将会了解到，边缘或道路区段会包括例如端点，端点定义了边缘或道路区段结束的几何位置。地图数据202中的边缘或道路区段也能具有形状点326，其能识别出沿着边缘或道路区段的弯曲点。例如，弯曲的边缘能利用两个端点(例如端点324)之间的形状点326来描述。作为另一个范例，边缘或道路区段能具有形状点以描述倾斜的开始或结束。

测量模块308能从边缘模块302接收目前边缘306并且能接收位置读取206以及目前航向222。测量模块能计算端点距离310。

比较模块312能从测量模块308接收端点距离310以及接收选路204。比较模块312也能从边缘模块302接收总横跨距离304，而且能接收总累积距离318。比较模块312能判断预测点226是否在目前边缘306上，然后导航系统200能进行到精确定位模块314。比较模块312也能决定若预测点226不在目前边缘306，则导航系统200能进行到更新模块316。

总累积距离318能用以识别出具有预测点226的边缘。导航系统200能沿着选路204的连续边缘投影，以定位出预测点226，其位在距离位置读取206的总横跨距离304处。当导航系统200沿着选路204的边缘投影时，边缘的长度能被加到总累积距离318以监测所检查的距离，直到预测点226被定位出。

比较模块312也能修改选路204。比较模块312能添加目前边缘302的形状点326至选路204。目前边缘302的形状点326可为沿着从位置读取206至预测点226的投影位置。

精确定位模块314能接收目前边缘306、总累积距离318和总横跨距离304。精确定位模块314能决定目前边缘306上的预测点226的位置。精确定位模块314也能将总累积距离318的值重设为零，以初始化预测模块230与另一位置读取206操作的总累积距离318。

更新模块316能接收总累积距离318和端点距离310。更新模块316能用该端点距离310更新总累积距离318的值。

下一个边缘模块320能接收选路204、目前航向222、目前边缘306和地图数据202。下一个边缘模块320也能从导航系统200的储存模块或另一个模块接收航向阈值(heading threshold)322。如将更详细描述者，下一个边缘模块320能在目前边缘306的端点324定位出预测点226。下一个边缘模块320也能用来自地图数据202的另一边缘来更新目前边缘306。

边缘模块302能接收选路204、位置读取206、目前航向222、地图数据202和目前速率220。边缘模块302能将位置读取206与地图数据202的内容作比较，然后从该地图数据202选择出目前边缘306。目前边缘306能具有端点324以描述目前边缘306的范围。目前边缘306也能具有形状点326，其位在端点324之间的目前边缘306上。形状点326的位置能代表目前边缘306的曲率。

边缘模块302也能决定位置读取206是否与横跨的选路204一致。如果位置读取206被判定为与选路204不一致时，边缘模块302会设定偏离选路旗标232，而导航系统200会返回图2的定位模块228以修改选路204。

假设边缘模块302判断位置读取206与横跨的选路204一致，则该边缘模块302能有许多方式计算总横跨距离304。举例来说，用在计算总横跨距离304的时间延迟234可以是预定值，或是根据选路204的复杂性或距离估算而出。边缘模块302能计算总横跨距离304作为导航系统200在时间延迟234期间将会横跨的距离。举例来说，总横跨距离304可被计算为目前速率220和时间延迟234的乘积。

测量模块308可从边缘模块302接收到目前边缘306并且能接收位置读取206和目前航向222。测量模块308能从目前航向222确定方向，此方向即导航系统200沿着目前边缘306所横跨的方向。测量模块308能计算端点距离310，此端点距离为从位置读取206至目前边缘306的端点324的距离，此端点为导航系统200正在接近的端点。

比较模块312能从测量模块308接收端点距离310。比较模块312也能从边缘模块302接收总横跨距离304，并且能接受总累积距离318。

比较模块312能决定预测点226是否在目前边缘306上。比较模块312能将端点距离310与总累积距离318的总和与总横跨距离304进行比较。如果端点距离310与总累积距离318的总和等于或大于总横跨距离304，则预测点226可能在目前边缘306上。如果预测点226在目前边缘306上，则导航系统200便能进行到精确定位模块314以定位出该预测点。

如果比较模块312判断出预测点226不在目前边缘306上，则导航系统200会进行到更新模块316而继续识别出具有该预测点226的边缘。

精确定位模块314能接收总累积距离318和总横跨距离304。精确定位模块314也能接收具有端点324与形状点326的目前边缘306。精确定位模块314能判断出预测点226的位置在目前边缘306上。精确定位模块314也能将总累积距离318的值重设为零，以初始化预测模块230与另一位置读取206操作的总累积距离318。

如果不考虑街道的曲率，则沿着弯曲的街道点对点的测量可能会不准确。沿着笔直街道测量的直线测量可能精确以用于定位出预测点226。然而，弯曲街道上的两点之间的距离的直线测量可能会不精确，因为可能会由于街道的弯曲而没有包含到额外的距离。街道的曲率也可能导致预测点226被定位在错误的街道或大致定位在错误的位置。

已发现到，本发明提供一种具有更可靠的来源点(originating point)的导航系统，其利用形状点326定位出预测点226而更新选路的来源点。形状点326可使对于到预测点226的距离的预测变得更加可靠而且将该预测点226定位在正确的道路区段。

目前边缘306的形状点326能通过沿着该目前边缘306识别出弯曲点而定义边缘的曲率。预测模块230能通过在连续的形状点326之间测量而沿着目前边缘304测量距离。测量中使用到形状点326也允许沿着弯曲或圆形的街道进行可靠的预测。

精确定位模块314能通过从总横跨距离304减去总累积距离318而计算出沿着目前边缘306至预测点226的位置的距离。精确定位模块314能沿着目前边缘306测量从端点324至形状点326的连续位置的距离，直到已经测量完沿着目前边缘306至预测点226的距离。

更新模块316能接收总累积距离318和端点距离310。更新模块316能利用端点距离310更新总累积距离318的值。

下一个边缘模块320能接收选路204、目前航向222、目前边缘306与地图数据202。下一个边缘模块320也能从导航系统200的储存模块或另一个模块接收航向阈值322，或从另一个装置接收航向阈值。

航向阈值322定义为两个航向读取的差值极限。举例来说，目前航向222可与另一航向进行比较以判定符合航向阈值322。如果和目前航向222相差超过航向阈值322，则其它航向可被判定为超过航向阈值322。例如，其它航向可为装置的航向，或是来自导航系统200的地图数据202的边缘的航向。

当比较模块312判断出预测点226未在目前边缘上时，下一个边缘模块320会进行运作。下一个边缘模块320能识别出另外的边缘，导航系统200能沿着此边缘进行投影以定位出预测点226。下一个边缘模块320可更新目前边缘306，然后导航系统200回到测量模块308。如果下一个边缘模块320未决定出另外的边缘，则该下一个模块320可判断预测点226是在目前边缘306的端点处。

现在参考图4，其中显示图3的下一个边缘模块320的流程图。直到预测点226被定位出，下一个边缘模块320能识别出下一个边缘402，导航系统200则沿此边缘402进行投影以定位出预测点226。如果下一个边缘模块320无法判定出下一个边缘402，则该下一个边缘模块320能定位出预测点226是在目前边缘306的端点324处。

边缘端点模块404能接收选路204、目前航向222和目前边缘306。边缘端点模块404定位出下一个边缘402的起始点406，其为目前边缘306的端点324。

有效的边缘模块408能接收来自边缘端点模块404的起始点406，以及接收地图数据202。有效的边缘模块408能从地图数据202选择有效边缘410。

检查航向模块412能接收航向阈值322、目前航向222与有效边缘410。检查航向模块412能决定操作更新目前边缘模块414，或将预测点226的位置设定在起始点406。

更新目前边缘模块414能接收下一个边缘402并将其储存为目前边缘306。

有效的边缘模块408能从边缘端点模块404接收起始点406，以及能接收地图数据202。有效的边缘模块408能从地图数据202选择有效边缘410。有效边缘410能包含连接至目前边缘306的边缘。有效边缘410能被描述为具有端点324在起始点406位置的边缘。

检查航向模块412能接收航向阈值322、目前航向222与有效边缘410。检查航向模块412将有效边缘410的航向与目前航向222进行比较，其中该目前航向222与目前边缘306有关。检查航向模块412判定有效边缘410的每个边缘的航向与目前航向222的差值是否在航向阈值322内。

检查航向模块412能从有效边缘中选择边缘作为下一个边缘402。如果有效边缘410的其中一个边缘具有起始点406作为端点324，而且其位在目前航向222的航向阈值322内，则检查航向模块能设定该边缘作为下一个边缘402。

如果有效边缘410中有超过一个边缘具有起始点406作为端点324并且位在目前航向222的航向阈值322内，则检查航向模块412能设定预测点226的位置在端点324。

如果有效边缘410中没有边缘具有起始点406作为端点324并且位在目前航向222的航向阈值322内，则检查航向模块412能设定预测点226的位置在端点324。

下一个边缘模块320将预测点226或另一个目前边缘306送回图2的预测模块230。

现在参考图5，其中显示图2的导航系统200的范例应用的地理位置图。图5会显示如选路204的导航选路的图标，而装置502具有导航系统200。

地理位置图在如图2中横跨选路204的位置读取206的位置处描绘装置502。选路204可包含例如第一边缘504和第二边缘506的边缘，其具有第一端点508作为共同的端点。第一边缘504上的装置502的目前航向222是用箭头标示。选路204能用导航系统200的其它功能或用另一装置产生。

为了说明的目的，选路204显示具有第一边缘504作为直线或笔直的道路区段，以及具有第二边缘506作为弯曲的道路区段。然而，应了解到，导航系统200可用选路204的边缘进行操作，这些边缘具有多个弯曲部分、直线部分、交通圆环或者具有尽头的道路。

具有导航系统200的装置502能接收位置读取206作为装置502的目前位置。在图2的时间延迟234显示在装置502上后，导航系统200会产生指令，例如在图2中的导航指令224。导航系统200能投影出图2的预测点226，其将会是装置502在时间延迟234之后的位置，而导航指令224能与预测点226有关。

导航系统200可设定第一边缘504作为图3的目前边缘306，以及可计算图3的总横跨距离304。从装置502的目前航向222来看，图3的测量模块308能计算自位置读取206至第一端点508的距离作为图3的端点距离310。图3的比较模块312能将总横跨距离304与总累积距离318和端点距离310的总和进行比较。比较模块312能判定预测点226能超过目前边缘306的第一端点508，以及能沿着另一边缘进行投影以定位出该预测点226。

图3的更新模块316能通过将端点距离310加到总累积距离318而更新该总累积距离318。图3的下一个边缘模块320能决定出图4的下一个边缘402，以及能设定该下一个边缘402作为目前边缘306。

下一个边缘402可以是具有第一端点508作为端点的边缘，并且位在航向阈值322内，在图5中以虚线绘制。举例来说，下一个边缘模块320能选择第二边缘506作为下一个边缘402，以及用该下一个边缘402更新目前边缘306。导航系统200能回到测量模块308。

下一个边缘模块320也能判定预测点226可以是第一端点508。举例来说，如果下一个边缘模块320判定具有端点在第一端点508的边缘是超出航向阈值322，则下一个边缘402可设定预测点226在第一端点508，而导航系统200能进行到导引显示模块236。

作为进一步的范例，如果下一个边缘模块320判定有超过一个边缘具有端点在第一端点508能位在目前航向222的航向阈值322内，则下一个边缘模块320能设定预测点226在第一端点508。例如，如果目前边缘306结束在T型接头(T-junction)，则下一个边缘402能判定除了目前边缘306之外没有边缘位在航向阈值322内。作为进一步的范例，如果目前边缘306以尽头结束，则下一个边缘模块320能判定预测点226是位在第一端点508。

如果下一个边缘模块320选择第二边缘506作为下一个边缘402，然后设定该下一个边缘402作为目前边缘306，则测量模块308能计算自第一端点508至第二端点510的距离作为目前边缘306的端点距离310。比较模块312能将总横跨距离304与总累积距离318和端点距离310的总和进行比较，然后判定第二边缘506能包含预测点226。导航系统200能进行到精确定位模块314以决定预测点226在第二边缘506上的位置。

精确定位模块314能接收目前边缘306的端点和形状点。精确定位模块能读取第一端点508和第二端点510作为第二边缘506的端点，以及读取第一形状点512和第二形状点514作为第二边缘506上的形状点。精确定位模块314能将自第一端点508至第一形状点512的距离加到总累积距离318。如果自第一端点508至第一形状点512的距离和总累积距离318的总和小于总横跨距离304，则预测点226能被定位在超过第一形状点512。

精确定位模块314能添加自第一端点508至第一形状点512的距离、自第一形状点512至第二形状点514的距离以及总累积距离318。如果自第一端点508至第一形状点512的距离、自第一形状点512至第二形状点514的距离以及总累积距离318的总和等于或超过总横跨距离，则预测点226能被定位在第二形状点514处或第二形状点514之前。导航系统200能操作导引显示模块236以在第二形状点514或第一形状点512与第二形状点514之间产生与选路204和预测点226有关的导引指令224。

比较模块312能将第一形状点512与第二形状点514加到选路204。第一形状点512与第二形状点514为沿着自装置502的位置读取至预测点226的投影的点，而且可为选路204的一部分。

已发现到本发明提供一种导航系统，其通过预测而包含有第一形状点512和第二形状点514以提高选路204的可靠度和精确度。该预测包含转弯(turns)和曲线(curves)。将这些点包含进来能更精确地描述选路204，同时避免可能与此种包含有偏离。

精确定位模块314能沿着边缘的形状点递增地测量，以包含沿着具有曲线或其它不规则形状的道路区段的距离。精确定位模块314通过考虑例如第一形状点512和第二形状点514的形状点以包含街道的曲率，从而能绕着弯曲路线或其它不规则形状的街道进行投影。

现在参考图6，其中显示本发明的第二实施例中具有路线预测的导航系统600的方块图。导航系统600可为图1的第二装置104。举例来说，导航系统600可为任何各种装置，例如行动电话、个人数字助理、笔记本式计算器或娱乐装置。导航系统600可为独立装置或是可与车辆(例如汽车、卡车、巴士或火车)合并的装置。

导航系统600包含使用者接口604、定位单元606、存储单元608和控制单元610，像是处理器。使用者接口604能包含输入装置与输出装置。举例来说，输出装置包含显示器、投影机、视频画面、喇叭或上述的任何组合。举例来说，输入装置包含小键盘(keypad)、触控板(touchpad)、软键(soft-keys)、键盘、麦克风或上述的任何组合，以供数据和通讯输入。

控制单元610能执行软件612以及提供导航系统600的智能。例如，软件612能包含图2的导航系统200。控制单元610能操作使用者接口604以显示由导航系统600产生的信息。控制单元610也能执行软件612用在导航系统600的其它功用，其包含接收来自定位单元606的定位信息。

控制单元610能从使用者接口604接收图2的目标终点208和位置读取206，以及操作图2的选路模块228以选择选路204。控制单元610也能发送选路204至储存单元608以供导航系统600的其它功能使用。控制单元610也能接收目前速率220、目前航向222和时间延迟234，以及能操作图2的预测模块230以判定图2的预测点226的位置。如果位置读取206被判定为与选路204不一致，则控制单元610也能操作预测模块230以产生图2的偏离选路旗标232。

控制单元610也能操作图2的导引显示模块236。导引显示模块236能产生图2的导航指令224用于显示在使用者接口604上。

选路模块228能操作导航系统600的定位单元606以产生导航系统600的位置读取206、目前航向222和目前速率220。定位单元606能以许多方式实行。例如，定位单元606可为全球定位系统(GPS)、惯性导航系统、基地台定位系统(cell-tower location system)、加速计定位系统(accelerometer location system)或上述的任何组合。

储存单元608能储存软件612、设定数据与其它操作导航系统600时所用的数据。储存单元608也能储存相关的信息，像是广告、景点(POI)、导航选路项目或上述的任何组合。举例来说，储存单元608能包含导航选路信息。

存储单元608也能接收及储存由选路模块228选择的选路204。储存单元608也能储存地图数据202，其包含如图3的目前边缘306(具有图3的端点324和图3的形状点326)的边缘信息。储存单元608也能存储航向阈值322与时间延迟234。控制单元610能操作存储单元608的数据以执行导航系统600的功能。

控制单元610能操作导航系统600的功能以定位出预测点226、产生与该预测点226及横跨的选路204相关的导航指令224以及将该导航指令224显示在使用者接口604上。

现在参考图7，其中显示本发明的第三实施例中具有路线预测的导航系统700的方块图。导航系统700能包括第一装置702、第二装置704与通讯路线706。第一装置702能在通讯路线706上与第二装置704通讯。

为便于说明，导航系统700显示成第一装置702作为客户端，但应了解到，导航系统700可具有第一装置702作为不同类型的装置。例如，第一装置702可以是服务器。

同样为了便于说明，导航系统700显示成第二装置704作为服务器，但应了解到，导航系统700可具有第二装置704作为不同类型的装置。例如，第二装置704可以是客户端。

为求简单说明本发明的此实施例，第一装置702将被描述为客户端装置而第二装置704将被描述为服务器装置。本发明的并不受限于这类型的装置选择。上述选择仅为本发明的范例。

第一装置702包括例如第一控制单元708(例如处理器)、第一储存单元710、第一通讯单元712、定位单元606与第一使用者接口714。为了说明，导航系统700显示为被描述成第一装置702具有不连续的功能模块，但应了解到，导航系统700能具有组构不同的第一装置702。举例来说，第一控制单元708、第一通讯单元712、第一使用者接口714可以不是不连续的功能模块，但可以让一个或多个上述模块组合成一个功能模块。

第一控制单元708能执行来自第一储存单元710的第一软件716与提供第一装置702的智能。例如，第一软件716包含图2的导航系统200的一部分。第一控制单元708能操作第一使用者接口714以显示导航系统700所产生的信息。第一控制单元708也能执行第一软件716用在导航系统700的其它功能。

第一储存单元710能以许多方式实施。举例来说，第一存储单元710能为挥发性存储器、非挥发性存储器、内部存储器、外部存储器。第一储存单元710包含第一软件716、第一地图数据718与选路204。第一地图数据718能为图2的地图数据202一部分。

第一使用者接口714能包含输出装置和输入装置。举例来说，输出装置包括投影机、视频画面、喇叭或上述的任何组合。输入装置的例子包括小键盘、触控板、软键、键盘、麦克风或上述的任何组合，以提供数据和通讯输入。第一使用者接口714能接收输入至第一装置702，像是在图的目标终点208。

第一装置702的定位单元606能产生该第一装置702的位置读取206、目前航向222与目前速率220。定位单元606能以许多方式实施。举例来说，定位单元606能为全球定位系统(GPS)、惯性导航系统、基地台定位系统、加速计定位系统或上述的任何组合。

第一通讯单元712包含用于与通讯路线706互动的主动和被动组件，像是微电子电路或天线。第一控制单元708能执行第一软件716及提供第一装置702的智能用于通过第一通讯单元712与第二装置704、第一使用者接口714、通讯路线706互动，以及提供与定位单元606互动。

第二装置704能包含例如第二控制单元720(例如处理器或计算器)、第二储存单元722、第二通讯单元724和第二使用者接口726。为了说明，导航系统700显示为被描述成第二装置704具有不连续的功能模块，但应了解到，导航系统700能具有组构不同的第二装置704。举例来说，第二控制单元720、第二通讯单元724、第二使用者接口726可以不是不连续的功能模块，但可以让一个或多个上述模块组合成一个功能模块。

第二储存单元722能包含第二装置704的第二软件728、第二地图数据730和选路204。第二储存单元722也能包含时间延迟234和航向阈值322。第二地图数据730可以是地图数据202的一部分。作为范例，第二软件728能包含导航系统700的一部分。为求便于说明，第二储存单元722显示为单一组件，但应了解到，第二储存组件722可以是储存组件的散布。

也为了便于说明，导航系统700显示有第二储存单元722作为单一阶级储存系统，但应了解到，导航系统700能具有不同组构的第二储存单元722。例如，第二储存单元722能用不同的储存技术形成，这些技术形成包含不同层的缓存、主存储器、旋转介质(rotating media)或离线储存(off-line storage)

第一地图数据718能与第二地图数据730合作。例如，第二地图数据730能含有涵盖广大区域(例如全国的道路地图)的信息，同时第一地图数据718能含有涵盖较小区域(例如一些郡或自治市)的信息或其它。

第二控制单元720能执行第二软件728并提供第二装置704的智能用于通过第二通讯单元724与第一装置702、第二使用者接口726和通讯路线706互动。作为范例，第二软件728能包含导航系统200的一部分。

第一通讯单元712能与通讯路线706耦合以发送信息给第二装置704。第二装置704能在第二通讯单元724从通讯路线706接收信息。

第二通讯单元724能与通讯路线706耦合以发送信息给第一装置702。第一装置702能在第一通讯单元712从通讯路线706接收信息。

导航系统700能由第一控制单元708、第二控制单元720或上述的组合来执行。

定位单元606能产生第一装置702的位置读取206、目前速率220和目前航向222。第一控制单元708能从定位单元606接收位置读取206、目前速率220和目前航向222。第一控制单元708也能在导航信息的请求下从第一使用者接口714接收目标终点208。第一控制单元708能操作第一通讯单元712以发送信息，该信息包含对于整个通讯路线706上的导航信息的请求。第一通讯单元712在整个通讯路线706上发送位置读取206、目前速率220、目前航向222和目标终点208。

第二通讯单元724能从通讯路线706接收信息，包含对于导航信息的请求。第二控制单元720从第二通讯单元724接收位置读取206和目标终点208。第二控制单元720能由第二软件728操作图2的选路模块228以利用第二地图数据730选择选路204。第二控制单元720能储存选路204于第二储存单元722中。第二控制单元720也能操作第二通讯单元724以在整个通讯路线706上发送选路204至第一装置702。

第二控制单元720能操作第一使用者接口714以显示选路204的讯息于显示组件上。

第二控制单元720能操作图2的预测模块230。使用选路204和位置读取206，预测模块230能判定位置读取206是否与横跨的选路204一致。如果预测模块230判定位置读取206不与横跨的选路204一致，则预测模块230能设定图2的偏离选路旗标232，而导航系统700能操作选路模块228以选择新的选路。

第二控制单元720能操作预测模块230以定位出图2的预测点226。第二控制单元720能由第二软件728操作图3的边缘模块302以选择图3的目前边缘306具有图3的形状点326与图3的端点324。边缘模块302也能从第二储存单元722接收图3的时间延迟、计算总横跨距离304和储存该总横跨距离304于第二储存单元722中。

第二控制单元720能操作测量模块308以产生图3的端点距离。第二控制单元720从第二储存单元722接收总累积距离318，然后操作比较模块312以判定目前边缘306是否包含预测点226。如果目前边缘306不包含预测点226，则第二控制单元720能操作更新模块316和下一个边缘模块320以继续定位出预测点226。

如果比较模块312判定预测点226是在目前边缘306上，则第二控制单元能操作精确定位模块314以定位出该预测点226。精确定位模块314能沿着目前边缘306的形状点326投影，直到预测点226备定位在目前边缘306上。

第二控制单元720能操作第二通讯单元724以在整个通讯路线706上发送预测点226至第一装置702。第一通讯单元712能从通讯路线706接收预测点226。

第一控制单元708能从第一通讯单元712接收预测点226。第一控制单元708也能从第一储存单元710接收选路204，并且能操作导引显示模块236以产生图2的导航指令224。导引显示模块236也能操作第一使用者接口714以显示导航指令224于该第一使用者接口714的显示器上。

为了说明，导航系统700显示为具有第一地图数据718于第一装置702内、第二地图数据730于第二装置704内，但应了解到，导航系统700能包含地图数据202的不同分割。举例来说，导航系统700能视需要而具有第一地图数据718或第二地图数据730。

而且为了说明，导航系统700显示为具有由第一装置702或第二装置704操作的导航系统200的模块。但应了解到，第一装置702和第二装置704能操作导航系统200的任何模块和功能。

举例来说，第一装置702显示为操作导引显示模块236，但应了解到，第二装置704也能操作该导引显示模块236。作为另一范例，第二装置704显示为操作预测模块230，但应了解到，第一装置702也能操作该预测模块230。

现在参考图8，其中显示图6中具有路线预测的导航系统600的说明范例。导航系统600显示为具有使用者接口604。

当导航系统600横跨图2的选路204时，使用者接口604显示街道地图于导航系统600的多媒体显示接口上。显示器显示出具有像是导航指令224的转弯导引的街道地图。在此范例中，导航指令224包含在给定的距离之后转弯的指令。此范例也将街道名称显示在选路204上。导航指令224是由导航系统600产生，使得导航指令224是与图2的预测点226有关，而非与图2的位置读取206有关。

导航系统600能判定位置读取206是否与横跨的选路204不一致。举例来说，导航系统能作出未列入排程的转弯(unscheduled turn)而偏离选路204，而导航系统600能计算出到终点(像是图2的目标终点208)的新版本的选路204以补偿修正该未列入排程的转弯。未列入排程的转弯偏离选路204可能包含作出不正确的转弯、作出未经计画的绕道(例如回转)、或是停在未经计画的景点上。

现在参考图9，其中显示本发明进一步实施例中具有路线预测的导航系统200的操作方法900的流程图。方法900包含：在模块902中侦测位置读取；在模块904中选择具有目前边缘的选路，该目前边缘带有端点和形状点；在模块906中根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而预测导航指令；以及在模块908中显示该导航指令在装置上。

本发明的另一重要态样是在于其有利地支持与服务降低成本、简化系统和增进效能的历史趋势。本发明的这些及其它有利态样结果会将技术状态带进至少下一个层次。

因此，已发现到本发明的导航系统提供重要且迄今未知也未得的解决方案、能力和功能态样，用于针对使用具有定位服务的行动客户端得以改善效能、增加可靠性、增加安全性和降低成本。所产生的制程和组构是直接的、具成本效益的、不复杂的、高度多样性的、精确的、灵敏的而且有效的，并且能通过采用用于准备好的、有效率的和经济的制造、应用和利用的已知组件而得以实施。

虽然本发明已结合特定最佳模式加以描述，但应了解到，对于本领域的技术人员而言，在看过上述描述后，许多替代、修改和变化会是显而易见的。因此，本发明是意图涵盖落入所附权利要求书的范围内的所有此种替代、修改和变化。先前在附图中所提出或显示出的所有事项应被解读为例示性而非限制意义的。

Claims (10)

1.一种导航系统的操作方法，包括：

侦测位置读取；

选择具有目前边缘的选路，该目前边缘具有端点与形状点；

根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令；以及

在装置上显示该导航指令。

2.如权利要求1所述的方法，其中，根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令的步骤包含在为弯曲道路区段的该目前边缘上测量该形状点。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：

根据该位置读取和该选路而设定偏离选路旗标；以及

根据该位置读取和该偏离选路旗标而更新该选路。

4.如权利要求1所述的方法，还包括：

接收与该位置读取有关的目前速率与目前航向；

根据该计算的该时间延迟和总横跨距离而在具有该形状点和该端点的该目前边缘上计算出预测点；以及

预测与该选路上的该预测点有关的该导航指令。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

在具有该形状点和该端点的该目前边缘上计算出预测点；以及

根据目前航向、航向阈值和总累积距离而选择具有该预测点的该目前边缘。

6.一种导航系统，包括：

定位单元，用于侦测位置读取；

选路模块，其与该定位单元耦合，用于选择具有目前边缘的选路，该目前边缘具有端点与形状点；

预测模块，其与该选路模块耦合，用于根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令；以及

导引显示模块，其与该预测模块耦合，用于在装置上显示导航指令。

7.如权利要求6所述的系统，其中，用于根据该位置读取的计算、该形状点和该计算的时间延迟而侦测导航指令的该预测模块包含在为弯曲道路区段的该目前边缘上测量该形状点。

8.如权利要求6所述的系统，其中：

该预测模块为根据该位置读取和该选路而设定偏离选路旗标；以及

该选路模块为根据该位置读取和该偏离选路旗标而更新该选路。

9.如权利要求6所述的系统，其中：

该定位单元为用于接收与该位置读取有关的目前速率与目前航向；

该预测模块为用于根据该时间延迟、该目前速率和该目前航向而在该目前边缘上计算出预测点；以及

导引显示模块为用于预测预测与该选路上的该预测点有关的该导航指令。

10.如权利要求6所述的系统，其中，该预测模块包括：

精确定位模块，用于在具有该形状点和该端点的该目前边缘上计算出预测点；以及

下一个边缘模块，用于根据目前航向、航向阈值和总累积距离而选择具有该预测点的该目前边缘。

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