CN103162683A - 用于执行地图匹配的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于执行地图匹配的装置和方法，所述装置针对通过定位过程测量的用户终端的位置执行空间地图匹配并且在构建有多个空间的地图上显示所测量的所述用户终端的位置。执行所述空间地图匹配以确定所述用户终端位于所述多个空间之中的哪个空间中。

Description

用于执行地图匹配的装置和方法

技术领域

本发明涉及用于执行用户终端的位置的地图匹配的装置和方法，更具体地，涉及用于执行室内地图匹配以在室内地图上显示使用定位基础设备（positioning infrastructure device）测量的用户终端的位置的装置和方法。

背景技术

导航系统被广泛应用于车辆。导航系统通过计算从全球定位系统（以下简称为“GPS”）卫星接收的坐标信号来实时识别车辆或用户的当前位置，并且通过使当前位置与具有先前创建的地图信息和交通信息的数据库互锁来在地图图像上指示当前位置。用于车辆的导航系统采用GPS接收器来计算车辆的当前位置。导航系统借助于GPS接收器获得与车辆的当前速度、时间和位置有关的信息，并基于这些信息给用户提供引导信息。

然而，当计算使用GPS信号的当前位置时，由于GPS信号的特性，通常会出现数十米的误差，这使得导航系统在地图上错误的点（诸如道路或建筑物外的位置等）上显示当前位置。

为了避免这种问题，常规的导航系统应用地图匹配法来计算车辆的位置。根据地图匹配法，在假定车辆在道路上行驶的情况下，对车辆的当前位置和道路数据进行相互比较。此外，在当前位置与坐标数据之间的差在预定范围内的时候，确定车辆在道路上行驶并将当前位置强制校正成最接近当前位置的道路数据上的点。

韩国专利公开No.10-2010-0067578提出了一种用于移动目标的地图匹配的装置和方法。韩国专利公开No.10-2010-0067578公开了一种地图匹配法来校正诸如在道路上移动的车辆等移动目标的位置坐标，其中，当道路的坐标数据在地图数据中不存在时，将移动目标的位置校正成道路上的点，因此不易进行常规的地图匹配。

日本专利公开No.2002-318121公开了一种当移动目标移动到室内设施内时能够确定移动目标的当前位置的导航系统。首先，导航系统通过在移动目标正在移动时使用地图数据针对来自单机传感器的输出数据和来自GPS装置的输出数据执行地图匹配来确定移动目标的当前位置。此后，当检测到移动目标的当前位置位于室内设施内时，导航系统使用地图数据针对来自单机传感器的输出数据执行地图匹配来确定移动目标的当前位置。

一般来说，在接收到用户的定位信息的情况下，通过使地图与最接近于用户的位置的道路网络数据（例如，节点或链路）匹配来显示用户的位置。然而，在用户位于室内地点（特别是在建筑物内的特定空间处）的情况下，将定位结果地图匹配到最近的网络数据，这使得不能精确地在地图上反映用户的实际位置。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供了一种用于在室内地图上对用户终端的位置进行地图匹配的方法。

另外，本发明提供了一种根据用户所请求的信息以不同的方法在室内地图上对用户终端的位置进行地图匹配的方法。

另外，本发明还提供了一种根据存储用于测量用户终端的位置的定位基础设备的位置信息的实体以不同的方法在室内地图上对所述用户终端的所述位置进行地图匹配的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种装置，配置为使用通过定位过程测量的用户终端的位置执行空间地图匹配并且在构建有多个空间的地图上显示所测量的所述用户终端的位置的装置，其中：执行所述空间地图匹配以确定所述用户终端位于所述多个空间之中的哪个空间中。

根据本发明的另一个方面，提供了一种地图服务器，包括：通信单元，配置为接收来自用户终端的接收信号的强度，所述接收信号的强度通过与定位基础设备通信而获得；存储单元，存储所述定位基础设备的位置信息；以及控制单元，配置为利用所述接收信号的所述强度和所述定位基础设备的位置信息来测量所述用户终端的位置，并且针对所述用户终端的所述位置执行空间地图匹配或网络地图匹配。

与常规的基于网络的地图匹配法相比，根据本实施例的所述空间地图匹配法，将由定位基础设备测量的用户终端的位置更加正确地显示在地图上。此外，所述用户终端的所述位置被显示在空间的单元中，因此能够正确地提供存在于相关空间中的用户终端的数量。

此外，在预定的时间段内累积所述用户终端的候选位置，并且使用所累积的所述用户终端的所述候选位置，确定所述用户终端的当前位置并在当前时间显示所述用户终端的当前位置，从而解决了定位基础设备的临时测量误差。

此外，通过在用户请求当前位置的情况下经由空间地图匹配、而在用户请求直到特定点的路径查找的情况下经由网络地图匹配来显示用户终端的位置，能够根据其用途以各种形式提供用户终端的位置。

附图说明

通过结合附图给出的以下实施例的描述，本发明的上述和其它目的以及特征将会变得更加明显，在附图中：

图1是示出根据本发明的实施例执行室内地图匹配的过程的流程图；

图2是示出根据本发明的实施例的空间地图匹配的示例的示图；

图3是示出根据本发明的实施例的空间地图匹配的另一示例的另一示图；

图4是根据本发明的实施例的用于执行空间地图匹配的系统的示意性框图；

图5是图4中所示的用户终端的框图；以及

图6是图4中所示的地图服务器的框图。

具体实施方式

在下文中，将会参照附图详细描述本发明的实施例，使得它们可以容易地由本领域技术人员实施。

除非本文另有明确说明，在整个说明书中，当部件“包括”或“包含”元件时，这表示该部件不排除另外的元件且还包括其它元件。另外，诸如“单元”、“装置”、“模块”和“框”等术语表示处理至少一个功能或操作的单元，并且它们可以由硬件或软件或其组合来体现。

图1是示出根据本发明的实施例执行室内地图匹配的过程的流程图。

地图匹配分为空间地图匹配和网络地图匹配。空间地图匹配表示在地图上显示通过定位过程测量的用户终端的实际位置，而网络地图匹配表示将通过定位过程测量的用户终端的位置匹配到构成空间的链路或节点。在本文中，链路或节点指的是当存在直到室内地点的目的地的路径查找的请求时最接近用户终端且成为起始点的地点。因此，不是基于用户终端的实际位置来执行室内路径查找（path finding indoors），而是基于构成空间的链路或节点中的任一个来执行，这将在下文中详细描述。

参照图1，在操作100中，使用安装在室内的定位基础设备来测量用户终端的位置。稍后将描述使用定位基础设备测量用户终端的位置的过程。

在操作102中，用户终端执行空间地图匹配。

在操作104中，用户终端确定是否存在网络地图匹配的请求。网络地图匹配与室内路径查找有关。

在操作106中，用户终端按要求执行网络地图匹配。

图2是示出根据本发明的实施例的网络地图匹配和空间地图匹配的示例的示图。

参照图2，示出了包括空间1、空间2、空间3...和空间8的多个空间以及与每一空间相邻的走廊。空间在物理上和逻辑上可以是一个空间。在图2中，例如，空间1至空间3在物理上可以是一个空间，但其每一个均可以是由物理上的一个空间逻辑地划分的三个空间中的一个。走廊也可以是一个空间。

每一空间（空间1、空间2、空间...或空间8）均包括节点或进入该空间的入口节点。此外，走廊具有链路。链路可以是用户的移动通路以沿搜索路径引导用户。对于室外环境而言，链路可以是车辆在其上移动的道路，而对于室内环境而言，链路可以是用户通过其进入入口节点的走廊。另外，链路可以具有节点。如图2中所示，例如，链路在链路的交叉处和最接近入口节点的点处具有节点。此外，节点可以包括在一个空间连接到另一空间的点处的边界节点、进入特定空间的入口节点、以及在空间内形成的内部节点。

根据现有技术，当使用定位基础设备测量用户终端的位置时，将用户终端的位置匹配到入口节点或链路。相反，根据本发明，用户终端根据用户发出的请求执行网络地图匹配或空间地图匹配。

当用户请求路径查找的任务时，用户终端执行网络地图匹配。在下文中，首先将会描述网络地图匹配。

如图2中所示，用户或用户终端的地图匹配位置用人图标的地图匹配的用户位置来指示，并且使用定位基础设备测量的用户终端的位置用三角形来指示。当用户终端所被请求的任务是查找路径时，将用户终端的位置匹配到入口节点或一条链路上的特定点。例如，在空间1中，可以注意到用户终端的位置被匹配到空间1中的入口节点。另外在空间3或空间6中，可以注意到用户终端的位置被匹配到入口节点。另外，当用户终端被放置在走廊上的一个点处时，可以注意到用户终端的位置被匹配到走廊上的链路。如此，根据该实施例，当所请求的任务是路径查找时，用户终端执行网络地图匹配。

然而，在网络地图匹配期间，如空间1的左侧中所示，出现了即使用户终端的位置位于空间1内该位置也被匹配到走廊上的链路的情况。因此，需要提供一种将用户终端的实际位置正确匹配到室内空间中的地图的测量。

在下文中，将描述会根据该实施例的空间地图匹配。

空间地图匹配表示将通过定位过程测量的用户终端的实际位置匹配到室内地图。换言之，空间地图匹配指的是定位所测量的用户终端的位置的过程而没有在地图上的进一步处理。例如，如图2中所示，执行空间地图匹配来表示所测量的位置，所测量的位置用三角形来表示并使用室内地图上的定位过程来测量。根据该实施例，以两个阶段来执行空间地图匹配。在第一阶段中，使用定位基础设备确定用户终端定位在多个空间之中的哪个空间。在下一阶段中，在所确定的空间中测量用户终端的位置，并将其显示在室内地图上。

图3是说明本发明中所提出的空间地图匹配的另一示例的示图。

参照图3，类似于图2，示出了包括空间1、空间2、空间3...空间8的多个空间以及与每一空间相邻的走廊。空间在物理上和逻辑上可以是一个空间。每一空间均包括节点或进入该空间的入口节点。

当首先在例如空间3的空间中的点302处测量用户终端的位置时，将所测量的用户终端的位置地图匹配到空间3中的特定点，例如入口节点301。此后，可以通过后续的定位过程在空间2中的点303处或者走廊中的点304处测量用户终端的位置。在此情况下，需要将用户终端的位置重新地图匹配到空间2中的入口节点或走廊上的链路。然而，定位基础设备中可能会短暂出现这种情况。

如此，当定位设备在执行定位过程时出现短暂误差时，需要一种校正该误差以顺利地执行室内地图匹配的方法。为此，本发明的实施例提出了一种方案，该方案在预定时间段内累积由定位基础设备测量的用户终端的候选位置并然后使用所累积的用户终端的候选位置执行室内地图匹配。例如，下面的表格表示以预定时间间隔测量的用户终端的候选位置。

表格1

测量时间	所测量的位置
		T1	空间3
T2	空间3
		T3	空间3
T4	空间6
		T5	空间3
T6	空间3
		T7	空间2
T8	空间2
		T9	空间3
T10	空间3
		-
-

如从表格1中可以看出，在预定时间段内累积的用户终端的候选位置主要出现在空间3、空间2的和空间6中。可以注意到所累积的大多数候选位置与空间3中的点302有关，并且与空间2和空间6有关的候选位置最多累积两次或三次，这仅仅是由于定位基础设备的临时误差而测量到的。因此，可以确定与空间2和空间6有关的用户终端的位置是定位基础设备所错误地测量的，并且可以确定所测量的用户终端的位置与空间3有关。虽然为了方便起见已经在空间方面做出了与图3相关的以上描述，但优选的是以上描述不是在空间方面做出的，而是在实际测量的用户终端的位置方面做出的。

图4是根据本发明的实施例的用于执行室内地图匹配的系统的示意性框图。

参照图4，用于执行室内地图匹配的系统包括用户终端400、地图服务器420和定位基础设备410。本领域技术人员将会理解除了以上描述的那些部件以外本实施例的系统还可以包括其它部件。例如，该系统还可以包括提供用户终端的位置信息的GPS。

向用户终端400提供来自地图服务器420的用于室内空间的室内地图。用户终端400利用由地图服务器420提供的室内地图，向用户提供室内空间中的期望点的位置或者直到该期望点的路径。通过在能够接收到GPS信号的室外环境中使用GPS接收器，并且在不能接收到GPS信号的室内环境中使用除GPS接收器以外的设备，用户终端400可以获得其自身的位置。例如，用户终端400使用安装在室内空间中的定位基础设备410而获得其自身的位置。

用户终端400收集一个或多个定位基础设备410的位置信息以及从每一定位基础设备410接收的信号的强度。将所收集的位置信息和信号强度用于地图服务器420，以计算用户终端400的位置。另外，可以将位置信息和信号强度从地图服务器420下载到用户终端，使得用户终端400可以计算其自身的位置。

定位基础设备410被安装在建筑物等中的室内空间处，并且与用户终端400通信。定位基础设备410提供用户终端400所请求的信息，并且在必要时，将从用户终端400提供的信息发送到外部服务器。例如，定位基础设备410向用户终端400提供地图数据，并从用户终端400接收关于地图相关的服务的信息，以将相同的信息传递到地图服务器420。此外，用户终端400可以与多个定位基础设备410通信，并且测量从每一定位基础设备410接收的信号的强度。然后将所测量的信号的强度提供到地图服务器420。

根据该实施例，定位基础设备410可以是使用Wi-Fi（无线保真）无线网络技术的AP（接入点）。与定位基础设备一样，AP用作用户终端400与地图服务器420之间的中继器。

定位基础设备410将关于由用户终端400提供的信号的强度的信息传递到地图服务器420。定位基础设备410可以在用户终端400与除地图服务器420以外的另一外部服务器之间中继通信。例如，当用户终端400所请求的信息不是地图相关的信息而是其它信息时，定位基础设备410可以在外部服务器与用户终端400之间中继通信。

虽然在图4中已经示出和描述了使用从定位基础设备接收的信号的强度来测量用户终端的位置，但是并不限于此。例如，用户终端可以使用定位基础设备的位置信息来测量其自身的位置。即，用户终端可以通过与NFC（近场通信）模块通信或者通过使用QR（快速响应）代码测量其自身的位置。此外，用户终端可以通过使用诸如Zig-bee和蓝牙等通信方法与定位基础设备通信以测量其自身的位置。

地图服务器420根据用户终端400的位置提供各种地图相关的服务。例如，地图服务器420可以根据室内环境或室外环境而向用户终端400提供地图相关的服务。另外，地图服务器420可以根据室内环境和室外环境这两者向用户终端400提供地图相关的服务。即，地图服务器420基于用户终端400的位置而提供室内地图或室外地图，并且如果必要的话，可以向用户终端提供在室内和室外地图这两者。当用户终端400被放置在建筑物内时，地图服务器420向用户终端400提供建筑物的室内地图。在此情况下，地图服务器420使用与用户终端400通信的定位基础设备410的位置信息来确定用户终端400位于室内或是室外地点。地图服务器420使用从与用户终端400通信的定位基础设备410接收的信号的强度来计算用户终端400的位置。为此，地图服务器420存储关于定位基础设备410被安装在建筑物内的位置的安装信息。地图服务器420向用户终端400提供所计算的定位基础设备410的位置。

如图1至3中所示，用户终端400针对从地图服务器420接收到的其自身的位置执行室内地图匹配。在此情况下，当请求用户终端400进行路径查找时，用户终端400执行网络地图匹配，并且当请求用户终端400显示其当前位置时，用户终端400执行空间地图匹配。

尽管已经在图4中示出并描述了地图服务器420测量用户终端400的位置，但是并没有限制于此。也可以向用户终端400提供定位基础设备410的位置信息以及来自地图服务器420的地图数据。在此情况下，如图1至3中所示，用户终端400可以通过与定位基础设备410通信来直接计算其自身的位置，并针对所计算的位置执行空间地图匹配或网络地图匹配。

图5是图4中所示的用户终端的框图。

参照图5，用户终端400包括控制单元500、显示单元502、通信单元504、存储单元506、GPS接收器单元508、位置计算单元510和输入单元512。另外，显然用户终端还可以包括除上述以外的部件。

GPS接收器单元508在能够接收GPS信号的室外环境中与GPS卫星通信。GPS接收器单元508将与GPS卫星执行的通信发送到控制单元500。

如果可能的话，通信单元504与定位基础设备410通信，并且如果不可能与定位基础设备410通信的话，也使用移动通信网络与外部服务器通信。例如，即使当通信单元504能够与定位基础设备410通信时，通信单元504也可以根据其设定而使用移动通信网络与外部服务器通信。另外，通信单元504从地图服务器420接收待要显示在用户终端400的显示单元502上的室内地图。

当通信单元504与定位基础设备410通信时，位置计算单元510计算从每一定位基础设备410接收的信号的强度。即，位置计算单元510与一个或多个定位基础设备410通信，并计算来自定位基础设备410的信号的强度。可以以预定的时间间隔，或者根据用户输入的请求进行信号强度的测量。如上所述，位置计算单元510可以以除使用接收信号的强度以外的各种方法来计算用户终端的位置。

显示单元502在控制单元500的控制下显示室内地图。根据该实施例，显示单元502显示空间地图匹配和网络地图匹配的结果，其中用户终端400的位置被显示在室内地图上。

输入单元512可以以键盘或触摸板的形式实施，以从用户接收数据。具有触摸屏形式的显示单元可以执行输入单元512的功能。输入单元512从用户接收关于感兴趣的区域的信息或者接收路径查找和地图相关的服务所需的各种信息。如果必要的话，可以将输入单元512一体地形成在具有用户终端的一个主体中，或者可以分开地装配在用户终端400上。

存储单元506存储驱动用户终端400所需的信息。根据该实施例，存储单元506存储从地图服务器420接收的地图数据和定位基础设备410的位置信息。此外，如表格1中所示，存储单元506存储预定时间段所累积的用户终端400的位置信息。

控制单元500控制构成用户终端400的每一部件。控制单元500控制通信单元504来将位置计算单元510中测量的信号的强度发送到地图服务器420。控制单元500还通过通信单元504从地图服务器420接收用户终端400的当前位置，这是由信号的强度得出的。另外，控制单元500以各种方法控制显示单元504，以在室内地图上显示从地图服务器420接收的当前位置。

根据该实施例，控制单元500控制为使用存储在存储单元506中的定位基础设备的位置信息来计算用户终端400的位置，并且在显示单元504上显示所计算的位置。根据该实施例，当请求与路径查找相关的任务时，控制单元500执行网络地图匹配，而当只是请求显示用户终端的当前位置时，控制单元500执行空间地图匹配。

此外，控制单元500控制存储单元506以存储通过通信单元504接收的地图数据。在此情况下，控制单元500可以控制存储单元506以在二维存储空间中存储二维地图数据，并且在三维存储空间中存储三维地图数据。控制单元500处理通过输入单元512输入的请求。即，控制单元500响应于通过输入单元512接收的路径查找的请求，用网络地图匹配法搜索路径，并通过显示单元502显示所搜索的路径。

图6是图4中所示的地图服务器的框图。

参照图6，地图服务器420包括控制单元600、存储单元602、位置计算单元604和通信单元606。本领域技术人员将会理解地图服务器可以包括除上述那些部件以外的部件。

通信单元606与外部设备通信。例如，通信单元606经由移动通信网络与用户终端400通信，或者经由定位基础设备410与用户终端400通信。如上所述，通信单元606将地图数据发送到用户终端400，并且从用户终端400接收关于定位基础设备410的信号强度的信息。

存储单元602存储二维地图数据和三维地图数据。存储单元602可以在分开的空间中存储二维地图数据和三维地图数据。另外，存储单元602存储安装在每一建筑物内或室外地点内的定位基础设备410的位置信息。

位置计算单元604使用通过通信单元606接收的信号的强度信息和/或定位基础设备410的位置信息来计算用户终端400所位于的位置。位置计算单元604通过通信单元606向用户终端400提供所计算的用户终端400的位置。

控制单元600控制构成地图服务器420的部件的操作。更具体地，控制单元600控制位置计算单元604，以利用通过通信单元606接收的信号强度和存储在存储单元602中的定位基础设备的位置信息来计算用户终端400的位置。控制单元600向用户终端400提供位置信息。如果有必要的话，地图服务器420向另外的用户终端提供用户终端的位置信息。

虽然已经参照优选实施例示出并描述了本发明，但是本发明并不限于此。本领域技术人员将会理解可以在不脱离如以下权利要求所限定的本发明的范围的情况下做出各种变化和修改。

Claims (11)

1.一种装置，配置为针对通过定位过程测量的用户终端的位置执行空间地图匹配并且在构建有多个空间的地图上显示所测量的所述用户终端的位置，其中：执行所述空间地图匹配以确定所述用户终端位于所述多个空间之中的哪个空间中。

2.根据权利要求1所述的装置，其中：所述装置还配置为在执行所述空间地图匹配之后，当被请求路径查找的任务时执行网络地图匹配，并且执行所述网络地图匹配来将所测量的所述用户终端的位置移动到链路或节点并在所述地图上显示所移动的所述用户终端的位置。

3.根据权利要求2所述的装置，其中：所述地图是室内地图，所述节点是以下其中之一：一个空间连接到另一空间的点处的边界节点、进入空间的入口节点、和形成在空间中的内部节点。

4.根据权利要求1所述的装置，包括：

存储单元，存储至少一个定位基础设备的位置信息；

控制单元，配置为利用所述定位基础设备的所述位置信息来测量所述用户终端的所述位置；以及

显示单元，配置为在所述地图上显示所测量的位置。

5.根据权利要求4所述的装置，其中：所述存储单元存储在预定的时间段内以预定的时间间隔测量的所述用户终端的候选位置，并且所述控制单元考虑到存储在所述存储单元中的所述用户终端的所述候选位置之中的、与特定空间相关的大多数所述候选位置来测量所述用户终端的所述位置。

6.根据权利要求3所述的装置，还包括：

通信单元，配置为发送通过与所述定位基础设备通信而测量的所述用户终端的所述位置和/或通过与所述定位基础设备通信而获得的、从所述定位基础设备接收的信号的强度，并且接收由所述信号的强度得出的所述用户终端的所述位置信息，以及

显示单元，配置为在所述地图上显示所接收的所述用户终端或者另一用户终端的位置。

7.一种地图服务器，包括：

通信单元，配置为接收来自用户终端的信号的强度，所述信号的强度通过与定位基础设备通信而获得；

存储单元，存储所述定位基础设备的位置信息；以及

控制单元，配置为利用接收信号的所述强度和所述定位基础设备的位置信息来测量所述用户终端的位置，并且针对所述用户终端的所述位置执行空间地图匹配或网络地图匹配。

8.根据权利要求7所述的地图服务器，其中：所述通信单元向所述用户终端提供所述空间地图匹配或所述网络地图匹配的结果。

9.根据权利要求8所述的地图服务器，其中：所述控制单元执行所述空间地图匹配，以在地图上显示所述用户终端位于多个空间之中的哪个空间中。

10.根据权利要求8所述的地图服务器，其中：所述控制单元在接收到路径查找的请求时执行所述网络地图匹配，在所述网络地图匹配中，将所述用户终端的所述位置移动到链路或节点并将其显示在所述地图上。

11.一种用户终端，包括：

存储单元，存储定位基础设备的位置信息；

控制单元，配置为利用所述定位基础设备计算所述用户终端的位置；以及

显示单元，配置为在地图上显示所计算的位置，

其中，基于所述用户终端的所述位置，对所述用户终端进行空间地图匹配，以确定所述用户终端位于多个空间之中的哪个空间中。

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