CN103270391B - 具有基于生态路线之目的地导引机构的导航系统及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种导航系统操作方法，其包含下列步骤：产生由起始位置至目的地的候选路线；用车辆的车辆燃料消耗速率算出路线行驶燃料成本；由该车辆的加速度算出路线加速燃料成本；由该车辆的车辆怠速实例算出路线怠速燃料成本；用该路线行驶燃料成本、该路线怠速燃料成本及该路线加速燃料成本算出该候选路线的路线燃料成本；以及由该候选路线选出有该路线燃料成本的最低值的生态路线供显示于装置上。

Description

具有基于生态路线之目的地导引机构的导航系统及其操作 方法
相关申请案的交互参考
本申请案主张在2010年7月13日提出的美国临时专利申请案(ProvisionalPatent Application)第61/364,010号的利益，且其主题在此并入作为参考。
技术领域
本发明大体有关于一种导航系统，且更特别的是有关于一种用于目的地的系统。
背景技术
现代可携式消费者及工业用电子产品，特别是诸如导航系统、手机、可携式数位助理及组合装置之类的用户端装置，提供等级递增的机能以支持现代生活，包括基于定位的信息服务。为了利用这种新机能，已开发出许多技术。有些研发策略聚焦于新技术而其它是着重于改善现有的成熟技术。现有技术的研发可采用许多不同的方向。
由于使用者随着基于行动定位的服务装置的成长而更加得力，新旧范例开始利用这种新装置空间。有许多技术解决方案利用这种新装置定位机会。现有方法之一是利用定位信息以提供例如车用全球定位系统(GPS)或行动装置(例如手机、可携式导航装置(PND)或个人数位助理(PDA))上的导航服务。
定位服务允许使用者建立、转移、储存及/或消费信息以便让使用者在”真实世界”可建立、转移、储存及消费。定位服务的此类用途之一是要让使用者对于所欲目的地或服务可有效地转移或安排路线。
导航系统及以定位服务致能的系统已纳入汽车、笔记电脑、手持装置、及其它可携式产品。目前，这些系统协助使用者的方式是加入可取得的即时相关信息，例如地图、方向、当地商店、或其它兴趣点(POI)。即时信息提供极有用的相关信息。
此外，燃料价格的快速涨落已变成消费者的首要关注。当前的导航系统可产生最短距离及最快时间的路线而不考虑燃料效率、环境问题及燃料成本。导航系统的进步需要结合这些在成长的关注。
因此，仍亟须一种导航系统能以最大化燃料效率及最小化燃料消耗量的方式建立到达目的地的客制路线。鉴于持续递增的商业竞争压力，以及消费者预期的增长和市场上产品差异化的有利机会在递减，找出问题的答案至关重要。另外，减少成本、改善效率及效能、以及满足竞争压力的需要也增加必需找出问题答案的急迫性。
长期以来大家都在寻找这些问题的解决方案，但是先前的开发没有教导或建议任何解决方案，因此熟谙此艺者一直在逃避解决这些问题的方案。
发明内容
本发明提供一种导航系统的操作方法，其包含下列步骤：产生由起始位置至目的地的候选路线；用车辆的车辆燃料消耗速率算出路线行驶燃料成本；由该车辆的加速度算出路线加速燃料成本；由该车辆的车辆怠速实例算出路线怠速燃料成本；用该路线行驶燃料成本、该路线怠速燃料成本及该路线加速燃料成本算出该候选路线的路线燃料成本；以及由该候选路线选出有该路线燃料成本的最低值的生态路线供显示于装置上。
本发明提供一种导航系统，其包含：路线产生模块用以产生由起始位置至目的地的候选路线；耦合至该路线产生模块的路线行驶成本模块，其用车辆的车辆燃料消耗速率算出路线行驶燃料成本；耦合至该路线产生模块的路线加速模块，其由车辆的加速度算出路线加速燃料成本；耦合至该路线加速模块的路线怠速模块，其计算用于该车辆的车辆怠速实例的路线怠速燃料成本；耦合至该路线怠速模块的路线效率模块，其用该路线行驶燃料成本、该路线怠速燃料成本及该路线加速燃料成本算出该候选路线的路线燃料成本；耦合至该路线效率模块的路线选择模块，其从该候选路线选出有最低值的该路线燃料成本的生态路线；以及耦合至该路线选择模块的路线显示模块，其用以显示该生态路线于装置上。
某些本发明具体实施例有其它的步骤或组件可供加入或取代以上所提及的。熟谙此艺者阅读以下参考附图的详细说明可明白该等步骤或组件。
附图说明
图1根据本发明具体实施例图示具有基于生态路线的目的地导引机构的导航系统。
图2为第一装置的显示接口的一实施例。
图3为图2中的一候选路线的一实施例。
图4为导航系统的示范方块图。
图5为导航系统的控制流程。
图6为路线产生模块的详图。
图7为路线行驶成本模块的详图。
图8举例图示消耗速率曲线图的第一示范曲线图及第二示范曲线图。
图9为路线加速模块的详图。
图10为停车机率表的一实施例。
图11为转弯速度表的一实施例。
图12为路线怠速模块的详图。
图13为平均怠速转弯曲线图的一实施例。
图14为怠速机率表的一实施例。
图15的流程图根据本发明的另一具体实施例图示导航系统的操作方法。
具体实施方式
以下充分详述数个具体实施例使得熟谙此艺者能制作及使用本发明。应了解，基于本揭示内容显然仍有其它的具体实施例，以及在不脱离本发明范畴的情形下，可做出系统、方法或机械改变。
在以下的说明中，给出许多特定细节是为了让读者彻底了解本发明。不过，显然在没有该等特定细节下仍可实施本发明。为了避免混淆本发明，因此不详细揭示一些众所周知的电路、系统组态及制程步骤。
图示系统具体实施例的附图为半图解式且不按比例绘制，特别是，图中有些尺寸为了图示清楚而加以夸大。同样，尽管附图中的视图为了便于描述而大体以相同的方向图示，然而大部份是用任意的方式描绘附图。大体而言，可用任何方位操作本发明。
在揭示及描述有共同特征的多个具体实施例时，为了便于清晰地图解、描述及理解，通常类似及相同的特征会用相同的组件符号描述。编号为第一具体实施例、第二具体实施例等等的具体实施例是为了便于描述而非旨在赋予任何其它意义或提供本发明的限制。
熟谙此艺者应了解，表达导航信息的格式对于某些本发明具体实施例并不重要。例如，在一些具体实施例中，导航信息是以(X、Y)的格式呈现，在此X、Y为定义地理定位的两个座标，亦即，用户的位置。
导航信息用与经纬度有关的信息来表示。导航信息也包含含有速率分量及方向分量的速度单元。
用于本文的术语“导航选路信息”定义为提及选路信息以及与用户的相关兴趣点有关的信息，例如当地商家、营业时间、商业种类、特价广告、交通信息、地图、当地事件、及附近社区或个人信息。
用于本文的术语“模块”包括软件、硬件、或彼等的组合。例如，软件可为机器代码、韧体、嵌入代码、及应用软件。此外，例如，硬体可为电路、处理器、电脑、集成电路、集成电路核心、或彼等的组合。
用于本文的术语“燃料”可包括例如汽油、柴油、生物柴油、乙醇、电力、氢燃料电池、或彼等的组合。用于本文的术语“燃料效率”为距离单位/体积单位的度量。距离单位可包含英里或公里。体积单位可包含加仑或公升。用于本文的术语“燃料消耗量”为使用燃料的实际体积。
请参考图1，本发明的具体实施例图示一种具有基于生态路线的目的地导引机构的导航系统100。导航系统100包含用通信路径104(例如，无线或有线网络)连接至第二装置106(例如，用户端或服务器)的第一装置102，例如用户端或服务器。
例如，第一装置102可为各种行动装置中的任一者，例如手机、个人数位助理、笔记本电脑、车用资通导航系统(automotive telematic navigation system)、或其它多功能行动通信或娱乐装置。第一装置102可为独立装置，或并入车辆，例如汽车、卡车、巴士、或火车。第一装置102可耦合至通信路径104以与第二装置106通信。
为了便于说明，导航系统100的第一装置102以行动计算装置来描述，然而应了解，第一装置102可为不同类型的计算装置。例如，第一装置102也可为非行动计算装置，例如服务器、服务器群、或桌上电脑。
第二装置106可为各种集中或分散计算装置中的任一者。例如，第二装置106可为电脑、网格计算资源、虚拟化电脑资源、云计算资源、路由器、开关、点对点分散计算装置、或彼等的组合。
第二装置106可集中于单一电脑房，分散于不同的房间，分散于不同的地理定位，嵌入电信网络。第二装置106可具有构件用以与通信路径104耦合以与第一装置102通信。第二装置106也可为如上述用于第一装置102的用户端型装置。
在另一实施例中，第一装置102可为特殊化机器，例如主机、服务器、丛集服务器、积架服务器、或刀锋服务器，或以下更特别的实施例，IBM系统z10(TM)商业类主机或HPProLiant ML(TM)服务器。又一实施例，第二装置106可为特殊化机器，例如可携式计算装置，轻薄用户端、笔记本电脑、上网本(netbook)、智能手机、个人数位助理、或手机，以及以下更特别的实施例，苹果公司的iPhone(TM)、Palm公司的Centra(TM)、或摩托罗拉公司的QGlobal(TM)。
为了便于说明，导航系统100的第二装置106以非行动计算装置来描述，然而应了解，第二装置106可为不同类型的计算装置。例如，第二装置106也可为行动计算装置，例如笔记本电脑、另一用户端装置、或不同类型的用户端装置。第二装置106可为独立装置，或并入车辆，例如汽车、卡车、巴士、或火车。
此外，为了便于说明，导航系统100的第二装置106及第一装置102图示成为通信路径104的端点，然而应了解，导航系统100在第一装置102、第二装置106及通信路径104之间可能有不同的区隔(partition)。例如，第一装置102、第二装置106、或彼等的组合也可作为通信路径104的一部份。
通信路径104可为各种网络。例如，通信路径104可包含无线通信、有线通信、光学、超声波、或彼等的组合。卫星通信、蜂窝无线通信、蓝牙、红外线数据协会标准(IrDA)、无线兼容认证(WiFi)、以及全球互通微波存取(WiMAX)为可包含于通信路径104的无线通信实施例。以太网络、数位用户回路(DSL)、光纤到家(FTTH)、以及传统旧式电话服务(POTS)为可包含于通信路径104的有线通信实施例。
此外，通信路径104可横跨(traverse)许多网络拓朴及距离。例如，通信路径104可包含直接连线、个人区域网络(PAN)、区域网络(LAN)、都会区域网络(MAN)、以及广域网络(WAN)、或彼等的任何组合。
图2图图示第一装置102的显示接口202的一实施例。第一装置102可接收对目的地206的请求204。请求204定义为接收自使用者、导航系统100或彼等的组合的查询。例如，请求204可为输入于第一装置102的命令。
目的地206定义为使用者想要到达的位置或在导航系统100上运行的导航对谈的结束位置。例如，目的地206可为商店、学校或住宅的地点。作为另一实施例，目的地206可基于对非指定位置的请求204，例如“最近的加油站”或“最近的邮局”或有特定地址的指定位置，例如“美国加州森尼韦尔市Kifer路1130号”。
显示接口202可显示起始位置210。起始位置210定义为第一装置102在第一装置102接收对目的地206的请求204时的实际位置。例如，起始位置210可为使用者输入请求204至导航系统100的地点的实际位置。
显示接口202可显示数条候选路线208。该等候选路线208定义为由初始位置行驶至结束位置的替代路线。在由起始位置210行驶至目的地206时，该等候选路线208可提供替代路径或路线给使用者。例如，该等候选路线208可为使得使用者在由起始位置210行驶至目的地206时能以最短距离行驶，最短时间行驶，最少燃料用量或彼等的组合的路线。候选路线208可包含第一候选路线212、第二候选路线214及第三候选路线216。
为了便于说明，图示有3条候选路线208的导航系统100，包括以“路线A”标示的第一候选路线212，以“路线B”标示的第二候选路线214，以及以“路线C”标示的第三候选路线216，然而应了解，导航系统100可包含不同数目的候选路线208。例如，导航系统100可包含3条以上或以下的候选路线208。
候选路线208可包含路线距离220、路线行驶时间222、以及路线燃料成本224。路线距离220定义为由初始位置至结束位置的路线的总距离。路线距离220可为沿着候选路线208由起始位置210至目的地206的总距离。例如，路线距离220显示用英里测量的距离，然而应了解，路线距离220可显示任何距离测量单位，例如英尺或公里。为了便于说明，第一候选路线212、第二候选路线214及第三候选路线216分别有20英里、15英里及20英里的路线距离220，然而应了解，候选路线208可具有不同的路线距离220的值。
路线行驶时间222定义为沿着该路线行驶所需时间的预估或预测值。路线行驶时间222可为沿着各条候选路线208由起始位置210至目的地206的行驶预估时间。例如，路线行驶时间222显示用分钟测量的时间，然而应了解，路线行驶时间222可显示任何时间测量单位，例如小时、秒或彼等的组合。为了便于说明，第一候选路线212、第二候选路线214及第三候选路线216分别有20分钟、25分钟及35分钟的路线行驶时间222，然而应了解，候选路线208可具有不同的路线行驶时间222值。
路线燃料成本224定义为车辆在沿着路线行驶时由所行驶的距离、车辆的加速及怠速所花掉的时间所致的总燃料消耗量。路线燃料成本224可为使用者车辆228在沿着候选路线208由起始位置210行驶至目的地206时所消耗的燃料数量。例如，路线燃料成本224显示用加仑测量的燃料成本，然而应了解，路线燃料成本224可显示任何测量单位，例如电单位，其它体积单位，例如公升，重量单位，例如英磅或公斤或彼等的组合。为了便于说明，第一候选路线212、第二候选路线214及第三候选路线216分别有0.80加仑、0.75加仑及1.00加仑的路线燃料成本224，然而应了解，候选路线208可具有不同的路线燃料成本224值。
使用者车辆228定义为使用者在其中沿着路线行驶的车辆。例如，使用者车辆228可为汽油动力自动车、混合燃料自动车、电气自动车、摩托车、小型摩托车、或可用燃料操作的任何其它车辆。
显示接口202可显示生态路线226。生态路线226定义为在两个位置之间有最高燃料效率或有最少燃料消耗量的路线。生态路线226可为有路线燃料成本224最低值的候选路线208中的一者。为了便于说明，可选择第二候选路线214为生态路线226，因为它有最低值的路线燃料成本224。
为了便于说明，显示接口202显示候选路线208，然而应了解，显示接口202可用不同的方式显示。例如，显示接口202可以不显示候选路线208。在另一实施例中，显示接口202可以只显示生态路线226。
图3图示图2候选路线208中的一者的实施例。该等候选路线208可用一或更多路线分段330连接起始位置210与目的地206。路线分段330定义为基于道路种类、最高速限、分段位置或彼等的组合来分类的路线部份。例如，路线分段330可为公路分段332，干线分段334、地方分段336、社区分段338、或斜坡分段340。
公路分段332定义为没有需要中止交通流动的交叉交通路口的道路。与其它类型的路线分段330相比，公路分段332有较高的最高速限。例如，公路分段332可为最高速限通常在55至75英里/小时之间的高速公路。
干线分段334定义为有少数交叉交通路口的道路。例如，干线分段334可为长距离无路口的快速道路(expressway)。作为另一实施例，干线分段334可具有不必让步于交叉交通的路口。在又一实施例中，干线分段334可为直接过渡至一地方分段336的一公路分段332的末端的道路。干线分段334通常有小于或等于公路分段332的最高速限，例如45至65英里/小时。
地方分段336定义为有通常用需要服从交叉交通的交通信号管制的路口的道路。地方分段336可为在城镇内有路口的道路或有较低速限的乡下道路。例如，地方分段336通常有35至55英里/小时的最高速限。
社区分段338定义为有低速限以及用停车标志管制的路口的道路。例如，社区分段338通常有10至35英里/小时的最高速限。在另一实施例中，社区分段338可在社区区域内，例如住宅社区(housing development)与公寓社区(apartment complex)。作为另一实施例，社区分段338可在学校及公园附近延伸。在又一实施例中，社区分段338可由地方分段336叉出。
斜坡分段340定义为连接路线的不同分段的道路。斜坡分段340可连接一路线分段330与另一路线分段330或提供由一路线分段330进入另一路线分段330的通道。例如，斜坡分段340中的一者可连接于一公路分段332与另一公路分段332之间。在另一实施例中，斜坡分段340可提供由一地方分段336进入一公路分段332的通道或由一公路分段332离开至一地方分段336的出路。
候选路线208可包含分段过渡区342。分段过渡区342定义为在两个路线分段之间的部份路线，如虚线框所示。例如，分段过渡区342通常与由交通信号或停车标志引起的停车或候选路线208上的转弯关连。作为另一实施例，分段过渡区342可为候选路线208上在一公路分段332与一斜坡分段340、一地方分段336与另一地方分段336、或一社区分段338与一地方分段336之间的定点。
路线分段330可包含分隔式道路(divided road)348。分隔式道路348定义为在相反交通方向之间有屏障的道路。例如，分隔式道路348可为在相反交通方向之间有混凝土岛或分隔物的地方分段。在另一实施例中，分隔式道路348可为路线分段330中的单一分段而在地图上或用地图数据描绘成为路线分段330中交通方向相反的两条个别分段。
候选路线208可包含单一类型的路线分段330的多个实例、不同类型的路线分段330的组合、或彼等的组合。例如，候选路线208可包含社区分段338、地方分段336或公路分段332中的一或更多。作为一特定实施例，图示于图3的候选路线208在有多条社区分段338的起始位置210。在一社区分段338与另一社区分段338之间可具有一分段过渡区342，其以停车标志344图示。作为另一实施例，在一社区分段338与另一社区分段338之间的一分段过渡区342可包含右转。
继续该实施例，在该另一社区分段338之后可为一地方分段336。该另一社区分段338对于该一地方分段336可具有一分段过渡区342，其以交通信号346图示。在另一社区分段338与一地方分段336之间的分段过渡区342可包含左转。在该一地方分段336之后可为一斜坡分段340。在该一斜坡分段340之后可为一公路分段332。在该一公路分段332之后可为一干线分段334。在该一干线分段334之后可为另一地方分段336。
进一步继续该实施例，该另一地方分段336可包含分隔式道路348。该另一地方分段336可包含在分隔式道路348的路口的“U型转弯”以到达目的地206。
请参考图4，其图示导航系统100的示范方块图。导航系统100可包含第一装置102，通信路径104，及第二装置106。第一装置102可透过通信路径104送出在第一装置传送(transmission)408之中的信息至第二装置106。第二装置106可透过通信路径104送出在第二装置传送410之中的信息至第一装置102。
为了便于说明，导航系统100的第一装置102以用户端装置图示，然而应了解，导航系统100的第一装置102可为不同类型的装置。例如，第一装置102可为服务器。
也为了便于说明，导航系统100的第二装置106以服务器图示，然而应了解，导航系统100的第二装置106可为不同类型的装置。例如，第二装置106可用户端装置。
为使说明简洁，在本发明的此具体实施例中，第一装置102以用户端装置描述而第二装置106以服务器装置来描述。本发明不受限于装置类型的选择。该选择为本发明的实施例。
第一装置102可包含第一控制单元412，第一存储单元414，第一通信单元416，第一使用者接口418，以及定位单元420。第一控制单元412可包含第一控制接口422。第一控制单元412可执行第一软件426以提供导航系统100的智能。
第一控制单元412可用许多不同方式实作。例如，第一控制单元412可为处理器、嵌入处理器、微处理器、硬件控制逻辑、硬件有限状态机(FSM)、数字信号处理器(DSP)、或彼等的组合。第一控制单元412与第一装置102中的其它功能单元的通信可使用第一控制接口422。第一装置102的对外通信也可使用第一控制接口422。
第一控制接口422可接收来自其它功能单元或外部来源的信息，或可传送信息至其它功能单元或外部目的地。外部来源与外部目的地指在第一装置102外部的来源与目的地。
第一控制接口422可用不同的方式实作而且可包含取决于那个功能单元或外部单元与第一控制接口422建立接口的不同实作。例如，第一控制接口422的实作可用压力传感器、惯性传感器、微机电系统(MEMS)、光学电路、波导(waveguide)、无线电路、有线线路电路(wireline circuit)、或彼等的组合。
定位单元420可产生例如第一装置102的定位信息、目前朝向(current heading)及目前速度。定位单元420可用许多方式实作。例如，定位单元420可作为全球定位系统(GPS)、惯性导航系统、手机基地台定位系统、压力定位系统、或彼等的任何组合的至少一部份。
定位单元420可包含定位接口432。定位单元420与第一装置102中的其它功能单元的通信可使用定位接口432。第一装置102的对外通信也可使用定位接口432。
定位接口432可接收来自其它功能单元或外部来源的信息，或可传送信息至其它功能单元或外部目的地。外部来源与外部目的地指在第一装置102外的来源与目的地。
定位接口432可包含取决于那个功能单元或外部单元与定位单元420建立接口的的不同实作。定位接口432的实作可用与实作第一控制接口422类似的技术及工艺。
第一存储单元414可储存第一软件426。第一存储单元414也可储存相关信息，例如广告、兴趣点(POI)、导航选路登录(navigation routing entry)，或彼等的任何组合。
第一存储单元414可为易失性存储器、非易失性存储器、内部存储器、外部存储器、或彼等的组合。例如，第一存储单元414可为非易失性储存器，例如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、快闪存储器、或磁盘储存装置，或易失性储存器，例如静态随机存取存储器(SRAM)。
第一存储单元414可包含第一存储接口424。定位单元420与第一装置102中的其它功能单元的通信可使用第一存储接口424。第一装置102的对外通信也可使用第一存储接口424。
第一存储接口424可接收来自其它功能单元或外部来源的信息，或可传送信息至其它功能单元或外部目的地。外部来源与外部目的地指在第一装置102外的来源与目的地。
第一存储接口424可包含取决于那个功能单元或外部单元与第一存储单元414建立接口的不同实作。第一存储接口424的实作可用与实作第一控制接口422类似的技术及工艺。
第一通信单元416可致能进出第一装置102的外部通信。例如，第一通信单元416可允许第一装置102与图1的第二装置106、附件(例如，周边装置或桌上电脑)、及通信路径104通信。
第一通信单元416也可作为通信集线器使得第一装置102可作为通信路径104的一部份而且不受限于成为通信路径104的端点或终端单元。第一通信单元416可包含用以与通信路径104互动的主动及被动组件，例如微型电子装置或天线。
第一通信单元416可包含第一通信接口428。第一通信单元416与第一装置102中的其它功能单元的通信可使用第一通信接口428。第一通信接口428可接收来自其它功能单元的信息或可传送信息至其它功能单元。
第一通信接口428可包含取决于那个功能单元与第一通信单元416建立接口的不同实作。第一通信接口428的实作可用与实作第一控制接口422类似的技术及工艺。
第一使用者接口418允许使用者(未图示)与第一装置102建立接口及互动。第一使用者接口418可包含输入装置与输出装置。第一使用者接口418的输入装置实施例可包含键盘、触摸板、软键盘、键盘、麦克风、或彼等的任何组合以提供数据及通信输入。
第一使用者接口418可包含第一显示接口430。第一显示接口430可包含显示器、投影机、电视萤幕、喇叭、或彼等的任何组合。
第一控制单元412可操作第一使用者接口418以显示导航系统100所产生的信息。对于导航系统100的其它功能，包括接收来自定位单元420的定位信息，第一控制单元412也可执行第一软件426。为了经由第一通信单元416与通信路径104互动，第一控制单元412更可执行第一软件426。
为了实作本发明，在有第一装置102的多装置具体实施例中，可优化第二装置106。相较于第一装置102的处理能力，第二装置106可提供额外或较高的效能。第二装置106可包含第二控制单元434、第二通信单元436、及第二使用者接口438。
第二使用者接口438允许使用者(未图示)与第二装置106建立接口及互动。第二使用者接口438可包含输入装置与输出装置。第二使用者接口438的输入装置实施例可包含键盘、触摸板、软键盘、键盘、麦克风、或彼等的任何组合以提供数据及通信输入。第二使用者接口438的输出装置实施例可包含第二显示接口440。第二显示接口440可包含显示器、投影机、电视萤幕、喇叭、或彼等的任何组合。
第二控制单元434可执行第二软件442以提供导航系统100的第二装置106的智能。第二软件442的操作可结合第一软件426。相较于第一控制单元412，第二控制单元434可提供额外的效能。
第二控制单元434可操作第二使用者接口438以显示信息。对于导航系统100的其它功能，第二控制单元434也可执行第二软件442，包括操作第二通信单元436以透过通信路径104与第一装置102通信。
第二控制单元434可用许多不同方式实作。例如，第二控制单元434可为处理器、嵌入处理器、微处理器、硬件控制逻辑、硬件有限状态机(FSM)、数字信号处理器(DSP)、或彼等的组合。
第二控制单元434可包含第二控制器接口444。第二控制单元434与第二装置106中的其它功能单元的通信可使用第二控制器接口444。第二装置106的对外通信也可使用第二控制器接口444。
第二控制器接口444可接收来自其它功能单元或外部来源的信息，或可传送信息至其它功能单元或外部目的地。外部来源与外部目的地指在第二装置106外的来源与目的地。
第二控制器接口444可用不同的方式实作以及可包含取决于那个功能单元或外部单元与第二控制器接口444建立接口的不同实作。例如，第二控制器接口444的实作可用压力传感器、惯性传感器、微机电系统(MEMS)、光学电路、波导、无线电路、有线线路电路、或彼等的组合。
第二存储单元446可储存第二软件442。第二存储单元446也可储存相关信息，例如广告、兴趣点(POI)、导航选路登录、或彼等的任何组合。第二存储单元446的大小可制作可提供额外的储存容量以补助第一存储单元414。
为了便于说明，第二存储单元446以单一组件图示，然而应了解，第二存储单元446可为数个储存组件的分布。也为了便于说明，导航系统100的第二存储单元446图示成单一阶层储存系统，然而应了解，导航系统100可具有处于不同组态的第二存储单元446。例如，第二存储单元446的形成可用形成存储器阶层系统的不同储存技术，包括不同的快取阶数、主存储器、旋转媒体、或离线储存器。
第二存储单元446可为易失性存储器、非易失性存储器、内部存储器、外部存储器、或彼等的组合。例如，第二存储单元446可为非易失性储存器，例如非易失性随机存取存储器(NVRAM)、快闪存储器、或磁盘储存装置，或易失性储存器，例如静态随机存取存储器(SRAM)。
第二存储单元446可包含第二存储接口448。定位单元420与第二装置106中的其它功能单元的通信可使用第二存储接口448。第二装置106的对外通信也可使用第二存储接口448。
第二存储接口448可接收来自其它功能单元或外部来源的信息，或可传送信息至其它功能单元或外部目的地。外部来源与外部目的地指在第二装置106外的来源与目的地。
第二存储接口448可包含取决于那个功能单元或外部单元与第二存储单元446建立接口的的不同实作。第二存储接口448的实作可用与实作第二控制器接口444类似的技术及工艺。
第二通信单元436可致能进出第二装置106的外部通信。例如，第二通信单元436可允许第二装置106以透过通信路径104与第一装置102通信。
第二通信单元436也可作为通信集线器使得第二装置106可作为通信路径104的一部份而且不受限于成为通信路径104的端点或终端单元。第二通信单元436可包含用以与通信路径104互动的主动及被动组件，例如微型电子装置或天线。
第二通信单元436可包含第二通信接口450。第二通信单元436与第二装置106中的其它功能单元的通信可使用第二通信接口450。第二通信接口450可接收来自其它功能单元的信息，或可传送信息至其它功能单元。
第二通信接口450可包含取决于那个功能单元与第二通信单元436建立接口的的不同实作。第二通信接口450的实作可用与实作第二控制器接口444类似的技术及工艺。
第一通信单元416可与通信路径104耦合以在第一装置传送408中送出信息至第二装置106。第二装置106可在第二通信单元436中接收来自通信路径104的第一装置传送408的信息。
第二通信单元436可与通信路径104耦合以在第二装置传送410中送出信息至第一装置102。第一装置102可在第一通信单元416中接收来自通信路径104的第二装置传送410的信息。第一控制单元412、第二控制单元434、或彼等的组合可执行导航系统100。
为了便于说明，第二装置106图示成有第二使用者接口438、第二存储单元446、第二控制单元434及第二通信单元436的区隔，然而应了解，第二装置106可能有不同的区隔。例如，第二软件442可用不同的方式区隔使得它的功能有一些或所有可在第二控制单元434及第二通信单元436中。此外，第二装置106可包含为求简洁而未图示于图4的其它功能单元。
第一装置102中的功能单元的工作可与其它的功能单元分开及独立。第一装置102的工作可与第二装置106及通信路径104分开及独立。
第二装置106中的功能单元的工作可与其它的功能单元分开及独立。第二装置106的工作可与第一装置102及通信路径104分开及独立。
为了便于说明，用第一装置102与第二装置106的操作来描述导航系统100。应了解，第一装置102与第二装置106可操作导航系统100的任何模块及功能。例如，第一装置102被描述成可操作定位单元420，然而应了解，第二装置106也可操作定位单元420。
图5图示导航系统100的控制流程。导航系统100可包含耦合至图4的第一存储单元414的请求接收器模块502。请求接收器模块502接收请求以产生至定位的导航指令。请求接收器模块502可接收图2的请求204以产生至目的地206的导航指令。
请求接收器模块502可用许多不同方式接收请求204。例如，请求接收器模块502可接收来自外部来源(使用者或远端服务器)或来自诸如内建存储器(onboard memory)的内部来源的请求204。在另一实施例中，使用者可用手按键、选择清单或用声音命令来输入请求204。作为另一实施例，请求204可自动检索自远端服务器或内建存储器。
请求接收器模块502可包含目的地提取模块504。目的地提取模块504提取与定位关连的地址。目的地提取模块504可提取与目的地206关连的目的地地址506。目的地地址506定义为目的地206的实际位置的标识符。例如，目的地地址506可为实际地址，例如“美国加州森尼韦尔市Kifer路1130号”，目的地206的经纬度、或彼等的组合。
目的地地址506的格式及信息可依国别而有所不同。例如，除了数字标识以外，目的地地址506可包含乡、省及区。
目的地提取模块504可用许多不同方式提取目的地地址506。例如，藉由搜寻目的地206的实际地址，目的地提取模块504可提取目的地地址506。作为另一实施例，目的地提取模块504可由地图数据库510提取目的地地址。
地图数据库510定义为含有与位置、兴趣点、街道及公路有关的信息的数据库。例如，地图数据库510可包含与目的地206有关的信息，包括实际地址、位置的性质(例如，位置是否为社区位置或商店地点)、操作时间、或与该位置相关的任何其它信息。作为另一实施例，地图数据库510可包含关于道路的信息，包括巷弄的数目、速限、道路的性质或类型(例如，该道路是否为公路、快速道路、交通型态、以及标高的增减)。在又一实施例中，地图数据库510可包含关于路口的信息，包括停车标志的位置、交通信号的位置及周期时间、或转弯的限制及时间限制。
地图数据库510可为储存目的地地址506的整合或内建储存单元(例如，硬盘或数据碟)或远端储存单元(例如，数据服务器)的一部份。地图数据库510可包含基于其它使用者的经验的历史信息。
导航系统100可包含耦合至请求接收器模块502的路线产生模块512。路线产生模块512用以产生在一位置与另一位置之间的一或更多可能路线以及计算路线的总距离及行驶时间。以下会更详细地描述该等功能中的每一者。
路线产生模块512可接收起始位置210与目的地206。路线产生模块512可产生候选路线208以及可用起始位置210、目的地206及地图数据库510算出候选路线208的路线行驶时间222及路线距离220。
导航系统100可包含耦合至路线产生模块512的路线行驶成本模块514。路线行驶成本模块514基于车辆燃料效率、车辆速度及路线行驶距离来算出被车辆消耗的燃料数量。以下会更详细地描述该功能的细节。
路线行驶成本模块514可接收该候选路线208。路线行驶成本模块514可计算路线行驶燃料成本516。路线行驶燃料成本516定义为车辆沿着路线行驶所消耗的燃料数量。
导航系统100可包含耦合至路线产生模块512的路线加速模块520。路线加速模块520用以计算车辆在由静止状态加速时、由低速加速至较高速度时所消耗的燃料数量、在沿着路线行驶时由加速所致的燃料总消耗量。以下会更详细地描述该等功能中的每一者。
路线加速模块520可接收该候选路线208。路线加速模块520可计算使用者车辆228的路线加速燃料成本522。路线加速燃料成本522定义为在沿着路线行驶时由加速所致的燃料总消耗量。
导航系统100可包含耦合至路线加速模块520的路线怠速模块524。路线怠速模块524用以计算在沿着路线行驶时车辆处于怠速状态的时间以及在怠速状态下车辆所消耗的燃料数量。以下会更详细地描述该等功能中的每一者。
路线怠速模块524可接收该候选路线208。路线怠速模块524可计算路线怠速燃料成本526。路线怠速燃料成本526定义为车辆沿着路线在怠速状态下所消耗的燃料总量。
导航系统100可包含耦合至路线怠速模块524的路线效率模块528。路线效率模块528用以计算车辆沿着路线行驶所消耗的燃料总量以及路线的燃料效率。路线效率模块528可耦合至路线产生模块512、路线行驶成本模块514、路线加速模块520、路线怠速模块524、或彼等的组合。
路线效率模块528可计算路线燃料成本224。路线效率模块528可计算路线燃料成本224作为路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526的总合。例如，路线效率模块528可计算各个候选路线208的路线燃料成本224。
路线效率模块528可计算路线燃料效率530。路线燃料效率530定义为单位路线行驶距离所消耗的燃料。对于给定候选路线208，路线效率模块528可用路线燃料成本224除路线距离220来算出路线燃料效率530。
导航系统100可包含耦合至路线效率模块528的路线选择模块532。对于由一位置至另一位置的一或更多产生路线，路线选择模块532用来选出在沿着该路线行驶时有最高燃料效率或最低燃料消耗量的建议路线。路线选择模块532可接收该候选路线208以及每个候选路线208的路线燃料成本224。
路线选择模块532可比较每个候选路线208的路线燃料成本224以及选择候选路线208中有路线燃料成本224最低值者为生态路线226。作为另一实施例，路线选择模块532可选择候选路线208中有路线燃料效率530最高值者为生态路线226。
导航系统100可包含耦合至路线选择模块532的路线显示模块534。路线显示模块534用以显示两个位置的建议路线或导航指令于视觉接口上。路线显示模块534可显示生态路线226于图2的显示接口202上。
视需要，路线显示模块534可显示该候选路线208。同样，路线显示模块534视需要可显示生态路线226及候选路线208的路线距离220、路线行驶时间222及路线燃料成本224。
导航系统100可实作于图4的第一装置102上，图4的第二装置106上，或区隔于第一装置102与第二装置106之间。在图4的第一装置102的一实施例中，第一使用者接口418可接收目的地206的请求204。定位单元420可识别起始位置210。
第一装置102的图4第一软件426可包含请求接收器模块502、目的地提取模块504、路线产生模块512、路线行驶成本模块514、路线加速模块520、路线怠速模块524、路线效率模块528、路线选择模块532、以及路线显示模块534。第一控制单元412可执行第一软件426。
图4的第一控制单元412可执行请求接收器模块502以接收请求204。第一控制单元412可执行目的地提取模块504以由地图数据库510提取目的地206。地图数据库510可储存于第一存储单元414上。
第一控制单元412可执行路线行驶成本模块514、路线加速模块520及路线怠速模块524以分别算出路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526。第一控制单元412可执行路线效率模块528以由路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526算出路线燃料成本224。
第一控制单元412可执行路线选择模块532以选定生态路线226。第一显示接口430可显示生态路线226。
在图4的第二装置106的实施例中，图4的第二软件442可包含导航系统100。例如，第二使用者接口438可接收对目的地206的请求204。
第二装置106的图4第二软件442可包含请求接收器模块502、目的地提取模块504、路线产生模块512、路线行驶成本模块514、路线加速模块520、路线怠速模块524、路线效率模块528、路线选择模块532、以及路线显示模块534。第二控制单元434可执行第二软件442。
第二控制单元434可执行请求接收器模块502以接收请求204。第二控制单元434可执行目的地提取模块504以由地图数据库510提取目的地206。地图数据库510可储存于第二存储单元446上。
第二控制单元434可执行路线行驶成本模块514、路线加速模块520及路线怠速模块524以分别算出路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526。第二控制单元434可执行路线效率模块528以由路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526算出路线燃料成本224。
第二控制单元434可执行路线选择模块532以选定生态路线226。第二显示接口440可显示生态路线226。
在另一实施例中，导航系统100可区隔于第一软件426与第二软件442之间。例如，第一软件426可包含请求接收器模块502、目的地提取模块504、路线选择模块532、以及路线显示模块534。第二软件442可包含路线产生模块512、路线行驶成本模块514、路线加速模块520、路线怠速模块524、以及路线效率模块528。第二控制单元434可执行区隔于第二软件442上的模块以及第一控制单元412可执行区隔于第一软件426上的模块。
第一控制单元412可执行请求接收器模块502以接收请求204。第一控制单元412可执行目的地提取模块504以由地图数据库510提取目的地206。地图数据库510可储存于第一存储单元414上。
第二控制单元434可执行路线行驶成本模块514、路线加速模块520及路线怠速模块524以分别算出路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526。第二控制单元434可执行路线效率模块528以由路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526算出路线燃料成本224。
第一控制单元412可执行路线选择模块532以选定生态路线226。第一显示接口430可显示生态路线226。
导航系统100描述作为范例的模块功能或次序。该等模块可用不同的方式区隔。例如，地图数据库510可储存于第二存储单元446中，以及第一软件426可包含路线效率模块528。该等模块的操作可分开及独立于其它的模块。
此外，一模块在彼此不直接耦合下可使用另一个模块所产生的数据。例如，路线效率模块528可接收来自路线行驶成本模块514的路线行驶燃料成本516。在另一实施例中，路线怠速模块524可接收来自路线产生模块512的候选路线208。
已发现，本发明所提供的导航系统100对于候选路线208可准确测量使用者车辆228所消耗的燃料数量。候选路线208以路线行驶燃料成本516、路线加速燃料成本522及路线怠速燃料成本526的总合为路线燃料成本224在可计算使用者车辆228所消耗的燃料数量时可增加准确性。
从使用者沿着消耗大量燃料的路线行驶的实体转换(physical transformation)导致物理世界的运动，例如人们使用第一装置102以产生生态路线226。显示于第一装置102的显示接口202上的生态路线226造成人们沿着生态路线226行驶至目的地206，导致物理世界的运动。
图6为路线产生模块512的详图。路线产生模块512可产生由起始位置210至目的地206的候选路线208。路线产生模块512可产生有图3的公路分段332、图3的干线分段334、图3的斜坡分段340、图3的地方分段336、图3的社区分段338或彼等的组合的图2的候选路线208。
路线产生模块512可包含耦合至路线产生模块512的分段距离模块602。分段距离模块602用于计算路线的分段的长度。分段距离模块602可确定各个路线分段330的路线分段长度604。路线分段长度604的定义为在沿着路线行驶时由分段的一端至另一端的距离。
分段距离模块602可用许多不同方式算出路线分段长度604。例如，分段距离模块602可存取图5的地图数据库510以确定每个路线分段330的起点及终点以及计算沿着路线分段330由起点至终点的距离。
路线产生模块512可包含耦合至分段距离模块602的路线距离模块606。路线距离模块606用于计算路线的总行驶距离。路线距离模块606可计算候选路线208的路线距离220。例如，藉由加总候选路线208的一特定区段的所有路线分段330的路线分段长度604，路线距离模块606可计算路线距离220。
路线产生模块512可包含耦合至路线距离模块606的路线分段速度模块608。路线分段速度模块608用于判断沿着候选路线208的道路行驶速度。路线分段速度模块608可判断每个路线分段330的路线分段速度610。路线分段速度610定义为沿着路线的特定部份或分段的行驶速度。
例如，路线分段速度610可为在候选路线208产生时沿着路线分段330中的一条的实际交通速度。在另一实施例中，路线分段速度610可为在候选路线208产生时路线分段速度610的历史平均速度。历史平均速度可为基于其它使用者沿着特定一条路线分段330行驶时的统计、趋势及经验的交通速度。
在另一实施例中，对于在使用者车辆228预期会沿着一特定路线分段330行驶的时段，路线分段速度610可为一路线分段330的预期或预测交通速度。在又一实施例中，路线分段速度610可为路线分段330的公布速限(posted speed limit)。在又一实施例中，路线分段速度610可为能优化燃料效率的速度，它可为低于速限或交通流动的速度，例如在开上陡坡时。
路线分段速度模块608可用许多不同方式决定路线分段速度610。例如，路线分段速度模块608可存取地图数据库510以确定路线分段330的历史平均速度。在另一实施例中，路线分段速度模块608可与图4的第一通信单元416建立接口以存取提供当前及预期交通速度的即时或线上交通服务。
路线分段速度模块608可基于信息的可用性来确定路线分段速度610。例如，路线分段速度模块608可使即时交通速度的优先性高于历史平均速度以及可使历史平均速度的优先性高于公布速限。
路线产生模块512可包含耦合至路线分段速度模块608的路线行驶时间模块612。路线行驶时间模块612用以计算由路线起点行驶至终点的总预期时间。路线行驶时间模块612可计算每条候选路线208的路线行驶时间222。例如，对于候选路线208的每个路线分段330，藉由加总路线分段长度604与路线分段速度610的商，路线行驶时间模块612可算出路线行驶时间222。
导航系统100描述作为范例的模块功能或次序。该等模块可用不同的方式区隔。例如，路线行驶时间模块612可耦合至分段距离模块602。该等模块的操作可分开及独立于其它的模块。
此外，一模块在彼此不直接耦合下可使用另一个模块所产生的数据。例如，路线行驶时间模块612可接收来自分段距离模块602的路线分段长度604。
图7为路线行驶成本模块514的详图。路线行驶成本模块514可包含耦合至路线行驶成本模块514的路线分段成本模块702。路线分段成本模块702用以计算车辆沿着路线分段行驶所消耗的燃料数量。
路线分段成本模块702可计算路线分段燃料成本704。路线分段燃料成本704定义为在车辆沿着路线分段行驶时所使用的燃料数量。例如，路线分段燃料成本704可为使用者车辆228在沿着一条公路分段332或一条地方分段336行驶时所消耗的燃料数量。
路线行驶成本模块514用路线分段速度610的车辆燃料消耗速率706除路线分段长度604可算出路线行驶燃料成本516。车辆燃料消耗速率706定义为车辆用单位燃料可行驶的的距离。例如，车辆燃料消耗速率706可为使用者车辆228用特定容积(加仑或公升)的汽油可行驶的距离。
路线行驶成本模块514可包含耦合至路线分段成本模块702的车辆消耗速率模块708。车辆消耗速率模块708用以计算车辆燃料消耗速率706。
车辆消耗速率模块708可计算为路线分段速度610的函数的车辆燃料消耗速率706。例如，路线行驶成本模块514可利用消耗速率曲线图710所包含的信息，以确定车辆燃料消耗速率706。
消耗速率曲线图710定义为燃料消耗速率与车辆速度的曲线图。消耗速率曲线图710在下文有更详细的描述。
例如，路线行驶成本模块514可利用消耗速率曲线图710所包含的信息以算出路线分段速度610的车辆燃料消耗速率706。在另一实施例中，路线行驶成本模块514可利用消耗速率曲线图710所包含的信息以算出有车辆燃料消耗速率706最高值的使用者车辆228的速度。
路线行驶成本模块514可包含耦合至路线行驶成本模块514的消耗速率调整模块712。消耗速率调整模块712用以基于车辆性质714来调整车辆的燃料消耗速率。车辆性质714定义为可影响车辆在沿着该路线行驶消耗燃料的速率的因子。例如，车辆性质可包含使用者车辆228的年龄、载重、状态(例如，胎压)。消耗速率调整模块712可增减使用者车辆228的车辆燃料消耗速率706以提供数值更准确的车辆燃料消耗速率706。
路线行驶成本模块514可包含耦合至车辆消耗速率模块708的分段成本加总模块716。分段成本加总模块716用以计算车辆在沿着路线行驶时的的燃料消耗总量。分段成本加总模块716加总候选路线208的每个路线分段330的路线行驶燃料成本516可算出路线燃料成本224。
导航系统100描述作为范例的模块功能或次序。该等模块可用不同的方式区隔。例如，分段成本加总模块716可耦合至路线分段成本模块702。该等模块的操作可分开及独立于其它的模块。
此外，一模块在彼此不直接耦合下可使用另一个模块所产生的数据。例如，分段成本加总模块716可接收来自路线分段成本模块702的路线分段燃料成本704。
图8举例图示消耗速率曲线图710的第一示范曲线图802及第二示范曲线图804。消耗速率曲线图710可使图2使用者车辆228的速度与车辆燃料消耗速率706相关。例如，第一示范曲线图802及第二示范曲线图804可表示不同类型的使用者车辆228(例如，不同车型)的消耗速率曲线图710。在另一实施例中，第一示范曲线图802及第二示范曲线图804可表示使用者车辆228在不同操作状态(例如，开上陡坡或在平路上驾驶)下的消耗速率曲线图710。
第一示范曲线图802及第二示范曲线图804的x轴可为使用者车辆228的速度的测量值，单位英里/小时。第一示范曲线图802及第二示范曲线图804的y轴可为车辆燃料消耗速率706的测量值。
消耗速率曲线图710的第一示范曲线图802及第二示范曲线图804可包含消耗曲线808。消耗曲线808图示使用者车辆228的速度与车辆燃料消耗速率706的相关性。
图9为路线加速模块520的详图。路线加速模块520可包含耦合至路线加速模块520的加速实例模块902。加速实例模块902用来计算在沿着该路线行驶时由车辆加速实例所致的燃料消耗数量。加速实例模块902可计算加速实例成本904。
加速实例成本904定义为在沿着路线行驶时由车辆加速的单一实例所致的燃料消耗数量。例如，加速实例成本904可为在使用者车辆228由静止状态(例如，在图3停车标志344后面停车)加速时使用者车辆228所消耗的燃料数量。在另一实施例中，加速实例成本904可为在使用者车辆228由较低速度加速至较高速度(例如，在转弯后或在增加速度时)时使用者车辆228所消耗的燃料数量。
加速实例模块902可加总起动加速成本908与低速加速成本910来算出加速实例成本904。起动加速成本908定义为在车辆由静止状态加速至给定速度时的燃料消耗数量。低速加速成本910定义为在车辆由低速加速至较高速度时的燃料消耗数量。
加速实例模块902可包含耦合至加速实例模块902的起动成本模块912。起动成本模块912用来计算起动加速成本908。起动成本模块912可用停车机率914、车辆加速因子916及加速后速度918算出起动加速成本908。
停车机率914定义为在车辆沿着路线分段行驶时需要停车的机率。停车机率914可用耦合至路线加速模块520的停车机率模块920确定。基于一特定路线分段330的类型以及图6的路线分段速度610，停车机率模块920可确定停车机率914。
例如，一般而言，路线分段速度610低的路线分段330有较高的停车机率914值。反之，路线分段速度610较高的路线分段330有较低的停车机率914值。作为一特定实施例，与45英里/小时的路线分段速度610相比，路线分段速度610为25英里/小时的地方分段336有较高的停车机率914值。
可根据路线分段330的类型来排列停车机率914。例如，图3的社区分段338大体有最高的停车机率914值，接着是图3的地方分段336，接着是斜坡分段340，接着是图3的干线分段334，以及公路分段332有最低停车机率914值。
停车机率914的范围可在“0”与“1”之间。等于0的停车机率914对应至一特定路线分段330需要停车的机率为0%。反之，等于1的停车机率对应至一特定路线分段330的停车机率为100%。作为一特定实施例，路线分段速度610为65英里/小时的一特定公路分段332有等于“0”的停车机率，因为要求使用者车辆228停车的机率极低。在另一实施例中，路线分段速度610为25英里/小时的社区分段338有等于“1”的停车机率，因为要求使用者车辆228停车的机率极高。
由停车机率表922所包含的信息可确定停车机率914。停车机率表922定义为具有使行驶于道路上的速率与道路类型相关的信息的表格。停车机率表922对于不同类型的路线分段330可包含不同路线分段速度610值的停车机率914值。停车机率表922在下文有更详细的描述。
车辆加速因子916定义为0.5*使用者车辆重量924/(燃料能量值926*使用者车辆228的车辆引擎效率928)。可用加速因子模块915算出车辆加速因子916。加速因子模块915可耦合至加速实例模块902。
使用者车辆重量924定义为车辆在沿着该路线行驶时的重量。使用者车辆重量924的预定可基于使用者车辆228的制造重量或可包含售后市场附加物、升级品或附件(例如，车顶行李架)的重量。可调整使用者车辆重量924以考虑到乘客及货物的负载。通过附接至使用者车辆288的感测器，可用加速因子模块915由内建存储器(例如，图4的第一存储单元414)提取使用者车辆重量924，或可用手输入。
燃料能量值926定义为一单位燃料可提供的能量数量。例如，汽油燃烧所提供的能量数量约有1.29xl07焦耳/加仑。其它类型的能源有不同的燃料能量值926，例如电动引擎的电池。
车辆引擎效率928定义为用来提供动力给车辆的燃料能量的百分比。例如，对于有汽油引擎的使用者车辆228，车辆引擎效率928可在26%至46%之间。不同类型的车辆引擎有不同的车辆引擎效率928，例如电动车辆。可用加速因子模块915由内建存储器（例如，第一存储单元414）提取车辆引擎效率928，或可用手输入。
加速因子模块915可根据方程式1来算出车辆加速因子916：
AVF=1/2*MC/(Ee*Fe) 方程式1
AVF为车辆加速因子916。MC为使用者车辆重量924。Ee为车辆引擎效率928。Fe为燃料能量值926。例如，使用者车辆重量924为1000公斤以及车辆引擎效率928有30%的使用者车辆228的车辆加速因子916约为2.58xl05(加仑*米平方/秒平方)。
加速后速度918定义为车辆由静止或停车状态或由较低速度加速之后的速度。例如，加速后速度918可为路线分段330在使用者车辆228加速之前的路线分段速度610。作为另一实施例，加速后速度918可为下一个路线分段330的路线分段速度610。
用耦合至加速实例模块902的加速后模块917可确定加速后速度918。加速后模块917可用许多不同方式确定加速后速度918。例如，加速后模块917可设定路线分段速度610。
根据方程式2，停车机率914、车辆加速因子916及加速后速度918的平方的乘积可算出起动加速成本908：
CSA=PS*AVF*VPost 方程式2
CSA为起动加速成本。PS为停车机率914。AVF为车辆加速因子916。VPost为加速后速度918。例如，停车机率为“1”的起动加速成本908，使用者车辆重量924等于1000公斤的使用者车辆228，有30%的车辆引擎效率928，以及加速至45英里/小时的加速后速度918可能消耗约0.0523加仑的汽油。
加速实例模块902可包含耦合至路线加速模块520的低速成本模块930。低速成本模块930用来计算低速加速成本910。低速成本模块930可用停车机率914、车辆加速因子916、加速前速度932及加速后速度918算出低速加速成本910。
加速前速度932定义为车辆在加速至较高速度之前的速度。例如，加速前速度932可为一路线分段330在加速至另一路线分段330之前的路线分段速度610。作为一特定实施例，加速前速度932可为一斜坡分段340在使用者车辆228加速至一公路分段332的路线分段速度610之前的路线分段速度610。
在另一实施例中，加速前速度932可为转弯速度938。转弯速度938定义为车辆沿着路线驶过转弯时的速度。作为一特定实施例，转弯速度938可为在沿着路线分段330或在一路线分段330与另一路线分段330之间行驶时，使用者车辆228在做右转、U型转弯或左转时的速度。
加速实例模块902可包含耦合至路线加速模块520的转弯角度模块934。转弯角度模块934用来计算转弯速度，转弯速度为转弯相对于车辆转弯前方位的角度的函数。转弯角度模块934可基于转弯角度936来算出转弯速度938。转弯角度936定义为车辆在转弯前后的方向总变化。
作为一参考实施例，等于0的转弯角度936对应至使用者车辆228在转弯前的方位。转弯角度936的范围可在0度至360度之间以及顺时钟方向增加。例如，右转可对应至90度的转弯角度936，左转可对应至270度的转弯角度936，以及U型转弯可对应至180度的转弯角度936。转弯速度938可随着转弯角度936不同而有所不同。
根据如转弯速度表940所示范的角度范围，转弯角度模块934可计算使用者车辆228的转弯速度938。转弯速度表940定义为具有车辆在驶过转弯时使转弯角度与速度相关的信息的表格。转弯速度表940在下文有更详细的描述。
例如，右转（对应至90度的转弯角度936）的转弯速度938可为20英里/小时。在另一实施例中，左转(对应至270度的转弯角度936)的转弯速度938可为20英里/小时。在又一实施例中，“U型转弯”(对应至180度的转弯角度)的转弯速度938可等于0英里/小时，这意谓转弯需要停车。
转弯角度模块934可辨识及考虑到特殊类型的转弯角度936。例如，转弯角度模块934可辨识转弯，例如分隔式道路348上的路口的“U型转弯”，如图3所示范的“U型转弯”为有单一转弯速度938及单一转弯角度936值（例如，180度）的一次转弯(single turn)，而不是计算两个个别转弯的转弯速度938。路线加速燃料成本522的计算可基于分隔式道路348上为一次转弯的转弯速度938。
根据方程式3，低速成本模块930计算低速加速成本910可为以下三者的的乘积：停车机率914、车辆加速因子916、以及加速后速度918平方与加速前速度932平方的差：
CLSA=PS*AVF*(VPost 2-VPre 2) 方程式3
CLSA为低速加速成本910。PS为停车机率914。AVF为车辆加速因子916。VPre为加速后速度918。VPost为加速后速度918。例如，在加速前速度932大于加速后速度918时，例如在使用者车辆228减速时，低速加速成本910可具有不消耗燃料的数值。
路线加速模块520可用加速成本加总模块942计算路线加速燃料成本522。加速成本加总模块942可耦合至路线加速模块520。加速成本加总模块942用来计算车辆在沿着路线行驶时因加速所致的燃料消耗总量。根据方程式4，藉由加总有停车机率914的一给定候选路线208的加速实例成本904的每个实例，加速成本加总模块942可计算路线加速燃料成本522：
CA=∑(CSA+CLSA) 方程式4
CA为路线加速燃料成本522。CSA为起动加速成本908。CLSA为低速加速成本910。例如，基于分隔式道路348上为一次转弯的转弯速度938，加速成本加总模块可用低速加速成本910算出路线加速燃料成本522。
导航系统100描述作为范例的模块功能或次序。该等模块可用不同的方式区隔。例如，低速成本模块930可耦合至停车机率模块920。该等模块的操作可分开及独立于其它的模块。
此外，一模块在彼此不直接耦合下可使用另一个模块所产生的数据。例如，低速成本模块930可接收来自停车机率模块920的停车机率914。
图10图示停车机率表922的一实施例。停车机率表922可显示图2使用者车辆228的速度与路线分段330的类型的关系。停车机率表的第一直行的横列可显示使用者车辆228的速度。其余直行的横列可显示有对应速度的社区分段338、地方分段336、斜坡分段340、干线分段334及公路分段332的停车机率914。
例如，社区分段338在使用者车辆228速度25英里/小时下有等于“1”的停车机率914，这对应至在沿着社区分段338行驶时有100%的停车机率。在另一实施例中，地方分段336在使用者车辆228速度45英里/小时下有等于“0.1”的停车机率914，这对应至在沿着地方分段336行驶时有10%的停车机率。
对于路线分段速度610与路线分段330的不同类型的组合，停车机率表922只是停车机率914的一个实施例。此外，应了解，停车机率表922可具有不同的停车机率914值。
图11为转弯速度表940的一实施例。转弯速度表940可显示转弯角度936与转弯速度938的关系。转弯速度表940的第一列的行可表示转弯角度936的范围。转弯速度表940的第二列的行可为对应至第一直行的转弯角度936范围的转弯速度938。
例如，对于0至60度或300至360度的转弯角度936，图2的使用者车辆228不必减少速度以驶过转弯以及转弯速度938可等于转弯前的路线分段速度610。在另一实施例中，对于60至120度或270至300度的转弯角度936，转弯速度938可等于20英里/小时。在又一实施例中，对于120至270度的转弯角度936，转弯速度938可等于0英里/小时。
图12为路线怠速模块524的详图。路线怠速模块524可包含耦合至路线怠速模块524的怠速时间模块1202。怠速时间模块1202用来计算车辆在沿着该路线行驶时处于怠速状态的时间。怠速时间模块1202可计算图2中的每一候选路线208的车辆怠速时间1204。车辆怠速时间1204定义为车辆在沿着该路线行驶时处于怠速状态的预测或预期时间。
车辆怠速时间1204可为车辆怠速实例1208的结果，其定义为造成车辆怠速状态的事件。车辆怠速状态定义为车辆静止但是引擎继续运转或消耗燃料时的车辆操作状态。例如，车辆怠速实例1208可包含诸如在图3的交通信号346停车、在图3的停车标志344停车或在等待转弯时停车之类的事件。在另一实施例中，在图3的一路线分段330与另一路线分段330之间的图3的一分段过渡区342可发生一车辆怠速实例1208。
对于特殊类型的车辆怠速实例1208，怠速时间模块1202可计算不同的车辆怠速时间1204值。例如，怠速时间模块1202可计算图2的使用者车辆228在做右转、左转或U型转弯时的不同车辆怠速时间1204。在另一实施例中，路线怠速燃料成本526的计算可基于使用者车辆228在一车辆怠速实例1208之后的转弯角度936。
怠速时间模块1202可利用平均怠速转弯曲线图1206所包含的信息以计算图9的转弯角度936不同者的车辆怠速时间1204。平均怠速转弯曲线图1206定义为包含车辆处于怠速状态的时间与转弯角度的相关性的曲线图。平均怠速转弯曲线图1206在下文有更详细的描述。
在一特定实施例中，对应至转弯角度936等于90度的右转有约10秒的车辆怠速时间1204，对应至转弯角度936等于270度的左转有约17秒的车辆怠速时间1204，以及对应至转弯角度936等于180度的U型转弯有约35秒的车辆怠速时间1204。
在另一实施例中，对于在改变之前按照设定时间操作的图3交通信号346以及按照感测器操作的交通信号346，怠速时间模块1202可计算不同的车辆怠速时间1204值。至于交通信号346的周期时间，怠速时间模块1202可存取图5的地图数据库510。
作为另一实施例，对于在有交通信号346的路口在不同方向行驶者，怠速时间模块1202可计算不同的车辆怠速时间1204值。更特别的是，对于在一地方分段336(图3)与一社区分段338之间有交通信号346的一特定分段过渡区342(图3)，怠速时间模块1202在沿着一地方分段336行驶时可设定较低的车辆怠速时间1204值，以及在沿着社区分段338行驶时，设定较高的车辆怠速时间1204值。
在另一实施例中，怠速时间模块1202对于特定类型的车辆怠速实例1208可建立固定时间值。例如，怠速时间模块1202对于在停车标志344的停车可计算3秒的车辆怠速时间1204。
在又一实施例中，怠速时间模块1202可根据位置及一天中的时间来调整车辆怠速实例1208中的特定者的数值。例如，怠速时间模块1202可增加对应至邻近在上课时间的学校的停车标志344或行人穿越道的车辆怠速实例1208的车辆怠速时间1204值，特别是在学生到达或离开学校的时候。反之，怠速时间模块1202可减少学校不上课时段的车辆怠速时间1204值。
候选路线208中的一给定者可具有一或更多个车辆怠速实例1208。作为一特定实施例，如图3所示，候选路线208中的一者可具有在停车标志344由一社区分段338右转至另一社区分段338时的第一个车辆怠速实例1208以及在交通信号346由另一社区分段338左转至一地方分段336时的第二个车辆怠速实例1208。
对于车辆怠速实例1208中的一特定者，车辆怠速时间1204可用许多不同方式计算。例如，怠速时间模块1202计算车辆怠速时间1204可基于车辆怠速实例1208的实际值，其可衍生自图5的地图数据库510。作为另一实施例，车辆怠速时间1204可基于车辆怠速实例1208的估计或预期值。例如，停车标志344的车辆怠速实例1208可对应至预期有3秒的车辆怠速时间1204。
路线怠速模块524可包含耦合至路线怠速模块524的怠速机率模块1210。怠速机率模块1210用来确定车辆在沿着路线行驶时处于怠速状态的机率。怠速机率模块1210可计算怠速机率1212。
怠速机率1212定义为车辆在沿着路线行驶时处于怠速状态的机率。怠速机率1212可为一路线分段330与另一路线分段330的一分段过渡区342有一车辆怠速实例1208的机率或可能性。
怠速机率模块1210当在一分段过渡区342出现一车辆怠速实例1208时可确定怠速机率1212为“1”以及当在一分段过渡区342不出现一车辆怠速实例1208时数值为“0”。例如，怠速机率模块1210可用怠速机率表1214所包含的信息确定怠速机率1212。怠速机率表1214定义为对于分段过渡区342的给定组合有与有一车辆怠速实例1208的可能性相关的表格。怠速机率表1214在下文有更详细的描述。
路线怠速模块524可包含耦合至怠速机率模块1210的怠速消耗速率模块1216。怠速消耗速率模块1216用来计算车辆在怠速状态下消耗燃料的速率。怠速消耗速率模块1216可计算怠速消耗速率1218。怠速消耗速率1218定义为车辆在怠速状态下消耗燃料的速率。
怠速消耗速率模块1216可以怠速常数1220乘上车辆怠速速率1222算出怠速消耗速率1218。车辆怠速速率1222定义为等于车辆在给定速度下所消耗的燃料数量的燃料消耗值。车辆怠速速率1222可为使用者车辆228在特定速度下的图7车辆燃料消耗速率706。作为一特定实施例，车辆怠速速率1222可等于路线分段速度610等于20英里/小时时的车辆燃料消耗速率706，然而应了解，车辆怠速速率1222可等于不同的车辆燃料消耗速率706值。
怠速常数1220定义为调整车辆怠速速率1222的数值。例如，怠速常数1220可等于“0.5”，其假定怠速消耗速率1218为车辆怠速速率1222的一半。作为一特定实施例，怠速消耗速率1218可对应至路线分段速度610等于20英里/小时时的车辆燃料消耗速率706的一半。
路线怠速模块524可包含耦合至路线怠速模块524的怠速成本加总模块1224。怠速成本加总模块1224用来计算车辆在沿着路线行驶时处于怠速状态时所消耗的总燃料。基于车辆怠速时间1204、怠速机率1212及怠速消耗速率1218，怠速成本加总模块1224可计算每个候选路线208的路线怠速燃料成本526。
根据方程式5，藉由加总以下三者的乘积：一给定车辆怠速实例1208的车辆怠速时间1204、怠速机率1212以及候选路线208上的每个车辆怠速实例1208的怠速消耗速率1218，怠速成本加总模块1224可算出路线怠速燃料成本526：
CI=∑(TI*PI*RI) 方程式5
CI为路线怠速燃料成本526。TI为车辆怠速时间1204。PI为怠速机率1212。RI为怠速消耗速率1218。
导航系统100描述作为范例的模块功能或次序。该等模块可用不同的方式区隔。例如，怠速成本加总模块1224可耦合至怠速时间模块1202。该等模块的操作可分开及独立于其它的模块。
此外，一模块在彼此不直接耦合下可使用另一个模块所产生的数据。例如，怠速消耗速率模块1216可接收来自怠速时间模块1202的车辆怠速时间1204。
图13图示平均怠速转弯曲线图1206的一实施例。平均怠速转弯曲线图1206可显示怠速时间曲线1302。怠速时间曲线1302定义为转弯角度与车辆在转弯前处于怠速状态的时间的关系。怠速时间曲线1302可使车辆怠速时间1204与转弯角度936相关。
平均怠速转弯曲线图1206的径向轴1304上的数值可为一给定转弯角度936的车辆怠速时间1204测量值，单位秒。圆周1306上的数值可为转弯角度936的测量值。
作为一参考实施例，零度角对应至使用者车辆228在转弯前的方位。转弯角度936的范围可在0度至360度之间以及顺时钟方向增加。例如，右转可对应至90度的转弯角度936，左转可对应至270度的转弯角度936，以及U型转弯可对应至180度的转弯角度936。
图14图示怠速机率表1214的一实施例。怠速机率表1214可显示在由图3路线分段330中的一者行驶至另一路线分段330时的怠速机率1212。怠速机率表1214的行可为一特定路线分段330(图2的使用者车辆228在进入图3的分段过渡区342时“由”此分段行驶)的怠速机率1212。怠速机率表1214的列可为一特定路线分段330(使用者车辆228在离开分段过渡区342时行驶“至”此分段)的怠速机率1212。
例如，怠速机率表1214中，对于在由一公路分段332行驶至另一公路分段332时的一车辆怠速实例1208有等于“0”的怠速机率1212，因为公路分段332不可能停车。在另一实施例中，怠速机率表1214对于在由一地方分段336行驶至另一地方分段336时的一车辆怠速实例1208有等于“1”的怠速机率1212，因为分段过渡区342极有可能导致一车辆怠速实例1208。
为了便于说明，图示怠速机率表1214对于在公路分段332、干线分段334、斜坡分段340及地方分段336之间的分段过渡区342具有怠速机率1212值，然而应了解，怠速机率表1214可具有不同的怠速机率1212值。例如，在由斜坡分段340行驶至公路分段332时，怠速机率表1214可具有在分段过渡区342包含在尖峰时刻限制交通流动的交通计量信号(trafficmetering signal)时为“1”的怠速机率1212。
此外，图示怠速机率表1214对于在图3社区分段338与其它路线分段330之间的分段过渡区342没有怠速机率1212，然而应了解，怠速机率表1214可包含社区分段338的怠速机率1212。
图15的流程图根据本发明的另一具体实施例图示操作导航系统的方法1500。方法1500包含下列步骤：在区块1502，产生由一起始位置至一目的地的数条候选路线；在区块1504，用一车辆的一车辆燃料消耗速率算出一路线行驶燃料成本；在区块1506，由该车辆的一加速度算出一路线加速燃料成本；在区块1508，由该车辆的一车辆怠速实例算出一路线怠速燃料成本；在区块1510，用该路线行驶燃料成本、该路线怠速燃料成本及该路线加速燃料成本算出该等候选路线的路线燃料成本；以及在区块1512，由该等候选路线选出有该路线燃料成本的最低值的一生态路线供显示于一装置上。
所得到的方法、装置、装置、产品及/或系统简单易懂、有成本效益、不复杂、高度通用、准确、敏感及有效，而且具体实作可藉由修改习知组件供轻易、有效及经济地制造、应用及使用。
本发明的另一重要方面在于有价值地支持及服务节省成本、简化系统及提高效能的历史趋势。
结果，本发明以上及其它有价值的方面可促进技术状态至少到下一个阶段。
尽管已结合特定的最佳样式来描述本发明，显然熟谙此艺者基于上述说明应了解，仍有许多替代、修改及变体。因此，希望所有的替代、修改及变体皆落入随附权利要求的范畴。所有迄今为止在本文及附图中提及的事项应被解释成只是用来做图解说明而没有限定本发明的意思。

Claims (10)

1.一种导航系统的操作方法，其包含下列步骤：
产生由起始位置至目的地的候选路线；
用车辆的车辆燃料消耗速率算出路线行驶燃料成本；
由该车辆的加速度算出路线加速燃料成本；
基于怠速时间、怠速机率以及怠速消耗速率的乘积，由该车辆的车辆怠速实例算出路线怠速燃料成本，其中所述怠速时间是该车辆在沿着该路线行驶时处于怠速状态的预测或预期时间，所述怠速机率是该车辆在沿着该路线行驶时处于怠速状态的机率，所述怠速消耗速率是该车辆在怠速状态下消耗燃料的速率；
用该路线行驶燃料成本、该路线怠速燃料成本及该路线加速燃料成本算出该候选路线的路线燃料成本；以及
由该候选路线选出有该路线燃料成本的最低值的生态路线供显示于装置上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中算出该路线怠速燃料成本的步骤包括：用该车辆怠速实例的车辆怠速时间算出该路线怠速燃料成本。
3.根据权利要求1所述的方法，其中算出该路线怠速燃料成本的步骤包括：基于该车辆在该车辆怠速实例之后的转弯角度来算出该路线怠速燃料成本。
4.根据权利要求1所述的方法，其中算出该路线加速燃料成本的步骤包括：基于该候选路线的停车机率，算出该路线加速燃料成本。
5.根据权利要求1所述的方法，其中算出该路线加速燃料成本的步骤包括：由低速加速成本算出该路线加速燃料成本。
6.一种导航系统，其包含：
路线产生模块，其产生由起始位置至目的地的候选路线；
耦合至该路线产生模块的路线行驶成本模块，其用车辆的车辆燃料消耗速率算出路线行驶燃料成本；
耦合至该路线产生模块的路线加速模块，其由车辆的加速算出路线加速燃料成本；
耦合至该路线加速模块的路线怠速模块，其基于怠速时间、怠速机率以及怠速消耗速率的乘积，计算用于该车辆的车辆怠速实例的路线怠速燃料成本，其中所述怠速时间是该车辆在沿着该路线行驶时处于怠速状态的预测或预期时间，所述怠速机率是该车辆在沿着该路线行驶时处于怠速状态的机率，所述怠速消耗速率是该车辆在怠速状态下消耗燃料的速率；
耦合至该路线怠速模块的路线效率模块，其用该路线行驶燃料成本、该路线怠速燃料成本及该路线加速燃料成本算出该候选路线的路线燃料成本；
耦合至该路线效率模块的路线选择模块，其从该候选路线选出有最低值的该路线燃料成本的生态路线；以及
耦合至该路线选择模块的路线显示模块，其用以显示该生态路线于装置上。
7.根据权利要求6所述的系统，其中该路线怠速模块包含：
耦合至该路线怠速模块的怠速时间模块，其计算该车辆怠速实例的车辆怠速时间；以及
耦合至该路线怠速模块的怠速成本加总模块，其用该车辆怠速时间算出该路线怠速燃料成本。
8.根据权利要求6所述的系统，其中该路线怠速模块包含耦合至该路线怠速模块的怠速成本加总模块，其基于车辆在该车辆怠速实例之后的转弯角度算出该路线怠速燃料成本。
9.根据权利要求6所述的系统，其中该路线加速模块包含：
耦合至该路线加速模块的停车机率模块，其计算该候选路线的停车机率；以及
耦合至该路线加速模块的加速成本加总模块，其基于该停车机率来算出该路线加速燃料成本。
10.根据权利要求6项所述的系统，其中该路线加速模块包含：
耦合至该路线加速模块的低速成本模块，其用加速前速度来算出低速加速成本；以及
耦合至该路线加速模块的加速成本加总模块，其用该加速前速度来算出该路线加速燃料成本。
CN201180043990.1A 2010-07-13 2011-07-13 具有基于生态路线之目的地导引机构的导航系统及其操作方法 Active CN103270391B (zh)

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