CN103542858B - 车辆到达目标能力评估方法，数据库生成方法、导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种评估车辆到达目标道路段(4)的能力的方法，包括：检索用于道路段(3,3a)的道路段数据，道路段数据包括先前生成的连接道路段(3,3a)的路线(151,152)的路线信息，其用参数表示沿相应路线(151,152)行驶的相关成本；建立用于目标道路段的第一道路段数据，第一道路段数据指示关口道路段并且指示针对从关口道路段到目标道路段的相继路线的路线信息；基于相继路线的路线信息，确定沿相继路线(152)行驶的第一成本；基于所指示的关口道路段(2a)，建立用于当前道路段的第二道路段数据，第二道路段数据指示从当前道路段(1)到关口道路段(2a)的初始路线(151)的路线信息；基于初始路线(151)的路线信息，确定在初始路线(151)上行驶的第二成本；以及基于所确定的第一成本和第二成本，评估车辆到达目标道路段(4)的能力。

Description

车辆到达目标能力评估方法，数据库生成方法、导航系统

技术领域

各种实施方案涉及评估车辆到达目标道路段的能力的方法，生成用于评估车辆的巡航范围的数据库的方法以及导航系统。具体来说，各种实施方案涉及用于基于从先前生成的数据库中检索的道路段数据评估车辆的巡航范围的技术。

背景技术

车辆中的导航装置的功能性目前已扩展到评估车辆的巡航范围，即，确定在给定资源(例如，燃料或能量)的当前可利用量的条件下或在给定最大时间内车辆仍可到达的最远地理位置。例如，对于与可利用的能量/燃料的量有关的巡航范围来说，由常规燃料提供动力的汽车提供相较而言较大量的能量存储，并且因此能够行驶较长距离，即，具有相较而言较大的巡航范围；而由替代性能量提供动力的车辆(如氢动力汽车或混合动力汽车或电动汽车)可具有相较而言较小的巡航范围。对于这类情况，可能需要对巡航范围的特别精确的评估，以精确地预测在不补充燃料的情况下是否可到达某一目的地，或预测何时必需补充燃料。

车辆的巡航范围通常取决于许多不同的参数，所述参数具体来说可受时间依赖性影响。例如，可利用的能量的量通常随着行驶时间的增加而减少。此外，影响巡航范围的交通状况可以动态地改变。例如，交通拥堵可以减少巡航范围，因为能量/燃料消耗增加。此外，车辆的当前位置可例如以不可预期的方式随时间推移而改变，从而改变巡航范围。换句话说，当车辆行驶穿过道路段的网络时，在给定特定能量资源的情况下可到达的所有道路段的集合可不断地改变。因此，为依赖最新的参数而始终提供精确的巡航范围，先前所评估的巡航范围的频繁更新可以是合乎需要的。

简单的技术仅仅基于以下来评估巡航范围：可利用的能量/燃料的当前量，和例如采取当前燃料消耗的移动平均值形式的预定的或测量到的燃料消耗。具体来说，这类技术可独立于车辆附近的道路段的网络。例如，这类技术可不考虑以下情况：与在车辆例如位于具有高交通量和/或走走停停交通的市区内情况下的当前值相比，在即将来临的高速公路上消耗可以减少。

较复杂的方法在评估巡航范围时可以考虑在车辆附近的道路段的网络。为此，包括道路段的网络的数字地图数据通常可用来执行道路网络搜索。例如，道路网络搜索可确定最短的或最快的或最具能量有效性的路线或其组合。道路网络搜索可在给定与道路段相关联的相应成本的情况下扩展用于道路段的路线连接段。各种技术可用来执行道路网络搜索，例如，迪杰斯特算法(Dijkstra algorithm)等，以便提供具有最小化成本的路线。一旦获得这样的路线，就可以基于数字地图数据中提供的信息(如道路段的长度、与扩展的路线连接段相关联的用参数表示的能量消耗成本等)来确定能量/燃料消耗成本。巡航范围的相较而言精确的评估可以是可能。然而，巡航范围的这种评估可以在计算上是昂贵的，即，需要大量的计算资源；具体来说，执行道路网络搜索可能需要许多个反复步骤并且占用显著的内存。因此，存在对减少评估巡航范围所需的计算工作量的一般期望。

例如，WO 2011/029562 A1公开了用于多个道路的巡航范围计算的技术，其中那些道路可分为多个等级类别。巡航范围是基于属于第一等级类别的道路来计算。

然而，这类技术可受到某些限制。例如，如果仅考虑道路段的整个网络中的一小部分来评估巡航范围，那么可能使所确定巡航范围的精度降级。通常，巡航范围的评估的精度与相关联的计算工作量之间的折衷可能是必需的。鉴于所评估的巡航范围具有如以上所论述的有限的有效性持续时间，巡航范围的更新速率可能受限——从而降低精度。具体来说，常规技术可通常不考虑高的计算负担，所述高的计算负担与在巡航范围更新过程中通过道路网络搜索的全范围执行来重新计算道路段的网络的所有可到达道路段的集合相关联。

因此，需要提供允许以高精度、以计算上有效的方式评估和更新车辆的巡航范围的技术。

发明内容

这一需要是由如独立权利要求中定义的方法来解决。从属权利要求定义数个实施方案。

根据一方面，提供一种评估车辆到达目标道路段的能力的方法。所述方法包括：检索数字地图数据，所述数字地图数据包括在车辆的当前位置附近的道路段，所述数字地图数据包括目标道路段。所述方法进一步包括从数据库中检索用于道路段中的至少一些的道路段数据，所述道路段数据包括先前生成的针对连接道路段的路线的路线信息，所述路线信息用参数表示沿相应路线行驶的成本。所述方法进一步包括基于车辆的当前位置，建立当前道路段；以及根据所检索到的道路段数据，建立用于目标道路段的第一道路段数据，所述第一道路段数据指示关口道路段并且指示针对从所述关口道路段到所述目标路段的相继路线的路线信息。所述方法进一步包括基于针对相继路线的路线信息，确定在关口道路段与目标道路段之间的相继路线上行驶的第一成本。所述方法进一步包括基于所指示的关口道路段，建立用于当前道路段的第二道路段数据，所述第二道路段数据指示针对从当前道路段到关口道路段的初始路线的路线信息。所述方法进一步包括基于针对初始路线的路线信息，确定在所述初始路线上行驶的第二成本。所述方法进一步包括基于所确定的第一成本和第二成本，评估车辆到达目标道路段的能力。

例如，当前位置可以使用全球定位系统(GPS)或蜂窝网络或车辆测程法数据(例如车轮转向角或方向盘转角)，或惯性导航系统来确定。不同的技术都是熟练技术人员已知的。

例如，数字地图数据可以从地图数据库中加以检索。换句话说，数字地图数据可包括道路段的网络。道路段可以与给定地理位置(xy坐标，例如纬度和经度和/或大地坐标和/或笛卡儿坐标)的起点和给定地理位置的终点相关联。起点和终点又称为节点。数字地图数据可包括关于例如地标、河流、湖泊、市区、地区标记、国家、目标点、加油站、地形海拔、数字地形模型等的其它信息。具体来说，数字地图数据可包括与道路段相关联的能量消耗成本。

用于道路段数据的数据库可实施为地图数据库的一部分，或可以是独立的数据库，例如，存储在独立的存储设备上等。具体来说，道路段数据可以是临时数据，所述临时数据取决于车辆的当前附近区和当前位置，即，可具有几分钟或几小时的有效性，而数字地图数据可以是更持久的数据，例如，其取决于道路段的网络的持久性而具有大约几个月或甚至几年的有效性。

第二道路段数据可根据所检索到的道路段数据来建立。在一个替代实施方案中，第二道路段数据的建立可包括执行道路网络搜索来获得从当前道路段到关口道路段的初始路线，并且确定针对所述初始路线的路线信息。

以下例如就根据另一方面的生成数据库的方法而言来论述用于执行道路网络搜索并确定路线信息的技术。

换句话说，在一个实施方案中，针对初始路线的路线信息可被预定并且容易地从数据库中的道路段数据中加以检索。然而，在评估车辆到达目标道路段的能力时，也可能确定用于初始道路的道路段数据。初始路线从当前道路段延伸到关口道路段。通常，初始路线可能不太长。具体来说，当前道路段与关口道路段之间的最大距离可被预定并且加以限制。因此，在不需要相较而言大量的计算资源的情况下执行道路网络搜索可以是可能的。

应理解，所检索到的道路段数据可与数字地图数据的道路段链接或相关联。例如，目标道路段和当前道路段以及关口道路段可与数字地图数据的道路段的网络相关联，并且进一步可与道路段数据的相应路线信息相关联。具体来说，这可允许评估车辆到达选自数字地图数据的任意目标道路段的能力和/或车辆到达可通过导航系统以常规方式确定的任意当前道路段的能力。

通过将针对路线的路线信息提供为道路段数据的部分，第一成本和第二成本的快速并且计算上廉价的计算可以是可能的。在执行生成包括道路段数据的数据库的方法时，可以预先执行用以获得路线的计算上昂贵的道路网络搜索。换句话说，生成道路段数据的计算上昂贵的步骤可例如在后台进程中或直接在车辆启动之后执行一次，以使得基于道路段数据的车辆到达目标道路段的能力的评估占用相较而言较少的资源，并且因此可例如在驾驶车辆期间更频繁地重复执行。通过这种方式，可以提供总是最新的巡航范围。

原则上，在非常简单的方法中，可能执行用于数字地图数据的所有道路段的道路网络搜索，即，预生成任何两个道路段之间的路线和相应道路网络数据以及路线信息。然而，这样的方法可能是非常耗费时间的，并且占用大量的计算资源。

就这一点来说，通过提供关口道路段，可以限制将要预生成的道路段数据的量。一般来说，这样的解决方案可见于“分治”方法的情境中，其中当前道路段与目标道路段之间的整体路线被关口道路段分割成初始路线和相继路线。就这一点来说，关口道路段可充当初始路线与相继路线之间的连接元件，即，关口道路段可以指代路线连接道路段。

对于在车辆的当前位置附近的各种位置来说，到达目标道路段的路线可总是通过一个并且是相同的关口道路段，并且随后沿着相继路线而言到达目标位置；不同地，对于在车辆的当前位置附近的各种位置来说，到达这个关口道路段的初始路线全部可以相当大地变化。即，因为当前位置和具有所述当前位置的当前道路段可随着车辆移动而经受频繁的改变时，所以初始路线可与距离当前位置更远的相继路线一样随时间更频繁地变化。例如，地方支线道路可以频繁地改变，而较长距离路线保持相同。

这应借助于非限制情况加以说明：当汽车移动穿过市区并且目标道路段位于几十公里以外并在市区以外时，到达目标道路段的整条路线中的大部分可独立于车辆的具体当前位置。例如，这个部分可涉及例如朝向目标道路段的高速公路和高速公路出口与目标道路段之间的支线道路和地方道路的道路段。然而，当前位置与高速公路入口之间的地方道路和支线道路可随前当前位置经受频繁改变。考虑到这种情况，关口道路段可包围给定距离处的车辆的当前位置。关口道路段可优选地位于较高等级的道路上，即，对应于较高速度、较高容量或较高过境交通(through traffic)中至少一个的道路；实例可以是高速公路或快车道或主干道。这些高等级道路可能是到更远的目标道路段的路线的部分。可限制关口道路段的数目；有限的数目可由道路段本身的网络的结构得到。例如，可能存在通往和来自当前位置(即，在当前位置与目标道路段中间)的有限数目的高速公路。也可能限制关口道路段的数目。

通过提供针对相继路线和任选地针对初始路线的预生成的路线信息、用参数表示通过关口道路段到达目标道路段的成本的路线信息，可能以计算上有效的方式评估车辆到达目标道路段的能力。具体来说，可能在不必执行整体道路网络搜索的情况下，确定在给定车辆的当前位置的情况下车辆到达目标道路段的能力。即，可以预执行关口道路段与目标道路段之间的道路网络搜索，例如，作为以下论述的根据另一方面的生成数据库的方法的部分；任选地，也可以预执行紧邻当前位置的道路段与关口道路段之间的道路网络搜索；然而应理解，根据各种实施方案，可能在执行评估车辆到达目标道路段的能力的方法期间实时地执行这种道路网络搜索，如当前所论述。通常，因为关口道路段并非远离于当前位置，所以实时地提供初始路线的道路网络搜索可能相较而言不是计算上昂贵的。路线信息可以对应于道路网络搜索的输出。如果与道路网络搜索的全范围执行相比，那么基于路线的用参数表示的成本来评估车辆到达目标道路段的能力的计算工作量可以显著地减少。此外，通过提供连接初始路线和相继路线的关口道路段，可能显著地减少道路段数据和路线信息的量，从而节约用于生成的内存和计算资源。可能仅需要提供更远的道路段与关口道路段中所选的一个关口道路段之间的单个路线信息。任选地，可能仅需要预生成并且提供针对连接紧邻当前位置的道路段与所有关口道路段的路线的路线信息。

成本可用参数表示沿相应路线行驶的能量消耗成本，或可用参数表示沿相应路线行驶的行驶时间或其组合。换句话说，成本可用参数表示沿相应路线行驶的行驶时间和/或行驶距离和/或能量消耗。应理解，相应成本也可以被提供为用于道路段的数字地图数据的部分，和/或可以是直接可由数字地图数据得出。具体来说，路线信息所对应的路线可通过道路网络搜索生成，所述道路网络搜索得到就成本而言最佳化的路线。例如，道路网络搜索可确定最短路线或最快路线或最具能量有效性的路线。然而，一般来说，就与通过路线信息用参数表示的成本相同类型的成本而言，使路线最佳化可以不是必需的。例如，路线可以是最短路线，而用参数表示的成本指示沿路线行驶所必需的能量消耗。

换句话说，用参数表示这类成本可对应于提供参数，所述参数可用来得出在给定当前驾驶情形的情况下沿相关联路线行驶所必需的实际成本，所述当前驾驶情形例如当前位置、当前消耗、当前交通状况等。在一个简单的实施方案中，路线信息可直接对应于实际成本，例如，指定沿相应路线行驶花费35分钟或沿相应路线行驶花费7升燃料。在另一个实施方案中，可得出实际成本；例如，燃料消耗可取决于路线(静态的并且对于所有用户来说是相同的)和单独的/车辆特定的参数两者，所述参数如车辆的类型、驾驶习惯、能量消耗的移动平均值、一天中的时间(交通高峰期、夜晚时间)、天气状况、车辆中的乘客数量等。可能动态地确定后者参数，并且在路线信息中提供总成本的静态组成部分。用参数表示的成本的静态组成部分可以涉及如下参数：不同等级的道路(例如，高速公路、地方道路、支线道路等)上的道路距离、沿路线的行驶时间、沿路线的行驶距离、空调开启/关闭、高度差、沿有和没有交通灯和/或有和没有通行权的路线的交叉口的数目、具有正和/或负倾斜角的高度差等。具体来说，速度分配和/或坡度分配和/或加速度分配可作为用参数表示的成本加以纳入。例如，速度分配可含有速度极限的直方图数据，例如，状态“以60km/h行驶10km；以及以100km/h行驶4km”等等。加速度可涉及在交叉口处速度的改变等。根据所有这类参数，可得出单独的或以组合方式的实际成本。

当确定第一成本和第二成本时，可能根据例如第一成本和第二成本之和与资源的当前量的比较来评估车辆到达目标道路段的能力。在成本涉及行驶时间的情况下，用户可指定他愿意在行驶上花费的时间的量，例如，2小时；然后，在说明性情况下，可以评估目标道路段是否可在2小时内到达。在成本涉及能量消耗的情况下，可在车辆中提供传感器，所述传感器允许确定可利用的能量/燃料的当前量。例如，可利用的能量的量可涉及用于为电动汽车提供动力的电池的充电电平，即，充电状态，例如，44kWh。对于常规燃料驱动的汽车，可利用的能量的量可涉及燃料箱的充满水平，例如，53升。例如，这类信息可以容易地在车辆的数据总线系统(例如，CAN总线或MOST总线)上获得。

在所述方法中，根据所检索到的道路段数据，建立第一道路段数据可包括：基于目标道路段从所检索到的道路段数据中选择第一道路段数据。同样地，根据所检索到的道路段数据，建立第二道路段数据可包括：基于关口道路段从所检索到的道路段数据选择第二道路段数据。

通常，所述方法可包括确定资源的当前量和将第一成本和第二成本与资源的当前量进行比较。然后，如果到达目标道路段所必需的成本比可利用的能量的当前量高(低)，那么可将目标道路段评估车辆不可到达(可到达)。

根据一个实施方案，提供一种通过更新先前确定的巡航范围来评估车辆的巡航范围的方法。所述方法包括从数据库中检索道路段的道路段数据，所述数据库包括先前生成的针对连接道路段的路线的路线信息。所述方法进一步包括根据如以上阐述的相应方面的评估车辆到达目标道路段的能力的方法，评估车辆到达多个目标道路段的能力。所述多个目标道路段位于第三地理区域中，所述第三地理区域包括先前所评估的巡航范围并且具有内部边界和外部边界，所述内部边界和所述外部边界取决于车辆的先前所评估的巡航范围。所述方法进一步包括基于车辆到达所述多个目标道路段的所评估的能力，评估车辆的巡航范围。

换句话说，当针对多个目标道路段确定车辆到达一个目标道路段的能力时，巡航范围可由这一信息得出。巡航范围可以是地理区域，所述地理区域包括当前位置并且具有外部边界，所述外部边界是由在给定资源(例如，能量/燃料或行驶时间)的当前可利用的量的情况下车辆到达道路段的能力来界定。

例如，可针对第三地理区域的所有道路段评估车辆到达一个道路段的能力。在另一个实施方案中，可针对第三地理区域的所有道路段评估车辆到达一个道路段的能力，所述第三地理区域具有的等级类别大于阈值等级类别。第三地理区域可以是可利用的能量的量先前已确定为短缺(即，落在相应阈值以下)的区域。具体来说，第三地理区域可延伸超过先前所评估的巡航范围；这可允许引起对应于增加的巡航范围和减少的巡航范围两者的评估中的偏差。例如，可能由于某些变化的参数，当前所评估和更新的巡航范围比先前所评估的巡航范围延伸得更远。为了针对这类状况同样精确地评估巡航范围，可能需要延伸超过先前所评估的巡航范围的第三地理区域覆盖可能是与巡航范围的更新相关的邻近区域。

就这一点来说，评估巡航范围的方法可能进一步包括确定第三地理区域，所述第三地理区域具有内部边界并且具有外部边界，所述内部边界由与到达所述内部边界相关联的成本的下阈值界定，所述外部边界由与到达所述外部边界相关联的成本的上阈值界定。例如，成本可由先前所评估的巡航范围得出。

以这样一种方式，可以确保针对可能形成巡航范围的边界的所有那些目标道路段评估车辆到达一个目标道路段的能力。然而，同时可以避免评估车辆到达不可能形成巡航范围的那些目标道路段的能力。以这样一种方式，可减少计算步骤的数目，因为不必针对数字地图数据的所有道路段评估车辆到达一个目标道路段的能力。

在道路段数据中指示第三地理区域也是可能的。例如，可能例如通过将对应标记添加到数据库中位于第三地理区域中的那些道路段来与先前所评估的巡航范围一起存储第三地理区域。

在又一个实施方案中，评估巡航范围的方法可能进一步包括确定第三地理区域，所述第三地理区域具有内部边界并且具有外部边界，所述内部边界由到先前所评估的巡航范围的特定距离界定，所述外部边界由到先前所评估的巡航范围的另一特定距离界定。

评估巡航范围的方法可进一步包括检查数据库的有效性，所述有效性指示路线信息的路线是否过时，其中所述检查是基于选自由以下各项组成的组的要素：数据库生成时的一个当前位置与所述当前位置之间的距离；关口道路段与所述当前位置之间的距离；先前所评估的巡航范围与所评估的巡航范围之间的距离。所述方法可进一步包括基于有效性的检查，选择性地生成新的数据库。

包括初始路线和相继路线的路线信息可具有有限的有效性持续时间。可就数据库生成时的成本而言使路线最佳化。然而，进入最佳化的参数可受时间依赖性的影响。此外，如果车辆的当前位置随车辆移动穿过道路段的网络而变化，那么在一个时间点处，用于道路网络搜索的最初参数可大致上已改变；换句话说，如果就某些成本而言使路线最佳化，那么这种最佳化可以在一个时间点处不再适用。

例如，如果数据库生成时的车辆位置与当前位置之间的距离大于给定阈值，例如，当车辆已移动一段距离使得最佳化不能被认为是仍然有效时，那么数据库可被视为无效。具体来说，初始路线可能是不可利用的，或仅在有限的程度上是可利用的。同样地，如果关口道路段中的任一关口道路段与当前位置之间的当前距离小于给定阈值，那么数据库可被视为无效。同样地，如果先前所评估的巡航范围与当前所评估的巡航范围之间的距离大于给定阈值，那么数据库可被视为无效。在任何的这类情况下，可以重新生成数据库。

具体来说，新的数据库可以在后台进程中生成，并且可基于所述数据库评估巡航范围，直到完成新的数据库的生成为止。可能通过早期触发新的数据库的选择性地生成，始终维持巡航范围的评估的充分精度。但是，通过在后台进程中生成新的数据库，可能始终提供巡航范围的频繁更新。可在前台进程中执行巡航范围的相较而言廉价的评估，而新的数据库的相较而言昂贵的生成可以是后台进程。

根据另一方面，提供生成用于评估车辆的巡航范围的数据库的方法。所述方法包括从地图数据库中检索数字地图数据，所述地图数据库包括在车辆的当前位置附近的道路段。所述方法进一步包括基于数字地图数据，确定第一地理区域和第二地理区域，其中所述第一地理区域是包括当前位置的连接区域，并且其中所述第二地理区域环绕所述第一地理区域。所述方法进一步包括基于关口道路段到第一地理区域与第二地理区域之间的边界的距离，确定多个关口道路段；以及针对位于第一地理区域中的至少一个道路段，执行道路网络搜索来获得从相应道路段到所述多个关口道路段中每一关口道路段的第一路线并且将所获得的第一路线缓冲为初始路线。所述方法进一步包括针对所述多个关口道路段中每一关口道路段，继续道路网络搜索来获得从所述多个关口道路段到位于第二地理区域中的至少一个道路段的第二路线。所述方法进一步包括针对位于第二地理区域中的至少一个道路段，将所获得的第二路线中的一个第二路线缓冲为相继路线，所述相继路线是所述第二路线，所述第二路线就在所述多个关口道路段中的任何一个关口道路段与位于第二地理区域中的相应至少一个道路段之间行驶来说成本最低。所述方法进一步包括确定针对所缓冲的初始路线和/或所缓冲的相继路线的路线信息，所述路线信息用参数表示沿相应路线行驶的相关联的成本并且指示与相应路线相关联的相应关口道路段。所述方法进一步包括针对位于第二地理区域中的道路段中的至少一些道路段，将针对所缓冲的相继路线的所确定的路线信息作为道路段数据存储在数据库中。

例如，可仅存储所缓冲的相继路线；或可将所缓冲的相继路线和初始路线两者存储在数据库中。因此，数据库可被称为道路段数据的数据库。具体来说，可使用道路段数据的这种数据库来经由根据以上论述的相应方面和实施方案的评估车辆到达多个目标道路段的能力来评估巡航范围。

例如，关口道路段可以是位于第一地理区域与第二地理区域之间的边界上的那些道路段。关口道路段也可能与边界处于预定关系，即，朝向当前位置移位预定距离或远离当前位置移位预定距离等。例如，可能确定关口道路段，以使得仅将所有道路段中的包括在数字地图数据中的那些道路段选择为关口道路段，所述关口道路段具有比预定阈值大或小的等级类别。例如，等级类别可就平均速度、交通容量或过境交通来对道路分类。较大等级类别可对应于例如高速公路和主干道，而较小等级类别可对应于例如地方道路和支线道路。例如，可以限制关口道路段的数目；例如，这可通过适应性地设置预定等级类别阈值来进行。

继续道路网络搜索可涉及从位于第一地理区域中的至少一个道路段开始扩展路线连接段，连接上相应关口道路段和继续道路连接段的扩展，直到到达位于第二地理区域中的至少一个道路段为止。

继续道路网络搜索也可以包括开始用于至少一个道路段的新道路网络搜索或进一步道路网络搜索。

在各种实施方案中，位于第一地理区域中的至少一个道路段可涉及位于第一地理区域中的所有道路段或位于道路等级类别在阈值以上的第一地理区域中的所有道路段，或单个道路段，优选当前道路段。

类似地，位于第二地理区域中的至少一个道路段可对应于位于第二地理区域中的所有道路段或仅对应于其一部分，例如位于第三地理区域中的所有道路段。

在各种实施方案中，所述方法可进一步包括针对位于第一地理区域中的道路段，将针对所缓冲的初始路线的所确定的路线信息作为道路段数据存储在数据库中。

在其它实施方案中，所述方法可能不存储针对位于第一地理区域中的道路段的路线信息。如果将针对位于第一地理区域中的道路段的路线信息存储在数据库中，那么可在根据另一方面的评估车辆到达目标道路段的能力的方法中从所述数据库中检索/选择所述路线信息；具体来说，在这种情况下，可以不需要执行任何道路网络搜索来作为评估车辆到达目标道路段的能力的方法的部分，因为路线信息已经是可利用的并且存储在数据库中。然而，这可能增加数据库的存储需求或内存需求。另一方面，如果不将针对初始路线的路线信息存储在数据库中，即，没有存储针对位于第一地理区域中的道路段的路线信息，那么可通过相较而言快速的路线搜索，在执行评估车辆到达目标道路段的能力的方法时(即实时地)获得这个路线信息。

当存储针对位于第一地理区域中的多个道路段的路线信息时，可以设想确定这个路线信息的各种技术。例如，在一个简单的实施方案中，针对第一地理区域中的所有道路段，可执行道路网络搜索来获得初始路线。在另一个实施方案中，生成数据库的方法可进一步包括针对所述多个关口道路段中的每一关口道路段，执行反向道路网络搜索来获得位于第一地理区域中的多个道路段到所述多个关口道路段中每一关口道路段的第一路线，并且将所获得的第一路线缓冲为初始路线；以及，针对位于第一地理区域中的所述多个道路段，将针对所缓冲的相继路线的所确定的路线信息作为道路段数据存储在数据库中。

通过执行反向道路网络搜索，可将连接段从道路段的末端扩展到始端。从而，可能需要较少的计算工作量来提供位于第一地理区域中的所述多个道路段或所有道路段之间的第一路线。

例如，第一路线(即，初始路线)可位于第一地理区域中，而第二路线(即，相继路线)可位于第二地理区域中。然后，针对第一地理区域中的任何道路段，可缓冲到所述多个关口道路段中的每一关口道路段的初始路线；同时，可仅将单个第二路线缓冲为给定关口道路段与位于第二地理区域中的相应道路段之间的相继路线。缓冲相继路线所针对的给定关口道路段可以是最佳的一个关口道路段，即，提供到达相应道路段的最佳化路线：如果与所述多个关口道路段中每一关口道路段与位于第二地理区域中的相应道路段之间的所有第二路线相比，那么所述相继路线可以是与最低成本相关联的第二路线。例如，相继路线可以是从关口道路段中任何一个关口道路段到达相应道路段的最短路线或最快路线或能量最有效的路线。就道路网络搜索为路线提供哪种类型的成本而言的选择可取决于用户设置或预定的系统设置。在这个方面，关口道路段可被视为离开第一地理区域以行驶到第二地理区域中的道路段时可能通过的那些道路段。

应理解，不必存储为关于初始路线和相继路线的道路段数据详细信息，例如，相应路线中包括的所有道路段的精确标识。事实上，存储这样的路线信息就可以足够，所述路线信息用参数表示相关联成本(例如，沿相应路线行驶的累计成本)并且指示为初始路线的终点和相继路线的起点的关口道路段。这可以允许减小数据库的大小。

生成数据库的方法可进一步包括确定车辆的近似巡航范围，其中第一地理区域和第二地理区域的确定是基于所述近似巡航范围。例如，可通过比较可利用的资源(例如，可利用的能量或燃料)的量与相应消耗参数(例如，平均消耗量或可利用的行驶时间的量)，独立于数字地图数据的道路段的网络来确定巡航范围。在这种情况下，近似巡航范围可独立于地理方向，即，形成围绕车辆的当前位置的半径范围。然而，也可能基于沿数字地图数据的道路段行驶所需的成本，即，通过执行道路网络搜索来确定所述近似巡航范围。在任何情况下，可基于所述近似巡航范围确定第一地理区域与第二地理区域之间的边界。

例如，可确定第一地理区域与第二地理区域之间的边界，以使得车辆的当前位置与边界之间的距离相当于当前位置与近似巡航范围之间的距离的预定部分。此外，可基于近似巡航范围确定第二地理区域的外部边界。例如，第二地理区域的外部边界可与近似巡航范围处于预定关系，例如，延伸超过近似巡航范围预定距离。这个预定距离也可以对应于零。

这种情况可允许使基于所生成的数据库的巡航范围的评估的精度适合于可利用的资源的当前量：例如，如果近似巡航范围相较而言是大的，那么可能提供相较而言大的第一地理区域。另一方面，如果近似巡航范围相较而言是小的，那么可不必增加第一地理区域的大小，并且从而提供更多道路段数据。

生成数据库的方法可进一步包括确定第三地理区域，其中所述第三地理区域是第二地理区域的一个片段并且具有内部边界和外部边界，所述内部边界由与到达所述内部边界相关联的成本的下阈值界定，所述外部边界由与到达所述外部边界相关联的成本的上阈值界定。可缓冲和/或存储针对同时位于第二地理区域和第三地理区域中的那些道路段的所确定的路线信息。例如，第三地理区域可对应于评估为可利用的资源的量短缺(即，落在给定阈值以下)的地理区域。第三地理区域可尤其与基于数据库评估那些道路段的巡航范围有关。因此，路线信息的存储可限于位于第三地理区域中的那些道路段。这可允许进一步减小数据库的大小。

在另一个实施方案中，所述方法可进一步包括基于沿道路段所需的成本评估车辆的巡航范围，其中可缓冲和/或存储针对位于所述第二地理区域中并且位于所评估的巡航范围附近区域中的那些道路段的所确定的路线信息。

根据另一方面，提供车辆的导航系统。所述导航系统包括定位装置，所述定位装置被配置来确定车辆的当前位置。所述导航系统进一步包括：地图数据库，其包括道路段的数字地图数据；和数据库，其被配置用于存储用于道路段的道路段数据，所述道路段数据包括先前生成的针对连接道路段的路线的路线信息，所述路线信息用参数表示沿相应路线行驶的相关联成本。所述导航系统进一步包括处理器，所述处理器被配置来执行以下步骤：检索数字地图数据，所述数字地图数据包括在车辆的当前位置附近的道路段，所述数字地图数据包括目标道路段；以及从数据库中检索用于道路段中的至少一些的道路段数据；以及基于车辆的当前位置，建立当前道路段；根据所检索到的道路段数据，建立用于目标道路段的第一道路段数据，所述第一道路段数据指示关口道路段并且指示针对从关口道路段到目标道路段的相继路线的路线信息；基于针对相继路线的路线信息，确定在相继路线上行驶的第一成本；基于所指示的关口道路段，建立用于当前道路段的第二道路段数据，所述第二道路段数据指示针对从当前道路段到关口道路段的初始路线的路线信息；基于针对初始路线的路线信息，确定在初始路线上行驶的第二成本；以及基于所确定的第一成本和第二成本，评估车辆到达目标道路段的能力。

导航系统可被配置来执行根据另一方面的评估车辆到达目标道路段的能力的方法、根据一个实施方案的评估巡航范围的方法，以及根据另一方面的生成数据库的方法。

对于这种导航系统来说，可获得与根据本发明的各种方面和实施方案的方法所获得的效果相当的效果。

将理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和以下将要解释的特征不仅可以所指示的各个组合形式加以使用，而且还可以其它组合形式或以单独形式加以使用。上述方面和实施方案的特征可在其它实施方案中彼此组合。

附图说明

在结合附图阅读时，本发明的各种实施方案的前述和其它特征以及效果将根据以下详述变得显而易见，在附图中相同参考数字指代相同元件。

图1示意性地示出导航系统。

图2是道路段和数字地图数据的节点以及由道路网络搜索扩展的路线连接段的示意图示。

图3示意地示出数字地图数据，其包括当前道路段、目标道路段以及关口道路段。

图4是图3的横截面图，其进一步示出第一地理区域、第二地理区域以及第三地理区域。

图5是根据本发明的各种实施方案的生成数据库、评估巡航范围、更新数据库并且评估车辆到达目标道路段的能力的方法的流程图。

图6A是根据本发明的各种实施方案的图5的生成数据库的方法的更详细的流程图。

图6B是根据本发明的其它各种实施方案的图5的生成数据库的方法的更详细的流程图。

图7是根据本发明的各种实施方案的图5的评估巡航范围的方法的更详细的流程图。

图8是根据本发明的各种实施方案的图5的评估车辆到达目标道路段的能力的方法的更详细的流程图。

图9示出道路段数据，其包括针对位于第一地理区域中的道路段与所有关口道路段之间的初始路线的路线信息。

图10示出道路段数据，其包括针对关口道路段与位于第三地理区域中的目标道路段之间的相继路线的路线信息。

具体实施方式

参看附图，将论述用于评估车辆的巡航范围的技术。虽然主要就与车辆的可利用的能量/燃料的量相关联的巡航范围而言来论述那些技术，但是将理解的是，所述技术同样适用于与可利用的行驶时间的量或可利用的行驶距离的量或其组合相关联的巡航范围。这类巡航范围可指示在给定时间内可到达的或通过行驶某一给定距离可到达的所有位置。

图1示意地示出导航系统300。导航系统300包括定位装置204，所述定位装置被配置来确定车辆的当前位置。例如，定位装置204可以是全球定位系统(GPS)或类似装置。此外，导航系统300包括地图数据库200，所述地图数据库提供在存储设备上。地图数据库200包括数字地图数据。数字地图数据提供道路段。处理器203被配置来基于定位装置204的输入，从数字地图数据的道路段中确定当前道路段。常规车辆导航可由导航系统300使用处理器203、定位装置204以及地图数据库200的数字地图数据来执行。

此外，导航系统300包括能量/燃料水平传感器207和其它传感器208。传感器207、208可被配置来提供关于可利用的能量/燃料的当前量和能量/燃料的消耗速率的信息。在车辆是电力驱动车辆的情况下，资源涉及存储在电池上的电能。在车辆为常规燃料驱动车辆(即，使用内燃机)的情况下，资源涉及汽油或柴油的量。其它传感器208可提供关于消耗的信息。例如，其它传感器208可提供能量/燃料的当前消耗的移动平均值。此外，其它传感器208可提供关于乘客数量、车辆的负荷、车辆驾驶员的驾驶习惯等的信息。所有这类信息可以加以组合来提供能量/燃料的消耗的评估。使用这类信息，处理器203被配置来评估车辆的巡航范围。巡航范围可指示与到达某一位置的成本相比在给定可利用的能量/燃料的这个量的情况下可到达的所有位置。

为了以计算上廉价并且有效的方式评估巡航范围，可提供数据库201。数据库201被配置来用于存储用于数字地图数据中包括的道路段的道路段数据，其中道路段数据包括针对连接道路段的路线的路线信息，所述路线信息是由处理器203不时地生成。这个路线信息可用参数表示沿相应路线行驶的成本。路线信息可由处理器203使用，以便确定车辆到达多个道路段的能力并且根据这个能力来评估巡航范围。数据库201的结构使得车辆到达所述多个道路段的能力可由两步过程得出：提供针对往关口道路段的车辆的当前位置附近的初始路线的路线信息；从关口道路段向前，提供针对相继路线的路线信息。在下文中，将针对这一点进一步详细地解释方法和技术。

导航系统300进一步包括显示器205，所述显示器可用来以图形指示巡航范围。例如，可在地图视图中使用范围多边形(即，分段线性连接)或样条图(spline)(即，分段立体连接)来描绘巡航范围。地图视图可包括一些其它信息，如所计算的路线、目标点、道路段的网络、市区、标记、加油站等。

导航系统300进一步包括用户接口209，所述用户接口允许来自用户(例如车辆驾驶员)的用户输入和到达用户(例如车辆驾驶员)的用户输出。例如，经由用户接口209，用户可指定所需目标位置，可放大或缩小地图视图，或可以任何其它方式与导航系统300的参数和功能交互。用户接口209可包括按钮、声音控制、手势识别等。

此外，导航系统300包括通信设备206。例如，通信设备206可建立从车辆到远程服务器的无线连接。配置数据和操作指令可经由如此建立的通信链路发送到导航系统300。也可能在远程服务器上执行在下文中描述的方法和技术的部分。例如，可将巡航范围评估的结果下载到导航系统300。具体来说，可能在远程服务器处执行计算上昂贵的计算，然后经由通信设备206将数据库201的内容提供到导航系统300。

处理器203可从存储设备200检索数字地图数据，并且可被配置来执行用于基于数字地图数据生成数据库201的道路网络搜索。道路网络搜索对应于基于相关联成本沿道路段的扩展路线连接段，以提供两个道路段之间的成本最佳化路线。执行道路网络搜索的各种方法是已知的，例如，根据迪杰斯特的方法或衍生方法。执行道路网络搜索的这类方法依赖与每一扩展的路线连接段相关联的成本。不同类型的成本可鉴于沿道路段的行驶时间，鉴于沿道路段的行驶距离，或具体来说鉴于沿道路段行驶时所需要的能量消耗来界定。道路网络搜索得到就这类成本或这类成本的组合而言得以最佳化的路线。例如，可获得当前道路段与目标道路段之间的行驶时间最小化或最少的路线，即，最快路线；或行驶距离最小化或最少的路线，即，最短路线；或能量消耗最小化或最少的路线。

在图2中示意地示出借助于导航装置300执行道路网络搜索的技术的细节。在图2中，示出许多道路段3a、3b、3d、3e、3h。道路段在所界定地理位置的节点5之间扩展。包括道路段3a、3b、3d、3e、3h的数字地图数据2的各种数据格式是熟练技术人员已知的，所述数据格式依赖节点5和/或节点5之间的连接。道路网络搜索沿道路段3a、3b、3d、3e、3h(即，在相应节点5之间)扩展单向连接段或双向连接段。在图2中使用箭头示出这些路线连接段4a.1、4a.2、4b.1、4b.2、4d.1、4d.2、4e.1、4e.2、4h.1、4h.2。对于这些路线连接段中的一些路线连接段，在图2中将相关联的能量消耗成本24示意地示出为整数数字。消耗成本24涉及借助于相应路线连接段沿特定道路段行驶所必需的燃料或能量的量。如可见，例如在道路段3h的情况下，道路段可包括一个以上的相应路线连接段，在道路段3h的情况下，提供两个相反的路线连接段4h.1、4h.2，例如，向北行驶和向南行驶。两个路线连接段4h.1、4h.2涉及划界节点5之间的相反连接。

当根据一个实施方案确定车辆到达目标道路段的能力时，可基于从道路网络搜索中所获得的路线的相应成本，确定到达目标道路段所必需的燃料或能量消耗。可基于成本与可利用的能量的比较，确定车辆到达目标道路段的能力。如果可利用的能量不足以通过特定路线到达目标道路段，那么可将目标道路段评估为不可到达的；反之亦然。可基于车辆到达多个道路段的能力来评估巡航范围。例如，可提供范围多边形，其包围或环绕巡航范围，即，确定评估为可到达的所有目标道路段的外部边界。

就以下图3至图10而言，详细地解释根据本发明的各种实施方案的技术和方法，所述技术和方法允许减少精确地评估车辆的巡航范围所需要的计算工作量。

这些技术和方法依赖对第一地理区域和第二地理区域的界定，所述第一地理区域为连接的地理区域并且环绕车辆的当前位置。关口道路段是提供在第一地理区域与第二地理区域之间的边界上。这些关口道路段充当从当前位置行驶到第一地理区域外部的位置的关口，即，关口道路段实际上含于往第二地理区域中的更远道路段的行程中的可能性较高。提供用于道路段的道路段数据，所述道路段数据提供针对从道路网络搜索中获得的路线的路线信息：在第一地理区域内，提供针对往所有关口道路段的初始路线的所有道路段的路线信息；在第二地理区域内，提供针对来自最佳化关口道路段的单个相继路线的路线信息。换句话说，为位于第一地理区域中的道路段所提供的数据的量大于为位于第二地理区域中的道路段所提供的数据的量。路线信息可包括相应初始路线和相继路线的用参数表示的成本，并且指示相关联的关口道路段是起点或终点。使用这个预生成的路线信息，可能基于用参数表示的成本以计算上廉价并且有效的方式来确定车辆到达第二地理区域中的目标道路段的能力。

就图3而言来论述这些技术的细节。图3示意地示出道路段3、3a的网络。具体来说，当前位置或当前道路段1是指示在图3的中心。此外，目标道路段4是可见的，在给定可利用的能量/燃料的当前量的情况下，将评估车辆到达所述目标道路段的能力。此外，在图3中可见的是第一地理区域101的外部边界101a。第一地理区域101是连接的区域并且包括当前位置1。位于第一地理区域101内的那些道路段3、3a都标记为道路段3a。在图3的实施方案中，第一地理区域101具有圆形形状，即，是由具有预定距离110的固定半径来界定。然而，一般来说，第一地理区域101并非必须具有圆形形状，并且可例如取决于道路段3的网络或独立于地理方向或车辆的头部或地形海拔来确定。此外，在图3中可见的是近似巡航范围11(点划线)。近似巡航范围11是在给定可利用的能量/燃料的当前量和能量/燃料消耗的移动平均值的情况下来计算，并且因此可被视为巡航范围的第一粗略近似。因为所述近似巡航范围是独立于道路段3、3a的网络而确定，所以其具有圆形形状，所述形状的半径具有离当前位置1的某一距离111。在图3的实施方案中，将界定第一地理区域101的半径的预定距离110确定为距离111的给定部分，例如，40％。在实际的实施形式中，距离110可在近似2km与30km之间的范围变化，优选地在10km与20km之间。

此外，在图3中描绘的是呈范围多边形形式的所评估的巡航范围10。为评估巡航范围10，处理器203被配置来评估车辆到达第二地理区域102中的多个道路段3的能力，所述多个道路段中之一是图3中描绘的目标道路段4。针对这个目标道路段4，以下将更详细地示范性地论述评估车辆到达所述目标道路段的能力的技术。基于哪些道路段3是可到达的和哪些道路段是不可到达的信息，评估巡航范围10。具体来说，处理器203被配置来评估车辆到达位于第三地理区域103中的所有那些道路段3的能力；并且可能不评估车辆到达位于第三地理区域103外部的那些道路段3的能力。第三地理区域103具有边界103a和边界103b。所述第三地理区域也可以在道路网络搜索期间确定，例如，当95％时，如果近似巡航范围已通过扩展路线连接段到达，那么可以确定所述第三地理区域。这可以节约计算工作量并且减小数据库201的大小。

转向图4，进一步详细地示出第一地理区域101、第二地理区域102与第三地理区域103之间的关系。图4是图3的横截面图。如可见，第一地理区域101包括当前位置1。朝向较大距离邻接当前位置1的是第二地理区域102。第三地理区域103是第二地理区域102的一个片段，并且具有内部边界103a和外部边界103b。例如，外部边界103b也可对第二地理区域102划界。在图3和图4的实施例中，目标道路段4位于内部边界103a上；但是一般来说可位于第三地理区域103中的任何地方。

返回图3，当处理器203确定车辆到达目标道路段4的能力时，所述处理器从数据库201中检索用于目标道路段4的道路段数据。这个道路段数据指示关口段2a，对于关口段2a来说，前一道路网络搜索已得到相继路线152是关口道路段2a-2g中的任何关口道路段与目标道路段4之间的最佳化路线。例如，关口道路段2a与目标道路段之间的相继路线152比其余关口道路段2b-2g与目标道路段4之间的任何路线都短和/或快和/或能量有效。相继路线152在图3中是使用短的虚线指示。针对目标道路段4检索的路线信息进一步用参数表示沿相继路线152行驶的相关联能量消耗成本。根据这些用参数表示的成本，可能直接得出车辆沿相继路线152行驶必需的实际能量消耗成本。

一旦通过针对目标道路段4所检索到的道路段数据的路线信息识别相应关口道路段2a，就可根据用于当前道路段1的道路段数据获得针对初始路线151的进一步路线信息。具体来说，用于当前道路段1的道路段数据包括针对连接第一道路段1与关口道路段2a-2g中每一关口道路段的路线的路线信息。根据这个路线信息，选择针对连接至相应关口道路段2a的初始路线151的具体路线信息。此外，针对初始路线151的这个路线信息用参数表示沿初始路线151行驶的相关联成本，实际成本可直接由所述成本得出。处理器203被配置来分别根据来自初始路线151和相继路线152的路线信息确定这些第一成本和第二成本。基于所确定的第一成本和第二成本，处理器被配置来评估车辆到达目标道路段4的能力。例如，这可通过比较能量/燃料的可利用的量与第一成本和第二成本之和来发生。

应理解，通过这种技术，在每次需要评估车辆从当前位置1到达给定目标道路段4的能力时，不必执行整体道路网络搜索。事实上，可先生成并且使用数据库201中预备的道路段数据，只要当前位置1位于第一地理区域101内即可。这通过以下实施例加以说明：如果当前位置就图3中描绘的情况而言稍微改变，例如车辆向北行驶一个小距离并且仍然在第一地理区域101内，那么相继路线152可保持不变，而初始路线151可改变。因为初始路线是提供在位于第一地理区域101内的道路段3a中的所有道路段与关口道路段2a-2g中的所有关口道路段之间，所以可获得新的路线信息/用参数表示的成本。换句话说，通过将当前位置1与目标道路段4之间的路线分成相继路线152和初始路线151，巡航范围的计算上廉价但精确的评估得以实现。然而，这类技术首先依赖道路段数据的数据库的生成，并且其次依赖基于道路段数据对巡航范围的评估。就图5至图8而言，示出了这种两步方法。

因此，转向图5，使用流程图论述生成数据库201和评估巡航范围10的整体方法。

方法以步骤S1开始。在步骤S2中，例如在车辆启动时或在用户输入之后，由处理器203执行生成用于评估巡航范围10的道路段数据的数据库201的方法。图6A的步骤T1至T4展示图5的步骤S2的更详细视图。

首先，在步骤T1中，从地图数据库200中检索道路段3、3a的网络的数字地图数据20。接下来，在步骤T2中，确定第一地理区域101和第二地理区域102。例如，可基于近似巡航范围11，确定第一地理区域101和第二地理区域102。例如，第一地理区域101可为近似巡航范围101的预定部分，而第二地理区域延伸超过近似巡航范围11的外部边界一预定距离。此外，在步骤T2中，确定关口道路段2a-2g。在一个简单的实施方案中，关口道路段2a-2g位于第一地理区域101与第二地理区域102之间的边界上。

接下来，在步骤T3中，针对第一地理区域101中的所有道路段3a，执行道路网络搜索来获得初始路线151，所述初始路线连接道路段3a中的每一个与关口道路段2a-2g中的每一个。初始路线151可就如行驶时间和/或行驶距离和/或能量/燃料消耗的各种参数而言加以最佳化。这可以取决于用户偏好、驾驶习惯等。

应理解，针对给定道路段3a的道路网络搜索的一些结果可用于针对另一道路段3a的后一道路网络搜索。例如，在两个道路段3a紧邻地定位的情况下，可能将先前道路网络搜索的结果用于下一道路网络搜索，例如，提供增加的更新等。这样可允许减少步骤T3所需要的计算工作量。

一旦已针对第一地理区域101内的所有道路段3a执行道路网络搜索，就可生成道路段数据并且将所述道路段数据存储在用于初始路线151的数据库201中。在图9中示意地示出这种道路段数据401。道路段数据401包括识别尤其就数字地图数据20而言的具体道路段3、3a的参考413。在图9的实施方案中，道路段参考413呈具体道路段3、3a的经度和纬度的形式。然而，其它参考是可设想的，如独特的识别符等。此外，提供针对不同初始路线151(即，往关口道路段2a-2g中的每一个的初始路线151)的路线信息410。为简单起见，在图9中仅描绘针对关口道路段2a、2b、2c的路线信息410——但是，这不应被解释为限制。路线信息410包括对关口道路段2a-2g中相应关口道路段的参考411，又是呈纬度和经度的形式。此外，路线信息410包括沿初始路线151中相应初始路线行驶的能量/燃料消耗的用参数表示的成本412。这些用参数表示的成本412指定了路线的距离、沿路线行驶的时间、路线的高度差或海拔差、速度和/或坡度和/或加速度概况、交叉口的数目和有交通灯的交叉口的数目，以及交通障碍的长度。这些仅仅说明了实例并且不可被视为限制。根据这类用参数表示的成本，可能得出沿初始路线151中相应初始路线行驶的实际成本，例如以升或kWh计的值。例如，对于较长距离、较高高度差、较大数目的交叉口和较长的交通障碍距离来说，实际成本可以较大。例如，可以通过考虑用参数表示的成本412连同当前能量/燃料消耗的移动平均值或其它驾驶员特定的因素或车辆特定的因素来得出实际成本。成本412直接指示沿路线行驶所需要的实际能量消耗也是可能的。

虽然在图9中就能量/燃料消耗而言描绘了用参数表示的成本412，但是也可能就例如行驶时间而言提供用参数表示的成本412。此外，应理解，对于已将相应路线最佳化的情况，用参数表示的成本412不需要是相同类型的成本。例如，往关口道路段2a-2g的初始路线151可对应于最短路线，而用参数表示的成本412对应于能量/燃料消耗。

返回图6A，在步骤T3中，在已确定用于第一地理区域101内的道路段3a的道路段数据401之后，将道路段数据401存储在数据库201中。

接下来，在步骤T4中，针对每一关口道路段2a-2g，由处理器203执行道路网络搜索，以便获得连接关口道路段2a-2g中的每一个与位于第二地理区域102中的那些道路段3(即，潜在的目标道路段4)的第二路线。针对第二地理区域102中的每一道路段3，从这样的多个第二路线中选择最佳第二路线，例如，成本消耗最少，例如，行驶时间最少或能量/燃料消耗最少的一个第二路线。针对这个相继路线152，确定路线信息410，并且将其存储为相应道路段数据402的部分。这在图10中示出。

虽然在图6A的实施方案的步骤T4中已针对位于第二地理区域102中的所有道路段3确定并存储了道路段数据402，但是应理解，一般来说可能仅就位于第三地理区域103中的道路段3而言执行步骤T4。就这一点来说，可能在执行步骤T4之前通过相较而言快速并且简单的方法来确定巡航范围，然后基于近似巡航范围确定第三地理区域103。

在图6B中示出一个替代实施方案。通常，可应用用于执行道路网络搜索的各种技术。一般而言，取决于精度和可利用的计算资源的量，不同的技术都是可行的。在图6B中，步骤T1b和步骤T2b对应于如以上论述的图6A的步骤T1和步骤T2。步骤T3b是图6A的步骤T3和步骤T4的组合，其中将不同的方法用于道路网络搜索。从当前道路段开始的单个道路网络搜索扩展了路线连接段。这提供了从当前道路段3b到关口道路段2a-2g的初始路线151。通过扩展的路线连接段连接上关口道路段2a-2g，并且继续道路网络搜索来提供从关口道路段2a-2g中的每一个到位于第二地理区域102中的至少一个道路段3的相继路线152。在步骤T4b中，执行反向道路网络搜索来提供并且存储位于第一地理区域101中的多个道路段3a(即，并非唯一的当前道路段1)与关口道路段2a-2g之间的初始路线151。

在图6A和图6B中，存储用于初始路线151的第一道路段数据401。然而，应理解，也可能不存储用于初始路线151(即，第一地理区域101中的路线)的第一道路段数据401。每当评估车辆到达给定目标道路段4的能力时，可通过独立的道路网络搜索来确定这个信息。

一旦已成功地执行图6A的步骤T1至T4或图6B的步骤T1b至T4b，就完成图5中步骤S2的数据库201的生成。然后，可能在步骤S3中基于所生成的数据库201评估巡航范围10。这可通过根据各种实施方案的评估巡航范围和评估车辆到达目标道路段4的能力的方法来进行。这些方法由图7和图8的流程图示出。在图7中，在步骤U1中，从地图数据库200中检索道路段3、3a的网络的数字地图数据20。接下来，在步骤U2中，至少针对相关的道路段3、3a，从数据库201中检索包括路线信息410的道路段数据401、402。

在步骤U3(为任选步骤)中，确定第三地理区域103。应理解，如果第三地理区域103的范围已在数据库201中有所预备，那么在这种情况下不必执行步骤U3。例如，在步骤U2中，可仅针对位于第三地理区域103内的道路段3来检索道路段数据402。在一个简单的实施方案中，也可能评估车辆到达位于第二地理区域102中的所有那些道路段3的能力；因而，不必预备或确定第三地理区域103。

在步骤U3a中，确定当前位置1和当前道路段。

接下来，在步骤U4中，评估车辆到达第三地理区域103中的每一道路段3的能力。这在图8中进一步详细地示出。在图8中，首先，在步骤V1中，确定从关口道路段2a沿相继路线152行驶的第一成本，如由目标道路段4的道路段数据402中的相应参考411指示。第一成本是基于包括用参数表示的成本412的路线信息410来确定。接下来，在步骤V2中，确定从当前道路段1沿初始路线151行驶到所指示的关口道路段2a的第二成本，例如，如在步骤V1中根据相应参考411所确定；这种确定是基于针对当前道路段1的道路段数据401的相应路线信息410—或在各种替代实施方案中，通过首先执行道路网络搜索来提供从当前道路段1到所指示的关口道路段2的初始路线151来确定。通常因为当前道路段1与所指示的关口道路段2a之间的距离相较而言是小的，所以这个道路网络搜索可以不占用大的计算工作量。另一方面，这具有以下优点，例如，不需要执行图6B中的步骤T4b，并且不需要在图6A的步骤T3和图6B的步骤T3b中将用于位于第一地理区域101中的道路段3a的道路段数据401存储在数据库中。这样可节约存储空间。

在步骤V3中，根据在步骤V1和步骤V2中获得的第一成本和第二成本之和与可利用的能量/燃料的量的比较，评估车辆到达目标道路段4的能力。

已评估车辆到达位于第三地理区域103中的道路段3的能力的情况下，通过在步骤U5中执行图8的步骤V1、V2、V3，基于车辆到达多个道路段3的所评估的能力来评估巡航范围10。例如，巡航范围10可对评估为可到达的那些道路段与评估为不可到达的那些道路段进行划界。然而，有可能在步骤U5中发生进一步的后处理。例如，可提供安全界限，即，评估为几乎不可到达的道路段中的一些道路段，即，其中可利用的能量/燃料的量短缺，所述安全界限可例如通过阈值比较而从巡航范围10中排除。此外，可能根据数字地图数据确定加油站，所述加油站靠近巡航范围10定位并且向用户提供在那里加装能量/燃料的建议。也可能考虑道路之外的区域，即，不存在道路段3、3a的数字地图数据的区域。例如，在给定位置处，巡航范围10可受死路的限制：当到达这个死路的尽头时，可剩下给定量的能量/燃料。然后，可能计算离死路段的终点的距离，在能量/燃料完全耗费之前可在道路之外行驶这段距离。这可例如以独立于地理方向的方式和/或以可考虑道路之外的地形的高度差的方式发生。

一旦巡航范围已通过图7的步骤U1至U5的执行以及由图8的步骤V1至V3的执行得以评估，任选地在图5的步骤S3b中，就可以图形示出或显现巡航范围10。巡航范围10的以图形的示出可能例如以范围多边形在显示器205上输出的地图视图中发生。

在图5的步骤S4中，然后检查是否检测到与巡航范围10相关的参数的改变。参数的改变可以涉及可利用的能量/燃料的量的改变、影响消耗的参数中的任何一个的改变(例如，移动平均消耗值的新值、新的交通消息等)或车辆的当前位置的显著改变。例如，执行步骤S4可包括一个或多个阈值比较。

如果如步骤S4中所检测的参数的改变超过某一阈值，那么仅执行步骤S5。然后，在步骤S5中，通过重新评估车辆到达第三地理区域103中的所有道路段3的能力，更新巡航范围10。应理解，步骤S5的执行原则上可与步骤S3的执行相同。基于在步骤S5中所更新的巡航范围10，有可能相应地更新第三地理区域103；例如，第三地理区域103可被更新来始终含有最近的巡航范围10。

在步骤S6中，巡航范围10是例如通过在显示器205上输出的地图视图中显示范围多边形来显现。

在步骤S7中，检查数据库201是否仍然有效。步骤S7中的检查数据库201的有效性可包括检查路段数据401、402(即，从图6A的步骤T3、T4中的道路网络搜索中获得的路线)是否仍然有效或其是否过时。具体来说，在图5的步骤S7中，检查在步骤S7的执行时的当前位置1与在步骤S2执行时(即，生成数据库201时)的前一当前位置1之间的距离是否超过预定阈值，例如，保持小于距离110。此外，检查当前位置1与第一地理区域101的外部边界101A之间的距离是否落在某一预定阈值以下。此外，检查当前位置与关口路段2a-2g中的任何一个之间的距离是否落在某一预定阈值以下。此外，检查前一所评估的巡航范围10与最近的巡航范围10之间的距离是否超过某一阈值。也可能确定从步骤S2中的数据库的生成和步骤S7的执行开始算起的时间是否超过某一阈值。这类准则可以单独地或以任何组合方式用作数据库201已变为过时时的指示。取决于具体的系统布局和具体的需求，可使用组合的或单独的准则来触发步骤S2中数据库的新的生成。

如果在步骤S7中确定数据库仍然有效，那么方法以步骤S4开始。否则，就在步骤S2中重新生成数据库。应理解，有可能在后台进程中通过执行步骤S2来生成数据库。然后，前台进程可使用旧的数据库继续执行步骤S4、S5、S6，只要没有完成步骤S2中的新数据库的生成即可。

尽管已就某些优选的实施方案而言展示并且描述各种实施方案，但是本领域的技术人员在阅读和理解说明书之后将思及等效物和修改形式。一个或多个实施方案包括所有等效物和修改形式，并且仅受随附权利要求书的范围的限制。例如，已主要就第一道路段数据(即，用于初始路线的道路段数据)是从数据库检索的实施方案而论述各个图；在这种情况下，在根据本发明的各种实施方案的数据库的生成时，预生成道路段数据。然而，应理解，也有可能不在数据库中存储第一道路段数据，即，针对初始路线的路线信息；事实上，有可能实时地计算针对初始路线的这个路线信息，即，在执行评估车辆到达目标道路段的能力的方法时进行计算。

此外，例如，道路网络搜索可为反复并且重复结构。例如，可能以增加的精度进行计算，只要计算资源是可利用的即可。例如，在道路网络搜索的各次反复进行中，某些等级类别的道路可被忽视或予以包括等。

Claims (17)

1.一种评估车辆到达目标道路段(4)的能力的方法，所述方法包括：

-检索数字地图数据(20)，其包括在所述车辆的当前位置(1)附近的道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)，所述数字地图数据(20)包括所述目标道路段(4)，

-从数据库(201)中检索用于所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)中的至少一些的道路段数据(401,402)，所述道路段数据(401,402)包括先前生成的针对连接所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)的路线的路线信息(410)，所述路线信息(410)用参数表示沿相应路线行驶的成本(24,412)，

-基于所述车辆的当前位置(1)，建立当前道路段，

-根据所检索到的道路段数据(401,402)，建立用于所述目标道路段(4)的第一道路段数据(402)，所述第一道路段数据(402)指示关口道路段(2a-2g)并且指示针对从所述关口道路段(2a-2g)到所述目标道路段(4)的相继路线(152)的所述路线信息(410)，

-基于针对所述相继路线(152)的所述路线信息(410)，确定在相继路线(152)上行驶的第一成本(24,412)，

-基于所指示的关口道路段(2a-2g)，建立用于所述当前道路段的第二道路段数据(401)，所述第二道路段数据(401)指示从所述当前道路段到所述关口道路段(2a-2g)的初始路线(151)的路线信息(410)，

-基于所述初始路线(151)的所述路线信息(410)，确定在所述初始路线(151)上行驶的第二成本(24,412)，

-基于所确定的第一成本和第二成本(24,412)，评估所述车辆到达所述目标道路段(4)的所述能力。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述成本(24,412)用参数表示沿相应路线行驶的能量消耗成本，或用参数表示沿相应路线的行驶时间成本或其组合。

3.如权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述第二道路段数据(402)是根据所检索到的道路段数据(401,402)来建立；或者

其中建立所述第二道路段数据(402)包括：

-执行道路网络搜索来获得从所述当前道路段到所述关口道路段(2a-2g)的所述初始路线(151)，

-确定所述初始路线的所述路线信息(410)。

4.一种通过更新先前确定的巡航范围(10)来评估车辆的巡航范围(10)的方法，其特征利于，所述方法包括：

-从数据库(201)中检索道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)的道路段数据(401,402)，所述数据库(201)包括先前生成的连接所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)的路线的路线信息(410)，

-使用根据权利要求1至3中任一项所述的评估所述车辆到达目标道路段的所述能力的所述方法，评估车辆到达多个目标道路段(4)的能力，

其中所述多个目标道路段(4)位于第三地理区域(103)中，所述第三地理区域(103)包括先前所评估的巡航范围(10)并且具有内部边界和外部边界(103a,103b)，所述内部边界和外部边界取决于先前所评估的所述车辆的巡航范围(10)，以及

-基于所述车辆到达所述多个目标道路段(4)的所评估的能力，评估所述车辆的所述巡航范围(10)。

5.如权利要求4所述的方法，其进一步包括：

-确定所述第三地理区域(103)，所述第三地理区域具有内部边界(103a)和外部边界(103b)，所述内部边界由与到达所述内部边界(103a)相关联的成本(24,412)的下阈值界定，所述外部边界由与到达所述外部边界(103b)相关联的成本的上阈值界定。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述第三地理区域(103)被指示在所述道路段数据(401,402)中。

7.如权利要求4至6中任一项所述的方法，其进一步包括：

-检查所述数据库(201)的有效性，所述有效性指示所述路线信息(410)的所述路线是否过时，其中所述检查是基于选自由以下各项组成的组的要素：

-所述数据库(201)生成时的所述车辆的位置(1)与所述当前位置(1)之间的距离；

-所述关口道路段(2a-2g)与所述当前位置(1)之间的距离；

-先前所评估的巡航范围(10)与所评估的巡航范围(10)之间的距离；

其中所述方法进一步包括：

-基于所述有效性的所述检查，选择性地生成新的数据库(201)。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述新的数据库(201)是在后台进程中生成，并且基于所述数据库(201)评估所述巡航范围(10)，直到所述新的数据库(201)的所述生成完成为止。

9.一种生成用于评估车辆的巡航范围(10)的数据库(201)的方法，其特征在于，所述方法包括：

-从地图数据库(200)中检索数字地图数据(20)，所述数字地图数据包括在所述车辆的当前位置(1)附近的道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)，

-基于所述数字地图数据(20)，确定第一地理区域(101)和第二地理区域(102)，其中所述第一地理区域(101)是包括所述当前位置(1)的连接区域，并且其中所述第二地理区域(102)环绕所述第一地理区域(101)，

-基于关口道路段到第一地理区域(101)与第二地理区域(102)之间边界的距离，确定多个关口道路段(2a-2g)，

-针对位于所述第一地理区域(101)中的至少一个道路段，执行道路网络搜索来获得从相应道路段(3a)到所述多个关口道路段(2a-2g)中的每一个的第一路线并且将所获得的第一路线缓冲为初始路线(151)，

-针对所述多个关口道路段(2a-2g)中的每一个，继续所述道路网络搜索来获得从所述多个关口道路段(2a-2g)到位于所述第二地理区域(102)中的至少一个道路段(3)的第二路线，以及

-针对位于所述第二地理区域(102)中的至少一个道路段，将所获得的第二路线中的一个缓冲为相继路线(152)，所述相继路线(152)是所述第二路线，所述第二路线就在所述多个关口道路段(2a-2g)中的任何一个与位于所述第二地理区域(102)中的相应的至少一个道路段之间行驶来说成本(24,412)最低，

-确定针对所缓冲的初始路线(151)和/或相继路线(152)的路线信息(410)，所述路线信息(410)用参数表示沿相应路线行驶的相关成本(24,412)并且指示与所述相应路线相关联的相应关口道路段，

-针对位于所述第二地理区域(102)中的至少一个道路段(3)，将针对所缓冲的相继路线(152)的所确定的路线信息(410)作为道路段数据(401,402)存储在所述数据库(201)中。

10.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：

-针对位于所述第一地理区域(101)中的所述至少一个道路段(3a)，将针对所缓冲的初始路线(151)的所确定的路线信息(410)作为道路段数据(401,402)存储在所述数据库(201)中。

11.如权利要求9或10中任一项所述的方法，其进一步包括：

-针对所述多个关口道路段(2a-2g)中的每一个，执行反向道路网络搜索来获得位于所述第一地理区域(101)中的多个道路段(3a)到所述多个关口道路段(2a-2g)中的每一个的第一路线，并且将所获得的第一路线缓冲为初始路线(151)，

-针对位于所述第一地理区域(101)中的所述多个道路段(3a)，将针对所缓冲的相继路线(152)的所确定的路线信息(410)作为道路段数据(401,402)存储在所述数据库(201)中。

12.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：

-确定所述车辆的近似巡航范围(11)，其中确定所述第一地理区域(101)和第二地理区域(102)是基于所述近似巡航范围(11)。

13.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：

-确定第三地理区域(103)，所述第三地理区域(103)是所述第二地理区域(102)的一个片段，并且具有内部边界和外部边界，所述内部边界是由与到达所述内部边界相关联的成本(24,412)的下阈值界定，所述外部边界是由与到达所述外部边界相关联的成本的上阈值界定，

其中针对位于所述第二地理区域(102)和第三地理区域(103)中的那些道路段(3)的所确定的路线信息(410)被缓冲和/或存储。

14.如权利要求9所述的方法，其进一步包括：

-基于沿所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)行驶所需的成本(24,412)，评估所述车辆的巡航范围(10)，

其中针对位于所述第二地理区域(102)中并且位于所评估的巡航范围(10)附近区域中的那些道路段(3)的所确定的路线信息(410)被缓冲和/或存储。

15.如权利要求9所述的方法，

其中所生成的数据库(201)被用于根据权利要求4至8中任一项的评估巡航范围(10)的方法，并且

被用于根据权利要求1至3中任一项的评估车辆到达目标道路段(4)的能力的方法。

16.一种车辆的导航系统(300)，所述导航系统(300)包括：

-定位装置(204)，其被配置来确定所述车辆的当前位置(1)，

-地图数据库(200)，其包括道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)的数字地图数据(20)，

-数据库(201)，其被配置用于存储用于所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)的道路段数据(401,402)，所述道路段数据(401,402)包括先前生成的针对连接所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)的路线的路线信息(410)，所述路线信息(410)用参数表示沿相应路线行驶的相关成本(24,412)，

-处理器(203)，其被配置来执行以下步骤：

-检索数字地图数据(20)，所述数字地图数据包括在所述车辆的当前位置(1)附近的道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)，所述数字地图数据(20)包括目标道路段(4)，

-从数据库(201)中检索用于所述道路段(3,3a,3b,3d,3e,3h)中的至少一些的道路段数据(401,402)，

-基于所述车辆的所述当前位置(1)，建立当前道路段，

-根据所检索到的道路段数据(401,402)，建立用于所述目标道路段(4)的第一道路段数据(402)，所述第一道路段数据(402)指示关口道路段(2a-2g)并且指示针对从所述关口道路段(2a-2g)到所述目标道路段(4)的相继路线(152)的所述路线信息(410)，

-基于针对所述相继路线(152)的所述路线信息(410)，确定在相继路线(152)上行驶的第一成本(24,412)，

-基于所指示的关口道路段(2a-2g)，建立用于所述当前道路段的第二道路段数据(401)，所述第二道路段数据(401)指示针对从所述当前道路段到所述关口道路段(2a-2g)的初始路线(151)的路线信息(410)，

-基于针对所述初始路线(151)的所述路线信息(410)，确定在所述初始路线(151)上行驶的第二成本(24,412)，

-基于所确定的第一成本和第二成本(24,412)，评估所述车辆到达所述目标道路段(4)的能力。

17.如权利要求16所述的导航系统(300)，其中所述处理器(203)被配置来执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法。