CN104583722A - 用于路线搜索的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供一种一对多路线搜索方法，其包括搜索地图数据以根据成本函数选择链接来形成从出发节点起的多个路线，及根据目标函数确定每个路线的范围，其中对所述地图数据的所述搜索执行到基于不可达节点的成本的搜索边界。

Description

用于路线搜索的设备及方法

技术领域

本发明涉及移动装置，且优选地涉及导航系统。本发明的说明性实施例涉及便携式导航装置(所谓的PND)，尤其涉及包含全球定位系统(GPS)信号接收及处理功能的PND。其它实施例更一般地涉及经配置以执行导航软件以提供路线规划且优选地还提供导航功能的任何类型的移动处理装置。

背景技术

包含全球定位系统(GPS)信号接收及处理功能的便携式导航装置(PND)是众所周知的且被广泛地采用作为车内或其它交通工具导航系统。

一般来说，现代PND包括处理器、存储器(易失性及非易失性中的至少一者，及通常包括两者)及存储在所述存储器内的地图数据。处理器及存储器协作以提供可在其中建立软件操作系统的执行环境，且此外通常提供一或多个额外软件程序以使得能够控制PND的功能且提供各种其它功能。

通常这些装置还包括允许用户与装置交互且控制装置的一或多个输入接口，以及一或多个输出接口，信息可通过所述一或多个输出接口中继到用户。输出接口的说明性实例包含视觉显示器及用于音响输出的扬声器。输入接口的说明性实例包含一或多个物理按钮以控制装置的开/关操作或其它特征(所述按钮不一定在装置自身上，而是如果装置内置于交通工具中，那么所述按钮可在方向盘上)，且包含用于检测用户语音的麦克风。在特别优选的布置中，输出接口显示器可(通过触敏覆盖件或以其它方式)配置为触敏显示器以另外提供输入接口，用户可通过所述输入接口通过触摸来操作装置。

这种类型的装置还将通常包含一或多个物理连接器接口(通过所述物理连接器接口，电力及视情况数据信号可被发射到装置且从装置接收所述信号)及视情况包含一或多个无线发射器/接收器，所述无线发射器/接收器允许通过蜂窝电信及其它信号及数据网络(例如Wi-Fi、Wi-Max GSM等等)进行通信。

这种类型的PND装置还包含GPS天线，通过GPS天线可接收且随后处理包含位置数据的卫星广播信号以确定装置的当前位置。

PND装置还可包含产生信号的电子陀螺仪及加速度计，所述信号可经处理以确定当前角加速度及线性加速度，且然后又结合根据GPS信号推导出的位置信息来确定装置及因此其中安装所述装置的交通工具的速度及相对位移。通常这些特征最常见地设在交通工具内导航系统中，但是如果设在PND装置中是有利的，那么还可设在PND装置中。

这些PND的功用主要体现在其能够确定第一位置(通常开始或当前位置)与第二位置(通常目的地)之间的路线。这些位置可由装置的用户通过多种不同方法中的任一者输入，例如通过邮政编码、街道名称及门牌号、先前存储的“众所周知的”目的地(例如著名位置、城市位置(例如运动场或游泳池)或其它兴趣点)及喜欢或最近访问的目的地。

通常，PND由软件启用以根据地图数据计算开始地址位置与目的地地址位置之间的“最佳”或“最优”路线。“最佳”或“最优”路线是基于确定准则而确定，且不一定是最快或最短路线。路线(沿其引导驾驶员)的选择可能极为复杂，且选定路线可考虑现有的、预测的及动态及/或无线接收的交通及道路信息、关于道路速度的历史信息及驾驶员自身对确定道路选择的因素的偏好(例如，驾驶员可规定路线不应包含高速公路或收费道路)。

此外，装置可持续监控道路及交通状况，且由于状况改变而建议改变或选择改变剩余行程的路线。基于各种技术(例如，手机数据交换、固定摄像机、GPS交通工具团队跟踪)的实时交通监控系统用来识别交通延误且将信息馈送到通知系统。

这种类型的PND通常可安装在交通工具的仪表盘或挡风玻璃上，但是还可形成为交通工具收音机的交通工具内计算机的部分或事实上作为交通工具自身的控制系统的部分。导航装置还可为手持系统(例如便携式数字助理(PDA)、媒体播放器、手机等等)的部分，且在这些情况下，通过在装置上安装软件来扩展手持系统的正常功能以执行路线计算及沿计算路线的导航两者。

路线规划及导航功能还可由运行适当软件的台式或移动计算资源提供。例如，TomTom International B.V.在http：//routes.tomtom.com处提供在线路线规划及导航工具，所述工具允许用户输入开始点及目的地，因此连接用户的PC的服务器计算路线(所述路线的各个方面可由用户规定)、产生地图且产生一组详尽的导航指令以引导用户从选定开始点到选定目的地。所述工具还提供所计算路线的伪三维渲染及路线预览功能，所述路线预览功能模拟用户沿路线行进且因而给用户提供所计算路线的预览。

在PND的背景下，一旦计算了路线，用户与导航装置交互以视情况从所提出路线的列表选择所需所计算路线。视情况，用户可例如通过规定特定行程要避免或强制使用的某些路线、道路、位置或准则来介入或引导路线选择程序。PND的路线计算方面形成一个主要功能，且沿这种路线的导航是另一主要功能。

在沿所计算路线导航期间，这些PND通常提供视觉及/或音响指令以将用户沿选定路线引导到所述路线的终点，即，所需目的地。PND还通常在导航期间在屏幕上显示地图信息，这种信息定期在屏幕上更新，使得所显示的地图信息表示装置的当前位置，且因此如果装置用于交通工具内导航，那么所述地图信息表示用户或用户的交通工具的当前位置。

显示在屏幕上的图标通常标示当前装置位置，且位于中心，还显示当前装置位置附近的当前及周围道路的地图信息及其它地图特征。此外，可视情况在所显示的地图信息的上方、下方或一侧的状态栏中显示导航信息，导航信息的实例包含距所需由用户采取的自当前路线的下一次偏离的距离，所述偏离的性质可由提示特定类型的偏离(例如，左转或右转)的另一图标表示。导航功能还确定音响指令的内容、持续时间及时序，通过所述音响指令可沿所述路线引导用户。如可明白，例如“100m后左转”的简单指令需要大量处理及分析。如先前提及，可通过触摸屏或此外或替代地通过安装在转向柱上的遥控器、通过语音激活或通过任何其它适当的方法使用户与装置交互。

由装置提供的另一重要功能是在以下事件中进行的自动路线再计算：用户在导航期间(偶然或故意)偏离先前计算的路线；实时交通状况指示替代路线将更加有利且所述装置经适当地启用以自动识别这些状况，或如果用户由于任何原因主动造成所述装置执行路线再计算。

还已知允许以用户定义准则计算路线；例如，用户可更喜欢由装置计算风景路线，或可希望避免有可能发生、预期发生或当前正发生交通堵塞的任何道路。装置软件将然后计算各种路线且权衡更加有利的路线，所述更加有利的路线沿其路线包含被标记为例如美景的最大数量的兴趣点(称作POI)；或使用指示特定道路上的现行交通状况的存储信息来根据可能堵塞或由其引起的延误的级别而排序所所计算路线。其它基于POI及基于交通信息的路线计算及导航准则也是可行的。

虽然路线计算及导航功能对PND的整体功用来说是必要的，但是也可纯粹为了信息显示或“自由驾驶”而使用所述装置，其中只显示与当前装置位置相关的地图信息且没有计算路线且所述装置当前没有执行导航。当用户已经知道希望沿其行进的路线且不需要导航辅助时，这种操作模式通常可适用。

上述类型的装置(例如由TomTom International B.V.制造及供应的Go Live 1000型)提供使得用户能够从一个位置导航到另一位置的可靠方式。

导航装置用户可通常关心其可在具有当前燃料载荷的交通工具中可行进的距离。在常规的内燃机交通工具的情况下，关心汽油、柴油等等的当前燃料载荷。然而，在电动交通工具(EV)越来越常见的情况下，关心交通工具电池携带的电流量。这种关心通常称作“里程焦虑”，其中用户关心到达目的地例如充电点而不半途抛锚。

向用户显示交通工具的可达范围的基本解决方案是基于当前交通工具位置及燃料载荷在地图上显示圆形“可达区域”。然而，这种表示过于简单，其没有表示道路布局及影响交通工具里程的其它因素。

EP 0638887 A2公开了显示交通工具的可达范围的导航系统。为了确定自当前位置起的可达范围，计算与当前位置耦合的所有节点的最小成本。每个链接的成本被计算为所使用的燃料量。可区分所使用的燃料量是否超过交通工具携带的燃料量。当最小成本没有超过携带的燃料时，对与先前执行计算的节点连接的下一节点重复最小成本计算。可达节点或可达区域然后可显示在导航系统的显示器上。然而，EP 0638887 A2的方法没有考虑导航系统的任何路线安排偏好。此外，所述方法在以下方面可能低效：必须考虑直接或间接连接到当前节点的所有节点的可达性，而这在计算上来说是低效的。

本发明提供了一种用于确定交通工具的可达位置的改进系统及方法。本发明的实施例可解决现有技术中存在的一或多个问题。

发明内容

本发明的实施例涉及一种根据一或多个约束确定区域的方法。在所描述的实例中，约束是交通工具的燃料载荷。然而，将意识到，可考虑其它约束，例如时间或距离限制。例如，可确定在15分钟行进时间内可达的区域或行走2km的距离可达的区域。可考虑具有最大值的其它约束，且其中所述值可为关于网络中的任何道路或可通行路径的计算值。所述约束可由一或多个目标函数定义。

本发明的实施例涉及一种一对多(OTM)搜索方法。所述OTM搜索方法根据两个或两个以上函数确定多个位置。第一函数是基于一或多个路线规划准则的成本函数。第一函数可为确定具有最低行进时间的最快路线，即，成本与行进时间有关。将意识到，可使用如将解释的其它成本函数。至少另一函数是限制搜索方法的目标函数。例如，目标函数可为基于交通工具的燃料载荷的可达性或距离。将意识到，成本函数及一或多个目标函数不一定共终点。换句话来说，基于成本函数确定的路线不一定是最大化所述一或多个目标函数的最佳路线，即，所述路线不一定是最有效率或最短的。

本发明的实施例涉及以上实施例的组合，即，显示基于根据一或多个路线规划准则的成本函数及限制路线的一或多个目标函数确定的区域。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于显示可达区域的方法，其包括：

基于路线搜索使用数字地图数据确定自初始位置起的多个最大可达位置；

根据至少一个准则为布置在初始位置周围的多个区域中的每一者选择可达位置中的一者；及

在显示装置上显示根据选定可达位置成形的区域。

所述多个区域可为径向布置在初始位置周围的扇形区。可根据距初始位置的距离而选择可达位置。可达位置可被选择作为每个区域内最远离初始位置的可达位置。路线搜索可基于成本函数及至少一个目标函数。成本函数可基于以下项中的一或多者确定每个道路段的成本：长度、行进时间及/或行进速度。路线搜索可选择具有最低成本的道路段。所述至少一个目标函数可基于以下项中的一或多者限制路线搜索：能量成本、行进时间及/或行进距离。可在搜索边界内执行路线搜索。搜索边界可基于到不可达节点的路线的成本。搜索边界可布置在不可达节点以外。到不可达节点的路线的成本可根据所述至少一个目标函数而确定。所述区域可通过互连选定可达位置而成形。可达位置可由弧线互连。所述方法可包括检索初始位置周围的一或多个兴趣点(POI)的位置，且根据所述至少一个目标函数确定每个POI的可达性。路线搜索可为以初始位置作为源位置的单源多目的地路线搜索。可基于根据成本函数选择的自源位置起的路线而确定节点的可达性。

根据本发明的另一方面，提供一种导航装置，其包括显示装置及处理器，所述处理器经布置以执行可达区域模块(RAM)，其中RAM经布置以：

使用数字地图数据执行路线搜索以确定自初始位置起的多个最大可达位置；

根据至少一个准则为多个区域中的每一者选择可达位置中的一者；及

在显示装置上显示根据选定可达位置成形的区域。

RAM可经布置以在显示装置上显示第一区域及第二区域，其中第一区域是根据与导航装置相关的交通工具的燃料载荷及第一安全裕度而确定，且第二区域是根据燃料载荷及第二安全裕度而确定。可根据距初始位置的相应距离而选择可达位置。可达位置可被确定为每个区域内距初始位置的最大距离。RAM可经布置以通过互连相邻区域中的可达位置确定区域的形状。

本发明还提供计算机软件，其在如上文所述的移动系统上执行时可操作以使得处理器基于路线搜索使用数字地图数据确定自初始位置起的多个最大可达位置；根据至少一个准则为布置在初始位置周围的多个区域中的每一者选择可达位置中的一者；及在显示装置上显示根据选定可达位置成形的区域。计算机软件可在非暂时计算机可读介质上具体实施。

根据本发明的另一方面，提供一种一对多路线搜索方法，其包括：

搜索地图数据以根据成本函数选择链接来形成从出发节点起的多个路线；及

根据目标函数确定每个路线的范围，

其中对所述地图数据的搜索执行到基于不可达节点的成本的搜索边界。

搜索边界可延伸超出不可达节点。不可达节点可为根据所述成本函数选择的第一节点，所述第一节点根据目标函数而被确定为不可达。搜索边界可具有基于不可达节点的所述成本的成本。搜索边界成本可为K*unreachable_cost，其中参数unreachable_cost是不可达节点的成本，且参数K介于1与2之间。K可具有介于1.2与1.8之间的值；优选地具有约1.6的值。不可达节点的所述成本可为出发节点与不可达节点之间沿出发节点与不可达节点之间的根据成本函数确定的路线的链接的累积成本。每个路线可由各自具有根据所述成本函数确定的最低成本的多个网络链接形成。成本函数可基于每个链接的长度、行进时间及/或行进速度中的一或多者确定所述链接的成本。每个路线的所述范围可通过所述目标函数基于能量成本、行进时间及/或行进距离中的一或多者而确定。每个路线的所述范围是通过目标函数从出发节点确定。地图数据中的每个链接可具有相关重要性，且所述搜索只选择具有等于或大于预定重要性的相关重要性的链接。具有小于所述预定重要性的相关重要性的一或多个区域可布置在所述出发节点及/或一或多个兴趣点(POI)周围，且启用所述搜索以选择所述相应区域内具有等于或大于与所述区域相关的所述重要性的重要性的链接。如果以节点为终点的链接具有小于所述预定重要性的相关重要性，那么可启用所述搜索以选择从所述节点起的具有小于预定重要性的相关重要性的链接。与每个链接相关的重要性可为功能道路分类(FRC)。

根据本发明的另一方面，提供一种计算装置，其包括处理器及存储地图数据的存储器，所述处理器经布置以执行一对多路线搜索模块以搜索所述地图数据以确定自初始节点起的多个路线，其中所述模块经布置以搜索地图数据直到搜索边界，以根据成本函数选择链接来形成所述多个路线，且根据目标函数确定每个路线的范围；且所述搜索边界是基于与不可达节点相关的成本。

所述搜索边界可具有大于所述不可达节点的成本。模块可经布置以选择从每个已访问节点起的具有根据所述成本函数确定的最低成本的链接以形成所述多个路线中的每一者。所述模块可经布置以根据K*unreachable_cost确定搜索边界的成本，其中参数unreachable_cost是不可达节点的成本，且参数K介于1与2之间。K可具有介于1.2与1.8之间的值；优选地具有约1.6的值。所述模块可经布置以基于每个链接的长度、行进时间及/或行进速度中的一或多者确定所述链接的成本。所述模块可经布置以根据所述目标函数基于能量成本、行进时间及/或行进距离中的一或多者确定每个路线的所述范围。

本发明还提供一种计算机软件，其在如上文所述的移动系统上执行时可操作以使得处理器执行一对多搜索方法，所述方法包括：搜索地图数据以根据成本函数选择链接来形成从出发节点起的多个路线；及根据目标函数确定每个路线的范围，其中对所述地图数据的搜索执行到基于不可达节点的成本的搜索边界。所述计算机软件可在非暂时计算机可读介质上具体实施。

附图说明

现在将参考附图描述本发明的各个实施例，其中：

图1是全球定位系统(GPS)的示意说明；

图2是经布置以提供导航装置的电子组件的示意说明；

图3是其中导航装置可通过无线通信信道接收信息的方式的示意说明；

图4展示优选移动导航装置上的软件栈的优选实施例；

图5是根据本发明的实施例的方法；

图6是示范性道路网络的说明；

图7是根据本发明的另一实施例的方法；

图8是根据本发明的实施例的可达区域确定的说明；及

图9是根据本发明的实施例显示的可达区域的说明。

具体实施方式

现在将特别参考PND描述本发明的优选实施例。然而，应牢记，本发明的教示不限于PND，反而可普遍适用于经配置以执行导航软件以提供路线规划及导航功能的任何类型的移动处理装置。因此意味着在本申请案的上下文中，导航装置旨在包含(不限于)以路线规划及/或导航功能为特征的任何类型的移动装置，而无关于所述装置是否具体实施为PND、内置于交通工具中的导航装置或执行路线规划及导航软件的移动电话或便携式数字助理(PDA)。

牢记上述附加条件，图1说明可由导航装置使用的全球定位系统(GPS)的示范性视图。这些系统是已知的且用于多种目的。一般来说，GPS是能够确定无限数量的用户的连续位置、速率、时间及(在一些情况下)方向信息的基于卫星无线电的导航系统。GPS原名是NAVSTAR，其并有以极精确轨道绕地球运行的多个卫星。基于这些精确轨道，GPS卫星可将其位置中继到任何数量的接收单元。

当经专门装备以接收GPS数据的装置开始扫描GPS卫星信号的无线电频率时，实施GPS系统。当从GPS卫星接收到无线电信号时，所述装置经由多种不同常规方法中的一者确定所述卫星的精确位置。在大部分情况下，所述装置将继续扫描信号直到其获取至少三个不同卫星信号为止(注意，使用其它三角测量技术，通常不仅使用两个信号确定位置，而且能够仅使用两个信号确定位置)。通过实施几何三角测量，接收器使用三个已知位置来确定其自身相对于卫星的二维位置。这可以已知方式进行。此外，获取第四个卫星信号将允许接收装置以已知方式通过相同的几何学计算来计算其三维位置。无限数量的用户可连续不断地实时更新位置及速率数据。

如图1中所示，GPS系统一般由参考数字100标示。多个卫星120在绕地球124的轨道中。每个卫星120的轨道不一定与其它卫星120的轨道同步，且事实上有可能不同步。GPS接收器140被示为从各个卫星120接收展频GPS卫星信号160。

连续不断地从每个卫星120发射的展频信号160使用以极准确的原子钟实现的极准确频率标准。每个卫星120发射指示所述特定卫星120的数据流作为其数据信号发射160的部分。相关领域的技术人员将明白，GPS接收器装置140一般从至少三个卫星120获取展频GPS卫星信号160以供GPS接收器装置140通过三角测量计算其二维位置。获取额外信号(产生来自总共四个卫星120的信号160)允许GPS接收器装置140以已知方式计算其三维位置。

图2是根据本发明的优选实施例的呈方框组件格式的导航装置200的电子组件的说明性表示。应注意，导航装置200的框图没有包含导航装置的所有组件，而只是表示许多示范性组件。

导航装置200位于外壳(图中未示)内。外壳包含连接到输入装置220及显示屏240的处理器210。输入装置220可包含键盘装置、语音输入装置、触控面板及/或用以输入信息的任何其它已知输入装置；且显示屏240可包含任何类型的显示屏，例如LCD显示器。在尤其优选的布置中，输入装置220及显示屏240集成到集成输入及显示装置(包含触控板或触摸屏输入)中，使得用户只需要触摸显示屏240的一部分便能选取多个显示选择中的一者或激活多个虚拟按钮中的一者。

导航装置可包含输出装置260，例如音响输出装置(例如，扩音器)。因为输出装置260可为导航装置200的用户产生音响信息，所以应同样了解，输入装置240还可包含用于接收输入语音命令的麦克风及软件。

在导航装置200中，处理器210被操作地连接且设置以经由连接225从输入装置220接收输入信息，且经由输出连接245操作地连接到显示屏240及输出装置260中的至少一者以将信息输出到显示屏240及输出装置260中的至少一者。此外，处理器210可经由连接235操作地耦合到存储器资源230，且还适用于经由连接275从输入/输出(I/O)端口270接收信息/将信息发送到输入/输出(I/O)端口270，其中I/O端口270可连接到导航装置200外部的I/O装置280。存储器资源230包括例如易失性存储器(例如随机存取存储器(RAM))及非易失性存储器(例如数字存储器(例如快闪存储器))。外部I/O装置280可包含(但不限于)外部收听装置，例如听筒。与I/O装置280的连接还可为与任何其它外部装置(例如汽车立体声单元)的有线或无线连接，以用于例如免提操作及/或语音激活操作，用于连接到听筒或耳机及/或例如连接到手机，其中手机连接可用来在导航装置200与例如互联网或任何其它网络之间建立数据连接及/或建立经由例如互联网或某个其它网络到服务器的连接。

图2还说明处理器210与天线/接收器250之间经由连接255进行的有效连接，其中天线/接收器250可为例如GPS天线/接收器。将了解，由参考数字250指定的天线及接收器经示意地组合以便于说明，但是天线及接收器可为单独定位的组件，且天线可为例如GPS贴片天线或螺旋天线。

此外，所属领域的一般技术人员将了解，图2中所示的电子组件是由电源(图中未示)以常规方式供电。如所属领域一般技术人员将了解，图2中所示的组件的不同配置被认为是在本申请案的范围内。例如，图2中示出的组件可经由有线及/或无线连接等等而相互通信。因此，本申请案的导航装置200的范围包含便携式或手持导航装置200。

此外，图2的便携式或手持导航装置200可以已知方式连接或“衔接”到交通工具，例如自行车、摩托车、汽车或船。这种导航装置200然后可从衔接位置移除以供便携式或手持导航使用。

现在参考图3，导航装置200可通过移动装置(图中未示)(例如手机、PDA及/或具有手机技术的任何装置)建立数字连接(例如，经由例如已知蓝牙技术建立的数字连接)而与服务器302建立“移动”或电信网络连接。此后，通过移动装置的网络服务供应商，移动装置可(通过例如互联网)与服务器302建立网络连接。因而，在导航装置200(其可且通常随着其单独及/或在交通工具中行进而移动)与服务器302之间建立“移动”网络连接以提供“实时”或至少“最新”的信息网关。

可以已知方式使用例如互联网(例如万维网)在移动装置(经由服务供应商)与另一装置(例如服务器302)之间建立网络连接。这可包含使用例如TCP/IP分层协议。移动装置可使用许多通信标准，例如CDMA、GSM、WAN等等。

因而，可使用经由例如手机或导航装置200内的手机技术、经由数据连接实现的互联网连接。为了这种连接，在服务器302与导航装置200之间建立互联网连接。这可通过(例如)手机或其它移动装置及通用分组无线业务(GPRS)连接而进行(GPRS连接是由电信运营商提供的用于移动装置的高速数据连接；GPRS是连接到互联网的方法)。

导航装置200还可经由例如现有蓝牙技术以已知方式完成与移动装置的数据连接，且最终完成与互联网及服务器302的数据连接，其中数据协议可使用许多标准，例如GSRM，用于GSM标准的数据协议标准。

导航装置200可包含导航装置200自身内的导航装置200自身的手机技术(包含例如天线，或视情况使用导航装置200的内部天线)。导航装置200内的手机技术可包含如上文指定的内部组件，及/或可包含可插入卡(例如，用户身份模块或SIM卡)、连同例如必要的手机技术及/或天线。因而，导航装置200内的手机技术可类似地经由例如互联网以类似于任何移动装置的方式的方式在导航装置200与服务器302之间建立网络连接。

对于GRPS电话设置，有蓝牙功能的导航装置可用来正确地配合范围不断改变的手机型号、制造商等等，型号/制造商具体设置可存储在例如导航装置200上。可更新针对这种信息所存储的数据。

在图3中，导航装置200被描绘为经由可由许多不同布置中的任一者实施的泛用型通信信道318与服务器302通信。当在服务器302与导航装置200之间经由通信信道318建立连接时，服务器302与导航装置200可通信(注意，这种连接可为经由移动装置的数据连接、经由个人计算机经由互联网的直接连接等等)。

除了可能未说明的其它组件以外，服务器302还包含操作地连接到存储器306且经由有线或无线连接314进一步操作地连接到大容量数据存储装置312的处理器304。处理器304还操作地连接到发射器308及接收器310，以经由通信信道318发射信息到导航装置200及自导航装置200发送信息。所发送及接收的信号可包含数据、通信及/或其它传播信号。可根据用于导航装置200的通信设计的通信要求及通信技术而选择或设计发射器308及接收器310。此外，应注意，发射器308及接收器310的功能可被组合到信号收发器中。

服务器302还连接到(或包含)大容量存储装置312，注意大容量存储装置312可经由通信链路314耦合到服务器302。大容量存储装置312含有导航数据和地图信息的存储区，且再一次可为与服务器302分离的装置或可并入到服务器302中。

导航装置200适用于通过通信信道318与服务器302通信，且包含如先前关于图2描述的处理器、存储器等等以及用以通过通信信道318发送及接收信号及/或数据的发射器320及接收器322，注意这些装置还可用来与除了服务器302以外的装置通信。此外，发射器320及接收器322是根据用于导航装置200的通信设计的通信要求及通信技术而选择或设计，且发射器320及接收器322的功能可组合到单个收发器中。

存储在服务器存储器306中的软件提供用于处理器304的指令，且允许服务器302给导航装置200提供服务。由服务器302提供的一种服务涉及处理来自导航装置200的请求且将来自大容量数据存储装置312的导航数据发射到导航装置200。由服务器302提供的另一服务包含使用用于所需应用程序的各种算法处理导航数据及将这些计算的结果发送到导航装置200。

通信信道318一般表示连接导航装置200及服务器302的传播介质或路径。服务器302及导航装置200两者均包含用于通过通信信道发射数据的发射器及用于接收已通过通信信道发射的数据的接收器。

通信信道318不限于特定通信技术。此外，通信信道318不限于单个通信技术；即，信道318可包含使用多种技术的若干通信链路。例如，通信信道318可适用于提供用于电、光学及/或电磁通信等等的路径。因而，通信信道318包含(但不限于)以下项中的一个或组合：电路、电导体(例如导线及同轴电缆)、光缆、转换器、射频(RF)波、大气层、真空区等等。此外，通信信道318可包含中间装置，例如路由器、转发器、缓冲器、发射器及接收器。

在一种说明性布置中，通信信道318包含电话及计算机网络。此外，通信信道318可能能够容纳无线通信，例如射频、微波频率、红外线通信等等。此外，通信信道318可容纳卫星通信。

通过通信信道318发射的通信信号包含(但不限于)如给定通信技术可能要求或所需的信号。例如，信号可适用于蜂窝通信技术，例如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)、全球移动通信系统(GSM)等等。数字信号及模拟信号两者均可通过通信信道318发射。这些信号可为如通信技术可能需要的调制、加密及/或压缩信号。

服务器302包含可由导航装置200经由无线信道接入的远程服务器。服务器302可包含位于局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)等等上的网络服务器。

服务器302可包含个人计算机，例如台式计算机或膝上型计算机，且通信信道318可为连接在个人计算机与导航装置200之间的电缆。替代地，个人计算机可连接在导航装置200与服务器302之间以在服务器302与导航装置200之间建立互联网连接。替代地，移动电话或其它手持装置可建立到互联网的无线连接，以便经由互联网将导航装置200连接到服务器302。

导航装置200可具有经由信息下载来自服务器302的信息，所述信息可定期自动更新或当用户将导航装置200连接到服务器302时更新，及/或当服务器302与导航装置200之间经由例如无线移动连接装置及TCP/IP连接进行更加恒定或频繁的连接时可更具动态。对于许多动态计算，服务器302中的处理器304可用来处置大多数处理需求，然而，时常独立于到服务器302的连接，导航装置200的处理器210也可处置许多处理及计算。

如以上图2中指示，导航装置200包含处理器210、输入装置220及显示屏240。输入装置220及显示屏240集成到集成输入及显示装置中，以使得能够通过例如触控面板屏幕进行信息输入(经由直接输入、菜单选择等等)及信息显示两者。这种屏幕可为触摸输入LCD屏幕，例如，如所属领域一般技术人员众所周知。此外，导航装置200还可包含任何额外的输入装置220及/或任何额外的输出装置241，例如音频输入/输出装置。

图5展示可用于移动导航装置200的优选实施例的软件栈。栈包括OS内核400。这可包含显示驱动程序、小键盘驱动程序、摄像机驱动程序、电源管理、音频驱动程序等等。栈还包括程序库500，例如包含图形库、运行时库等等。栈还包括应用程序框架406，其包含可达区域模块(RAM)410且还可包含例如窗口管理器、资源管理器通知管理器、电话管理器等等。栈还包括所述一或多个应用程序402。

在本发明的实施例中，RAM 410基于交通工具的当前燃料载荷确定可达区域。将了解，可达区域是通常具有不规则形状的区域，其指示交通工具的里程。虽然将参考电动交通工具(EV)描述本发明的实施例，但是将了解，本发明的用处不限于此，且本发明的实施例就任何类型的燃料来说都可能是有用的。在本发明的实施例中，可达区域是基于如将解释的导航装置200的一或多个路线规划准则而确定。

图5中展示根据本发明的实施例的用于确定可达区域的方法600。方法600基于一或多个路线规划准则及与RAM 410相关的交通工具(通常是携带导航装置200的交通工具)的燃料载荷确定可达区域。将参考图6中所示的示范性道路网络解释方法600。

如将明白，导航装置200可用来根据一或多个路线规划准则来规划开始位置与目的地位置之间的路线。路线规划准则可能是避免某些道路类型、经由开始位置与目的地位置之间的最短距离行进，等等。通常路线规划准则是经由最快路线(最少时间)在开始位置与目的地位置之间行进。然而，其它路线规划准则可能是经由最经济路线(即，具有最少燃料消耗)行进。这种经济路线可基于速度信息而确定，所述速度信息可用来确定预期的交通工具加速度，即，从低速道路到高速道路可需要相当大的加速度，且还可考虑道路坡度/高度信息(如果可能，避免具有斜坡的道路)。为了根据路线规划准则计算路线，根据成本函数确定每个道路段的成本。当路线规划准则是最短路线时，成本可仅仅基于路线段的长度。然而，当路线规划准则是最快路线时，道路段的成本可基于以下项中的一或多者：与道路段相关的因素(道路类型、速度限制等等)；与导航装置的用户相关的因素(平均驾驶速度等等)及其它外部因素(天气、交通等等)。因此，基于与路线规划准则有关的成本函数确定每个道路段的成本。

为了实施方法600，本发明的一些实施例使用称作堆的数据存储结构。堆是用来在方法600的执行期间存储道路段，且返回存储在堆中的最佳地满足一或多个路线规划准则的道路段。道路段与路线安排成本相关地存储在堆中。

当道路段存储在堆上时，第一次被提取的道路段是具有最低成本的道路段。为了便于解释，将参考最快(最少时间)路线规划准则解释方法600，但是从前文将明白，可例如根据导航装置200的用户偏好选择其它路线规划准则。

方法600使用单源多目的地Dijkstra算法来基于成本函数确定路线，但是将意识到，可使用其它单源多目的地路线规划算法。

在步骤610中，选择当前节点。当前节点是方法600借以确定可达区域的节点，即，源节点或出发节点。在一些实施例中，当前节点可对应于执行RAM 410的导航装置200的当前位置。然而，在方法600是由远离导航装置200的计算装置(例如服务器)执行的其它实施例中，当前节点可为可通信地耦合到服务器的导航装置的位置。为了方便起见，方法600将被解释为由位于图6中所示的示范性道路网络中的节点1处的导航装置200的RAM 410执行。

在步骤610中，将变量min_cost初始化成预定值。预定值是值足够高以标示尚未确定实际最小成本的值。变量min_cost用来存储由方法600找到的不可达的第一节点的成本值。将了解，不可达意指由于所述一或多个目标函数的限制，可能无法到达节点。

在方法600的实施例中，确定搜索边界以限制方法600的搜索区域，搜索区域是方法600在其中确定可达区域的区域。有必要在由所述一或多个目标函数限制的区域以外搜索以充分地探索出发节点周围的区域。

在本发明的实施例中，基于用以到达不可达节点的累积成本确定搜索边界。搜索边界被确定为超出不可达节点的累积成本的预定范围，如将从以下描述明白。虽然搜索边界是基于下文描述的实施例中的第一不可达节点的累积成本，但是还将明白，可基于另一不可达节点(例如第二、第三节点等等)的累积成本而确定搜索边界。此外，在本发明的实施例中，虽然一个节点的累积成本可用来确定搜索边界，但是累积成本可基于多个节点的成本，例如第一多个不可达节点的平均累积成本。

如上文解释，搜索边界限制了所述方法从出发节点起向外搜索以找到不可达节点的范围。如果方法600在找到第一不可达节点时终止，那么因为所述方法优先搜索最匹配路线规划准则的路线，所以不一定充分搜索或探索对于路线规划准则来说较不利的路线。然而，允许方法600以无限制方式沿最优选路线搜索以允许充分搜索较接近源位置的次优选路线可能造成处理资源浪费。通过一旦更优选路线充分地延伸超出首批一或多个不可达节点，便使得对所述更优选路线的搜索终止，搜索边界平衡了对较接近源位置的次优选路线的充分搜索。

如上文讨论，导航装置200的路线规划准则可为确定到目的地的最快路线。因此，成本函数是基于行进时间。方法600的一些实施例目标在于确定交通工具的可达区域。将明白，获得交通工具的最大里程的条件可至少部分与路线规划准则有分歧。当路线规划准则是寻找最快路线时，路线可自然而然地顺着行驶起来并非最具燃料或能量效率的道路段。例如，对应于公路的道路段由于其较高速度限制及/或平均行进速度而可为最快道路段，但是同时，平均行进速度可高于交通工具的最经济行进速度。因此，将变量min_cost及基于其的搜索边界用来通过限制搜索区域以找到可达区域的范围而不会不必要地搜索不能到达的道路段来平衡这些竞争性要求。

在步骤615中，登记或存储当前节点的可达性。即，鉴于交通工具的当前燃料确定当前节点是否可达，且节点的可达性经存储以根据本发明的实施例确定可达区域，如随后将进一步解释。因为通常对于步骤615的第一反复来说，当前节点是导航装置200的当前位置，所以将确保其可达性。根据方法600，节点还被标记为经访问。

在步骤617中，检查节点是否与兴趣点(POI)相关，且如果是，那么检查POI的可达性。如解释，本发明的一些实施例涉及鉴于交通工具的燃料载荷、最大行进时间或最大行进距离等等确定从出发节点起的可达区域。尤其在鉴于交通工具的燃料载荷确定可达区域的情况下，预期驾驶员将对到达补给燃料位置(例如车库或EV充电点(在下文称作POI))感兴趣，但是将意识到，POI不限于这些类型的位置。在这些实施例中，方法600可获得出发节点周围的POI(例如出发位置的给定窗口或半径内的POI)的位置。这些POI位置可获自本地存储装置或远程服务器。每个POI与道路网络中的最近节点相关。在步骤617中，如果节点与POI相关，那么检查所述POI的可达性。例如，POI距出发位置的距离可比所述节点距出发位置的距离远2km，且因此所述检查保证也可从出发节点到达POI。在方法600的一些实施例中，还可检查POI的可用性。可动态确定或获得可用性。可用性可包括POI的当前或未来可用性。例如，在POI是EV充电站的情况下，EV充电站提供其当前可用性的指示，即，目前是否有任何免费充电点可用。替代地或此外，EV充电站可具有允许用户提前一段时间预订所述充电站的相关预订系统。因此，在步骤617中，可比较当前时间或到达POI的预期时间与POI的当前或未来可用性以确定POI是否可用或将可用。如果POI在当前时间或在POI的ETA时间不可使用，那么POI可被指示为不可用。如果POI不可用，那么导航装置200可赋予替代POI优先权以为用户安排通向替代POI的路线。

在步骤620中，所述方法取决于当前节点是否可达而分支。如果当前节点不可达，那么所述方法移动到步骤625，其中变量min_cost被设置为当前节点的累积路线安排成本的最小值或由min_cost存储的当前最小最。然而，如果当前节点可达，那么所述方法进行到步骤630。

在步骤630中，确定与当前节点相邻的所有道路段的成本。通常，每个道路段的成本是获自数字地图数据。然而，成本还可包含动态计算的分量，例如基于天气到交通信息。成本是基于与OTM搜索相关的成本函数而确定。成本函数可基于由导航装置的用户设置的路线安排偏好。参考图6，与节点1相邻的道路段710、720、730的成本(c)分别被确定为2、10及5。虽然图6没有按比例绘制，但是应注意，即使道路段710表现得最长，但是由于其较高速度限制等等，其仍然可具有低于道路段730的成本，道路段730可为更短但是相对缓慢的道路。

在步骤630中，确定目标函数成本，在所描述的实例中所述目标函数成本是每个道路的能量成本，但是将意识到，在步骤630中可确定适用于另一目标函数的成本。在使用多个目标函数的实施例中，在步骤630中确定每个目标函数的目标函数成本。将了解，术语能量成本是就交通工具燃料来说的穿越相关道路段的成本。因此，能量成本使得能够比较用以达到节点的累积能量成本与交通工具的燃料载荷以确定节点是否可达。

图6中的道路段-“e”的能量成本可基于一或多个因素。所述因素可包含道路段的行进速度(速度限制、用户行进速度、道路段上的所有用户的平均、交通速度等等)、获自地图数据的道路段的高度变化等等。对于每个道路段，依据从初始节点到所述道路段终点的所有道路段的能量成本的总和确定直到所述道路段的终点的累积能量成本。累积能量成本用来基于交通工具的燃料载荷确定道路段的末端节点是否可达。

如将明白，对于一些交通工具燃料技术，例如混合或电动交通工具，由交通工具存储的能量可随着交通工具穿越道路段时通过对交通工具电池再充电(例如当交通工具沿实质上下坡道路段行进时)而增加。因此，道路段的能量成本不一定为正(指示消耗存储的能量)且可为负(指示存储更多能量)。

在步骤635中，在堆上存储与当前节点相邻的道路段。道路段是与其相关的累积路线安排成本(c)值及累积能量成本(e)值一起存储。对于步骤635的第一次反复，参考图6，道路段710、720、730是与相关的累积路线安排成本2、10、5及累积能量成本7、4、5一起存储(对于从节点1起的第一次反复，累积路线安排成本及累积能量成本与所述段的路线安排成本及能量成本相同)。

在步骤640中，检查存储区是否为空，即，任何道路段是否保留在堆上。如果存储区为空，那么所述方法结束。然而，如果存储区并非为空，那么所述方法移动到步骤645。

在步骤645中，从堆提取具有次最低累积路线安排成本的道路段。对于步骤645的第一次反复，参考图6，提取具有累积路线安排成本2的道路段710。

在步骤650中，确定所提取道路段的与当前节点相对的一端处的节点是否先前已被访问。因此，对于道路段710，检查节点2是否已被访问。还检查用以到达节点的累积路线安排成本是否小于搜索边界成本，所述搜索边界成本是基于由min_cost保有的用以到达第一不可达节点的最小成本。在一些实施例中，搜索边界成本是应用于min_cost变量的值的预定因子K。对于至少第一次反复，当变量min_cost仍然保有预定初始化值时，成本将小于K*min_cost。在一些实施例中，因子K介于1.2与2之间、1.4与1.8之间或大约1.6。为了解释，将使用因子K＝1.6。因此，搜索边界被设置在1.6倍于用以到达第一不可达节点的成本的成本。已发现这个值在完全搜索出发节点周围的区域与从出发节点向外沿成本函数偏好但是不可达的道路段搜索太远距离(其可浪费计算资源)之间提供可接受的平衡。一旦累积路线安排成本超过搜索边界成本，方法600可结束，这是因为已搜索显著距离，但是在图5中所示的方法中，步骤640到650循环以保证在所述方法结束之前堆被清空道路段。

对于第一次反复，节点2仍未被访问且到达节点2(c＝2)的累积成本小于K*min_cost。所述方法因此进行到步骤655，其中道路段的终点处的节点被选择作为下一个当前节点，即，节点2被选择作为下一个当前节点且所述方法返回到步骤615，在步骤615中检查新的当前节点的可达性，且如果可达，那么新的当前节点将在可达区域中登记为可达的，如将参考图8解释。通过比较累积能量成本和交通工具的燃料载荷，检查节点的可达性。

如将明白，对基于新的当前节点(节点2)的第二次反复重复步骤635到650。在步骤630中，确定道路段711及712的路线安排成本，且在步骤635中将这些道路段新增到堆作为：段711、累积路线安排成本8、累积能量成本11；及段712、累积路线安排成本5、累积能量成本15。

在步骤645的下一次反复中，从堆提取具有最低累积能量成本的道路段。对于第二次反复，参考图6，具有最低累积能量成本的道路段是道路段712或道路段730，因为两者均具有相同的累积路线安排成本5。当具有相同的累积路线安排成本的两个或两个以上道路段存储在堆中时，所述堆可基于一或多个其它因素(例如与道路段相关的相关累积能量成本)确定首先提取哪个道路段。

最终在所述方法的多次反复之后，在步骤655中某节点将被选择作为下一个节点，所述节点不可达，即，其累积能量成本超过交通工具的燃料载荷。对于这个第一不可达节点，步骤620移动到步骤625，其中更新变量min_cost以存储第一不可达节点的累积能量成本。所述方法然后如之前一样进行。然而，当到达步骤650时，因为min_cost现在存储到达第一不可达节点的成本，而不是初始化值，所以节点可被确定为位于由K*min_cost确定的搜索边界以外。当节点位于搜索边界以外时，方法返回到步骤640而不会在节点以外进一步搜索。因此，搜索边界限制了所述方法从出发节点向外搜索的范围。

现在将参考图7解释根据本发明的第二实施例的方法800。方法800类似于先前参考图5描述的方法。为了清楚起见，图7的方法800中的还出现在图5中的步骤将不会再次被描述，除非其功能不同，且因此请读者参照先前描述的方法600。

图7的方法800减少了确定可达区域的范围所需的计算资源，因而改善执行速度。方法800使用与每个道路段相关的重要性信息以筛选并不十分重要的道路段。每个道路段的重要性可为与每个道路段相关的功能道路分类(FRC)。使方法800搜索道路段所需的重要性取决于以下项中的一或多者：距步骤810中选择的出发节点或POI的距离；通向当前节点的道路段的重要性；及/或默认重要性级别，如将解释。图7的方法800包含额外步骤818，其中检查道路段的重要性以确定是否在步骤830中确定其路线安排成本且是否在步骤835中将其新增到存储区。

对方法800设置默认重要性级别。默认重要性级别可对应于地图数据中的道路重要性的中间级别，即，公路或干道。如果与道路段相关的重要性级别不等于或超过默认重要性级别，那么其不会在步骤820到840中加以处理。然而，将明白，可能需要使用在出发节点或目的地节点(例如与POI相关的节点)附近的道路段，即使所述道路段具有小于默认级别的相关重要性也是如此，否则路线可能无法离开出发节点或达到目的地节点。因此，一或多个筛选区域可置于与POI相关的出发及目的地节点周围，在筛选区域内，可考虑具有低于默认级别的相关重要性级别的道路段。筛选区域可为圆形或其它形状。在一些实施例中，可将重要性级别向内逐渐降低的多个同心圆筛选区域置于出发及目的地节点周围。这些同心筛选区域允许随着更加接近出发及目的地节点，考虑重要性逐渐降低的道路段。

此外，在一些实施例中，当重要性级别小于默认重要性级别时，也可在步骤820到840中处理重要性级别等于或大于通向当前节点的道路段的道路段。这防止顺着道路段(例如)远离出发节点而到达在默认重要性级别内的节点，在所述节点处只有重要性小于默认级别的道路段邻接所述节点。在这种情况下，方法800不能顺着任何道路段远离所述节点，因为道路段的相关重要性小于默认级别。

步骤818的伪代码可包含一些或所有以下“if”语句：(1)如果道路段的重要性至少是默认级别；(2)如果道路段的重要性至少是与出发、目的地节点或POI周围的区域相关的重要性级别；或(3)如果道路段的重要性等于或大于终点是当前节点的道路；那么进行到步骤820。

如可明白，语句(1)防止方法800搜索并非默认级别的道路段，因此只允许方法800搜索非常重要(即，至少默认级别)的道路段。语句(2)允许方法800搜索当接近出发或目的地节点时相关重要性级别小于默认级别的道路段。当两个目的地节点位置相近使得其相应筛选区域部分重叠时，具有最低重要性的筛选区域可用来确定是否处理道路段。语句(3)允许当经由具有相等或更小重要性的道路段到达节点时顺着具有小于默认级别的相关重要性的道路段。例如，如果所确定的路线经由具有小于默认级别的相关重要性的道路段到达节点，那么允许所述路线顺着从所述节点起且具有小于默认级别且等于或大于到达所述节点的道路段的重要性的相关重要性的道路段。这个例外允许“级别蠕变”，其中顺着小于默认重要性级别的道路段例如离开与出发节点相关的筛选区域。由K*min_cost确定的搜索边界还防止所述方法过多地搜索小于默认重要性级别的道路。

如上文参考图5及图7提及，在步骤615及815中，每个可达节点用来确定可达区域的形状。可达区域可被确定具有不规则形状。因此可达区域可成形为patatoid，即，具有非特定平滑形状的区域。然而，将意识到，可达区域可成形为规则形状及/或多边形。

在本发明的实施例中，每个可达节点被基于节点的位置分配给多个区域中的一者。确定节点是否是相应区域内的从出发节点起的最大可达节点。每个区域中的最大可达节点用来确定可达区域的形状。

现在将参考图8描述步骤615及815的实施例。在步骤615、815中，确定步骤655、855中选择的节点是否可达。如果节点可达，那么确定节点是否应被用来确定将向用户显示的可达区域的形状。如上文提及，是否可到达节点是通过比较交通工具的当前燃料载荷(例如获自交通工具的控制系统)与经由通过搜索方法600、800根据成本函数选择的道路段到达节点所需的累积能量成本来确定。在一个实施例中，可基于交通工具的燃料量确定第一可达区域。燃料量可与到达节点所需的累积能量成本比较。然而，在另一实施例中，燃料量可具有(例如)-5％、-10％或-15％的安全裕度，因而比较具有所述安全裕度的燃料量与到达每个节点的累积能量成本，但是将意识到还可考虑其它安全裕度。在一些实施例中，可通过搜索方法600、800确定两个或两个以上可达区域。第一可达区域可被确定为包含例如-10％或-15％的第一安全裕度。第二可达区域可基于例如-7.5％或-5％的不同于第一安全裕度的第二安全裕度而确定。在一些实施例中，第二安全裕度可为例如5％或10％的应用于交通工具燃料载荷的正裕度。以此方式，步骤615、815基于交通工具的燃料载荷及出发节点与搜索方法所选择的节点之间的道路段的累积能量成本来确定是否可到达节点。

如果确定可到达节点，那么确定节点是否应被用来成形可达区域。在本发明的实施例中，出发节点周围的区域被划分成多个子区域。在一些实施例中，出发节点周围的区域被划分成多个扇形区。图8说明出发节点905周围的区域被划分成8个扇形区，其被标示为910、920、930……(其中为了清楚起见，只给一些扇形区编号)。然而，在其它实施例中，区域可相等或不相等地划分成更少或更多扇形区。在一些实施例中，区域可被划分成32个扇形区。将意识到，增加扇形区的数量会增加可达区域的分辨率。在其它实施例中，子区域可以网格布局布置在包围出发节点的区域中。

对于每个扇形区910、920、930，将最远离出发节点905的最大到达区域用来确定可达区域的形状。当节点被确定为可达时，确定节点距出发节点905的距离。对于每个可达区域，记录从出发节点905起的每个扇形区910、920、930内的最大可达节点，且如果下一个可达节点被确定为距出发节点905更远，那么更新从出发节点905起的最大节点。因此方法600、800对每个子区域或扇形区910、920、930维持从出发节点905起的最大可达节点的记录。所述距离可为如图8中说明的直线距离。在确定一个以上可达区域(例如如上文讨论的第一及第二可达区域)的实施例中，对每个可达区域维持每个扇形区910、920、930中的最大可达节点的单独记录。

在由RAM 410执行方法600、800之后，包围出发节点的至少一些扇形区域910、920、930中的节点被确定为最大可达节点。将意识到，取决于道路网络布局，节点不一定位于每个扇形区中。在这种情况下，在绘制可达区域时可忽略所述扇形区。基于每个扇形区中的最远节点的位置将可达区域显示在显示屏240上。最远节点可与线950连接。在一些实施例中，可达区域是通过使最大可达节点与曲线(例如圆形段960)连接而绘制。然而，节点还可由任何线(例如直线)连接。

本发明的一些实施例包含步骤615、815内的子步骤，其防止已确定的可达区域与在两个或两个以上位置之间确定的路线之间的不一致。RAM 410通过根据如先前解释的一或多个路线规划准则执行单源多目的地搜索而有效地确定可达区域。因此，可达区域是满足路线规划准则的特定路线可达的区域。然而，并非目的地在可达区域内的所有可能路线本身都是可达的，这是因为可能存在具有更远目的地的不同可达路线。例如，可达区域并非通过所有最快路线可达的路线(这是路线规划准则)。因此当在源位置与目的地位置之间规划路线时，所述路线可在与由RAM 410确定的可达区域不一致的中点被确定为不可到达。虽然可通过增加出发节点905周围的区域910、920、930的数量来避免这种不一致，因而有效地增加所确定的可达区域的分辨率，但是本发明的一些实施例还可用沿源位置与目的地位置之间的路线确定的最大可达位置替换一或多个区域910、920、930中的已确定最大可达位置，使得可达区域与路线的可达部分一致。

此外，在本发明的一些实施例中，道路段的中间位置处的位置可用来界定一或多个区域910、920、930的最大可达位置。如上文解释，道路网络中的节点用来确定最大可达位置。然而，如果存在在区域910、920、930中的一或多者中不存在任何节点的道路网络，那么将不能确定所述区域的最大可达位置。例如，在道路段穿越区域但是不包含所述区域910、920、930中的节点的情况下，将不能确定区域910、920、930的最大可达位置。在一些实施例中，步骤615、815可包含检测尚未确定最大可达位置的区域的子步骤。对于这些区域，接着可将最大可达位置确定为沿穿越区域910、920、930但是没有终止于区域910、920、930中的节点的道路段的位置。

图9说明根据本发明的实施例的由RAM 410控制以显示可达区域1010的显示装置240。在图9中所示的实施例中，RAM 410基于如先前解释的第一及第二安全裕度而在显示器上显示第一及第二可达区域。第一可达区域1010是基于应用了第一安全裕度的交通工具的燃料载荷，交通工具的位置是用图标1030指示，而第二可达区域1020是基于应用了第二安全裕度的燃料载荷。第一安全裕度可为负或零裕度，而第二安全裕度可为不同负值，例如小于第一负值、零或正值。一般来说，第二安全裕度将小于第一安全裕度。第一可达区域1010可指示鉴于当前燃料载荷而被认为肯定可达的区域，而第二可达区域1020可指示鉴于燃料载荷可能可达的区域。例如燃料站或EV充电站的POI在显示器中经指示以告知用户可达的燃料站或充电站所处的位置。被认为不可达的区域(第一可达区域1010及第二可达区域1020外部)以深灰色指示，而可达区域外部且第二可达区域内部的区域以浅灰色指示。第一可达区域内部的区域以正常亮度显示。将意识到，可达区域可以多种方式显示，且图9中的显示只是说明性的。

将明白，本发明的一些实施例提供使用成本函数及一或多个目标函数的一对多搜索方法。本发明的实施例不只限于确定以给定燃料载荷可达的区域。本发明的实施例可更广泛地适用。

上述方法600、800的实施例可用来确定交通工具团队覆盖区域。交通工具团队可为商业或应急交通工具的交通工具团队。交通工具团队的交通工具的位置可用作出发节点，且目标函数可为交通工具的预定覆盖范围或响应时间(尤其在应急交通工具的情况下)。当对交通工具执行方法600、800时，OTM搜索方法600、800确定交通工具位置周围的道路网络中的满足目标函数的(例如应急交通工具在响应时间内)可到达的节点。因此，方法600、800确定根据路线安排偏好及所述一或多个目标函数的交通工具的可达区域。可基于交通工具团队中的多个交通工具中的每一者的相应位置对多个交通工具中的每一者再执行方法600、800。如参考图8解释，每个交通工具的可达区域可显示在显示装置上。显示装置可为交通工具团队控制者(例如交通工具调度员)的显示装置，因此使得控制者能够直观地观察交通工具团队在目标函数限制(例如响应时间)内无法到达的区域。控制者可发出指令给一或多个交通工具驾驶员以让驾驶员在不同位置处等待(取决于不可达区域)，以便改善整个交通工具团队覆盖区域，即最小化在每个交通工具的响应时间内交通工具覆盖区域重叠的面积。

在一些实施例中，方法600、800可用于确定休闲活动的区域。在这些应用中，成本函数可基于与在其内执行活动的网络的链接相关的准则。例如，成本函数可基于用于跑步或骑车的道路或路径的质量。因此，方法600、800优先地选择最适用于跑步或骑车的道路或路径。目标函数可为所需跑步或骑车距离。以此方式，OTM搜索方法600、800可用来确定优先地顺着最适合的道路或路径且确定具有所需长度或跑步/骑车时间的路线的跑步或骑车路线。这些活动的可达区域还可参考图8及相关描述而显示。当可达区域如图8中所示般显示时，一或多个POI的位置可用来影响对用户路线的选择，即，通过选择通向更多或感兴趣的景点的路线而使得跑步者能够观赏景点。因此将意识到，POI不限于燃料站或EV充电点。POI可为例如城市内的景点。

将明白，虽然之前已描述本发明的各个方面及实施例，但是本发明的范围不限于本文中陈述的特定布置，而是扩展以涵盖属于随附权利要求书的范围内的所有布置及其修改及更改。

例如，虽然以上详述中描述的实施例是指GPS，但是应注意，导航装置可使用任何种类的位置感测技术作为GPS的替代(或事实上除了GPS以外还使用任何种类的位置感测技术)。例如，导航装置可使用其它全球导航卫星系统，例如欧洲伽利略系统。同样地，其不限于基于卫星的系统，而是可使用基于地面的信标或使得装置能够确定其地理位置的其它种类的系统而容易地发挥作用。

所属领域一般技术人员还将充分了解，虽然所描述的实施例通过软件实施某些功能，但是所述功能同样可仅仅以硬件(例如通过一或多个专用集成电路(ASIC))实施，或事实上通过硬件与软件的混合而实施。因而，本发明的范围不应被解释为只限于在软件中实施。

最后，还应注意，虽然随附权利要求书陈述本文中描述的特定特征组合，但是本发明的范围不限于权利要求书中要求的特定组合，而是扩展以涵盖本文中公开的特征或实施例的任何组合，而无关于所述特定组合此时是否已在随附权利要求书中具体列举。

Claims (20)

1.一种一对多路线搜索方法，其包括：

搜索地图数据以根据成本函数选择链接来形成从出发节点起的多个路线；以及

根据目标函数确定每个路线的范围，

其中对所述地图数据的所述搜索执行到基于不可达节点的成本的搜索边界。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述搜索边界延伸超出所述不可达节点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述不可达节点是根据所述成本函数选择的第一节点，所述第一节点根据所述目标函数而被确定为不可达。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述搜索边界具有基于所述不可达节点的所述成本的成本。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述不可达节点的所述成本是所述出发节点与所述不可达节点之间沿所述出发节点与所述不可达节点之间的根据所述成本函数确定的路线的链接的累积成本。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中每个路线是由各自具有根据所述成本函数确定的最低成本的多个网络链接形成。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述成本函数基于每个链接的长度、行进时间及/或行进速度中的一或多者确定所述链接的成本。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中每个路线的所述范围是通过所述目标函数基于能量成本、行进时间及/或行进距离中的一或多者而确定。

9.根据权利要求8所述的方法，其中每个路线的所述范围是通过所述目标函数从所述出发节点确定。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述地图数据中的每个链接具有相关重要性，且所述搜索只选择具有等于或大于预定重要性的相关重要性的链接。

11.根据权利要求10所述的方法，其中具有小于所述预定重要性的相关重要性的一或多个区域布置在所述出发节点及/或一或多个兴趣点POI周围，且启用所述搜索以选择所述相应区域内具有等于或大于与所述区域相关的所述重要性的重要性的链接。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中如果以节点为终点的链接具有小于所述预定重要性的相关重要性，那么启用所述搜索以选择从所述节点起的具有小于所述预定重要性的相关重要性的链接。

13.根据权利要求10到12中任一权利要求所述的方法，其中与每个链接相关的所述重要性是功能道路分类FRC。

14.一种计算装置，其包括处理器及存储地图数据的存储器，所述处理器经布置以执行一对多路线搜索模块，以搜索所述地图数据以确定从初始节点起的多个路线，其中所述模块经布置以搜索地图数据直到搜索边界以根据成本函数选择链接来形成所述多个路线，且根据目标函数确定每个路线的范围；且其中所述搜索边界是基于与不可达节点相关的成本。

15.根据权利要求14所述的计算装置，其中所述搜索边界具有大于所述不可达节点的成本。

16.根据权利要求14或15所述的计算装置，其中模块经布置以选择从每个已访问节点起的具有根据所述成本函数确定的最低成本的链接以形成所述多个路线中的每一者。

17.根据权利要求14到16中任一权利要求所述的计算装置，其中所述模块经布置以基于每个链接的长度、行进时间及/或行进速度中的一或多者确定所述链接的成本。

18.根据权利要求14到17中任一权利要求所述的计算装置，其中所述模块经布置以根据所述目标函数基于能量成本、行进时间及/或行进距离中的一或多者确定每个路线的所述范围。

19.一种计算机软件，其在被执行时可操作以使得一或多个处理器执行根据权利要求1到13中任一权利要求所述的方法。

20.一种计算机可读媒体，其上存储根据权利要求19所述的计算机软件。