CN104769391B - 用于确定一段道路的路线偏离的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明描述一种用于识别道路线段的横向路线偏离的方法及系统。从沿着道路路段行进的多个车辆收集位置数据。使用与所述位置数据相关联的地图匹配误差确定沿着所述道路路段的行进的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差。当所述平均地图匹配误差测量均高于给定阈值时识别横向路线偏离，且其中所述检测到的偏离具有给定最小长度。可考虑包含可能偏离的方向及对相反行驶方向上的行进的影响的其它偏离指示符。产生包含行进通过偏离区域的速度的关于所述经确定偏离的数据且将所述数据用于增强交通信息。

Description

用于确定一段道路的路线偏离的方法及系统

技术领域

本发明涉及用于确定可导航路段的至少一部分的路线偏离的方法及系统。

背景技术

存在其中实际路线可能与基于表示道路的电子地图的道路线段的路径的期望路线偏离(例如，横向地)的各种情形。横向路线偏离的一个常见原因为道路施工。举例来说，在道路施工正影响给定行进方向上的道路线段的车道的情况下，车辆可能被迫沿着通常形成相反行车道的一部分的车道或沿着硬路肩行进。在任一情形下，给定行进方向上遵循的实际路线将展现出与根据表示道路的电子地图数据的期望行进路线的横向偏离。

出于若干原因，识别路线的所谓(横向)偏离或偏移的存在是有用的。偏离经常可对沿着道路的交通流量具有不利影响。因此，识别路线的偏离可用于提供更准确的交通信息及获得更准确的路线行进时间估计。沿着并入偏离的道路路段行进还要求驾驶者必须提高注意力，且因此识别受影响的路段以向驾驶者提供事前警告是有用的，从而增强安全性及/或允许驾驶者在其导航中被适当地导引通过受影响路段。

在当前交通信息系统中已知考虑不同可导航路段上的交通流量及识别其中流量比可预期的更低的区域。然而，此类方法不考虑任何流量减小的根本原因，或提供确定是否涉及到路线偏离的方式。在其它布置中，交通消息可使用合适分配系统从(例如)第三方接收，例如呈TMC(交通消息信道)消息的形式。此类消息可指示其上交通流量受到道路施工影响的路段，但不指示归因于道路施工的任何临时路线偏离。

本申请人已意识到需要用于确定可导航路段的路线偏离的方法及系统。

发明内容

根据本发明，提供一种用于确定由电子地图表示的可导航路段的路线偏离的方法，所述方法包括：

获得关于多个装置沿着可导航路段的移动的位置数据；

使用指示沿着可导航路段的多个位置的位置数据的地图匹配误差的数据确定可导航路段的路线偏离；以及

产生指示经确定偏离的数据。

因此，根据本发明，与关于装置(及因此车辆)沿着路段的实际移动的位置或“探针”数据相关联的地图匹配误差提供一种确定可导航路段的路线偏离的方式。这提供一种确定识别可导航路段的路线变化的信息的灵活且可靠的方式，其可在不依赖(例如)第三方信息且没有额外基础设施的情况下实现。在实施例中，如下文论述，可容易地确定关于经识别路线偏离的额外细节，例如偏离的起点、偏离的终点、偏离的方向等等。本发明的方法尤其可用于确定(例如)归因于道路施工的可导航路段的临时路线偏离。在更复杂的道路施工情形中，在道路施工的持续时间期间可存在可导航路段的若干不同路线偏离，其例如与道路施工的不同阶段相关联。本发明提供一种即使在此类情形中也准确获得关于实际路线的信息的方式。

本发明可用于确定由于任何原因而发生的可导航路段的路线偏离。所述偏离可归因于道路施工。本发明最可适用于确定临时性的路线偏离。接着，所述偏离为具有有限持续时间的偏离。然而，虽然所述偏离是临时性的，但所述偏离通常将具有相对长的持续时间，(例如)以便对交通流量具有较长的持续影响，而非为相对短暂的持续时间(例如，仅以小时为单位)。此类偏离可包含归因于道路施工、车道封闭等等而发生的偏离，与事故或故障所必需的更短暂的偏离相比，所述偏离可持续至少一天左右。这是因为本发明依赖于使用关于装置(与车辆相关联)沿着可导航路段的移动的位置数据来确定偏离。将了解，确定偏离的存在将依赖于所获得的有意义的“探针”数据量来允许在所要确定度上做出确定。虽然，一般来说这意味着本发明的方法最可适用于具有超过至少24小时持续时间的路线偏离，但取决于交通流量(及因此可收集的探针数据级别)，更短或更长的时间周期可适合于不同的可导航路段。举例来说，在偏离仅在夜间影响可导航路段的情况下，可需要更长的持续时间来收集大量的有用探针数据。在交通量较高的情况下，可在几小时内收集到有用的探针数据量。因此，在实施例中，偏离是临时性偏离。所述偏离可具有至少24小时的持续时间。

可导航路段的路线偏离是指与基于电子地图数据的期望路线的可导航路段的路线偏离。所述偏离可为可导航路段的至少一部分的路线偏离。如下文描述，通常来说，所述偏离为可导航路段的仅一部分(即，其长度)的路线偏离。

将参考其中路线偏离为横向路线偏离的特别优选实施例描述本发明。然而，将了解，本发明可更一般地适用于确定可导航路段的路线偏离，而不论所述偏离是否为横向偏离或是否包含横向偏离。在未在本文中明确陈述的情况下且除非上下文另外要求，否则对“横向路线偏离”的参考可更一般地由对“路线偏离”的参考替代且反之亦然。如将理解，术语“横向偏离”是指相对于可导航路段的宽度的偏移。换句话说，可导航路段具有纵向方向(其为在沿着路段的行进方向上沿着路段的长度的方向)及横向(或与宽同向)方向(其为垂直于纵向方向的方向)。

本发明可用于确定给定可导航路段的一或多个偏离及/或确定一或多个可导航路段的一或多个偏离。虽然考虑多个可导航路段及/或偏离，但相对于每一其它路段或偏离实施的方法可根据下文关于可导航路段或偏离描述的实施例中的任何者。

根据本发明，在本发明的方面或实施例中的任何者中，通过参考由电子地图数据指示的期望路线，偏离为可导航路段的路线变化。因此，期望路线可由组成如由电子地图数据指示的可导航路段的一或多个可导航线段的至少一部分的位置指示。可导航线段的位置可由所述线段的参考线(例如，中心线)界定。地图匹配误差表示根据位置数据的位置与所述位置应对应于的所述线段上的期望位置之间的差异。偏离将为可导航路段的路线与其沿着其长度的任何部分的期望路线的背离。

本文中涉及的可导航线段为由电子地图覆盖的区域中的线段，所述地图包括表示由所述地图覆盖的区域中的可导航线段的多个线段。所述或每一可导航路段(及因此可导航线段)优选地为可导航道路路段(或可导航道路段)，但本发明扩展到任何形式的可导航路段或线段。如本文中使用的术语“可导航路段”是指一或多个可导航线段的至少一部分。所述路段可由任何线段的一部分组成，及/或可包含一或多个完整线段。参考道路线段及路段描述本发明的实施例。应意识到，本发明还可适用于由其它类型的线段组成的其它可导航路段。为便于参考，这些可导航路段统称为道路线段或路段。

根据本发明的另一方面，提供一种用于确定由电子地图表示的可导航路段的路线偏离的系统(任选地为服务器)，所述系统包括：

用于获得关于多个装置沿着可导航路段的移动的位置数据的构件；

用于使用指示沿着可导航路段的多个位置的位置数据的地图匹配误差的数据来确定可导航路段的线路偏离的构件；以及

用于产生指示经确定偏离的数据的构件。

如所属领域的技术人员将了解，在适当的情况下，本发明的此另一方面可包含且优选地确实包含本文中在本发明的其它方面中的任何者的方面中描述的本发明的优选及任选特征中的任何一或多者或所有。如果未明确陈述，那么本文中的本发明的系统可包括用于实行关于在本发明的其它方面或实施例中的任何者中的本发明的方法描述的任何步骤的构件，且反之亦然。

本发明为计算机实施的发明，且关于本发明的方面或实施例中的任何者描述的步骤中的任何者可在一组一或多个处理器的控制下实行。用于实行关于所述系统描述的步骤中的任何者的构件可为一组一或多个处理器。

将了解，本发明的方法的步骤可专门在服务器上执行，或以任何组合的形式一些在服务器上执行且其它在导航装置上执行，或专门在导航装置上执行。服务器上的步骤中的一或多者的执行可为高效的且可减轻施加于导航装置上的计算负担。替代地，如果在导航装置上执行一或多个步骤，那么这可减小网络通信所需的任何带宽。

在其中至少部分在服务器上执行所述方法的实施例中，所述服务器可为“交通服务器(traffic server)”。所述服务器可经布置以从一或多个源接收交通消息及/或产生交通消息。在优选实施例中，所述系统包括或为经布置以实行确定可导航路段的路线偏离的步骤的服务器。

根据本发明，所述方法涉及获得及使用关于多个装置沿着可导航路段的移动的位置数据来确定路线偏离。位置数据指示装置相对于时间的位置。因此，位置数据优选与时间数据相关联。所述位置数据涉及多个装置沿着可导航路段的移动，且因此关于沿着所述路段的多个位置。所述数据可关于沿着所述路段的给定间隔处的位置。

所述位置数据可为不一定出于本发明的目的而专门接收的位置数据。举例来说，所述数据可从此“探针”数据的现有数据库获得，可从所述现有数据库过滤出相关数据。在一些布置中，获得数据的步骤可包括存取数据，即，先前经接收及存储的数据。在其它实施例中，获取位置数据的步骤包括(例如，在服务器处)从装置接收数据。这实现“实时”数据而非历史数据的使用，如下文论述。优选地，所接收的数据为位置数据及相关联的时间数据。在其中所述方法涉及从装置获得或接收数据的布置中，设想所述方法可进一步包括在前进到实行本发明的其它步骤之前存储所接收的位置数据。

如上文论述，所述位置数据涉及装置相对于时间的移动，且可用于提供由所述装置采用的路径的位置“迹线”。所述装置可为能够出于本发明的目的提供位置数据及足够的相关联定时数据的任何移动装置。所述装置可为具有位置确定能力的任何装置。通常来说，所述装置可包括GPS或GSM装置。此类装置可包含导航装置、具有定位能力的移动电信装置、位置传感器等等。所述装置优选与车辆相关联。在这些实施例中，装置的位置将对应于所述车辆的位置。所述装置可与所述车辆集成(例如，内置传感器或导航设备)或可为与车辆相关联的单独装置(例如，(能够可移除地安装的)便携式导航设备)。当然，定位数据可从不同装置的组合或单个类型装置(例如，与车辆相关联的装置)获得。

将了解，从多个装置获得的位置数据可称为“探针数据”。从与(例如)车辆相关联的装置获得的数据可称为车辆探针数据。因此，本文中对探针数据的参考应理解为可与术语“位置数据”互换，且在本文中为简洁起见位置数据可称为探针数据。

在优选实施例中，所述方法包括获得(优选地接收)关于多个装置在电子地图的区域中的移动的位置数据，所述地图包括表示由地图覆盖的区域中的可导航线段的多个线段及对于所选择的可导航路段(其由一或多个可导航线段的至少一部分界定)，过滤所述位置数据以获得关于装置沿着可导航路段的移动的位置数据。所述数据可经进一步过滤以获得关于所述装置在沿着可导航路段的一个或两个行进方向上沿着所述路段的移动的位置数据。

可导航路段可或可不为已经被选择为潜在地包含偏离的路段。因此，本发明可用于验证或识别偏离的存在。所述方法可包括选择可导航路段及获得关于所选择路段的位置数据及地图匹配误差数据。

在一些布置中，可导航路段可为已基于交通流量信息选择的路段。举例来说，所述路段可为已知与低于预期的交通流量相关联或与可引起路线偏离的事件(例如，道路施工)相关联的路段。接着，本发明可提供调查路线偏离是否为减小的交通流量负责或是否存在的方式。

在一些实施例中，可导航路段为包括在(交通)消息中识别的一或多个可导航路段的至少一部分的路段，所述消息指示影响一或多个可导航线段的至少一部分上的交通流量的事件。本发明可进一步包括例如从一或多个源且优选地从多个源接收此消息或多个此类消息。所述消息可为从第三方提供商接收的交通消息信道(TMC)消息或呈替代格式的另一此消息(例如，TPEG消息)。所述第三方可为道路管理机构或基于从不同源(例如，包含道路管理机构)获得的数据的交通消息的提供商。通常来说，关于可影响交通流量的事件(例如，道路施工)的信息将由道路管理机构发送到负责传播消息的第三方。

在此类实施例中，本发明可提供一种通过确定包括其上交通流量受到事件影响的一或多个可导航线段的至少一部分的可导航路段的路线偏离来验证及/或改善此消息的方法。然而，本发明可有利地用于确定可导航路段的路线偏离的存在，即使在此偏离未受到怀疑的情况下也可确定此偏离的存在。将了解，可导航路段可因此未必基于交通流量信息或指示必然引起路线偏离的事件的信息而选择。接着，所述方法可包括系统性地评估某一区域中的不同可导航路段以确定是否存在任何偏离。

所考虑的可导航路段可具有任何合适长度。在实施例中，关于获得哪一个位置数据的可导航路段经选择以具有大于任何偏离的可能长度的长度。以此方式，可更准确地确定偏离的长度，且可以更大的确定性证实偏离的存在。因此，优选地，经确定的偏离存在于可导航路段的长度的仅一部分上。在实施例中，可导航路段包括多个连续可导航线段。经确定的偏离优选地具有小于一个可导航线段的长度。

优选地，在确定偏离时获得及使用的位置数据为“实时”位置数据。实时数据可被认为是相对当前的数据且提供关于在可导航路段上正在发生什么的指示。因此，所述数据可为“伪实时”的，这是因为其可不与完全当前状况相关，但对比“历史”数据是“实时”的。实时数据通常可与最近30分钟内装置在所选择的可导航路段上的移动相关。在一些实施例中，实时数据可与最近15分钟内、10分钟内或5分钟内车辆在所选择可导航路段上的移动相关。

所述方法包括获得关于多个装置在沿着可导航路段的一个且最优选地两个行进方向上沿着可导航路段的移动的位置数据，及使用与所述或每一行进方向的数据相关联的地图匹配误差确定路线偏离。使用关于两个行进方向的数据可实现以较大准确性证实关于存在偏离的确定，如下文论述。

针对沿着可导航路段的多个位置中的每一者，获得位置数据及其地图匹配误差数据。因此，确定路线偏离的步骤使用指示关于沿着可导航路段的每一装置的多个不同位置的位置数据的地图匹配误差的数据。

当从导航系统中的装置接收位置数据时，使所述位置数据与由电子地图表示的可导航线段的网络的线段上的位置匹配。此过程通常称为“地图匹配”，且可涉及如此项技术中已知的各种算法的使用。此类算法可考虑给定装置的行进路径(例如，考虑如由通过装置在不同时间点处的位置数据界定的迹线指示的装置的路径)以便识别装置应映射到的可导航线段。本发明的方法可扩展到地图匹配位置数据的步骤。通常来说，位置数据(例如，从全球导航卫星系统(GNSS)接收器获得的经度及纬度坐标)与定时数据(例如，时戳)相关联。接着，使位置数据的每一项与沿着电子地图的可导航线段中的一者的位置匹配。在实行此地图匹配过程时，可关于位置数据的每一项导出指示由位置数据指示的位置与其所匹配的可导航线段上的位置之间的差异的地图匹配误差。在一些实施例中，对于多个装置中的每一者，可针对关于所述装置的每一位置数据点导出地图匹配误差。此地图匹配误差可由于各种原因而出现，例如(举例来说)，位置数据信号及/或映射误差中的一般噪声，例如在电子地图数据中的可导航线段的参考线未经正确地理参考(geo-referenced)使得由电子地图表示的可导航线段的位置实际上不精确对应于线段的实际位置的情况中。在一些情形中，地图匹配误差可因为可导航路段的线路变化而出现，使得所述装置所遵循的实际路线不对应于由可导航线段或界定可导航路段的线段的位置指示的期望路线。

本发明使用指示关于多个装置沿着可导航路段的移动的位置数据的地图匹配误差的数据来确定可导航路段的至少一部分的路线偏离。在实施例中，所述方法涉及使用多个装置的位置数据及沿着可导航路段的多个位置中的每一者的位置数据的对应地图匹配误差数据。

所述方法可或可不扩展到导出地图匹配误差数据或使地图匹配误差数据与位置数据相关联的步骤。

如上文描述，位置数据可从已获得的位置数据存取而非出于本发明的目的而特定收集。在此类情形中，位置数据可能已与地图匹配误差数据相关联。因此，获得地图匹配误差数据的步骤可包括存取数据。

根据本发明的一些实施例，所述方法可扩展到导出地图匹配误差数据的步骤。因此，所述方法可包括使来自多个装置的位置数据与由电子地图表示的沿着可导航路段的位置匹配的步骤。在一些实施例中，所述方法可包括使关于沿着可导航路段的多个装置的移动的位置数据与如由电子地图表示的可导航路段的可导航线段上的位置匹配，及检测指示根据位置数据的装置的位置与所述数据所映射到的可导航线段的位置的差异的地图匹配误差。

在实施例中，指示位置数据的地图匹配误差的数据指示相对于由电子地图表示的可导航路段的期望路线的地图匹配误差。可关于沿着界定可导航路段的线段的参考线界定期望路线。所述参考线可为所述或每一线段的地图中心线。换句话说，且如此项技术中已知，如由电子地图表示的可导航线段可通过线描述，且所述线段的属性可相对于所述线而指派。所述线通常将表示单向道路的中心，或对于双向道路表示具有第一行进方向的车道与具有相反行进方向的车道之间的中央。

根据本发明，在本发明的实施例的任何者中，地图匹配误差优选指示根据位置数据的经确定位置与经确定位置所匹配的沿着如由电子地图表示的可导航路段(沿着其所述可导航线段或其可导航线段)的位置的横向偏移。因此，误差指示相对于可导航路段的横向方向上的误差且在在本文中提及的情况下应以此方式理解。

在实施例中，确定路线偏离的步骤包括使用指示关于多个装置沿着包括两个或两个以上连续可导航线段的可导航路段的行进的位置数据(优选地，针对沿着可导航路段的多个位置中的每一者)的地图匹配误差的数据。确定路线偏离将考虑相对于沿着所述路段的位置的地图匹配误差数据。考虑相对延长的可导航路段可导致识别路线偏离的更大的精确性。以下步骤(其描述为使用位置数据及其地图匹配误差来执行)优选地使用位置数据及其沿着可导航路段的多个位置中的每一者的地图匹配误差来实行。

将了解，与位置数据相关联的地图匹配误差可允许检测可导航路段的路线偏离。一般来说，给定等级的地图匹配误差可指示路线偏离，而非归因于所获得的位置数据或如由电子地图表示的可导航路段的位置的不准确性的常见误差。因为位置数据是从沿着可导航路段行进的多个装置获得，所以通过使合适的数据量(例如，探针迹线)在统计上显著，可得出关于何时存在路线偏离的可靠结论。本文中对地图匹配误差的参考可理解为是指地图匹配误差数据或指示地图匹配误差的数据且可由此类术语替代。

在一些实施例中，确定偏离的步骤可包括使用指示位置数据的地图匹配误差的数据检测可导航路段的潜在路线偏离。接着，所检测到的潜在偏离可被视作偏离，且所述方法接着可包括做出存在对应于所检测到的潜在偏离的偏离的确定。然而，在优选实施例中，采取某些步骤以实现确定路线偏离的存在(及在需要的情况下，关于所述偏离的额外信息)的较高准确性，从而允许所述偏离更可靠且更可信地与(例如)位置数据中的背景噪声区分开。在优选实施例中，所述方法包括使用指示位置数据的地图匹配误差的数据检测可导航路段的潜在路线偏离，及(仅)在使用地图匹配误差数据额外地发现存在一或多个(及优选地，多个)路线偏离指示符偏离时做出存在路线偏离的确定。

所述方法可涉及采取下文描述的任何或所有步骤及以任何顺序采取所述步骤以检测潜在偏离及任选地检测一或多个偏离指示符。在使用多个步骤的情况下，所述方法可涉及使用合适算法来以任何合适顺序实施及/或同时实施多个步骤以提供偏离测试。

所述方法可包括使用指示位置数据的平均地图匹配误差的一或多个测量来检测可导航路段的潜在路线偏离。所述方法可包括使用指示地图匹配误差的数据确定一或多个测量。所使用或经确定的一或多个测量是关于沿着可导航路段的多个位置。优选地，所述测量包括基于来自多个装置的位置数据的平均地图匹配误差及/或平均绝对地图匹配误差。本文中对“平均”地图匹配误差的参考是指关于多个装置的平均地图匹配误差，即，基于针对沿着路段的给定位置对于每一装置确定的误差的平均值。平均或平均绝对地图匹配误差优选地相对于沿着可导航路段的距离而确定。因此，可关于沿着路段的不同位置获得多个平均或平均绝对地图匹配误差值。在优选实施例中，所述方法因此包括使用针对来自不同装置的位置数据且优选地关于沿着路段的多个位置中的每一者的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差中的一者或两者来检测可导航路段的潜在路线偏离(且因此在确定路线偏离的步骤中)。所述方法可进一步包括导出平均地图匹配误差及/或平均绝对地图匹配误差的步骤。这可使用位置数据的其它地图匹配误差数据(例如，关于若干项位置数据的个别地图匹配误差数据)来实行。在其它布置中，所述方法可涉及在已导出的情况下存取此数据。

平均地图匹配误差表示从不同装置获得的位置数据的平均地图匹配误差，其反映误差的方向，例如其指示向左的横向偏移还是向右的横向偏移。平均绝对地图匹配误差同时表示数据的平均量值，且与误差的方向(例如，是左横向偏移还是右横向偏移)无关。除非上下文另有要求，否则本文中描述为使用地图匹配误差数据来执行以确定潜在偏离的步骤中的任何者可使用平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差中的一者或两者来实施。

归因于定位数据的准确性的固有波动(例如，归因于定位(例如GPS)信号中的“噪声”)的地图匹配误差通常将引起两个方向上的误差，所述误差可抵消而使得平均地图匹配误差可相对低。然而，在偏离是归因于路线变化的情况下，可期望地图匹配误差在同一方向上出现，使得平均地图匹配误差将为显著的。已发现，考虑沿着路段的不同位置的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差可使得能够更可靠地确定偏离。在路线偏离的区域中，将期望两种类型的地图匹配误差的量值较显著。在不存在偏离的区域中，将期望平均绝对地图匹配误差将大于或等于平均地图匹配误差，这是归因于抵消掉可归因于定位信号噪声或波动而在不同方向上出现的误差。因为平均绝对地图匹配误差仅考虑量值且不考虑此类误差的方向，所以其通常将相对高于平均地图匹配误差。相比之下，在存在偏离的情况下，将期望平均及平均绝对地图匹配误差相对高。在实施例中，所述方法可包括比较平均绝对地图匹配误差的量值与平均地图匹配误差的量值以确定潜在路线偏离的存在。潜在偏离的检测可基于平均及平均绝对地图匹配误差的相对量值及/或平均及平均绝对地图匹配误差中的一或两者的绝对量值。

如上文论述，所述方法可包括通过参考多个装置的位置数据的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差中的至少一者(及优选地两者)的量值检测可导航路段的潜在路线偏离的存在。在一些实施例中，所述方法可包括在平均地图匹配误差的量值大于或等于平均绝对地图匹配误差的量值及/或当平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差两者的量值均超过给定阈值时检测潜在路线偏离的存在。

所述方法可包括确定所检测到的潜在偏离的空间幅度、起点、终点、量值及方向中的一或多者。这可通过考虑相对于沿着可导航路段的距离的地图匹配误差数据来实行。

如上文描述，优选地导出一或多个路线偏离指示符，其可提供所识别的潜在偏离确实应被视为关于产生何种数据的经确定的路线偏离的额外确认。可确定且可以任何合适顺序确定下文描述的任何或所有偏离指示符。可使用地图匹配误差数据及优选地指示地图匹配误差数据的一或多个测量(例如，平均地图匹配误差及/或绝对地图匹配误差)来确定指示符。

所述方法可包括在所检测到的潜在偏离包含远离期望路线的第一方向上的偏离接着是返回朝向沿着可导航路段的期望路线的相反的第二方向上的偏移时确定路线偏离指示符的存在。所述第一及第二方向可为横向方向，例如，相对于可导航路段的所述或每一可导航线段的中心线的向左或向右或反之亦然。所述方法可包括仅当第二方向上的偏离在沿着第一方向上的偏离的可导航线段的给定距离内发生时确定路线偏离指示符的存在。

替代地或额外地，所述方法可包括当所检测到的潜在路线偏离具有超过给定阈值的空间幅度时确定路线偏离指示符的存在。已发现，路线偏离通常与比实际上可归因于位置数据或地图数据的不准确性的明显偏离相对长的空间幅度相关联。

替代地或额外地，所述方法可包括当所检测到的潜在路线偏离具有超过给定阈值的量值时确定路线偏离指示符的存在。偏离的量值可通过参考地图匹配误差数据(例如，位置数据的平均地图匹配误差或平均绝对地图匹配误差的量值)来确定。在实施例中，所述量值为优选地大于10m的横向偏移。这帮助区分路线偏离与归因于GPS信号的有限准确性的定位数据的固有误差。

替代地或额外地，所述方法可包括基于所检测到的潜在偏离的方向确定路线偏离指示符的存在。所述方向为例如相对于形成可导航线段的线段的中心线的横向方向。在实施例中，当所检测到的潜在路线偏离在朝向在相反方向上沿着可导航路段的行进的路径的方向上时确定偏离指示符存在。这可指示其中车辆被迫沿着相反行车道行驶的偏离。

验证所检测到的潜在路线偏离的进一步步骤可包括使沿着路段的偏离位置与表示区域的地图数据相关。举例来说，在基于地图匹配数据获得的潜在偏离位于地图的复杂交叉点或其它部分的区域(在所述区域中，可预期归因于道路网络的结构的相对较高的地图匹配误差)中的情况下，所述潜在偏离可能被低估。

因此，在实施例中，所述方法包括当发现存在一或多个偏离指示符时确定可导航路段的路线偏离的存在，所述偏离指示符是基于由与位置数据相关联的地图匹配误差数据指示的所检测到的潜在偏离的空间幅度、方向或量值中的一或多者。

根据优选实施例，通过参考给定行进方向的位置数据实行关于使用地图匹配误差数据确定偏离的存在描述的步骤中的任何者。

替代地或额外地，所述方法可包括确定关于第一行进方向的潜在路线偏离，及当使用指示位置数据的地图匹配误差的数据针对相反行驶方向额外地检测潜在路线偏离时确定路线偏离指示符的存在。当每一行驶方向中的潜在路线偏离的位置至少部分定位在沿着线段的对应位置处时，可发生路线偏离指示符的确定。在这些实施例中，可以类似于上文描述的方式但使用关于在所述行进方向上行进的装置的位置数据及相关联地图匹配误差数据来确定针对相反行驶方向的路线偏离。将了解，一个行驶方向上的路线偏离可经常要求相反行驶方向上的路线偏离必须与其相适应，使得在沿着可导航路段的对应位置处在两个行驶方向上存在偏离可提供确实存在路线偏离的进一步指示。

一旦已确定偏离(不管这是否为具有或不具有通过参考一或多个额外偏离指示符进行的验证的所检测到的潜在偏离)，即刻产生指示偏离的数据。指示在(经确定及)所产生的可导航路段中的经确定偏离的数据可为电子地图数据。所述数据至少指示经确定的偏离的存在。所述方法可扩展到确定关于经确定偏离的额外数据。因此，指示经确定偏离的数据可包含任何或所有偏离位置，其可与可导航路段、或形成可导航路段的线段、偏离的空间幅度、偏离的起点及/或终点、偏离的方向及沿着路段的偏离部分的期望行进速度绝对相关或相对于所述可导航路段、或形成可导航路段的线段、偏离的空间幅度、偏离的起点及/或终点、偏离的方向及沿着路段的偏离部分的期望行进速度。期望行进速度可基于使用位置数据确定的平均行进速度。偏离方向为相对于参考线(例如，可导航路段的中心线)的偏离的横向方向。举例来说，偏离方向可表达为左方向偏离或右方向偏离。使用位置数据及/或与其相关联的地图匹配误差获得任何额外数据。

在优选实施例中，所述方法进一步包括存储所产生的数据。所述数据可以任何方式存储，且将了解，此步骤可涉及存储到所述数据的指针等等。优选地，此步骤由服务器实行。指示偏离的数据可存储在偏离信息的数据库中。本发明扩展到含有根据本文中描述的方法的实施例中的任何者获得的数据的数据库。此数据库可提供接着可提供到第三方的大量信息。消息接着可经由常用信道作为较高质量数据传播。接着，所存储的数据可或可不立即发射或以其它方式使用。

一旦已确定指示经确定的偏离的数据，便可以各种方式使用所述数据。可将所述数据提供到一或多个车辆。可将所述数据作为输入提供到一或多个高级驾驶者辅助系统(ADAS)及/或导航装置。

指示经确定的偏离(例如，其位置)且任选地指示关于偏离的任何额外信息的数据可(例如)由服务器发射。接着，所述服务器可为实行所述确定的服务器。所述信息可发射到一或多个且优选地多个车辆。所述数据可发射到导航装置(其可为PND及/或集成导航装置)及/或发射到车辆的ADAS。

所述数据可以各种方式使用，无论其是否提供到车辆或是否作为输入提供到ADAS或导航装置。举例来说，所述数据还可由路线规划设备使用，例如，经由基于网络的接口实施。下文描述的步骤中的任何者可使用基于车辆的导航装置(例如，PND或集成装置、ADAS)来实施或在不需要导航功能性的情况下可使用任何合适(例如，基于网络)的路线规划应用程序来实施，除非上下文另有要求。

在一些实施例中，所述数据可例如由导航装置或ADAS用于致使指示路段偏离的信息向驾驶者显示，使用指示偏离的信息增强电子地图，或提供指示偏离的警告或警报。这可经由导航装置、ADAS发布或可呈关于经由路线规划应用程序规划的路线的电子邮件警报或类似物的形式。

在其中所述方法包括使用数据来增强电子地图的一些实施例中，使用关于偏离的信息增强地图。可使用指示所论述的经确定偏离的信息类型中的任何者(例如，偏离的地理位置、偏离的空间幅度及/或地理位置或沿着偏离路段的期望行进速度中的一或多者)增强所述地图。地图的增强可由导航装置或甚至ADAS实行或可由服务器实行以增强形成路线规划系统的部分的基于网络的电子地图。因此，所述地图可为由导航装置、ADAS或与任何路线规划装置相关联的显示器显示的地图。

在一些实施例中，所述数据用于提供沿着可导航路段的路径的车道层次图。

在一些优选实施例中，将指示经确定的偏离的数据作为输入提供到ADAS的功能。所述功能可为自动转向功能。

在一些实施例中，ADAS或导航装置可使用采用数据的步骤来在沿着经偏离路段的行进期间减小驾驶者工作负荷。这可通过所述装置或ADAS减小其例如进行路线引导或其它功能所需的心理能力来实现，从而腾出容量用于沿着路段的经偏离部分的要求更高的导航，停用某些非必要功能性(例如，进行呼叫的能力等等)。替代地或额外地，所述方法可包括ADAS或导航装置向驾驶者提供引导以辅助沿着路段的经偏离部分的导航。

所述数据可用于产生路线。这可由导航装置、路线规划设备(无论是否与车辆相关联)或ADAS系统实行。举例来说，所述信息可用于产生路线或新路线，从而避开偏离部分。虽然本发明在提供关于可在导航背景中(例如，在沿着给定路线的导航期间)影响行进的事件的信息的背景中特别有用，但本发明还可适用于路线规划系统，所述路线规划系统可不包含导航功能性。举例来说，这些系统可为由用户用于在出发之前在家中规划路线的系统等等。此类系统可经由膝上型、桌上型或其它计算装置或移动电话等等实施。在一些实施例中，所述数据用于经由基于网络的路线规划系统产生路线。指示偏离的数据可或可不输出到用户(例如，驾驶者)。举例来说，所述数据可用作到可接着将信息用于(例如)路线规划(其可为初始路线计算或再计算)的ADAS系统的输入，而不必向用户输出信息。在其中向用户(例如，车辆的驾驶者)提供指示偏离的数据的实施例中，这可直接或间接进行。举例来说，所述数据可用于使用信息来增强向用户显示的电子地图。所述数据可用于提供通过偏离区域的路径的车道层次图。在其它布置中，数据可经由不与车辆相关联的路线规划应用程序(例如，基于网络的应用程序)向用户输出而非经由导航装置或ADAS输出。

可导航路段的偏离经常可对沿着可导航路段的交通流量具有影响。因此，偏离的知识可用于提供准确交通信息。因此，在优选实施例中，所述方法包括使用偏离数据提供交通信息。所述交通信息可为交通消息，例如TMC或其它消息。因此，所述方法可包括使用经确定的偏离信息产生交通消息。在这些优选实施例中，所产生的交通消息可单独使用或与由交通信息服务提供的其它信息源一起使用。所述消息可直接向最终用户(例如，导航装置的用户)提供或可向第三方交通信息提供商提供。在这些实施例中，本发明提供可向其它方出售的额外交通数据源。在优选实施例中，交通信息(例如，消息)由服务器(例如，交通服务器)产生。所述方法可进一步包括服务器发射交通警报。所述警报可发射到多个导航装置(所述导航装置可为PND及/或集成导航装置)及/或发射到多个ADAS。

在其它实施例中，所述方法可包括使用经确定偏离来完善或验证指示影响沿着可导航路段的交通流量的事件的交通消息而非产生指示经确定偏离的交通消息。举例来说，现有消息可指示可导航路段上的道路施工的存在，但可不指示归因于道路施工的路段偏离。在本发明的实施例中，可使用指示经确定偏离的信息或关于经确定偏离的任何额外信息来增强可从第三方提供商接收的消息。

在其中经确定偏离用于提供交通信息(例如，交通消息)的实施例中，所述方法优选地包括确定沿着路段的经偏离部分的期望行进速度及将指示所述期望速度的数据包含在交通信息或消息中。这可实现更准确的所估计的到达时间及包含待计算的偏离部分的路线的路线持续时间。可使用位置数据确定期望行进速度。

可至少部分使用软件(例如，计算机程序)实施根据本发明的方法中的任何者。因此，本发明还扩展到包括计算机可读指令的计算机程序，所述计算机可读指令可执行以执行或致使导航装置及/或服务器执行根据本发明的方面或实施例中的任何者的方法。

本发明对应地扩展到包括这样一种软件的计算机软件载体，所述软件在用于操作包括数据处理构件的系统或设备时结合所述数据处理构件致使所述设备或系统实行本发明的方法的步骤。此计算机软件载体可为非暂时性物理存储媒体(例如，ROM芯片、CD ROM或磁盘)或可为信号(例如，电线上的电子信号、光学信号或例如到卫星的无线电信号或类似者)。本发明提供一种含有指令的机器可读媒体，所述指令在由机器读取时致使所述机器根据本发明的方面或实施例中的任何者的方法操作。与其实施方案无关，根据本发明使用的导航设备可包括处理器、存储器及存储在所述存储器内的数字地图数据。所述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。可提供一或多个额外软件程序以实现待控制的设备的功能性及提供各种其它功能。本发明的导航设备可优选地包含GPS(全球定位系统)信号接收及处理功能性。所述设备可包括可借助其将信息中继到用户的一或多个输出接口。除视觉显示器之外，输出接口可包含用于可闻输出的扬声器。所述设备可包括包含一或多个物理按钮以控制设备的开/关操作或其它特征的输入接口。

在其它实施例中，导航设备可至少部分借助不形成特定导航装置的一部分的处理装置的应用程序来实施。举例来说，本发明可使用经布置以执行导航软件的合适计算机系统来实施。所述系统可为移动或便携式计算机系统(例如，移动电话或膝上型计算机)或可为桌上型系统。

虽然未明确陈述，但将了解，本发明在其若干方面中的任何者中可包含关于本发明的其它方面或实施例(在其不相互排斥的前提下)描述的任何或所有特征。特定来说，虽然已描述可在所述方法中且由所述设备执行的各种操作实施例，但将了解，根据需要且在适当的情况下，这些操作中的任何一或多者或全部可在所述方法中且由所述设备以任何组合执行。

下文陈述这些实施例的优点，且在所附附属权利要求及以下详细描述中的其它地方界定这些实施例中的每一者的进一步细节及特征。

附图说明

图1为全球定位系统(GPS)的示意说明；

图2为经布置以提供导航装置的电子组件的示意说明；

图3为导航装置可经由无线通信信道接收信息的方式的示意说明；

图4为导航装置的说明性透视图；

图5说明根据本发明的一个实施例的方法的某些步骤；

图6说明道路路段；

图7A说明针对沿着道路路段的西-东(W-E)方向行进的距离的平均地图匹配误差测量；

图7B说明针对沿着道路路段的东-西(E-W)方向行进的距离的平均地图匹配误差测量；以及

图8说明针对沿着道路路段的距离的平均地图匹配误差测量的另一实例。

具体实施方式

现将特定参考PND描述本发明的优选实施例。然而，应记住，本发明的教示不限于PND而是替代地可普遍适用于经配置以执行导航软件以提供导航功能性的任何类型的处理装置。因此，由此断定，在本申请案的上下文中，导航装置希望包含(无限制)任何类型的导航装置，而不论所述装置是体现为PND、建置到车辆中的导航装置还是实际上体现为执行导航软件的计算资源(例如，桌上型或便携式个人计算机(PC)、移动电话或便携式数字助理(PDA))。此外，本发明适用于具有获得装置的位置数据的能力但可不提供导航或路线规划功能性的装置。举例来说，此装置可定位在车辆中，且经布置以经由车辆的仪表板提供导航辅助，从而从所述车辆或装置自身的位置确定(例如，GPS)系统获得位置数据。

在考虑以上附带条件的情况下，图1说明可由导航装置使用的全球定位系统(GPS)的实例图。此类系统是已知的且用于各种用途。一般来说，GPS为能够确定无限数目的用户的连续位置、速度、时间及(在一些情况中)方向信息的基于卫星无线电的导航系统。GPS(以前称为NAVSTAR)并入有在极度精确的轨道中围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目的接收单元。

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。在从GPS卫星接收到无线电信号之后，装置即刻经由多个不同常规方法中的一者确定所述卫星的精确位置。在大多数情况下，这些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，所述位置不是一般的而是可使用其它三角测距技术仅以两个信号确定)。在实施几何三角测距的情况下，接收器利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，获取第四卫星信号将允许接收装置以已知方式通过相同几何计算来计算其三维位置。所述位置及速度数据可由无限数目的用户在连续基础上实时更新。

如图1中所展示，GPS系统大体上由参考数字100指示。多个卫星102位于围绕地球104的轨道中。每一卫星102的轨道未必与其它卫星102的轨道同步且实际上可能是异步的。GPS接收器106展示为从各种卫星102接收扩展频谱GPS卫星信号108。

从每一卫星102连续发射的扩展频谱信号108利用以极度准确的原子时钟实现的高度准确的频率标准。作为其数据信号发射108的一部分，每一卫星102发射指示所述特定卫星102的数据流。所属领域的技术人员应了解，GPS接收器装置106一般从至少三个卫星102获取扩展频谱GPS卫星信号108以供GPS接收器装置106通过三角测距计算其二维位置。获取额外信号(其导致来自总共四个卫星102的信号108)允许GPS接收器装置106以已知方式计算其三维位置。

图2为以框组件形式的可根据本发明的优选实施例使用的导航装置200的电子组件的说明性表示。应注意，导航装置200的框图不包含导航装置的所有组件，而仅表示许多实例组件。

导航装置200定位在外壳(未展示)内。所述外壳包含连接到输入装置204及显示屏206的处理器202。输入装置204可包含键盘装置、语音输入装置、触摸板及/或用于输入信息的任何其它已输入装置；且显示屏206可包含任何类型的显示屏(例如，举例来说，LCD显示器)。在特定优选布置中，输入装置204及显示屏206集成为集成输入及显示装置(包含触摸垫或触摸屏输入)，使得用户仅需触摸显示屏206的一部分以选择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208，举例来说，可闻输出装置(例如，扬声器)。因为输出装置208可产生用于导航装置200的用户的可闻信息，所以同样应理解，输入装置240也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202经由连接210操作性地连接到输入装置204且经设定以经由连接210从输入装置204接收输入信息，且经由输出连接212操作性地连接到显示屏206和输出装置208中的至少一者以将信息输出到所述至少一者。此外，处理器202经由连接216可操作地耦合到存储器资源214，且进一步适于经由连接275从输入/输出(I/O)端口218接收信息/将信息发送到输入/输出(I/O)端口218，其中I/O端口218可连接到在导航装置200外部的I/O装置222。举例来说，存储器资源214包括易失性存储器(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222可包含但不限于外部收听装置(例如，举例来说，耳机)。到I/O装置222的连接可进一步为到任何其它外部装置(例如，汽车立体声单元)的有线或无线连接以用于免提操作及/或语音激活操作，举例来说用于连接到耳机或头戴耳机，及/或例如用于连接到移动电话，其中移动电话连接可用于建立导航装置200与(例如)因特网或任何其它网络之间的数据连接，及/或经由(例如)因特网或某种其它网络建立到服务器的连接。

图2进一步说明处理器202与天线/接收器224之间经由连接226的操作性连接，其中举例来说，天线/接收器224可为GPS天线/接收器。将理解，由参考数字224指示的天线及接收器经示意性地组合以用于说明，但天线及接收器可为单独定位的组件，且举例来说，天线可为GPS贴片天线或螺旋形天线。

此外，所属领域的一般技术人员将理解，图2中展示的电子组件由电源(未展示)以常规方式供电。如所属领域的一般技术人员将理解，认为图2中展示的组件的不同配置在本申请案的范围内。举例来说，图2中展示的组件可经由有线及/或无线连接及类似者彼此通信。因此，本申请案的导航装置200的范围包含便携式或手持式导航装置200。

此外，图2的便携式或手持式导航装置200可以已知方式连接或“对接”到车辆(例如，举例来说，自行车、摩托车、汽车或轮船)。接着，此导航装置200可从对接位置移除以用于便携式或手持式导航使用。

现参考图3，导航装置200可经由移动装置(未展示)(例如，移动电话、PDA及/或具有移动电话技术的任何装置)与服务器302建立“移动”或电信网络连接，从而建立数字连接(例如，举例来说，经由已知蓝牙技术的数字连接)。在此之后，通过其网络服务提供商，移动装置可(通过(例如)因特网)与服务器302建立网络连接。因而，在导航装置200(其可为且常常为移动的，这是因为其单独行进及/或在车辆中行进)与服务器302之间建立“移动”网络连接以提供“实时”或至少非常“最新的”信息网关。

在移动装置与另一装置(例如，服务器302)之间使用(例如)因特网(例如，万维网)建立网络连接(经由服务提供商)可以已知方式进行。举例来说，这可包含使用TCP/IP分层协议。所述移动装置可利用任何数目的通信标准，例如CDMA、GSM、WAN等等。

因而，可利用(例如)经由数据连接、经由导航装置200内的移动电话或移动电话技术实现的因特网连接。对于此连接，建立服务器302与导航装置200之间的因特网连接。举例来说，这可通过移动电话或其它移动装置及GPRS(通用分组无线电服务)连接(GPRS连接为由电信运营商提供的用于移动装置的高速数据连接；GPRS为用于连接到因特网的方法)来进行。

导航装置200可经由(例如)现有蓝牙技术以已知方式进一步完成与移动装置的数据连接且最终完成与因特网及服务器302的数据连接，其中数据协议可利用任何数目的标准，例如，举例来说，GPRS、GSM的数据协议标准。

导航装置200可在导航装置200自身内包含其自身的移动电话技术(包含(例如)天线或任选地使用导航装置200的内部天线)。导航装置200内的移动电话技术可包含如上文指定的内部组件，且/或可包含可插入卡(例如，订户身份模块或SIM卡)连同(例如)必要的移动电话技术及/或天线。因而，导航装置200内的移动电话技术可类似地经由(例如)因特网以类似于任何移动装置的方式的方式建立导航装置200与服务器302之间的网络连接。

对于GPRS电话设定，具有蓝牙能力的导航装置可用于以移动电话型号、制造商等等的不断改变的频谱正确工作，举例来说，型号/制造商专用设定可存储在导航装置200上。可更新针对此信息存储的数据。

在图3中，导航装置200描绘为经由可通过若干不同布置中的任一者实施的通用通信信道318与服务器302通信。当在服务器302与导航装置200之间建立经由通信信道318的连接时，服务器302与导航装置200可进行通信(注意，此连接可为经由移动装置的数据连接、经由因特网通过个人计算机的直接连接等等)。

除可不说明的其它组件之外，服务器302包含处理器304，处理器304操作性地连接到存储器306且经由有线或无线连接314进一步操作性地连接到大容量数据存储装置312。处理器304进一步操作性地连接到发射器308及接收器310以经由通信信道318将信息发射及发送到导航装置200及从导航装置200发射及发送信息。所发送及接收的信号可包含数据、通信及/或其它传播信号。发射器308及接收器310可根据用于导航系统200的通信设计中的通信要求及通信技术来选择或设计。此外，应注意，发射器308及接收器310的功能可组合到单个收发器中。

服务器302进一步连接到(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含有大量导航数据及地图信息，且可再次为与服务器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、存储器等等以及发射器320及接收器322以通过通信信道318发送及接收信号及/或数据，注意这些装置可进一步用于与除服务器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的通信设计中的通信要求及通信技术来选择或设计，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中的软件为处理器304提供指令且允许服务器302向导航装置200提供服务。由服务器302提供的一个服务涉及处理来自导航装置200的请求及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要应用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与服务器302的传播媒介或路径。服务器302及导航装置200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可包含使用各种技术的若干通信链路。举例来说，通信信道318可适于提供用于电通信、光学通信及/或电磁通信等等的路径。因而，通信信道318包含但不限于以下各者中的一者或组合：电路、电导体(例如，电线及同轴电缆)、光缆、转换器、射频(RF)波、大气、真空等等。此外，通信信道318可包含中间装置，例如，举例来说，路由器、中继器、缓冲器、发射器及接收器。

在一个说明性布置中，通信信道318包含电话和计算机网络。此外，通信信道318可能够适应无线通信，例如射频、微波频率、红外通信等等。此外，通信信道318可适应卫星通信。

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要求或需要的信号。举例来说，所述信号可适于用于蜂窝通信技术中，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。如通信技术可期望，这些信号可为经调制、经加密及/或经压缩信号。

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(VPN)等等上的网络服务器。

服务器302可包含个人计算机(例如，桌上型或膝上型计算机)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之间建立因特网连接。替代地，移动电话或其它手持装置可建立到因特网的无线连接以用于将导航装置200经由因特网连接到服务器302。

可经由信息下载从服务器302向导航装置200提供信息，所述信息可自动周期性地更新或在用户将导航装置200连接到服务器302之后即刻周期性地更新或可在经由(例如)无线移动连接装置及TCP/IP连接在服务器302与导航装置200之间建立更恒定或频繁的连接之后更加动态。对于许多动态计算，服务器302中的处理器304可用于处置大部分处理需要，然而，导航装置200的处理器202也可常常独立于到服务器302的连接而处置许多处理及计算。

如上文在图2中指示，导航装置200包含处理器202、输入装置204及显示屏206。举例来说，输入装置204及显示屏206集成为集成输入及显示装置以实现通过触摸板屏幕的信息输入(经由直接输入、菜单选择等等)及信息显示两者。如所属领域的一般技术人员众所周知，此屏幕可为(例如)触摸输入LCD屏幕。此外，导航装置200还可包含任何额外输入装置204及/或任何额外输出装置241，例如(举例来说)音频输入/输出装置。

图4为导航装置200的透视图。如图4中所展示，导航装置200可为包含集成输入及显示装置250(例如，触摸板屏幕)及图2的其它组件(包含但不限于内部GPS接收器224、微控制器202、电力供应器、存储器系统214等等)的单元。

导航装置200可位于臂252上，臂252自身可使用吸杯254紧固到车辆仪表盘/车窗/等等。此臂252为导航装置200可对接到的对接台的一个实例。

如图4中展示，举例来说，导航装置200可通过将导航装置200扣接到臂252来与对接台的臂252对接或以其它方式连接到臂252。接着，导航装置200可在臂252上旋转。为释放导航装置200与对接台之间的连接，举例来说，可按压导航装置200上的按钮。用于使导航装置与对接台耦合及解除耦合的其它同样合适的布置对于所属领域的一般技术人员来说是众所周知的。

图1到4是作为背景而提供，其说明可用于实施本发明的方法的导航设备的某些特征。

现将参考图5到8描述本发明的一些优选实施例。本发明的方法识别沿着一段道路发生的横向路线偏离。通常来说，路线偏离可归因于道路施工的存在。举例来说，在沿着道路路段存在道路施工的情况下，车辆可能被迫使用相反的行驶车道或沿着所述路段的一部分的硬路肩。此类型的横向偏离经常与减小的交通流率相关联。因此，知晓任何此偏离的位置及程度及(理想地)其对通过受影响的路段的期望行进时间/速度的影响是有用的。此信息当前不易获得，且通常不包含在交通报告中。本发明提供一种用于在不需要额外基础设施的情况下使用容易得到的车辆“探针”(即，位置数据)获得此信息的简单且可靠的方式。

参考图5，将描述在根据本发明的方法的一个实施例中涉及到的步骤。将了解，可对所述方法进行修改且可改变步骤的顺序。

在步骤1中，从具有定位能力的装置(例如，在给定地理区域中行进的PND)获得探针数据。所述装置与车辆相关联，使得所述装置的位置对应于所述车辆的位置。所述数据是“实时的”，这是因为其与之前15分钟(或更少)内的行进相关。当然，在其它布置中，可使用更旧(即，历史)数据。然而，使用“实时”数据是有利的，这是因为其可提供“实时”有效地检测道路偏离的能力且可用于(例如)提供最新的交通信息。

探针数据为表示装置(即，车辆)沿着地理区域中的道路网络的道路相对于时间的移动的时戳位置数据，且呈表示每一装置随时间的移动的多个探针迹线的形式。所述数据可呈来自车辆的实时GPS定位的形式。在交通服务器处接收所述数据，且在交通服务器处实行在图5中描述的步骤。

在步骤2中，使此原始探针数据与地理区域的电子地图匹配。电子地图表示使用如此项技术中已知的多个道路线段连接节点的道路网络。在此地图匹配过程中，每一项个别时戳位置数据(即，从所述区域中的车辆获得的每一GPS定位)必须与沿着由电子地图表示的道路网络的道路线段的位置相关。这可使用此项技术中已知的任何合适地图匹配算法来实现。每一项位置数据将与指示根据所述数据的位置与道路线段上所述位置应对应于的位置的横向偏移的地图匹配误差相关联。通过参考道路线段的中心线确定地图匹配误差。给定项的位置数据将映射到沿着道路线段的中心线的纵向位置。道路线段的中心线为此项技术中已知的逻辑构造且界定道路线段的位置。电子地图的道路线段可被认为是通过中心线连接的一系列几何点，所述中心线沿着线段的长度延伸。中心线通常不考虑由线段表示的道路的宽度。道路线段可为单向的(例如，公路)或可为双向的。在双向地图线段中，中心线对于两个行进方向来说可为相同的。当然，假设通过参考沿着道路线段的合适参考线表达地图匹配误差，则不需要以此方式定义中心线。举例来说，在高分辨率系统中，每个道路线段可能有必要包含一个以上“中心线”(例如，每个车道一个中心线或每个行进方向一个中心线)以提供与沿着所述线段的位置的较高分辨率地图匹配。然而，当前，每个道路线段(无论是单向还是双向)单个中心线通常用于映射系统中，这是因为GPS信号在任何情形中均具有约10m的误差。

地图匹配过程可考虑装置所遵循的路径(即，在位置数据匹配之前和之后的装置位置)且可同时考虑在所考虑的线段前方及后方的多个道路线段。举例来说，当与界定公路支路(即，入口道路或出口道路)的道路线段匹配时，这将为适当的。

地图匹配误差由于各种原因而出现。定位(例如，GPS)信号趋向于波动，使得其展现出“噪声”。此外，存在对GPS信号的分辨率的不可避免的限制(当前为约10m)。在根据电子地图的道路线段的位置实际上不精确地对应于线段的位置的情况下(例如，使得道路线段的中心线在地图中未经正确地理参考)，出现其它误差。本发明包含使得可使用地图匹配误差以可区分偏离与其中可存在可归因于其它原因(例如，GPS信号的固有波动或地理参考误差)的地图匹配误差的区域的方式检测沿着道路线段的路线偏离的特定步骤。

在步骤3中，使用来自穿过给定道路线段的不同车辆的位置数据获得的地图匹配误差经平均化以提供在给定行驶方向上沿着道路线段的多个位置中的每一者的两个不同类型的平均地图匹配误差。这可针对沿着道路线段处于任何合适间隔的位置进行。来自探针数据的每一项位置数据将与地图匹配误差相关联。取决于与道路线段中心线的横向偏移的方向，地图匹配误差可为正或负。

第一种类型为平均地图匹配误差，其定义为探针迹线的地图匹配误差的算术平均值。第二种类型为平均绝对地图匹配误差，其定义为地图匹配误差的绝对值的算术平均值。平均绝对地图匹配误差测量与探针数据相关联的地图匹配误差的量值，且与误差的方向无关，即，无论相对于线段的中心线向左还是向右。相比之下，平均地图匹配误差可为正或负，且因此可反映相对于道路线段的中心线的系统分布移位的方向，例如向左或向右或在无系统移位的情况下为零。

因此，在道路元素的地图匹配过程中，对于每一探针车辆测量i，获得地图匹配误差Δx_i(通常以米为单位给出)。当聚集若干测量i＝1，2，...n，时，可确定以下标准平均测量：

-平均地图匹配误差为地图匹配误差测量的算术平均值且通过以下等式描述：

-平均绝对地图匹配误差为地图匹配误差的绝对值的算术平均值：

借助说明，取经完美定位的道路元素(即，不具有映射误差且具有无限的横向延伸且经测量GPS信号无系统漂移)，根据等式1的平均地图匹配误差将为零(其中正值及负值抵消)，而平均绝对地图匹配误差将等于平均GPS信号噪声的阶数。

在步骤4中，选择进行路线偏离测试的道路路段。可通过参考交通信息选择供考虑的道路路段。举例来说，可接收指示沿着所述路段或其一部分的拥堵交通的交通消息(例如，TMC消息)。接着，可实施本发明的方法以确定这是否可归因于路线偏离，且如果是这样，那么获得偏离的细节。在其它布置中，可作为试图检测道路网中的路线偏离的过程的一部分来选择道路路段，其中偏离未必在最初受到怀疑。

所选择的道路路段具有对应于数字地图的两个或两个以上连续道路线段的长度。这可促进可靠地识别路线偏离。

在步骤5中，使用以下方法评估组成所选择道路路段的每一线段的平均地图匹配误差测量(即，平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差)。可使用任何合适算法实施所述方法。

针对每一行进方向考虑相对于沿着所选择路段的距离的地图匹配误差测量(即，平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差)。可从此数据检测潜在(即，候选)路线偏离，如下文参考图7A及7B更详细描述。一般来说，沿着路段的区域(其中除平均绝对地图匹配误差之外的平均地图匹配误差与所述路段一侧或两侧上的区域相比量值相对较高)可被认为指示供进一步验证的潜在路线偏离。不指示路线偏离的地图匹配误差(例如，可归因于定位数据信号的固有误差或映射误差)将趋向于导致在相反方向上出现的误差，使得平均地图匹配误差将趋向于低。相比之下，路线偏离将导致地图匹配误差的系统移位。因此，平均地图匹配误差与平均绝对地图匹配误差的相关可用于指示指示潜在偏离的系统横向偏移。

可从地图匹配误差测量检测路线偏离的各种额外指示符以提供所检测到的潜在路线偏离的验证或其它。当下文描述的额外偏离指示符中的一或多者基于关于给定行进方向的探针数据而额外地存在时，可做出路线偏离的确定。在其它布置中，可在不参考额外偏离指示符中的任何者的情况下做出路线偏离确定，从而简单地接受在地图匹配误差测量的基础上识别的潜在偏离作为路线偏离。合适的算法可用于实施任何或所有这些指示符的测试以在给定背景下提供达到所要可靠性水平的路线偏离确定。将了解，经实行以确定路线偏离的方法的步骤中的任何者可以任何顺序实行且不必执行所有所描述的步骤。

可针对给定行进方向使用平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差检测的合适的路线偏离指示符为：

-针对所检测到的潜在路线偏离的平均地图匹配误差的量值高于给定阈值；所述阈值可大于或等于10m(为GPS精确度的典型阶数)；

-针对所检测到的潜在路线偏离的平均绝对地图匹配误差的量值高于给定阈值；所述阈值可大于或等于10m(为GPS精确度的典型阶数)；

-所检测到的潜在偏离的区域中的平均地图匹配误差的正负号指示潜在偏离的方向在朝向相反行驶方向的方向上；当存在道路施工时，针对给定行进方向的最有可能的路线偏离方向将朝向相反行进方向的行车道；

-在路线偏离中可合理期望的距离内，在第一方向(例如，向左)上的所检测到的潜在偏离之后是相反方向(即，朝向原始路径)上的偏离；

-所检测到的潜在偏离的空间扩展满足某种准则(例如，最小长度)；路线偏离通常将具有最小长度以便适应横向车辆动力学或转向过程；及

-在沿着到沿着第一行进方向的所检测到的潜在偏离的道路路段的对应部分的相反行进方向上存在潜在偏离；在存在一个行驶方向上的偏离的情况下，这经常必须要相反行进方向上的偏离来适应所述偏离。

此外，确定路线偏离可涉及考虑含有所选择路段的区域中道路网络的复杂性。在具有高复杂性的区域(例如，立交桥)中，地图匹配误差可能系统性地增大，使得具有较高地图匹配误差的区域可能不指示路线偏离。

参考图6、7A及7B，将描述基于上文描述的地图匹配误差测量并使用以上偏离指示符中的一些确定道路路段的路线偏离的实例。

图6说明右手行驶区域中的一段道路。所述道路路段由两个或两个以上道路线段组成且是双向的(包含东-西(E-W)及西-东(W-E)行驶方向)。叠加在下伏地图数据上的是多个点；每一点表示沿着所述段道路行进的车辆的经记录位置。较暗区域指示经记录位置的更大的集中度，且因此表示沿着所述段道路的最常行进路线。可在图中清楚地看到W-E行驶方向的路线偏离，其中为清楚起见以X标记偏离的起点。

图7A说明针对W-E行驶方向的沿着道路路段的距离的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差。图7B说明针对相反E-W行驶方向的沿着道路区段的距离的对应平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差。在图7A及7B中，正地图匹配误差指示左手方向上的横向偏移，而负地图匹配误差指示与期望路线(即，线段中心线)的右手方向上的横向偏移。

关注图7A及7B，具有路线偏离的道路路段的部分以灰色阴影化，且归因于道路施工而定位在沿着道路路段的9.5km点与13km点之间。地图匹配误差测量以以下方式指示此偏离。在此区域中，平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差的量值均较高。因此，这些测量与其相对量值的相关指示潜在路线偏离。存在证实路线偏离的以下额外偏离指示符。平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差两者的量值均超过可能归因于其它因素(例如，数据或映射的固有不准确性等等)的给定阈值。由此区域中的地图匹配误差指示的横向偏移的量值的阶数为约23m，显著高于10m的典型GPS误差。具有潜在路线偏离的区域的空间幅度也具有与路线偏离一致的水平(为约3.5km)。

在行驶方向W-E中，偏离向左。这朝向相反方向上的道路(这在存在路线偏离的情况中是最常见的)，从而提供所检测到的潜在偏离确实为路线偏离的指示。

相反行驶方向E-W的地图匹配误差测量还指示沿着路段的对应位置处的潜在路线偏离，从而指示需要偏离来为相反W-E行驶方向上的路线偏离之后的交通让路。这提供W-E方向上的路线偏离的进一步证实。E-W方向上的这部分道路路段中的平均地图匹配误差具有与对应区域的平均绝对误差相反的正负号但具有相同的绝对值。

在沿着W-E方向上的道路路段的5km与9km点之间也存在显著地图匹配误差。然而，通过参考图7中展示的区域的地图，可见此区域对应于复杂交点的区域，且因此不应被视为指示路线偏离。此外，在此点处不存在相反E-W行驶方向上的对应偏离。

现返回到图5，在步骤6中，做出路线偏离的肯定确定。产生并可存储指示经确定的路线偏离的数据(例如，其位置、起点、终点、方向(例如，向左或向右)、沿着道路路段的空间幅度及量值)。此外，通过参考行进通过此部分道路路段的探针迹线，确定行进通过所述区域的平均期望速度。这通过使用实时位置数据而成为可能，且提供关于由偏离引起的对交通流量的任何影响的严重性的一条额外有用信息以用于(例如)确定用于所述区域中的路线确定的行进时间。

在步骤7中，产生含有所产生的数据的交通消息且将所述消息发射到车辆。

现将描述路线偏离数据的一些使用。

本发明的方法的特别重要的应用为确定可用于交通系统中的横向偏离数据。如通过参考图5说明，可通过交通服务器实施本发明的步骤，且可将所得偏离数据发射到车辆(例如，发射到导航系统的PND)。当然，可将数据替代地或额外地提供到车辆的集成导航装置及/或车辆的ADAS系统。在其它布置中，可使所述数据可存取到路线规划应用程序而未必经由导航装置实施，例如，替代地由基于网络的系统实施。信息可用于产生交通消息(其可经由TMC系统输出)，或可将数据或含有所述数据的交通消息提供到第三方以增强其交通数据服务。本发明可提供一种通过考虑经识别的道路路段或含有经识别的道路路段的路段及确定是否存在任何横向偏离来验证及/或增强例如从第三方接收的交通消息中含有的交通数据的方法。所述数据可用于产生可为实时的信息馈送。

可以各种方式使用由导航装置或ADAS接收的数据。所述信息可用于路线规划、确定所估计的到达时间/路线持续时间、增强数字地图显示、提供驾驶者通过受影响区域的视觉引导。

除可用于交通应用之外，根据本发明获得的数据可用于许多其它用途中。数据可用作到ADAS的输入。路线的任何横向偏离的知识可由ADAS用于车道引导、车道偏离警告系统或自动转向系统中。

ADAS或导航系统还可使用所述信息以便适当调整驾驶者的心理工作负荷。可假设，与行进通过未偏离区域相比，行进通过偏离必然带来较大的心理努力，且系统可做出调整以试图降低在行进通过所述区域期间对驾驶者的心理能力提出的要求，或试图减小横穿所述区域所需的心理工作负荷。

图8说明其中给定行进方向上的给定道路路段的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差可用于识别沿着路段的潜在路线偏离的方式的另一实例。此处，道路偏离存在于沿着路段的1.5km与刚超过5km之间的阴影化区域中。这通过其中误差测量(即，平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差)的量值均相对高的区域指示。此处，所指示的偏离对应于正平均地图匹配误差(为向左的偏离)。

本文说明书中揭示的所有特征(包含任何所附权利要求、摘要及图式)及/或如此揭示的任何方法或过程的所有步骤可以任何组合来组合，此类特征及/或步骤中的至少一些相互排斥的组合除外。

本说明书中揭示的每一特征(包含任何所附权利要求、摘要及图式)可由用于相同、等效或类似目的的替代特征替代，除非另有明确陈述。因此，除非另外明确陈述，否则所揭示的每一特征仅为一系列一般等效或类似特征的一个实例。

本发明不限于任何以上实施例的细节。本发明扩展到本说明书(包含任何所附权利要求、摘要及图式)中揭示的特征中的任何新颖者或任何新颖组合，或扩展到如此揭示的任何方法或过程的步骤中的任何新颖者或任何新颖组合。所附权利要求书不应解释为仅涵盖以上实施例，而是还涵盖落在权利要求书的范围内的任何实施例。

Claims (15)

1.一种确定由电子地图表示的区域中的可导航线段的网络的可导航路段的路线偏离的方法，所述电子地图包括表示所述电子地图覆盖的所述区域中的所述可导航线段的多个线段，其中所述可导航路段由所述电子地图的一个或多个线段的至少部分表示，所述方法包括：

获得关于多个装置沿着所述可导航路段的移动的位置数据，所述位置数据包括多个位置；

确定所述位置数据的多个位置的地图匹配误差，所述地图匹配误差指示所述位置数据的位置与该位置所匹配的所述电子地图的线段上的位置之间的差异；

使用指示沿着所述可导航路段的所确定的所述多个位置的地图匹配误差的数据，来确定指示所述可导航路段的至少一部分的所述路线中的横向偏移的偏离，该横向偏移由与所述电子地图的相应一个或多个线段相关联的纵向参考线表示；以及

产生指示所确定的偏离的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所获得的位置数据是在相对当前的时间期间内沿着所述可导航路段的多个设备的运动有关的实时位置数据，且所确定的路线偏离是临时偏离。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包括使用指示关于所述多个装置相对于沿着所述可导航路段的距离的所述移动的所述位置数据的所述地图匹配误差的两个或两个以上测量来检测所述可导航路段的至少一部分的潜在路线偏离。

4.根据权利要求1所述的方法，其包括通过参考所述多个装置的所述位置数据的平均地图匹配误差及平均绝对地图匹配误差中的至少一者的量值来检测潜在路线偏离。

5.根据权利要求4所述的方法，其包括当出现以下情况中的至少一者时检测潜在路线偏离的存在：所述平均地图匹配误差的所述量值大于或等于所述平均绝对地图匹配误差的所述量值；及当所述平均地图匹配误差及所述平均绝对地图匹配误差两者的量值均超过给定阈值时。

6.根据权利要求1所述的方法，其包括使用指示所述位置数据的所述地图匹配误差的所述数据检测所述可导航路段的至少一部分的潜在路线偏离，及当使用指示所述位置数据的地图匹配误差的所述数据发现存在一个或多个路线偏离指示符时做出存在路线偏离的确定，所述一个或多个路线偏离指示符基于所检测的潜在路线偏离的空间幅度、方向或量值中的一个或多个。

7.根据权利要求6所述的方法，其包括当所检测的潜在路线偏离包含远离期望路线的第一方向上的偏离接着是沿着所述可导航路段返回朝向所述期望路线的相反第二方向上的偏离时确定路线偏离指示符的存在。

8.根据权利要求6所述的方法，其包括当所检测的潜在路线偏离具有超过给定阈值的空间幅度时确定路线偏离指示符的存在。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所检测的潜在路线偏离是关于第一行进方向，且其中所述方法包括当使用指示所述位置数据的地图匹配误差的所述数据针对相反行驶方向额外地检测到潜在路线偏离时确定路线偏离指示符的存在。

10.根据权利要求1所述的方法，其包括产生指示所确定的偏离的位置、所述偏离的空间幅度、所述偏离的方向及沿着所述可导航路段的偏离部分的期望行进速度中的一或多者的数据。

11.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将指示所确定的偏离的数据发射到一个或多个车辆。

12.根据权利要求11所述的方法，其包括使用指示所述偏离的所述数据执行以下步骤中的一或多者：提供交通信息；沿着所述可导航路段的偏离部分引导驾驶者；产生所述偏离的区域中的所述可导航路段的车道层级图；增强电子地图；向驾驶者提供关于所述偏离的警告或警报；向驾驶者显示所述可导航路段的偏离部分；辅助所述驾驶者沿着所述可导航路段的偏离部分导航；及确定并入有所述可导航路段的偏离部分的路线的期望到达时间。

13.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将所产生的指示所确定的偏离的数据存储在数据库中。

14.一种根据权利要求1所述的方法产生的数据库。

15.一种用于确定由电子地图表示的区域中的可导航线段的网络的可导航路段的路线偏离的系统，所述电子地图包括表示所述电子地图覆盖的所述区域中的所述可导航线段的多个线段，其中所述可导航路段由所述电子地图的一个或多个线段的至少部分表示，所述系统包括：

用于获得关于多个装置沿着所述可导航路段的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括多个位置；

用于确定所述位置数据的多个位置的地图匹配误差的构件，所述地图匹配误差指示所述位置数据的位置与该位置所匹配的所述电子地图的线段上的位置之间的差异；

用于使用指示沿着所述可导航路段的所确定的所述多个位置的地图匹配误差的数据来确定指示所述可导航路段的至少一部分的所述路线中的横向偏移的偏离的构件，该横向偏移由与所述电子地图的相应一个或多个线段相关联的纵向参考线表示；以及

用于产生指示所确定的偏离的数据的构件。