CN107521438A - 用于动态本地化坐标下载的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于动态本地化坐标下载的方法和设备。一种系统包括处理器，所述处理器被配置为接收车辆速度和航向。所述处理器还被配置为：基于接收到的速度和航向来确定本地数据集，所述本地数据集具有以预测的速度行驶的车辆在预定时间量内可到达的坐标。所述处理器还被配置为：在距本地数据集周界一定距离处定义地理围栏，使得以接收到的速度到达地理围栏的车辆将有时间在到达所述本地数据集周界之前下载新的本地数据；将地理围栏定义以及本地数据集内的坐标数据发送到车辆。

Description

用于动态本地化坐标下载的方法和设备
技术领域
说明性实施例总体上涉及一种用于动态本地化坐标下载的方法和设备。
背景技术
车辆远程信息处理单元和信息娱乐单元在车辆环境中提供各种用户体验增强的功能和特征。用户可通过远程信息处理单元下载数据、音乐、电影和软件更新并且通常与远程计算系统通信。信息娱乐单元提供车辆交互，包括但不限于，媒体播放、媒体请求、呼叫处理和导航功能。
导航是在使用带入装置(诸如，GARMINTM装置和TOMTOMTM装置)的远程信息处理单元出现很久之前就已经在车辆内可用的特征。在那些原始装置中，地图数据被预存储在装置上。这在获取新数据的连接不可用的情况下是有用的，但是会因为交通、道路变化以及通常在地图更新之后开发的任何数据在装置上不可用而受到限制。使用利用原始的车载导航单元的类似的解决方案，原始的车载导航单元使用存储在存储器中或存储在CD/DVD上的数据来提供导航指导。
现代的导航系统(诸如，在信息娱乐系统上运行的导航系统)可响应于导航请求而使用远程信息处理控制单元(TCU)来访问远程数据存储区。这允许使用非车载处理来处理请求以及下载反映道路和周围环境的当前状态或接近当前的状态的数据。虽然车辆可存储与当前路线或经常行驶过的区域有关的一些有限的数据子集，但是导航请求通常将导致新数据的下载。此外，由于车辆地图单元通常将以某一水平显示车辆周围的道路网络，因此即使没有特定的导航请求，也将需要大量的数据或一系列小数据的请求来使该显示保持更新。
此外，在车辆或连接到车辆的装置上运行的一些应用(诸如，通告应用)可利用本地化的地图数据。当这些应用需要本地数据时，在限制数据传输的需求(由于成本和/或带宽约束)与同时提供足够的数据使得应用能够发挥其最佳功能之间存在冲突(tug-and-pull)。更应用友好的传统方法(例如，被设计为确保应用具有其可能需要的全部数据)是下载车辆周围的大面积的数据。虽然这几乎总是确保有足够的用于应用处理的数据可用，但是这也经常导致下载大量实际上没有用的数据。与车辆行驶方向无关的数据的价值有限。同样地，除非执行转弯，否则与垂直于行驶方向的特征相关联的数据在特定范围外大部分是无用的。车辆将可能在某一时刻行驶到下载的数据范围以外，从而产生对新下载的需求。将具有有限用途的数据下载到用户可能会不必要地消耗带宽和数据。
发明内容
在第一说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为接收车辆速度和航向。所述处理器还被配置为：基于接收到的速度并且给定接收到的航向来确定本地数据集，所述本地数据集具有被预测为车辆在预定时间量内以预测的速度行驶可到达的坐标。所述处理器还被配置为：定义具有在距本地数据集周界一定距离处的周界的地理围栏，使得以接收到的速度到达地理围栏周界的车辆将有时间在到达所述本地数据集周界之前下载新的本地数据；将地理围栏定义以及本地数据集内的坐标数据发送到车辆。
在第二说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为：响应于本地数据请求，确定本地数据边界以及用于触发新数据请求的地理围栏边界，所述本地数据边界定义被预测为车辆在预定时间段内可到达的坐标，所述地理围栏边界在所述本地数据边界内部。所述处理器还被配置为将所述地理围栏边界以及表示所述本地数据边界内的地图数据的坐标数据发送到车辆。
在第三说明性实施例中，一种系统包括处理器，所述处理器被配置为：接收本地地图数据、地理围栏和最大预期行驶速度，所述地理围栏定义何时应该请求新的本地地图数据。所述处理器还被配置为：追踪车辆进度，直到遇到地理围栏。所述处理器还被配置为：当遇到地理围栏时，请求新的本地地图数据；如果车辆速度超过最大预期行驶速度，则将地理围栏重新定义为比原始接收到的地理围栏更靠近车辆位置。
根据本发明，提供一种系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为：接收车辆速度和航向；基于接收到的车辆速度和航向，定义地图数据的第一本地数据集，其中，所述地图数据由被预测为车辆在预定时间量内行驶可到达的周界所界定；在距所述周界一定距离处定义地理围栏，使得以接收到的车辆速度到达所述地理围栏的车辆将有时间在到达第一本地数据集的周界之前下载第二本地数据集；将地理围栏定义和第一本地数据集发送到车辆。
根据本发明，提供一种系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为：响应于本地数据请求，基于车辆速度和数据下载速度来确定本地数据边界和在所述本地数据边界内的用于触发额外数据请求的地理围栏，所述本地数据边界由被预测为车辆在预定时间段内可到达的坐标来定义；将所述地理围栏以及在所述本地数据边界内的地图数据发送到车辆。
根据本发明，提供一种系统，所述系统包括处理器，所述处理器被配置为：接收本地地图数据、地理围栏和最大预期行驶速度，其中，所述地理围栏围绕当前车辆位置并且被包含在所述本地地图数据的外部边界内；追踪车辆进度，直到遇到地理围栏；当遇到地理围栏时，请求新的本地地图数据；如果车辆速度超过最大预期行驶速度，则将地理围栏重新定义为比接收到的地理围栏更靠近车辆位置。
附图说明
图1示出了说明性的车辆计算系统；
图2示出了车辆数据下载区域和新数据地理围栏的说明性示例；
图3A和图3B示出了用于地图数据请求处理的说明性流程；
图4示出了用于地图数据下载和扇区定义的说明性处理；
图5示出了用于请求处理的说明性处理；
图6示出了用于新数据围栏扇区定义的说明性处理；
图7示出了用于主数据扇区定义的说明性处理；
图8A至图8D示出了在多种行驶状况下下载的多个数据集的说明性示例。
具体实施方式
根据需要，在此公开本发明的具体实施例；然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，其可以以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，此处所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。
图1示出了用于车辆31的基于车辆的计算系统(VCS)1的示例框式拓扑图。这种基于车辆的计算系统1的示例为由福特汽车公司制造的SYNC系统。设置有基于车辆的计算系统的车辆可包含位于车辆中的可视前端界面4。如果所述界面设置有例如触摸敏感屏幕，则用户还能够与所述界面进行交互。在另一说明性实施例中，通过按钮按压或具有自动语音识别和语音合成的口语会话系统来进行交互。
在图1所示的说明性实施例1中，处理器3控制基于车辆的计算系统的至少一部分操作。设置在车辆内的处理器允许对命令和例程进行车载处理。另外，处理器连接到非持久性存储器5和持久性存储器7两者。在该说明性实施例中，非持久性存储器是随机存取存储器(RAM)，持久性存储器是硬盘驱动器(HDD)或闪存。一般说来，持久性(非暂时性)存储器可包括当计算机或其它装置掉电时保持数据的所有形式的存储器。这些存储器包括但不限于：HDD、CD、DVD、磁带、固态驱动器、便携式USB驱动器和任何其它适当形式的持久性存储器。
处理器还设置有允许用户与处理器进行交互的若干不同的输入。在该说明性实施例中，麦克风29、辅助输入25(用于输入33)、USB输入23、GPS输入24、屏幕4(可为触摸屏显示器)和蓝牙输入15全部被设置。还设置输入选择器51，以允许用户在各种输入之间进行切换。对于麦克风和辅助连接器两者的输入在被传送到处理器之前，由转换器27对所述输入进行模数转换。尽管未示出，但是与VCS进行通信的众多车辆组件和辅助组件可使用车辆网络(诸如但不限于CAN总线)向VCS(或其组件)传送数据并传送来自VCS(或其组件)的数据。
系统的输出可包括但不限于视觉显示器4以及扬声器13或立体声系统输出。扬声器连接到放大器11，并通过数模转换器9从处理器3接收其信号。还可分别沿19和21所示的双向数据流产生到远程蓝牙装置(诸如个人导航装置(PND)54)或USB装置(诸如车辆导航装置60)的输出。
在一个说明性实施例中，系统1使用蓝牙收发器15与用户的移动装置53(例如，蜂窝电话、智能电话、PDA或具有无线远程网络连接能力的任何其它装置)进行通信(17)。移动装置随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外部的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，蜂窝塔57可以是Wi-Fi接入点。
移动装置与蓝牙收发器之间的示例性通信由信号14表示。
可通过按钮52或类似的输入来指示移动装置53与蓝牙收发器15进行配对。相应地，CPU被指示使得车载蓝牙收发器将与移动装置中的蓝牙收发器进行配对。
可利用例如与移动装置53关联的数据计划、话上数据或DTMF音在CPU 3与网络61之间传送数据。可选地，可期望包括具有天线18的车载调制解调器63以便在CPU 3与网络61之间通过语音频带传送数据(16)。移动装置53随后可被用于通过例如与蜂窝塔57的通信(55)来与车辆31外部的网络61进行通信(59)。在一些实施例中，调制解调器63可与蜂窝塔57建立通信20，以与网络61进行通信。作为非限制性示例，调制解调器63可以是USB蜂窝调制解调器，并且通信20可以是蜂窝通信。
在一个说明性实施例中，处理器设置有包括用于与调制解调器应用软件进行通信的API的操作系统。调制解调器应用软件可访问蓝牙收发器上的嵌入式模块或固件，以完成与(诸如在移动装置中发现的)远程蓝牙收发器的无线通信。蓝牙是IEEE 802 PAN(个域网)协议的子集。IEEE 802 LAN(局域网)协议包括Wi-Fi并与IEEE 802 PAN具有相当多的交叉功能。两者都适合于车辆内的无线通信。可在该领域使用的另一通信方式是自由空间光通信(诸如IrDA)和非标准化消费者红外(IR)协议。
在另一实施例中，移动装置53包括用于语音频带或宽带数据通信的调制解调器。在话上数据的实施例中，当移动装置的所有者可在数据被传送的同时通过装置说话时，可实施已知为频分复用的技术。在其它时间，当所有者没有在使用装置时，数据传送可使用整个带宽(在一个示例中是300Hz至3.4kHz)。尽管频分复用对于车辆与互联网之间的模拟蜂窝通信而言会是常见的并仍在被使用，但其已经很大程度上被用于数字蜂窝通信的码域多址(CDMA)、时域多址(TDMA)、空域多址(SDMA)的混合体所替代。这些都是ITU IMT-2000(3G)兼容的标准，为静止或步行的用户提供高达2mbs的数据速率，并为在移动的车辆中的用户提供高达385kbps的数据速率。3G标准现在正被IMT-Advanced(4G)所替代，其中，所述IMT-Advanced(4G)为在车辆中的用户提供100mbs的数据速率，并为静止的用户提供1gbs的数据速率。如果用户具有与移动装置关联的数据计划，则所述数据计划可允许宽带传输并且系统可使用宽得多的带宽(加速数据传送)。在另一实施例中，移动装置53被安装至车辆31的蜂窝通信装置(未示出)所替代。在另一实施例中，移动装置(ND)53可以是能够通过例如(而不限于)802.11g网络(即Wi-Fi)或WiMax网络进行通信的无线局域网(LAN)装置。
在一个实施例中，传入数据可经由话上数据或数据计划通过移动装置，通过车载蓝牙收发器，并进入车辆的内部处理器3。例如，在特定临时数据的情况下，数据可被存储在HDD或其它存储介质7上，直至不再需要所述数据时为止。
可与车辆进行接口连接的其它的源包括：具有例如USB连接56和/或天线58的个人导航装置54、具有USB 62或其它连接的车辆导航装置60、车载GPS装置24或具有与网络61的连接的远程导航系统(未示出)。USB是一类串行联网协议中的一种。IEEE 1394(火线TM(苹果)、i.LINKTM(索尼)和LynxTM(德州仪器))、EIA(电子工业协会)串行协议、IEEE 1284(Centronics端口)、S/PDIF(索尼/飞利浦数字互连格式)和USB-IF(USB开发者论坛)形成了装置-装置串行标准的骨干。多数协议可针对电通信或光通信来实施。
此外，CPU可与各种其它的辅助装置65进行通信。这些装置可通过无线连接67或有线连接69来连接。辅助装置65可包括但不限于个人媒体播放器、无线保健装置、便携式计算机等。
此外或可选地，可使用例如Wi-Fi(IEEE 803.11)收发器71将CPU连接到基于车辆的无线路由器73。这可允许CPU在本地路由器73的范围内连接到远程网络。
除了由位于车辆中的车辆计算系统执行示例性处理之外，在特定实施例中，还可由与车辆计算系统通信的计算系统来执行示例性处理。这样的系统可包括但不限于：无线装置(例如而非限制，移动电话)或通过无线装置连接的远程计算系统(例如而非限制，服务器)。这样的系统可被统称为与车辆关联的计算系统(VACS)。在特定实施例中，VACS的特定组件可根据系统的特定实施而执行处理的特定部分。通过示例而并非限制的方式，如果处理具有与配对的无线装置进行发送或者接收信息的步骤，则很可能由于无线装置不会与自身进行信息的“发送和接收”而使得无线装置不执行该处理的这一部分。本领域的普通技术人员将理解何时不适合对给定解决方案应用特定的计算系统。
车辆远程信息处理控制单元TCU利用连接选项来提供车辆与远程装置之间的无线信号发送和接收。通常，这包括由车载车辆调制解调器或者无线或有线连接到TCU的用户无线装置提供的蜂窝信号(如前所述)。当设置了车载调制解调器时，包括蜂窝提供商计划并将调制解调器绑定到与所包括的计划关联的蜂窝网络运营商并不罕见。
车辆远程信息处理单元通常利用车载调制解调器或连接到车辆计算机的用户装置来访问远程数据网络。在任一种情况下，利用蜂窝计划来提供车辆与远程网络之间的通信。由于存在对经由蜂窝进行数据下载的带宽约束，因此下载大量的数据会耗费一些时间。虽然可以以几十秒来测量典型的大量地图数据的下载，但是这可显著地影响数据对于以50或60英里每小时行驶的车辆的有用性。如果快速地需要数据的本地化部分(诸如，提供关于本地转弯或本地建立的一些快速建议)，则尤其会感受到这种影响。在整个大的地图数据集被下载和可用之前，相关的本地数据(在请求数据时)可能接近车辆后方一英里。
此外，大多数蜂窝计划都带有一些数据量限制，对超过数据量限制的用户收取非常高的费用。尽管用户通常可管理他们的数据使用并且可能希望使用数据使用的某一部分来下载车辆请求的数据或应用请求的数据，但是用户可能不想利用过多的数据下载来促进获得可能与特定行程大部分无关或完全无关的地图信息。
通过将下载的数据量与特定车辆速度绑定，说明性实施例动态地调整并适应车辆周围的“有用的”数据区域。这允许具有相关的本地化数据的快速、可用的数据下载，所述数据下载的大小可基于车辆速度被动态地调整。例如，在二十英里内没有出口的高速公路上以六十英里每小时行驶的用户可能几乎不会使用当前在高速公路附近的道路上的数据(无法进入这些道路)。类似地，在任何时候都不可能使用车辆后方的数据，直到车辆已经行驶了二十英里、离开、转向并往回向相反方向行驶二十英里，因此用户可能也不会对这样的数据感兴趣。
通过适应行驶速度和转弯/离开的可能性(如果需要的话)两者，在说明性实施例下，可动态地调整请求的数据量和地图形状，使得仅下载可能有用的数据。这可限制下载时间和数据使用两者。通过提供定义何时应该下载新数据的阈值地理围栏，当前可用的数据集可保持最新(从有用性角度)并且在遇到地图外(根据目前下载的地图)的位置之前被刷新。地理围栏可定义限制，其中，下载新的本地数据所需要的时间(例如，基于观察到的数据传输速率)不超过从车辆到达地理围栏至随后行驶超出已知的本地数据的时间。数据速率可表示预测速率(最佳猜测，因为数据速率可动态地改变)，并且还可基于先前的下载来预测本地地图数据的大小，或者所述大小可以是固定的或预定的。
图2示出了车辆数据下载区域和新数据地理围栏的说明性示例。该示例展示了数据下载的一个说明性形状以及所提出的定义何时应该下载新数据的地理围栏的说明性形状。
在该示例中，车辆201沿着航向203行驶。基于估计的下载时间和车辆速度，边界209被定义为使得边界内的数据将在车辆到达边界的边缘之前被下载且可用。在该示例中，边界209包括相关的数据点211A、211B、211C、211D和211E。此时未下载在边界以外的数据，这是因为在当前速度下车辆应该不会在由扇区209定义的数据被下载之前到达边界以外的那些数据点中的任何一个。
另外，地理围栏205至少基于车辆速度被定义。这样的围栏还可基于哪里存在实际道路网络以及基于调整车辆速度的转弯的可能性(预测的车辆减速)而被定义/调整，这是因为以60英里每小时行驶的车辆将可能需要减速以进行转弯。该地理围栏定义了一系列的点207，如果车辆到达所述点，则应该触发额外的新数据下载。如前所述，新数据下载的范围基于车辆速度和下载时间被定义。围栏205被定义为具有与外部扇区边界之间的距离(再次基于下载时间和速度)，使得当车辆从围栏边缘行驶到扇区边缘时，到达围栏时请求的新数据集将被下载。以这种方式，车辆在车辆行驶到数据集的范围以外之前不断地更新本地化数据集。
用户可能在到达围栏时突然加速并且在新数据被下载之前到达扇区边界。基于车辆速度、道路速度限制、可能的转弯以及观察到的用户行为的假设可适应于大多数情况，然而，使得仅在罕见的意外或异常的驾驶行为的情况下，车辆将在新数据下载之前突破扇区周界209。由于可基于车辆速度动态地调整围栏205，因此如果用户在到达围栏之前加速(甚至是意外地加速)，则围栏边界可朝着车辆向内拉伸，使得更早地进行新数据的下载以适应增大的速度。车辆还可具有加载到车辆上的限定速度最大值的参数集合，并且如果超过了这些参数，则车辆可动态地调整围栏边界。速度最大值可以是基于限定本地地图内的道路的速度限制的本地地图数据的。例如，速度最大值可针对地图数据内的最高速度限制被设置为最大速度限制(基本上假设车辆采取最快道路的最差情况情境)或者可针对给定道路被单独限定。速度最大值还可基于容差(tolerance)被调整(由于预期某种水平的超速并不是不合理的)。
针对处于特定速度的任何给定车辆，可在云中生成两个圆形的数据扇区。第一扇区可以是可由云提供有效坐标的包含半本地数据(semi-local data)的较大区域。这可基于以给定速度行驶的给定车辆周围的预定区域或者基于限定可能请求的数据的合理大小的扇区的其它预定义标准而被限定。较大的扇区通常包含足够的半本地数据，以允许至少本地数据的当前迭代和将被下载的本地数据的连续迭代，而不必刷新由半本地数据表示的区域。
虽然说明性实施例呈现了由本地数据表示的可能将整个地图数据集下载到车辆的构思，但是也可能两个数据集都表示特定感兴趣对象(例如而非限制，坑洼、服务站、施工影响范围等)。也就是说，较大的数据集可以是表示坑洼或已知的施工的全部半本地坐标点，而较小的本地数据集可以是定义的周界内的这些实例。该数据可覆盖在现有的地图数据之上，或者以其它方式填充到车辆显示器上或填充进车辆导航程序中以表示请求类型的对象/偶发事件的本地实例。在这样的实施例中，数据集将可能比整个地图数据集小得多，并且可以以有效和相关的方式获得关于特定感兴趣对象的相关数据。
可定义第二较小的圆形扇区，以表示本地数据库(在本次/上次请求中被发送到车辆的数据)有效的区域。该较小的扇区将在较大的扇区内。任何时候当车辆行驶到较小的扇区外时，车辆将可能向云请求新数据(如果还没有这样做的话)，新数据来自当前较大的扇区(其还可在每次请求时被动态地重新定义，使得扇区在车辆行驶时沿着较大的地图移动)。这些扇区不一定以车辆为中心，而是可被定义为大体上表示沿着(由地图数据定义的)已知路径的车辆前方和侧面的数据点。这通常会将车辆置于更靠近圆形区域边缘的位置(而不是置于中心处)，其中大部分圆限定车辆前方和侧面的区域。
因为在车辆减速转弯180度或者突然反转(这通常也需要减速)的情况下基于云的扇区可被动态地重新定义，并且由于定义针对新坐标请求的点的地理围栏通常靠近当前车辆侧面和后方位置，所以接近的围栏将可能很快被侧向或反向几乎没有行驶的缓慢移动车辆突破。这将引起新的数据请求，新的数据请求进而将重新定义仍然大部分在新的车辆航向的前方和侧面的区域内的扇区。由于车辆不得不减速以转弯或反向(在大多数正常情况下)，所以在车辆恢复到行驶速度时，将针对车辆现在前进的方向上可用的数据而定义和创建新的扇区。
图3A和图3B示出了用于地图数据请求处理的说明性流程。针对在该附图中描述的说明性实施例，应注意的是，通用处理器可被临时用作专用处理器，以用于执行在此示出的示例性方法中的一些或全部。当执行提供用于执行所述方法的部分或全部步骤的指令的代码时，处理器可被临时改变用途用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置的处理器执行的固件可使处理器充当被提供用于执行所述方法或它的某种合理变型的专用处理器。
在行程中的某一时刻(这可能是在行程开始时)，将针对车辆建立初始地图数据集(或者关于一个或更多个类别的感兴趣的对象和实例的感兴趣的坐标位置)。因为车辆最初在开始行驶之前在停车状态下请求数据，所以该数据本质上可以是方形的或圆形的(或者其它合理的形状)。由于可能不知道车辆朝哪个方向行驶，因此在所有方向上大体上平等地围绕车辆的该数据将表示在某一预定时间段或距离内的可能的行驶点或者兴趣点。
地理围栏被包括在该本地地图/坐标数据的初始定义中，所述地理围栏可由车辆初始定义并且随后在车辆开始行程时基于航向和速度进行调整。如上所述，围栏被定义/调整为使得突破围栏的车辆将在驶出由当前存储的地图数据集表示的区域之前获得新的有用的本地地图数据。因此，例如，初始围栏可以在每个方向上距离车辆一英里，并且初始数据集可以在每个方向上距离车辆三英里(这些边界可基于例如而非限制可用信号强度和带宽被调整，所述边界的标记可被发送到云)。如果车辆开始以40英里每小时向北行驶，则围栏可被重新定义以接近图2所示的围栏，使得在车辆前方有更宽的围栏区域并且围栏随着接近车辆位置而变窄。围栏的周界可在本地地图/坐标数据周界附近被重新定义，使得车辆将有足够的时间在40英里每小时的速度使得车辆通过围栏周界和本地地图数据周界之间的区域之前下载新数据。
一旦车辆201到达围栏205，则车辆201上的处理准备云数据更新请求(步骤307)。该请求包括发送车辆数据309(诸如但不限于，航向、速度和任何最终目的地或路线)。将车辆数据313发送到云(步骤311)。
远程服务器接收车辆数据317(步骤315)并计算地理扇区321(步骤319)。地理扇区321是云将在其中存储大版本的半本地化数据的较大扇区。根据该数据，可引出新数据请求而不必针对新的数据集搜索甚至更大的地图/坐标数据集。然而，如从该附图可看到的，该较大扇区可随着车辆移动被动态地更新，以使数据集针对车辆位置保持最新，使得任何新的数据请求应该可通过在该较大扇区中可用的数据来满足。如果数据与感兴趣的对象(例如，坑洼)或实例(例如，施工)的坐标有关，则请求还可包括标识兴趣所针对的对象或实例的类型的标识符。因此，如果数据库存储了坑洼坐标，则该数据库可响应于坑洼请求而被访问，或者如果数据存储了施工坐标，则该数据库可响应于施工请求而被访问。
在较大的扇区内定义了两个地理元素。第一扇区是将表示本地数据下载(步骤323)的本地化地理坐标。第二扇区是将定义何时请求新坐标集(步骤325)的地理围栏。在该示例中，云定义地理围栏。在先前的示例中，讨论的是车辆可基于变化的车辆参数而动态地更新地理围栏。地理围栏的定义和更新可能只由云负责，只由车辆负责，或者以某种合理的方式分担(例如而非限制，云定义初始围栏并且车辆根据需要更新该围栏)。
应该注意的是，如果由云定义的未更新的围栏被定义为使得任何快速转弯、反转或u形转弯将使得几乎立即碰到围栏，则由云定义的未更新的围栏(从车辆的角度来说)在很多情况下是足够的。因为围栏在请求新的数据集时被重新定义，并且因为任何上述驾驶行为将几乎立即碰到围栏，所以将在碰到旧围栏时定义按照适当的方向定向的新围栏。另一方面，突然和意外地从25英里每小时加速到60英里每小时的车辆可能以某一速率突破围栏，所述速率不允许在通过旧坐标集的边界之前有时间完成新的坐标集下载。在这些实例中，允许车辆在车辆加速时动态地收缩围栏边界可能是有用的(由于原始的围栏可能已经使用25英里每小时的速度作为预期速度而被定义)。
一旦被定义，则地理的本地坐标集(其可以是全部本地地图数据或定义感兴趣的对象和实例的特定坐标位置的数据)和地理围栏边界327将被传送回车辆(步骤329)。车辆从云接收该数据339(步骤337)。将地理围栏坐标335与车辆位置数据331进行比较(步骤333)，处理继续直到突破围栏为止。在突破时，可重复请求数据和定义本地坐标和围栏边界的整个过程。以这种方式，车辆以数据有效的方式被不断地提供以更新的本地坐标，重点在于提供可能可用的坐标(车辆前方的坐标)而不是提供在所有方向上平等地围绕车辆的大的数据集。
图4示出了用于地图数据下载和扇区定义的说明性处理。针对在该附图中描述的说明性实施例，应注意的是，通用处理器可被临时用作专用处理器，以用于执行在此示出的示例性方法中的一些或全部。当执行提供用于执行所述方法的部分或全部步骤的指令的代码时，处理器可被临时改变用途用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置的处理器执行的固件可使处理器充当被提供用于执行所述方法或它的某种合理变型的专用处理器。
在该说明性示例中，处理展示了本地化数据的动态可重新定义的扇区。例如，可通过扇区更新处理接收特定周界和区域的初始数据扇区(步骤401)。检查该扇区内的道路，确定是否存在从当前扇区数据的任何离开(或转弯)。例如，如果针对高速公路定义了诸如图2中的扇区的风筝形的扇区209，但是高速公路在车辆前方短距离内出现分支，则基本上在靠近车辆处存在车辆将不太可能减速的从扇区的离开(为高速公路分支)。因为车辆将在采取该替代路线的情况下以相对高的速度行驶，所以在需要扇区之前可能没有足够的时间来重新下载新的扇区。
如果车辆有可能(例如，给定速度、航向和速度限制)在比新扇区下载将花费的时间(阈值下载时间)更少的时间内离开扇区(步骤403)，则处理可重新定义扇区(步骤405)使得提供更大的本地数据的快照。还可针对这些实例重新定义扇区，使得当主扇区仍然类似于风筝时，存在被定义为适应车辆驶向分支的可能性的数据的小的分支扇区。可请求针对该新的有限的扇区的数据(步骤407)。还可简单地扩展整个扇区周界或者改变地理围栏的形状，但是对于以足够高的速度行驶的车辆，在数据传输方面要做的最有效的事情可能是简单地请求分支数据的子集。扇区和地理围栏周界可被更新以适应新的数据(步骤409)，并且处理可根据需要进行重复。
所述扇区扩展和重新定义都不是严格必需的，该说明性示例仅仅提供一个广义实施例的变型实例以适应边缘情况情境。可以看出，通过轻微的调整，可针对车辆使用而建立和下载仍然非常本地化和有效的数据集，而不必在相对无关的数据上用尽额外的数据传输。
图5示出了用于请求处理的说明性处理。针对在该附图中描述的说明性实施例，应注意的是，通用处理器可被临时用作专用处理器，以用于执行在此示出的示例性方法中的一些或全部。当执行提供用于执行所述方法的部分或全部步骤的指令的代码时，处理器可被临时改变用途用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置的处理器执行的固件可使处理器充当被提供用于执行所述方法或它的某种合理变型的专用处理器。
在该说明性实施例中，在云上运行的处理接收针对新的车辆数据的请求(步骤501)。结合该请求，基于接收到的车辆速度(步骤503)来定义第一扇区(定义本地化数据)(步骤505)。也就是说，在大多数情况下，车辆行驶得越快，则扇区越大。此时，如果需要，还可以重新定义更宽的半本地化数据扇区(步骤507)以适应车辆接近第二更宽的扇区的周界。如果在云中保存了足够大的第二扇区，则不总是必须在每次请求时重新定义更宽的扇区，可能仅仅在车辆接近更宽的扇区周界的可行驶的(从速度、时间或距离的角度)距离阈值时需要重新定义第二更宽的扇区。
另外，在该示例中，处理确定车辆与云之间的通信是否以减小的带宽或相对低的信号强度进行操作(步骤509)。这可导致云下载更大的本地数据的扇区，预计可能会丢失信号，使得如果车辆不能与云进行通信，则车辆不行驶到本地地图数据以外的位置。如果存在通信丢失的可能性(在该示例中，通过低强度信号来呈现)，则处理可对扇区中的一个或两个进行扩展(步骤513)。扩展第二更宽的扇区将防止车辆在通信恢复时突然处于更宽的数据集的边缘(或者完全离开数据集)。
由于服务器不可能总是知道蜂窝信号强度已经下降，所以车辆可追踪信号强度并且在信号强度已经下降到阈值以下的情况下发送警报，从而请求新的和扩展的本地地图数据。警报还可包括蜂窝信号强度或蜂窝信号强度的一些标记，以允许服务器确定应该包括多少本地地图数据的扩展。
服务器可基于先前观察到的服务器与车辆之间的通信来确定近似数据传输速率。或者，在另一示例中，服务器可接收指示最小或最大数据传输速率的信息。下载的大小可以是基于预定限制或者是基于观察到的针对在类似情况下(类似的速度、类似的道路类型等)行驶的车辆的先前传输的数据集的。
随后将第一本地扇区数据发送到车辆(步骤511)，并且更新第二扇区以反映提供本地数据的位置的存储状态(步骤515)。
图6示出了用于新数据围栏扇区定义的说明性处理。针对在该附图中描述的说明性实施例，应注意的是，通用处理器可被临时用作专用处理器，以用于执行在此示出的示例性方法中的一些或全部。当执行提供用于执行所述方法的部分或全部步骤的指令的代码时，处理器可被临时改变用途用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置的处理器执行的固件可使处理器充当被提供用于执行所述方法或它的某种合理变型的专用处理器。
在该说明性示例中，基于车辆数据定义本地数据扇区的形状和周界。如果车辆速度低于最小阈值(指示低速或没有速度)(步骤601)，则处理可以以车辆为中心定义方形、圆形或者其它围绕周界(步骤603)，这是因为可能不清楚处于低速或没有速度的车辆将最终行驶向哪个方向。随后可返回该第一扇区的定义(步骤617)，使得第一扇区内的坐标数据的快照可被发送到车辆。
如果速度在最小阈值以上，则处理将确定在预定时间内车辆可能向前行驶多远(步骤605)。例如，所述预定时间可基于数据传输速度而变化，但是总体目标是定义可用数据能被足够快地下载以供车辆使用的具有一定大小的扇区，但是大小足够大使得车辆即使在接收到扇区的情况下也不会到达扇区的边缘。因此，数据传输速率可在该计算中起作用。同时，处理不希望下载太多在车辆位置前方的数据，因为车辆可能不一定无限期地继续前进，因此可使用这些考虑因素之间的相互作用来确定定义有界扇区的前向顶点的合理的前进距离。
还定义了偏离(deviance)(步骤607)，所述偏离实质上是扇区的“宽度”。如图2所示，扇区可以是风筝形的，因此偏离对于车辆前方的所有前进距离来说可能不是固定的。例如，可针对处于较高速度的车辆定义较窄但较长的风筝(因为转弯将需要减速并且不太可能处于高速状态)，反之可针对处于较低速度的车辆定义较宽、较短的风筝(通常地面公路上的行驶可能转弯更频繁)。
例如，处理还可考虑在当前定义第一扇区的边界内是否存在任何可能的转弯或离开(步骤609)。如果不存在可能的转弯或离开，则处理可使偏离变窄(步骤613)(如果需要的话，则一直变窄到接近于道路)，这是因为车辆(大概)不可能在除了当前的方向以外的任何方向上行驶。这还可能导致下载的前进距离增大(步骤615)，下载的前进距离可扩展到合理的预定义限制，或者在另一示例中一直扩展到第一次可能的转弯或离开。由于在第一次可能的转弯之前不存在离开或转弯，因此车辆将需要扩展的数据集的可能性非常高。此时，返回修改的第一扇区(步骤621)，并且云将第一扇区坐标数据的快照发送到车辆。
如果在原始定义的第一扇区内存在可能的转弯或离开(步骤609)，则处理可确定当前车辆速度是否在阈值以上(步骤611)，所述阈值指示那些离开或转弯可能导致车辆在新数据可能被下载之前行驶到本地数据以外(诸如，前面呈现的分支高速公路的示例)。如果当前车辆速度在阈值以上，则偏离可被加宽(步骤619)，以提供可适应可能的转弯的更大的本地数据集。
在这个实例中，简单地使地理围栏变窄以定义更靠近车辆的边界可能看起来是合理的，这在一些情况下可起作用，但是看图2中的示例，如果高速公路上的分支就在车辆前方，则在地理围栏周界与本地数据周界之间有很小的距离用于开始，所以即使稍微使围栏变窄也不会使该距离增大很多。在这些情况下，简单地采取更大的本地数据快照可能是更合理的。另外，如上所述，代替简单地加宽偏离(可能是最快的选项)，并且转而可利用表示在可能的偏离方向上出现分支的小的扇区的数据分支(如果使用风筝形模型，则产生具有从侧面突出的特征的风筝)。
图7示出了用于主数据扇区定义的说明性处理。针对在该附图中描述的说明性实施例，应注意的是，通用处理器可被临时用作专用处理器，以用于执行在此示出的示例性方法中的一些或全部。当执行提供用于执行所述方法的部分或全部步骤的指令的代码时，处理器可被临时改变用途用作专用处理器，直到所述方法完成时为止。在另一示例中，在适当的程度上，根据预配置的处理器执行的固件可使处理器充当被提供用于执行所述方法或它的某种合理变型的专用处理器。
在该示例中，处理接收第一扇区定义(步骤701)，所述第一扇区定义由诸如图6所示的说明性处理的处理来定义。该地理围栏处理可在云上、在车上或者在两者的组合上运行。在该示例中，(在云上运行的)处理接收第一扇区并且在该示例中基于最大英里数每小时(例如，其可以是速度限制与容差的和)而定义可能的前进距离(headway)(步骤703)。所述前进距离被定义为使得以最大速度向前行驶到达前进点(headway point)的车辆将仍然具有足够的时间在到达第一扇区的边缘之前下载新的地图数据。因此，例如，如果数据下载耗费十秒钟，则在50英里每小时的区域内以60英里每小时向沿着道路2英里处的第一扇区边界行驶的车辆可能设置在1.83英里左右处的前进点，从而给60英里每小时的行驶在车辆到达定义的本地扇区边界之前留出0.17英里(或十秒钟的行驶)。当然，可内置针对可能较慢的下载的更大容差，因此例如将前进点设置在大约1.7英里左右处可能是更合理的。
简单地将地理围栏(其前进点是顶点(apex point))放置得更靠近车辆以避免超过本地区域边界的可能性似乎可能是更合理的。但是这样做将导致更多的重复下载请求(因为围栏将被更频繁地突破)，因此期望对限制下载与确保车辆不会行驶出本地地图数据集进行平衡。
此外，在该示例中，处理确定是否存在可能的偏离(诸如，在分支高速公路的示例中)(步骤705)。如果存在这样的偏离(实质上定义了不规则形状的本地边界)，则处理将选择偏离(步骤709)并且定义针对所述偏离的单独的前进(步骤711)以适应不规则的本地扇区形状。这会持续直到没有剩余偏离(步骤713)。此时，已经建立了前进点，前进点与本地数据周界之间的距离可被用作用于建立本地边界内的表示地理围栏的周界的参考。在至少一个示例中，本地边界与围栏周界之间的距离随着围栏接近车辆而缩短。然而，通常，在大多数示例中，围栏将具有与本地周界边界(尽管尺寸可能变化)大致近似的相同的形状。随后返回如此被定义的地理围栏(步骤707)以发送给车辆(或者由车辆使用，如果处理是车载处理的话)。
图8A至图8D示出了在多种行驶状况下下载的多个数据集的说明性示例。
在图8A所示的示例中，车辆801行驶在高速公路803上。存在一个高速公路出口805，高速公路出口805通往本地交叉路口807。在该示例中，本地数据周界813被定义为适应车辆可在预定时间量内到达的位置809。由于这个位置已经超过可能的出口，所以本地边界也已经被修改以适应出口805的可能性。由于交叉路口807是车辆可在预定时间量内行驶的最远处，因此，在该示例中，周界到达但不会超过该交叉路口。
此外，在该示例中，地理围栏811已经被扩展地定义为足以容纳出口805。在该示例中，这确保了在车辆到达围栏时将知道是否采用该出口。如果围栏在出口之前终止，则会需要容纳出口数据和前方高速公路数据两者的新的下载，而所述数据中只有某一部分是有用的(因为车辆将离开或者不离开)。在这样的情况下，与关于要素609至615示出的处理类似的处理可被用于地理围栏定义，使得地理围栏包括至少一个可能的转弯，从而防止重复下载不必要的数据。
图8B示出了类似不规则的本地数据边界823，本地数据边界823表示以当前车辆最大速度(基于速度限制与容差的和)可到达的所有点。外点827、829、831、837、839和841表示车辆可在时间段内到达的点。点827和831比点839和841更靠近车辆，这是因为车辆可能必须要减速进行转弯、可能遇见交通标志，并且它们更多的是在车辆航向的侧面。除非车辆超过已知速度限制的程度大于容差和/或以意想不到的速度进行转弯，否则在更新被处理之前，点833和835应该是不可到达的。
围栏821已经被定义为包含两个可能的偏离825和通向点829的道路，使得在突破围栏时将知道哪个偏离被采取(如果有的话)，从而防止再次下载车辆未采取的街道的街道数据。
如果定义这些边界所需的处理时间不会导致不合理的延迟，则这样的不规则边界可被用于定义本地坐标集。以这样的方式定义边界的优点是可限制下载的坐标数据的量。图8C和图8D示出了风筝内风筝边界的示例，由此可以下载更多数据，但是不会浪费时间去定义不规则的边界边缘。该处理可以更快，但是可能产生更多的数据。可根据需要针对给定解决方案调整数据使用与时间之间的权衡。
在图8C中，与图8A一样，车辆801也在高速公路上行驶。这里，设置了更宽的本地周界843以至少包含与图8A中的不规则有界区域相同的坐标数据集。但是在该示例中还下载了额外的坐标数据。地理围栏周界841可以是相同的，也被设置为包含至少一个出口，使得不存在额外的不必要数据的下载。在该示例中，如果车辆采取了出口，则将下载在出口航向上的新风筝，所述新风筝将包含交叉路口但很大程度上将丢弃其余的高速公路数据。
在图8D中，车辆801以非常低的速度(低于针对风筝数据定义的阈值)行驶。因此下载了本地数据的方形周界(或者该示例中的圆形周界853)。由于速度限制指示车辆仍然可到达在图8B中被定义为外部前进点的点，因此该处理已经下载了相对大的本地数据区域。在该示例中，地理围栏周界851已经被设置为比图8B容纳更多的可能的出口。由于下载了围绕车辆的包括可能不需要的数据的这样大的数据集，所以可期望在重新下载之前等待和观察车辆在哪里转弯。因为当前速度低，车辆不太可能快速加速并超过本地数据集的边界，因此可扩展围栏周界。
尽管也可以下载在多个方向上平等的围绕车辆的数据，但是如在该示例中可以看到的，本地边界不以车辆为中心，这是因为相比于向前行驶不太可能进行u形转弯。在一个示例中，车辆速度越低，则车辆越接近本地数据集的中心。因此，例如，以0英里每小时移动(停车)的车辆可能具有以车辆定义中心的本地数据集，而以15英里每小时行驶的车辆(假设针对圆形/方形下载的说明性阈值为20英里每小时)可能位于更靠近圆形边缘的位置。这表示以接近零的速度行驶的车辆进行完全转向的可能性会增大(因此增大了后方数据可能有用的可能性)。
如从说明性实施例中可以看到的，可在定义地理围栏和本地数据集方面进行各种调整。总之，说明性实施例用于提供本地有用的数据的快速、限制数据的下载。还以由地理围栏定义的频率来刷新本地数据集，使得车辆不可能在获得新的本地数据之前行驶到本地边界以外。
尽管上面描述了示例性实施例，但并不意在这些实施例描述本发明的所有可能形式。更确切地，说明书中使用的词语为描述性词语而非限制，并且应理解，可在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变。此外，可组合各种实现的实施例的特征以形成本发明进一步的实施例。

Claims (20)

1.一种系统，包括：
处理器，被配置为：
接收车辆速度和航向；
基于接收到的车辆速度和航向，定义地图数据的第一本地数据集，其中，所述地图数据由被预测为车辆在预定时间量内行驶可到达的周界所界定；
在距所述周界一定距离处定义地理围栏，使得以接收到的车辆速度到达所述地理围栏的车辆将有时间在到达第一本地数据集的周界之前下载第二本地数据集；
将地理围栏定义和第一本地数据集发送到车辆。
2.如权利要求1所述的系统，其中，处理器还被配置为：确定在第一本地数据集内的道路上的速度限制，并且其中，处理器还被配置为：基于所述速度限制中的至少一个超过接收到的车辆速度而扩展所述周界。
3.如权利要求1所述的系统，其中，处理器还被配置为：基于当前的车辆与处理器之间的数据传输速率以及基于第二本地数据集的预测的大小，确定下载第二本地数据集所需的时间。
4.如权利要求1所述的系统，其中，处理器还被配置为：调整接收到的车辆速度以适应预测的转弯时的车辆减速，使得处理器被配置为在车辆航向的侧面的区域内定义地理围栏。
5.如权利要求1所述的系统，其中，处理器还被配置为：基于接收到的车辆速度和航向，将第二本地数据集定义为半本地数据扇区，使得半本地数据扇区包含足够的地图数据以允许当车辆到达地理围栏时从半本地数据扇区内下载第二本地数据集，其中，所述半本地数据扇区比第一本地数据集大并且包含第一本地数据集。
6.一种系统，包括：
处理器，被配置为：
响应于本地数据请求，基于车辆速度和数据下载速度来确定本地数据边界和在所述本地数据边界内的用于触发额外数据请求的地理围栏，所述本地数据边界由被预测为车辆在预定时间段内可到达的坐标来定义；
将所述地理围栏以及在所述本地数据边界内的地图数据发送到车辆。
7.如权利要求6所述的系统，其中，处理器还被配置为：基于接收到的车辆航向来确定所述本地数据边界。
8.如权利要求6所述的系统，其中，所述本地数据请求包括兴趣点，所述地图数据包括定义表示请求的兴趣点的已知位置的坐标数据。
9.如权利要求6所述的系统，其中，处理器还被配置为：确定所述地理围栏，使得到达所述地理围栏、以预测的速度行驶并且利用预测的速率的数据传输的车辆将有时间在行驶超出所述本地数据边界之前下载具有预测的大小的第二本地数据集。
10.如权利要求9所述的系统，其中，所述预测的速度是基于向沿着所述本地数据边界的定义的点靠近的道路的已知的速度限制的。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述速度限制被增加预定的容差，以确定所述预测的速度。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述预测的速度是以下中的较大者：当前车辆速度；所述已知的速度限制与所述容差的和。
13.如权利要求9所述的系统，其中，所述预测的数据传输速率是基于处理器与车辆之间的先前观察到的通信速率的。
14.如权利要求9所述的系统，其中，第二本地数据集的所述预测的大小是基于先前观察到的第二本地数据集的大小的。
15.如权利要求6所述的系统，其中，处理器还被配置为：定义足以包含从当前路线的至少一个转弯或离开的本地数据边界和地理围栏。
16.一种系统，包括：
处理器，被配置为：
接收本地地图数据、地理围栏和最大预期行驶速度，其中，所述地理围栏围绕当前车辆位置并且被包含在所述本地地图数据的外部边界内；
追踪车辆进度，直到遇到地理围栏；
当遇到地理围栏时，请求新的本地地图数据；
如果车辆速度超过最大预期行驶速度，则将地理围栏重新定义为比接收到的地理围栏更靠近车辆位置。
17.如权利要求16所述的系统，其中，最大预期行驶速度基于所述本地地图数据内的道路的速度限制而被定义为所述本地地图数据的一部分。
18.如权利要求17所述的系统，其中，最大预期行驶速度是基于所述本地地图数据内的道路的最高速度限制的。
19.如权利要求17所述的系统，其中，最大预期行驶速度基于所述本地地图数据内的每个单独的道路的速度限制而针对所述每个单独的道路被定义。
20.如权利要求16所述的系统，其中，处理器还被配置为：确定蜂窝信号强度已经下降到预定阈值以下，并且作为响应发送针对新的本地地图数据的请求，所述请求包括蜂窝信号强度的标记。
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