CN109564099B - 用于地图匹配的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种高级地图匹配算法，其将道路拓扑固有地嵌入于一组路径候选中。即使在例如U形转弯、逆向行驶及隧道的特殊情形中，也能维持道路连通性。设计精细的路径候选者管理以减小候选计数同时保存良好匹配的候选者。使用多种准则独立地处理及评估路径，这使所述算法在不同场景中可靠且稳健。

Description

用于地图匹配的方法及系统

技术领域

本发明涉及用于将装置的当前位置匹配到指示可导航网络的电子地图的系统及方法。

背景技术

包含GPS(全球定位系统)信号接收及处理功能性的便携式导航装置(PND)是众所周知的，且广泛用作车载导航系统或其它车辆导航系统。一般地说，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，且通常是两者)及所述存储器内存储的地图数据。处理器与存储器合作以提供软件操作系统可建立于其中的执行环境，且另外，常见的是，提供一或多个额外软件程序以使得能够控制PND的功能性及提供各种其它功能。通常，这些装置进一步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及信息可通过其被中继到用户的一或多个输出接口。输出接口的说明性实例包含视觉显示器及用于可闻输出的扬声器。输入接口的说明性实例包含控制装置的开/关操作或其它特征的一或多个物理按钮(所述按钮并不一定必须位于装置本身上，而是可在装置内建到车辆中的情况下位于方向盘上)及用于检测用户语音的麦克风。在特别优选的布置中，输出接口显示器可经配置为触敏显示器(通过触敏叠加或以其它方式)以另外提供用户可通过其通过触摸操作装置的输入接口。

导航装置通常还可以利用表示车辆在其上行进的可导航网络的数字地图。数字地图(或有时称其为数学图)以其最简单的形式实际上是数据库，其含有表示节点，最常见地，表示道路交叉口，及那些节点之间表示那些交叉口之间的道路的线的数据。在更详细的数字地图中，线可被分成通过起始(或“尾”)节点及结束(或“头”)节点界定的段(或“弧”)。这些节点可为“真实的”，其中：其表示最少3条线或段在其处相交的道路交叉口，或其可为“人工的”，其中：其被提供为未通过真实节点在一或两个端处界定的段的锚点以尤其提供一段特定道路的形状信息或识别沿着道路的在其处所述道路的一些特性(例如，速度限制)发生改变的位置的方式。实际上，所有现代数字地图、节点及段均进一步由再次由数据库中的数据表示的各种属性界定。举例来说，每一节点通常将具有地理坐标以界定其真实世界位置，例如，纬度及经度。节点将通常具有与其相关联的操控数据，其指示是否有可能在交叉口处从一条道路移动到另一条道路；而段也将具有相关联的属性，例如最大准许速度、车道大小、车道数目、车道之间是否存在隔离带等。

导航装置通常包含全球导航卫星系统(GNSS)传感器，卫星广播信号中编码的时序及定位数据可通过其接收且随后经处理以确定装置在当前时间的位置连同例如速度、前进方向等的其它信息。GNSS传感器通常基于GPS，正式名称为NAVSTAR，但可另外或替代地，基于俄罗斯的GLOSNASS、欧洲伽利略定位系统、COMPASS定位系统或IRNSS(印度区域导航卫星系统)。车辆导航装置通常还可以利用惯性导航传感器，也称为航位推算(DR)传感器，其可用于确定装置的相对位置，即，其中新位置是基于前进方向及从前一位置横越的距离，而非绝对位置(如同GNSS传感器的情况)。DR传感器包含用于测量横越的距离的传感器，例如速度计、里程表、加速度计等，及用于测量前进方向的传感器，例如陀螺仪等。在许多情况中，来自GNSS传感器及DR传感器的数据经组合使得装置的当前位置永远是可得到的，即使在卫星信号被部分或完全阻塞时。

此类导航装置的效用主要表现在其确定第一位置(通常，起始或当前位置)与第二位置(通常，目的地)之间的路线的能力。这些位置可由装置的用户通过多种多样的不同方法中的任何者输入，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(例如著名的位置、市政位置(例如运动场或室内游泳库或其它所关注点))及特别喜欢或最近访问的目的地。通常，导航装置由路线规划软件启用以从地图数据搜索起始地址与目的地地址位置之间的“最佳”或“最优”路线。“最佳”或“最优”路线是在经预先确定准则基础上确定且并不一定必须是最快或最短路线。搜索沿着其导引驾驶员的路线可为十分复杂的，且搜索可将历史的、现有的及/或预测的交通及道路信息考虑在内。在沿着计算得到的路线导航期间，此类装置提供视觉及/或可闻指令以沿着选取路线将用户导引到那条路线的终点(即，期望目的地)是有用的。装置在导航期间在屏幕上显示地图信息也是有用的，此类信息在屏幕上定期更新使得所显示的地图信息表示装置的当前位置，且因此在所述装置用于车载式导航的情况下表示用户或用户的车辆的当前位置。

因此，如将了解，导航装置中的重要过程是确定数字地图上的对应于装置的当前位置的位置，例如，所述当前位置如由定位引擎基于GNSS传感器及/或DR传感器而确定。此过程通常称为地图匹配。地图匹配算法的各种实例描述于库杜斯(Quddus)等人的文章“运输应用的当前地图匹配算法：最先进技术及未来研究方向(Current map-matchingalgorithms for transport applications:state-of-the art and future researchdirections)”，《运输研究C：新兴技术(Transportation Research Part C:EmergingTechnologies)》，第15卷，第5期，第312到328页(2007)中。

图1展示定位及地图匹配系统的示范性功能设计。在系统中，由定位引擎(例如，软件模块)20从GNSS传感器10及DR传感器12中的至少一者接收并处理数据以连续输出位置数据。此位置数据，即，每一位置样本，包含至少一组地理坐标，例如纬度及经度，而且通常还包含例如前进方向、速度及(从前一位置样本)已行进距离的信息。位置样本被输入到存取存储构件32中的数字地图数据的地图匹配引擎30，且输出每一位置样本的对应地图匹配位置，例如，作为识别数字地图的段及从头或尾节点的偏移的数据。地图匹配位置由一或多个客户端装置或软件模块40接收，例如，以用于确定从当前位置到目的地的路线，从而生成具有指示装置的当前位置的图标的数字地图的视觉表示等。

最早的地图匹配方法包含点到点及点到曲线匹配，其基于距离测量将个别位置样本对齐到数字地图的最近节点或段。这些方法更详细描述于例如怀特(White)等人的文章“个人导航助理的一些地图匹配算法(Some map matching algorithms for personalnavigation assistants)”，《运输研究C》，第8卷，第91到108页(2000)中。然而，由于从定位引擎接收到的位置样本与数字地图(其表示可导航网络，例如，道路网络)两者中包含的双重不确定性及不准确度，此类方法极易出错。特定来说，道路密度高、交叉口复杂的城市地区及道路平行或堆叠的公路的尤其难以正确地分辨。两种典型方法已用于改进这些早期匹配算法。一种方法为引入除距离测量外的更多测量，例如：前进方向；已行进距离；及段属性，例如转弯限制。另一方法为并入网络拓扑且维持地图匹配结果拓扑完整性。然而，此类系统可为不合意地复杂的。

申请人已意识到，仍需要用于地图匹配位置数据的改进方法及系统。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种将装置的当前位置匹配到指示一地理区域内的可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示装置在不同时间处的位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

本发明扩展到一种用于实施根据本文描述的本发明的方面或实施例中的任何者的方法的系统。因此，根据本发明的第二方面，提供一种用于将装置的当前位置匹配到指示一地理区域内的可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

如所属领域的技术人员将了解，视情况，本发明的此另一方面可包含且优选地确实包含本文关于本发明的其它方面中的任何者描述的本发明的优选及任选特征中的任何一或多者或全部。如果未明确陈述，本文中的本发明的系统可包括用于实施关于在本发明的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。

本发明是计算机实施的发明，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施。用于实施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。

本发明的方法可在导航操作的背景中实施。因此，所述方法可由具有导航功能性的装置或系统的一组一或多个处理器实施。然而，将了解，所述方法也可由具有地图匹配能力但不一定具有导航功能性的任何合适的系统实施。举例来说，所述方法可由不具有导航功能性的计算机系统(例如，桌面型或膝上型系统)及/或可经布置以自动控制车辆内的一或多个系统的高级行驶辅助系统(ADAS)实施。

本发明的方法可使用经配置以提供所述功能性的任何系统实施。所述步骤可由地图匹配引擎执行。

本发明的方法可由移动装置实施。移动装置具有存储器及一组一或多个处理器。此装置可为专用导航装置，例如，具有在上文背景技术部分中描述的特征中的任何者。此装置可为便携式导航装置或集成车载式装置。所述系统可形成高级驾驶员辅助系统(ADAS)的部分。然而，在其它实施例中，移动装置可为运行适当的软件的任何合适的移动装置，例如移动电话或平板装置。通常，移动装置将具有位置确定功能性。通常，移动装置将具有用于向用户显示关于电子地图的当前位置的指示的显示器。替代地，本发明的方法可由服务器实施。设想其中本发明的方法由服务器与移动装置的组合执行的其它实施例。因此，本发明的系统可包括经布置以执行描述的步骤的移动装置及/或服务器。将了解，本发明的地图匹配步骤可由与可使用地图匹配数据的其它模块(例如，路由引擎)解耦的地图匹配模块实施，且同样地，地图匹配模块可与提供地图匹配模块对其操作的定位数据的模块解耦。

所述方法包含获得电子地图数据及指示装置的移动的位置数据以匹配到地图。电子地图数据及位置数据将输入数据提供到地图匹配引擎。

所述方法可包括从地图数据库获得电子地图数据以用于地图匹配方法中的步骤。获得电子地图的步骤可包括从本地或远程源请求数据。所述方法可包括请求与基于待匹配的位置样本(即，最近位置样本)所选择的区域有关的电子地图数据。举例来说，电子地图数据可为与基于待匹配的位置样本选择的经预先确定形状(例如，多边形(例如矩形))的区域有关的数据。区域可包含位置，例如，以位置为中心。在一些实施例中，地图匹配方法可由包括存储地图数据库的存储器的系统执行。然而，在其它实施例中，地图数据库可为远程地图数据库，例如，服务器的远程地图数据库。可根据需要重复请求电子地图数据的步骤以获得另外电子地图数据，例如，当当前位置靠近其电子地图数据先前被存储的区域的边界时。

电子地图包括通过节点连接且表示由电子地图覆盖的区中的可导航网络的可导航元素的多个段。通过电子地图的段连接的节点可指示真实世界节点(例如，可导航网络的元素的交叉点)或人工节点(如上文描述，其可被引入到电子地图中以提供具有未由真实世界节点界定的至少一个端的段的锚点)。此可用于划分在真实世界节点之间延伸的段以便能够使不同属性与那个段的部分相关联，所述属性例如不同道路特性，例如，速度限制、形状信息等。虽然本发明的实施例是参考呈路段形式的可导航元素描述，但应意识到，本发明也可适用于其它可导航段，例如路径、河流、运河、自行车道、牵引路径、铁路线或类似物的段。为了便于参考，这些统称为路段。

电子地图的每一节点与指示节点的真实世界位置的位置数据相关联。每一节点可与指示节点的经度及纬度位置的位置数据相关联。电子地图的每一段指示地图的节点之间的连通性。段是方向性的，且可指示所述段是单向的(即，由所述段表示的可导航元素可仅在一个方向上被横越)或双向的(即，由所述段表示的可导航元素可在两个方向上被横越)。每一段可在尾节点与头节点之间延伸。通常，每一段是直线段。换句话来说，电子地图指示其表示的可导航网络的拓扑及连通性。

所述方法包括获得指示装置的移动的位置数据。位置数据包括指示装置在不同时间处的位置的多个位置样本。每一位置样本指示装置在与装置有关的时间的位置。与最近时间有关的位置数据，例如，位置样本，可称为“当前位置”。所述方法试图将根据位置数据的当前位置匹配到电子地图上的位置。位置数据可从任何合适的位置确定引擎获得，例如，从任何合适的位置确定引擎接收。位置确定引擎可为本地或远程的。获得位置数据的步骤优选地包括从远程位置确定引擎获得位置数据。

将了解，本发明使地图匹配功能性(例如，引擎)能够与位置确定功能性(例如，引擎)解耦。地图匹配引擎可以不同于由地图匹配引擎接收位置数据的速率的速率匹配此位置数据，即，以不同于位置确定引擎提供位置样本的速率的速率。举例来说，地图匹配引擎可以低于接收位置数据样本的速率的速率处理所述数据。此外，由地图匹配引擎接收到的位置数据可并不立即用于地图匹配过程中。

所述方法可进一步包括将获得的位置数据(无论以何种方式获得)存储于存储器中。这使得能够在稍后阶段处理数据，即，由地图匹配引擎异步地处理数据。

获得的位置数据优选地与时序数据相关联。优选地，位置数据包括多个位置样本，每一位置样本包括指示装置的位置的数据及指示与所述位置有关的时间的数据。在优选实施例中，位置数据是有时间戳记的位置数据。接着，使每一位置样本与时间戳记相关联。包含位置数据的时序信息的此类实施例在地图匹配及位置确定引擎彼此解耦的情况下是适当的。然而，设想位置数据并不一定需要与时序信息相关联，在此可由地图匹配引擎以其它方式推断的情况下或在不需要其的情况下，例如，如果位置确定引擎与地图匹配引擎以相同速率操作。此可为地图匹配引擎未与位置确定引擎解耦的情形。所述方法可包括获得包括多个位置样本的位置数据及使其与增加时间戳记相关联。

在一些实施例中，所述方法可扩展到确定位置数据的步骤。位置数据可包括指示装置的位置的任何合适的数据。装置可为希望将其位置匹配到地图的任何装置。装置可为任何移动装置，且可为专用导航装置或具有导航功能性的任何装置，例如，运行适当软件的移动电话或类似物。装置可为执行本发明的地图匹配步骤的装置，或可为远程装置，例如，其中地图匹配由服务器实施。装置通常与车辆相关联。

位置数据可包括上文描述的位置数据类型中的任何者。位置数据可为基于由GNSS传感器或多个传感器提供的数据(例如GPS数据)或可由一或多个GNSS传感器(例如，GLOSNASS、COMPASS或IRNSS)获得的任何其它数据。位置数据可替代地或另外是基于从经布置以提供指示装置的相对位置的数据的例如车辆的一或多个航位推算(DR)传感器获得的数据。因此，定位数据可为由定位引擎基于GNSS传感器及/或DR传感器确定的任何定位数据。接着，每一位置样本将包括上述类型中的任何类型的位置数据。

关于每一时间的位置数据，即，位置数据样本，包含至少一组地理坐标，例如纬度及经度。在一些实施例中，每一位置数据样本另外包含指示前进方向、速度及已行进距离中的一或多者的数据。前进方向及已行进距离数据将为相对于前一位置样本。每一位置样本可任选地包含另外数据，例如指示数据、坡度、转首角速率的经估计精度的数据。

所述方法通常包括连续接收指示待地图匹配的装置的位置的位置数据样本。定位引擎无论以何种方式布置都可连续输出此类数据。定位数据可包括各自关于不同时间的多个定位数据样本，例如，多项有时间戳记的位置数据。每一此位置数据样本可根据本文描述的本发明的方法匹配到地图。可将位置样本循序地匹配到地图，每一地图匹配位置样本提供经更新地图匹配当前位置。如上文提及，地图匹配过程可以比接收位置样本更慢的速率发生，或另外具有某种延迟。最近匹配的位置样本将被认为提供地图匹配当前位置，尽管事实上，在那时装置的当前位置可能已经前进了。

根据本发明，所述方法包括维持关于电子地图的候选路径库。每一路径是候选路径，其中：其是穿过电子地图的可能与装置的(当前)位置匹配的可能路径。所述库因此是动态库，其中：所述库内的候选路径随着时间的推移而变化。可修改、添加或从所述库删除路径。通常，电子地图的每一段是线性的。因此，每一候选路径可为各自包括电子地图的多个段的多段线。

在初始起动情形中，例如当在静止周期之后起动时，或当从道路外位置到来时，所述方法可包括识别电子地图中靠近当前位置的多个段，即，接收到的第一位置样本用于提供多个候选路径起动集。所述方法可包括基于当前位置确定电子地图上的多边形(例如，矩形)或任何其它区及识别电子地图中与待用于提供候选路径起动集中的相应候选路径中的所述多边形或其它区相交的多个段。所述方法可包括在选择所述起动集的多个段中将例如距当前位置的距离、方位等的因素考虑在内。此处，当前位置将为在起动之后接收到的第一位置样本。

在起动之后，可通过扩展现有路径及/或添加新路径来添加候选路径库。此类步骤可响应于接收到的位置数据实施。所述库可包括关于不同行驶方向的第一及第二组候选路径，或可仅包含当前行驶方向上的候选路径。

每一候选路径包含电子地图的段中的一或多者。每一路径是连续路径。路径是延伸路径而非单个点位置。此使将当前位置匹配到地图能够将先前位置样本考虑在内，且因此，将行进到当前位置的路径考虑在内。此可帮助减少与上文论述的常规点到点地图匹配技术相关联的误差。然而，本发明包含额外步骤，其在地图匹配准确度方面提供比可使用现有技术曲线到曲线地图匹配方法获得的更大程度的改进，现有技术曲线到曲线地图匹配方法也考虑延伸位置。

优选地，候选路径中的至少一些包括电子地图的第一段及连接到所述第一段的至少一段。换句话来说，候选路径中的至少一些跨电子地图的节点在连接段之间延伸。

根据本发明，所述方法包括通过扩展候选路径中的一或多者更新候选路径库。电子地图中的每一段具有头(节点)及尾(节点)，头(节点)是段的前端，即，在段正向其前进的方向上，且尾(节点)是段从其发出的段的后端。同样地，每一候选路径在前端处具有头端(即，在其中路径正向其前进的方向上)且在路径的后端处具有尾端。所述方法包括扩展候选路径以提供包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段的经扩展候选路径。段将在节点处彼此连接。连接段通常是原始候选路径的段的头端在其处终止的节点处的出发段。可根据需要选择候选路径沿连接段扩展的距离。举例来说，此可为经预先确定距离，或可能会一直到下一个节点等。距离可取决于段类型。举例来说，在段是公路路段的情况下，与在段是城市道路网络的部分的情况下相比将路径扩展到更远以遇到下一节点可为必要的。设想路径可被扩展到连接到第一连接段的另一段。应了解，扩展在行进方向上发生。将经扩展候选路径添加到候选路径库。

通过以所描述方式扩展候选路径，生成的候选路径库将固有地包含道路连接信息，从而致使即使在更复杂的情形中也能准确地地图匹配当前位置的能力得到改进，所述复杂的情形例如，在当前位置在环状交叉路口附近或存在平行道路的情况下。通过将此类拓扑信息构建到候选路径数据中，当实施匹配过程的后续部分时(例如决定哪一段与位置匹配时)考虑拓扑特征(例如，段之间的连通性)的需要得到简化，即，简化了地图匹配过程。扩展原始候选路径的步骤在向前方向(即，移动方向)上实施。

优选地基于位置数据选择待扩展的所述或每一路径。被扩展的所述或每一路径优选地是装置的位置先前已匹配到其的路径。接着，扩展路径的步骤可在装置的(最近)地图匹配位置接近路径的头端时触发。举例来说，此可为当地图匹配位置在路径的头端的经预先确定距离内时。在此情形中，待地图匹配的下一位置数据样本很可能落在超出现有路径的头端的区域中。通过在地图匹配位置接近其端时扩展路径，创建延伸到连接段上的候选路径，以提供用于下一位置数据样本的匹配的合适的候选路径，从而在匹配过程中即使在交叉口等区域中也提供连续性。然而，通过仅在地图匹配位置靠近路径的头端时扩展路径，候选路径库中的路径的数目及长度可保持为更可管理的水平。

在许多情形中，提供候选路径的头端的段可在具有多个出发段的节点处终止。接着，将提供候选路径的头端的段连接到多个段。在此情形中，所述方法可包括扩展候选路径以提供包含连接到提供节点处的原始候选路径的头端的段的出发段中的至少一者的经扩展候选路径，及生成包括连接到提供节点处的原始候选路径的头端的段的其它出发段中的至少一者的至少一个额外候选路径。所述或每一额外候选路径可进一步包括一直通向对应于原始候选路径的节点的部分。换句话来说，原始候选路径可经复制，并以不同方式扩展，以提供一或多个另外唯一候选路径。此过程可针对从节点发出的每一段实施。

可将每一经扩展候选路径描述为电子地图的两个或两个以上段的有序序列。确定的每一候选路径是不同(即，唯一)路径。如上文提及，虽然每一候选路径是唯一的，但不同候选路径可共享共同部分，例如，对应于经扩展的原始候选路径。原始候选路径可经复制以提供多个新候选路径的部分。

所述方法可包括将指示候选者库中的候选路径中的每一者的数据存储于候选路径数据库中。当路径被扩展或添加时，所述方法包括将指示经扩展路径或新路径的数据存储于数据库中。指示候选路径的数据可指示界定路径的地图段的有序序列。数据库可被存储于本地存储器或远程存储器或其组合中，但优选地本地存储。

将了解，多个候选路径中的不同者可在不同时间扩展以在候选路径库中提供经扩展候选路径，即，当当前位置靠近相应原始候选路径的端时。

将了解，随着时间的推移，随着装置移动并接收到新位置样本，候选路径库中的候选路径数目将增加。根据本发明的实施例，优选地采取步骤来主动管理候选路径库。此可帮助将候选路径数目及/或所述路径的长度保持在可管理水平，以使地图匹配过程能够有效地进行。所述方法可包括丢弃路径及/或减小候选路径长度。所述方法可包括移除路径的重叠部分的至少一部分。主动管理候选路径库可包括更新候选路径数据库以反映候选数据库的变化。

这些步骤可为基于各种准则。举例来说，候选路径可包含重叠部分，例如，尾部分。此可为在当前位置靠近具有两个或两个以上出发段的交叉点时扩展候选路径的结果，如上文描述。原始候选路径可经复制以形成从交叉点沿不同段连续的多个新唯一路径的部分。管理候选路径库的方法可包含删减候选路径尾部分的步骤。所述方法可包括识别及删减在候选路径的不同者之间共享的尾部分，例如，移除路径的共同祖先部分。这些尾部分通常在匹配过程中变得冗余，这是因为当前位置前进超出原始候选路径的头。

可基于将位置数据匹配到候选路径的结果而丢弃路径以确定与位置数据最佳匹配的候选路径。此可为其中发现路径具有关于位置数据的过大偏移及/或当发现路径具有匹配已行进路径的较低可能性的情形。

候选路径库的管理可基于经横越的区域中的可导航网络的性质来控制。举例来说，在可导航网络是密集的城市道路网络的情况下，将存在相对较多节点。此将导致路径的频繁扩展及倍增。另一方面，当沿公路行进时，将存在相对较少节点，且地图段将趋向于更长。在此场景中，候选路径库将不会以如此之快的速率增加。更积极地管理库因此易于在城市环境中将所述库保持在可管理水平。

在某些特殊情形中，可能需要调适候选者库以提供有用的候选路径。一个此情形是其中当前位置在隧道中的情况。在一些实施例中，所述方法可包括确定当前位置在隧道中或正接近隧道。这可从在超过给定阈值的时段内缺乏基于卫星的定位数据来推断。接近隧道可使用地图数据来检测。接着，所述方法可包括仅沿着通向隧道的出口的段扩展候选路径。

根据本发明的另一方面，提供一种将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到所述当前位置在隧道中或正接近隧道，就通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，其中所述段是通向所述隧道的出口的段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

本发明扩展到一种用于实施根据本文描述的本发明的方面或实施例中的任何者的方法的系统。因此，根据本发明的另一方面，提供一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到所述当前位置在隧道中或正接近隧道，就通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，其中所述段是通向所述隧道的出口的段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

如所属领域的技术人员将了解，视情况，本发明的此另一方面可优选地包含且优选地确实包含本文关于本发明的其它方面中的任何者描述的本发明的优选及任选特征中的任何一或多者或全部。如果未明确陈述，本文中的本发明的系统可包括用于实施关于在本发明的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。

根据这些另外方面的本发明是计算机实施的发明，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施。用于实施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。

在其中候选路径的头端在具有通向隧道的出口的多个出发段的节点处终止的实施例中，所述方法可包括扩展候选路径以提供包含连接到提供节点处的原始候选路径的头端的段的出发段中的至少一者的经扩展候选路径，及生成包括连接到提供节点处的原始候选路径的头端的段的另外出发段中的至少一者的至少一个额外候选路径。所述或每一额外候选路径可进一步包括一直通向对应于原始候选路径的节点的部分。换句话来说，原始候选路径可被复制，且以不同方式扩展，以提供一或多个另外唯一候选路径。此过程可针对从节点发出通向隧道的出口的每一段实施。

另一特殊情形是其中检测到U形转弯的情况。在此情形中，可创建具有与库中先前包含的候选路径相反的方向的额外候选路径。在实施例中，动态候选路径库包含第一组候选路径，每一路径是穿过电子地图的可能与装置的当前位置匹配的在第一行驶方向上的可能路径，且所述方法包括：一旦检测到U形转弯操控已由装置执行，就创建一组额外候选路径以包含于动态库中，其中每一候选路径是穿过电子地图的可能与装置的当前位置匹配的在第二相反行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括电子地图的一或多个段的至少一部分。一组额外候选路径可在行驶方向保持相反时用于地图匹配中。然而，假如U形转弯检测是错误的且行驶方向保持未改变(例如，在发夹转弯与U形转弯混淆的情况下)，那么优选地维持所述组原始候选路径。维持两组路径在行驶方向变化时允许连续地图匹配。随着匹配的进行，可逐渐丢弃与前一行驶方向有关的路径。

根据本发明的另一方面，提供一种将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第一行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到U形转弯操控已由所述装置执行，就创建一组额外候选路径以包含于所述库中，其中每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第二相反行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

本发明扩展到一种用于实施根据本文描述的本发明的方面或实施例中的任何者的方法的系统。因此，根据本发明的另一方面，提供一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第一行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到U形转弯操控已由所述装置执行，就创建一组额外候选路径以包含于所述库中，其中每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第二相反行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

如所属领域的技术人员将了解，视情况，本发明的此另一方面可优选地包含且优选地确实包含本文关于本发明的其它方面中的任何者描述的本发明的优选及任选特征中的任何一或多者或全部。如果未明确陈述，本文中的本发明的系统可包括用于实施在本发明的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。

根据这些另外方面的本发明是计算机实施的发明，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施。用于实施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。

另一特殊情形是检测到逆向行驶的情况。逆向行驶是指向后行驶，即，以车辆的逆向模式，而非在相反方向上向前行驶，例如在U形转弯以后。因此，装置或与装置相关联的车辆将在逆向时仍定向在与向前行进期间相同的方向上，但在相反方向上移动。已发现，出于地图匹配目的，希望将逆向行驶视为在相反方向上的向前行驶，并相应地调适及/或生成候选者库。此使地图匹配过程能够在逆向行驶期间在向前方向上运行。可在执行地图匹配方法之前内部反转装置的前进方向以使能够在向前行驶方向上执行地图匹配。接着，与地图匹配位置相关联的前进方向应在地图匹配过程之后再一次内部反转。

在涉及逆向行驶的本发明的实施例中，可以任何合适的方式检测逆向行驶的检测。通常，使用基于航位推算传感器的位置数据检测逆向行驶。基于DR传感器的位置数据可指示当执行逆向行驶时行进的负距离。逆向行驶也可例如通过分析来自车辆内的图像捕获装置(例如相机)的图像来检测，例如，针对相机面向前的情形，经捕获图像中特征的大小将在向前行驶时增加且在向后行驶时减小，针对相机面向后的案例，反之亦然。

当检测到逆向行驶时，无论以何种方式实现，可创建具有与库中先前包含的方向相反的方向的一组候选路径。在实施例中，一旦检测到装置在逆向方向上移动，就用一组新候选路径替换动态候选路径库，其中每一候选路径是穿过电子地图的可能与装置的当前位置匹配的在第二相反行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括电子地图的一或多个段。所述组新候选路径可在逆向行驶继续时用于地图匹配。一旦逆向行驶停止，且车辆再次开始在第一行驶方向上移动，就再次用一组新候选路径替换动态候选路径库，其中每一候选路径是穿过电子地图的可能与装置的当前位置匹配的在第一行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括电子地图的一或多个段。

根据本发明的另一方面，提供一种将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第一行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到逆向行驶正被执行，就创建一组新的候选路径来替换所述库中的候选路径，其中所述新的候选路径中的每一者是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第二相反行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出；及

生成指示地图匹配当前位置的数据。

本发明扩展到一种用于实施根据本文描述的本发明的方面或实施例中的任何者的方法的系统。因此，根据本发明的另一方面，提供一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述位置在不同时间的位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第一行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到逆向行驶正被执行，就创建一组新的候选路径来替换所述库中的候选路径，其中所述新的候选路径中的每一者是穿过所述电子地图的可能与所述装置的当前位置匹配的在第二相反行驶方向上的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将所述经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示地图匹配当前位置的数据的构件。

如所属领域的技术人员将了解，视情况，本发明的此另一方面可优选地包含且优选地确实包含本文关于本发明的其它方面中的任何者描述的本发明的优选及任选特征中的任何一或多者或全部。如果未明确陈述，本文中的本发明的系统可包括用于实施关于在本发明的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。

根据这些另外方面的本发明是计算机实施的发明，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施。用于实施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。

根据涉及逆向行驶的本发明的方面及实施例，创建一组新候选路径的步骤可包括：对于一组原始候选路径中的一或多者，且优选地对于一组原始候选路径中的每一者，在第一行驶方向上使候选路径扩展经预先确定距离；沿候选路径使地图匹配当前位置前进经预先确定距离到人工地图匹配当前位置；及基于人工地图匹配当前位置在第二相反行驶方向上生成候选路径。已发现，以此方式人工地使地图匹配当前位置前进且接着基于因此获得的人工地图匹配当前位置而非基于实际当前地图匹配位置在相反方向上生成候选路径是有利的。这可确保在创建逆向候选路径之前将地图匹配当前位置前方的任何交叉口考虑在内，从而帮助维持所创建的一组额外候选路径中的连通性。由于上文论述的原因，此可导致改进的地图匹配，这是因为固有地考虑了拓扑信息。

在第一行驶方向上使一组原始候选路径的候选路径扩展经预先确定距离可包括扩展路径以提供经扩展候选路径，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段。段将在节点处彼此连接。连接段通常是原始候选路径的段的头端在其处终止的节点处的出发段。在提供原始候选路径的头端的段在具有多个出发段的节点处终止的情况下，接着，将提供候选路径的头端的段连接到多个段。在此情形中，所述方法可进一步包括在第一行驶方向上使候选路径扩展经预先确定距离以提供额外候选路径，其包含连接到提供节点处的原始候选路径的头端的段的出发段中的另一者。此过程可针对从节点发出的每一段实施。

在第二相反行驶方向上生成候选路径优选地包括：识别与人工地图匹配当前位置相关联的段；及反转所述段使得段的头(节点)与尾(节点)交换。因此，扩展路径以在第二行驶方向上创建候选路径的步骤可包括：扩展路径以包含连接到人工地图匹配当前位置位于其上的段的至少一段。段将在节点处彼此连接。段将为连接到段关于第一行驶方向的尾端或段关于第二行驶方向的头端的段。

第二相反行驶方向上的这些新候选路径替换候选路径库中的原始候选路径。如将了解，此不同于已检测到执行了U形转弯操控的时候，这是因为在后一情形中，第一行驶方向及相反第二行驶方向两者上的候选路径都维持在库中。

在其中通过在第二行驶方向上从人工地地图匹配当前位置扩展路径而生成一组新候选路径的实施例中，所述方法优选地包括：对于新候选路径中的一或多者，且优选地对于新候选路径中的每一者，在第二行驶方向上将人工地地图匹配当前位置移动经预先确定距离以识别新候选路径上的一或多个地图匹配位置。此步骤补偿将地图匹配当前位置在第一行驶方向上人工地移动经预先确定距离以便优选地生成新候选路径(在第二相反行驶方向上)。因此，虽然当前位置先前地图匹配到来自在第一行驶方向上的一组原始候选路径的候选路径的段，但其现在在形成在第二逆向行驶方向上的候选路径的部分的段上的对应位置中。

将了解，确定一组新候选路径，即，在第二行驶方向上，而无需使用在创建原始候选路径时考虑的限制中的一些。举例来说，与道路网络的单行道有关的段在第二行驶方向上在生成候选路径时被认为永远是可横越的，而在第一行驶方向上，其在生成候选路径时被认为仅在一个方向(即，合法方向)上是可横越的。

根据本发明，在本发明的方面或实施例中的任何者中，所述方法包括从库识别提供与位置数据的最佳匹配的候选路径的步骤。

优选地，所述方法包括将位置数据匹配到多个候选路径中的每一者以确定提供与位置数据的最佳匹配的候选路径。优选地，将获得的位置数据匹配到候选路径中的每一者的步骤针对每一候选路径独立地实施。优选地，匹配步骤关于候选者库中的每一候选路径实施。

使用获得的多个位置数据样本(包含最近或当前位置数据样本)实施将获得的位置数据匹配到给定候选路径。因此，将根据位置数据的位置迹线或路径与候选路径进行比较。可根据需要选择被考虑在内的位置样本数目(即，位置迹线的长度)，且其可动态地改变，且针对不同匹配准则可能是不同的。多个数据样本包含最近数据样本(即，待匹配到地图的当前位置)及一组一或多个(优选地，多个)先前数据样本。可以此方式理解对本文基于多个位置数据将位置数据匹配到候选路径的任何参考。

所述方法优选地包括将位置数据匹配到多个候选路径中的每一者，且优选地匹配到候选路径库中的每一候选路径。在每一情形中，将多个数据样本考虑在内。一或多组相同数据样本通常用于关于每一路径的匹配过程中。如上文提及，可关于不同匹配准则使用多组不同数据样本(即，具有不同大小的数据样本)。

在优选实施例中，所述方法包括：对于所考虑的每一候选路径，根据多个匹配准则中的每一者将位置数据匹配到候选路径。可根据需要选择匹配准则。然而，优选地，将获得的位置数据匹配到给定候选路径的步骤将使用位置数据所确定的至少前进方向及位置考虑在内。优选地，关于准则中的每一者，独立地实施匹配。这可针对准则(例如，前进方向及位置)中的每一者使用独立匹配引擎来实现。匹配引擎是独立的，其中：关于一个准则的匹配不会影响关于另一准则的匹配。

所述方法优选地包括：针对所考虑的每一候选路径，提供指示位置数据与候选路径的匹配程度的评分；及至少基于其相应评分对候选路径进行排名。在基于多个准则实施匹配到候选路径的情况下，优选地，针对匹配准则中的每一者，获得指示位置数据与候选路径的匹配程度的相应评分，且所述方法包括组合每一评分以提供候选路径的整体匹配评分。此可通过关于准则中的每一者执行独立匹配来实现，如上文论述。在优选实施例中，因此优选地针对每一候选路径获得关于至少前进方向及位置的相应匹配评分，且将其用于获得候选路径的整体匹配评分。基于关于多个匹配准则中的每一者的个别评分获得候选路径的整体匹配评分的步骤可以任何合适的方式实施。优选地，使用基于信任理论的技术，例如Dempster-Shafer理论。然而，也可使用其它技术，例如隐马尔可夫(Hidden Markov)、模糊逻辑或卡尔曼滤波器(Kalman Filter)。

关于给定候选路径的匹配评分指示通过位置数据样本界定的位置迹线与路径匹配的可能性，即，概率。在其中确定此类评分的优选实施例中，此适用于任何整体匹配评分及关于特定准则的评分。

一旦已获得关于所考虑的每一候选路径的评分，无论其是否是基于基于多个不同匹配准则确定的评分的总体评分，所述方法就可包括对候选路径进行排名以允许确定提供与位置数据的最佳匹配的候选路径。排名是至少基于关于每一候选路径确定的评分。排名可将其它因素(例如偏移)考虑在内，如下文描述。

主动管理候选路径库的步骤可替代地或另外包括：基于匹配过程的结果从库丢弃一或多个候选路径。此可涉及从候选路径数据库移除路径。举例来说，可丢弃在匹配过程期间发现相较于位置数据迹线具有太大偏移的路径。管理候选路径库可替代地或另外将经确定候选路径排名考虑在内。所述方法可包括基于经确定候选路径的排名从库丢弃所述候选中的一或多者。已发现，这比基于与路径相关联的绝对评分丢弃路径更有效。排名提供候选路径的相对相关性的指示，其可能不会受例如周围道路网络的密度等因素的影响。

关于多个准则执行独立匹配，且接着组合匹配过程的结果以提供指示候选路径的匹配程度的总体评分是有利的，其中：关于不同准则的匹配可分析位置数据及地图数据两者中的不同错误源。此可导致更准确的经确定经估计位置。据信，此类特征是有利的，独立于使用候选路径库的上下文，或独立于其中匹配将多个位置样本考虑在内的情形。

根据本发明的另一方面，提供一种将装置的当前位置匹配到指示一地理区域内的可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得包括指示所述装置的位置的位置数据样本的位置数据；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；

使用第一匹配引擎基于指示所述当前位置可映射到所述电子地图的段的可能性的第一准则为所述电子地图的一组段中的多个段中的每一者提供第一评分；

使用第二匹配引擎基于指示所述当前位置可映射到所述电子地图的所述段的可能性的第二准则为所述组中的所述多个段中的每一者提供第二评分；

使用至少所述第一及第二评分，针对所述组中的所述多个段中的每一者确定指示所述当前位置可映射到所述段的可能性的总体评分；

使用关于所述电子地图中的所述多个段确定的所述总体评分获得关于所述电子地图的所述组段中的段的所述装置的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

本发明还扩展到一种用于在本发明的方面或实施例中的任何者中执行此方法的系统。所述系统可由服务器或移动装置或其组合提供，如关于本发明的较早方面描述。因此，根据本发明的另一方面，提供一种将装置的当前位置匹配到指示一地理区域内的可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得包括指示所述装置的位置的位置数据样本的位置数据的构件；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；

用于使用第一匹配引擎基于指示所述当前位置可映射到所述电子地图的所述段的可能性的第一准则为所述电子地图的一组段中的多个段中的每一者提供第一评分的构件；

用于使用第二匹配引擎基于指示所述当前位置可映射到所述电子地图的所述段的可能性的第二准则为所述组中的所述多个段中的每一者提供第二评分的构件；

用于使用至少所述第一及第二评分，针对所述组中的所述多个段中的每一者确定指示所述当前位置可映射到所述段的可能性的总体评分的构件；

用于使用关于所述电子地图中的所述多个段确定的所述总体评分获得关于所述电子地图的所述组段中的段的所述装置的经估计当前位置以作为地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

如所属领域的技术人员将了解，视情况，本发明的此另一方面可优选地包含且优选地确实包含本文关于本发明的其它方面中的任何者描述的本发明的优选及任选特征中的任何一或多者或全部。如果未明确陈述，本文中的本发明的系统可包括用于实施关于在本发明的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。

根据这些另外方面的本发明是计算机实施的发明，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施。用于实施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。

第一及第二匹配引擎优选地独立于彼此。第一及第二准则可为前进方向及位置。一或多个额外独立匹配引擎可用于提供关于相应另一准则的另外评分。

所述方法包括：关于电子地图的多个段使用第一及第二匹配引擎实施匹配步骤以便提供关于用于每一此段的每一准则的评分；及使用关于每一准则的评分获得关于每一段的关于当前位置可映射到段的可能性的总体评分。换句话来说，获得第一及第二评分及总体评分的步骤针对地图的多个段重复。段的总体评分用于估计装置关于电子地图的段的当前位置。

所述方法可包括基于总体评分识别提供与位置数据的最佳匹配的段。所述方法优选地包括使用针对段确定的总体评分至少基于当前位置可映射到段的可能性对段中的每一者进行排名。

所述匹配可以关于本发明的较早方面描述的方式中的任何者实施，即，基于提及的准则，且可获得个别及总体评分，如关于较早方面中的任何者描述，例如，从而使用信任理论提供总体评分。

在本发明的这些另外方面及实施例中，将根据位置数据的至少当前位置(即，最近位置数据样本)用于确定每一段的评分。与本发明的较早方面相比，单点位置可因此用于评分步骤中。然而，在其它实施例中，使用多个位置数据样本。此可如本发明的较早方面中那样继续进行。位置数据样本将包含最近(即，当前)位置数据样本。位置数据可为较早描述的类型中的任何者。在使用多个位置数据样本的情况下，这些位置数据样本是关于不同时间，且可为有时间戳记的位置数据样本。

在这些另外方面及实施例中，匹配引擎基于指示当前位置可匹配到段的可能性的其相应准则提供评分的步骤优选地包括匹配引擎基于其准则将位置数据匹配到段。评分是基于匹配的接近程度。

用于匹配过程中的位置数据包含根据位置数据的至少一当前位置(即，最近位置数据样本)。所使用的位置数据可为仅单个数据点，即，当前位置，或可包含多个位置数据样本，即，当前位置及一或多个较早位置数据点，如关于本发明的较早方面描述。匹配过程可以关于本发的明较早方面描述的方式中的任何者实施，除此之外，匹配是到电子地图的段且不一定是候选路径。在其它实施例中，设想段可形成穿过电子地图的路径的部分，使得关于路径实施匹配过程。此可类似于本发明的较早方面继续进行。路径可形成或可不形成路径库的部分。

根据本发明，在本发明的方面或实施例中的任何者中，关于准则中的任一者的匹配优选地包括以下步骤：识别候选路径(或在另外方面中，段)上提供关于装置的当前位置的最佳估计的点。所述点是候选路径的段上的点。关于给定准则(例如，每一匹配引擎)的每一匹配过程的输出因此优选地是指示候选路径(或段)上根据可适用匹配准则提供关于装置的当前位置的最佳估计的点及候选路径(或段)的相应匹配评分的数据。至少关于基于位置及前进方向的匹配优选地获得此类数据。由匹配引擎基于不同准则确定的关于装置在候选路径(或段)上的当前位置的最佳估计可不同。所述方法可进一步包括以下步骤：使用由每一匹配过程提供的关于装置在给定候选路径(或段)上的当前位置的最佳估计确定关于路径(或段)上的当前位置的总体最佳估计。此可在路径(或段)排名之前或之后实施。设想此步骤仅可关于经确定为与位置数据的最佳匹配的候选路径(或段)执行，而非必须关于经评估的每一候选路径(或段)执行所述步骤。将了解，针对候选路径(或段)经确定的经估计当前位置可不一定是用作输出地图匹配位置的当前位置，即使路径(或段)是确定的最可能路径(或段)。此在下文更详细描述。

将了解，根据本发明的方面中的任何者，匹配可关于使用关于装置沿着候选路径(或段)的当前位置的经确定最佳估计的一或多个另外准则来实施。此匹配可被认为在某一程度上取决于关于确定此估计的其它准则的匹配的结果且可提供结果的进一步验证。此类方法可使用基于多个匹配过程的当前位置的总体最佳估计。此类另外准则的实例包含行进距离及速度限制匹配器。后者可确定路径或段上的最佳匹配位置处的速度与根据地图数据的那个位置的速度限制的对应程度。前者可考虑沿路径或段一直到经估计位置的行进距离。任何另一此匹配的结果可用于提供个别评分，在例如如上文描述使用信任理论确定候选路径或段的整体匹配评分时可将所述个别评分考虑在内。

在使用候选路径的本发明的那些方面中，所述方法包括识别提供与位置数据的最佳匹配的候选路径。此步骤可由决策引擎执行。识别被认为提供最佳匹配的候选路径可为基于仅根据匹配评分的排名或将额外因素考虑在内。在排名过程中可将这些因素考虑在内。在优选实施例中，识别是另外基于位置数据迹线与考虑的每一候选路径的候选路径之间的偏移。将路径是正确匹配的可能性(如由路径的评分指示)及候选路径与由位置数据界定的路径之间的偏移两者考虑在内是有利的。偏移指示位置数据迹线将需要移位以匹配候选路径的程度。此将是基于具有由在匹配过程中考虑的给定数目个位置数据样本确定的长度的迹线。偏移将取决于例如地图偏差的因素，例如，地图放大、地图误差，及输入位置数据偏差，例如多路径效应、时钟误差等。已发现，基于概率及偏移的测量两者可能在某些时候失效。举例来说，基于概率或可能性的测量将不区分平行道路，而在隧道中偏移将连续增加，其中由于DR漂移仅DR数据是可用的。因此，将偏移及概率两者都考虑在内以便增加地图匹配准确度是有利的。

同样地，在不一定使用候选路径的本发明的另外方面中，所述方法可包括识别提供与位置数据的最佳匹配的段。此步骤可由决策引擎执行。识别被认为提供最佳匹配的段可为基于仅根据匹配评分的排名或可将额外因素考虑在内。在优选实施例中，选择是另外基于位置数据与考虑的每一段的段之间的偏移。将段是正确匹配的可能性(如由路径的评分指示)及段与位置数据之间的偏移两者都考虑在内是有利的。偏移指示位置数据将需要移位以匹配段的程度。虽然使用的位置数据可为单个数据点，使得偏移可为基于所述点与段之间的偏移，但在其它实施例中，所考虑的位置数据可包括界定位置数据迹线的多个位置数据样本(如在本发明的较早方面中)。此将是基于具有由在匹配过程中考虑的给定数目个位置数据样本确定的长度的迹线。

在使用候选路径库的本发明的那些方面及实施例中，所述方法包括以下步骤：将所述经识别最佳匹配候选路径用于获得所述装置关于电子地图的段的当前位置的估计以作为地图匹配当前位置而输出。所述方法可包括：获得关于沿经识别最佳匹配候选路径的段的当前位置的估计；及将经估计当前位置用于获得待输出的当前位置。经估计当前位置可用作待输出的当前位置，或可用于确定待输出的当前位置。如上文提及，可针对考虑的每一候选路径确定关于当前位置的估计。此可为基于针对路径使用不同匹配准则确定的多个此类估计。在将经识别候选路径用于获得当前位置的估计以用于输出的步骤可包括获得沿经识别候选路径的段的当前位置的估计。此当前位置数据可与候选路径相关联，例如，作为匹配过程的结果。因此，所述步骤可包括存取数据的步骤，或可涉及生成数据，例如，基于沿使用不同匹配准则获得的路径的当前位置的多个估计。

用于输出的经估计当前位置可能位于或可能不位于经识别最佳匹配候选路径上。将了解，识别与位置数据最佳匹配的候选路径的步骤可针对每一新位置数据样本重复。因此，接着可连续地更新最佳匹配候选路径的识别。经识别为与位置数据的最佳匹配的候选路径可对应于最后位置数据样本可匹配到其的候选路径。然而，在一些情形中，作为与新位置数据样本的最佳匹配的经识别候选路径可不同于关于前一数据样本所识别的候选路径。在此类情形中，决策引擎可决定是否“跳跃”到新候选路径，或留在前一候选路径，即使其不再是最佳匹配。此确定可取决于各种因素。决策引擎可经布置以最小化跳跃。举例来说，在例如由于隧道而在输入位置数据样本之间存在相对较大间隙的情况下，可允许跳跃。另一方面，如果跳跃将返回到先前经过的段，决策引擎就可决定留在先前经识别候选路径。在一些实施例中，用于输出的经估计当前位置在基于一组先前位置数据而经识别为与位置数据的最佳匹配的候选路径的段上。

在一些优选实施例中，用于输出的经估计当前位置是沿经识别最佳匹配候选路径或基于前一位置数据样本识别的最佳匹配候选路径的位置。新识别的最佳匹配路径用于获得装置的经估计当前位置的过程中，其中：比较新识别的最佳匹配路径与现有最佳匹配候选路径。所述方法可包括：比较经识别候选路径与先前经识别候选路径；及获得装置在路径中的一者或其它者的段上的经估计当前位置以用于输出。选择当前位置所基于的路径可基于各种准则，如上文描述。此过程可在最佳匹配候选路径不同于与先前位置数据样本匹配的最佳匹配候选路径时使用。替代地或另外，在将经识别候选路径用于获得装置的经估计当前位置以用于输出的步骤可包括：获得最佳匹配候选路径的段上及另外在连接到其的一或多个候选路径上的当前位置的估计；及选取经估计当前位置中的一者作为用于输出的位置。此可帮助考虑到交叉口及分叉处的输入位置数据不准确度。

在不一定使用候选路径的本发明的另外方面或实施例中，所述方法包括：使用关于电子地图的多个段确定的总体评分以估计装置关于电子地图的段的当前位置。此步骤优选地包括基于评分识别提供与位置数据的最佳匹配的段。所述方法可包括至少基于评分，例如，任选地，基于偏移，对段进行排名。总体评分用于获得装置的当前位置的估计以用于输出。如在使用候选路径的方面及实施例中，用于输出的经估计位置可位于或可不位于经确定的最有可能的段上。举例来说，可选取在以下各者中的一者上的经估计位置：最有可能的段；及连接到其的一或多个段。可使用关于候选路径实施例使用的技术中的任何者。

根据本发明，在本发明的方面或实施例中的任何者中，对用于输出的经估计当前位置的参考是指从地图匹配器输出的最终经确定当前位置。所述位置可能不一定输出给用户。举例来说，经确定位置可被输入到系统(例如，ADAS系统、路由引擎等)的另一部分。

可按照所希望那样使用生成的指示地图匹配当前位置的数据。举例来说，所述数据可用于向用户显示电子地图上的当前位置的指示，及/或可由路由引擎使用。所述方法可包括存储经生成数据。所述数据可被传输到远程装置以供由装置使用。

将了解，接收到的每一位置样本可匹配到电子地图的段上的位置。然而，为使装置穿过电子地图的移动能够向用户显示为平稳前进(即，不会从一个离散地图匹配位置跳跃到下一离散地图匹配位置)，基于地图匹配位置数据确定装置的未来位置的预测。经预测位置可用于呈现装置在电子地图上遵循的路径的表示。根据本发明，在本发明的方面或实施例中的任何者中，生成的指示地图匹配当前位置的数据可被输入到预测引擎以用于生成指示装置的一或多个经预测经更新位置的数据。预测引擎可经布置以使用生成的指示地图匹配当前位置的数据来预测装置在一或多个未来时间的位置。换句话来说，预测引擎外插所述或每一地图匹配当前位置。给定地图匹配当前位置可用于提供一个或多个经预测经更新位置样本。预测引擎可提供具有大于一组输入的地图匹配位置数据样本的频率的一组输出的多个经预测位置数据样本。接着，所述方法可包括将由预测引擎提供的经预测位置数据用于显示移动装置在电子地图上的位置的指示。预测引擎可以任何合适的方式操作以提供合适的位置预测以使能够以期望帧速率显示装置的移动的表示，即使在地图匹配当前位置数据样本相对稀疏的情况下，例如，基于接收到的基于卫星的位置数据的频率。预测引擎可将定位及地图匹配过程的延时考虑在内。所述引擎可将装置的加速及减速考虑在内。在当行驶处在逆向方向上时(即，在逆向行驶期间)确定地图匹配位置的情况下，预测引擎应经布置以预测在逆向方向上的位置。因此，输出经预测位置将遵循在逆向(例如，第二)行驶方向上的路径。

根据本发明，在本发明的方面或实施例中的任何者中，优选地生成关于每一定位输入样本的单个地图匹配当前位置。生成的数据可包括指示关于电子地图的给定段的位置的数据。所述数据可至少指示位置所在的段及从段的端的偏移。所述方法可包括生成指示自先前地图匹配位置开始横越的段序列的数据。可使生成的当前位置数据与指示与位置有关的时间的时序数据(例如，时间戳记)相关联。

将了解，根据本发明的方法可至少部分使用软件实施。因此，将看出，当从另外方面观察时且在另外实施例中，本发明扩展到包括计算机可读指令的计算机程序产品，所述计算机可读指令适于在执行于合适的数据处理构件上时实施本文描述的方法中的任何者或全部。本发明也扩展到包括此软件的计算机软件载体。此软件载体可为物理(或非暂时性)存储媒体或可为信号，例如导线上的电子信号、光学信号或例如到卫星或类似物的无线电信号。

根据本发明的另外方面或实施例，本发明可包含参考本发明的其它方面或实施例描述的特征中的任何者只要它们不互相不一致。

下文陈述另外实施例的优点，且这些另外实施例中的每一者的另外细节及特征定义于伴随的附属技术方案中及以下详细描述中的其它地方。

附图说明

现将参考附图仅通过实例描述本发明的实施例，其中：

图1展示定位及地图匹配系统的示范性功能设计；

图2说明根据实施例的地图匹配器的总体架构；

图3展示阿姆斯特丹(Amsterdam)城市峡谷的地图匹配结果(左面板)及沿旅程维持的数条有效路径的数目(右面板)；

图4说明在GNSS中断期间穿过隧道的路径扩展；及

图5说明从经漂移DR定位迹线到隧道路径的地图匹配。

具体实施方式

本文描述的技术涉及高级地图匹配算法，其将道路拓扑固有地嵌入于一组候选路径中。候选路径被定义为横越地图的所有可能途径，从一个节点转到另一节点或从一个路段转到另一路段，且因而，是有序路段序列。本文描述的地图匹配算法经按比例缩放及模块化设计，使得其易于扩展及故障排除。所述算法最大程度上利用道路连通性及限制以构造及维持可能路径候选者库，其用于匹配定位数据迹线。在决策过程中不再必须考虑拓扑完整性，这是因为道路连通性已自然地被嵌入于候选者库中，从而使得能更容易解决许多困难的情形，例如平行道路及环状交叉路口。

图2中说明根据实施例的地图匹配器的总体架构。如展示，地图匹配器由两个单独层组成：输入处理层100及地图匹配算法层200。地图匹配算法层200负责构造路径候选者库、评估输入轨迹与候选者的匹配及通过在逻辑上对路径进行排名并最小化路径之间的跳跃维持路径匹配结果。输入处理层100负责接受定位输入、对其进行杀毒及检测特殊行驶条件，例如大输入间隙、逆向行驶、U形转弯及隧道。特殊条件(例如U形转弯、隧道及逆向行驶)因此在地图匹配算法开始时经单独处理。当检测到特殊操控时，地图匹配通过适当地构造或扩展路径候选者来准备，且跳过与操控有关的输入数据。拓扑地图匹配算法从不处理所述操控。

现将概括地描述根据实施例的地图匹配器程序流。

在初始步骤中，当新输入数据到达时，在开始实际路径候选者处理及匹配之前，地图匹配器识别某些特殊情形并对所述情形作出反应。这些特殊情形的识别在输入处理层100中由专用模块(例如隧道入口/出口检查模块105、U形转弯检查模块104、逆向行驶检查模块103、输入跳跃检查模块101及静止检查模块102)处置。在检测到这些情形中的任何者之后，地图匹配器可相应地作出反应。例如，如果检测到汽车是静止的，地图匹配器就无需运行。在检测到输入数据中的跳跃、U形转弯或隧道的情况下，就可能必须相应地修改路径候选者。在检测到汽车正逆向移动的情况下，可在输入及输出上内部反转行驶方向使得地图匹配器可将其处理为向前移动。输入处理层100中对这些情形的检测与地图匹配算法层200中对其的反应分离，其是由特殊事件处置模块220处理。特殊事件处置模块220在输入检查已检测到特殊条件时修改或重新构造路径。此允许处理可能一起发生的不同特殊情形组合的启发空间。举例来说，结合隧道出口检测到的U形转弯与可为假阳性且可能需要进一步分析。

在输入处理之后，在地图匹配算法层200中，地图匹配器首先沿地图中存储的道路网络向前扩展其路径候选者。每一路径包括数个连接路段且经向前扩展到其它连接路段，以确保道路拓扑被嵌入于路径内。此扩展可由路径扩展模块210执行。应注意，路径不能包含例如任何U形转弯，这是因为这些是在输入处理层100中单独处理的，如上文。

地图匹配器维持称为“匹配器”的多个较小算法，其应用不同准则及启发以评估输入数据与路径的匹配。针对库内的每一候选路径独立地执行此评估。首先以新输入数据使每一候选路径上的每一匹配器向前传播，从而产生沿路径的期望输入投影到其处的正确位置的估计。接着，每一匹配器在特定数目个先前输入数据样本上评估路径与输入数据的匹配的评分。匹配可包含位置匹配器231及前进方向匹配器232，其两者都可被提供于路径传播模块230中。位置匹配器231评估输入位置坐标(经度、纬度)并比较这些输入位置坐标与路径的地图几何形状。前进方向匹配器232评估输入前进方向及行进距离且比较这些前进方向及行进距离与路径的转向功能，其也可从地图几何形状确定。即使这些数据集可能好像是非独立的，匹配器231、232仍对数据的不同方面操作，且因此能够分析位置输入数据及地图数据两者中的不同误差源。路径传播模块230还可负责候选者管理，如下文进一步描述。

每一匹配器尝试找到输入与路径之间的最佳可能匹配，且可因此最终传播到沿路径的不同位置。应用启发以选择每一路径上的单个最佳位置。另一模块240可经提供用于比较每一路径上的经传播位置以选择最佳位置。

还可使用另外匹配器，例如行进距离匹配器251及速度限制匹配器252。如果有更多可用输入信息(例如，斜率)，就可考虑更多匹配器。可在路径评分模块250中获得匹配器中的每一者的匹配评分。接着，独立地针对每一路径将来自匹配器231、232、251、252中的每一者的匹配评分组合于多匹配器信任融合模块260中以估计所述路径是正确路径的信任水平。在融合模块260中融合组合的多个准则实现具有置信度的高匹配可靠性。

一旦每一路径已被指派经组合多匹配器信任融合评分，路径排名模块270就根据此评分对路径进行排名，且将此排名用于找到最佳路径。可在此阶段处丢弃不良匹配路径。最终地图匹配位置通过一起评估优选路径上的最佳位置与连接到所述优选路径的其它路径上的最佳位置来选取。此步骤可帮助考虑到例如交叉口或其它分叉处的输入不准确度。

决策器280用于后处理步骤中，其中比较由路径排名模块270所确定的新最佳路径与先前确定的最佳路径，且作出关于是否选择新的最佳路径作为优选路径的决策。此步骤涉及决定是否要及何时要向客户端且最终向用户展示从一个路径到另一路径的跳跃的启发。最终地图匹配位置通过一起评估优选路径上的最佳位置与连接到优选路径的其它路径上的最佳位置来选取。此步骤可考虑到交叉口及分叉处等的输入不准确度。

最终，分析最终地图匹配位置以确定输入是否实际上遵循道路或输入是否在道路外。即，可实施道路外检查290以评估路径上的最佳匹配位置是否足够靠近输入，且如果必要的话，触发将依赖于点到曲线匹配原理的道理外地图匹配。

一旦已获得地图匹配当前位置，就可将其作为输入提供到预测引擎。预测引擎取得地图匹配位置样本且外插所述位置以获得可用于在显示器上呈现装置的移动的表示的经预测轨迹。此使得能够将平滑轨迹显示给用户。在无此步骤的情况下，如果仅显示了地图匹配当前位置，那么地图匹配位置样本中的每一者之间可能存在离散跳跃。预测引擎取得可能相对稀疏的位置样本数据，且以适当的更高频率提供从所述位置样本数据外插的当前位置数据。在外插每一地图匹配位置数据时，可将由定位及地图匹配过程添加的延时考虑在内，且可使用动态模型来跟随车辆的加速及减速。因此，可将当前位置显示给用户，其是基于最后地图匹配当前位置的当前位置的估计，将当前位置自接收到用于地图匹配的位置数据样本开始可能已前进的量考虑在内。

地图匹配算法提出唯一路径传播步骤以将曲线到曲线匹配与路径评分隔离成两个模块。不同于将匹配差异直接当作评分的多数现有方法，所述算法将部分差异看作由于中心线简化的地图误差或由于漂移的定位输入偏差，将地图误差及定位输入偏差从路径评分进一步消除以实现最佳路径选择。此过程允许所述算法对低质量地图起作用，且还允许必须仅依赖于高度漂移的航位推算数据的GNSS被拒绝的环境(例如隧道)中的可靠匹配。地图匹配算法经布置以处理匹配差异及维持不同情形中的道路连通性的方式实现其在所有运输环境中的使用完整性。

现将更详细描述图2中展示的地图匹配器的各种步骤/模块。

基于道路拓扑的路径候选者库

初始路径选择

当地图匹配器切换到路径匹配模式时，必须基于最佳弧候选者构造新初始路径。将路径候选者初始化为个别路段，其在距离及前进方向两者方面足够靠近第一定位输入样本。举例来说，在围绕第一定位输入样本的围封矩形中通过输入精度限制的路段可被选取为初始路径候选者。可例如针对与当前前进方向对准及/或相距较短距离的路段构建初始路径。选取与当前前进方向对准的路径可考虑到其中输入位置是错误的但前进方向是正确的情形，例如，如果地图匹配器在行驶期间被复位。在前进方向是不可靠的情况下，最可能的情况是用户在附近道路上。此外，选择及处理过多路段是不实际的。初始路径可依据其在位置及前进方向方面的差异经指派有一成本以便对所述初始路径进行排名。因此，生成候选路径库。

路径扩展

随着接收到新定位数据样本，库内的路径从路径头向前扩展到连接的路段。以此方式，候选路径自然地反映道路的拓扑，这是因为路径包括数个连接的路段。

无论何时到达交叉口，路径候选者经复制使得可容纳具有最近添加的路段的不同扩展。通过算法的剩余部分独立地处理经复制路径。新段可称为“子段”，而分支点之前的先前段是所有分支路径的共同祖先。

为避免路径候选者的数目以指数方式增长，每一候选者的路径扩展仅在那条路径上的前一最佳匹配位置靠近路径头且新输入可潜在地超出路径匹配时触发。路径从不沿着其从其处到达的相同路段向后扩展。路径也不在交通流向明确禁止的道路(例如公路)的方向上扩展。然而，在正常单向道路上的交通方向上的扩展是无法避免的。

候选者管理

候选者管理用于减小路径候选者库大小同时保存良好匹配候选者。减小候选者库大小以两种方式完成：随着定位历元前进，积极删减每一路径上未使用的路径尾以使路径更短；及从候选者库丢弃不正确路径。独立跟踪路径。较不可能路径可能最后被证明是正确路径。丢弃不正确路径因此应是保守的以避免错误。算法评估若干性质以丢弃路径。首先评估从定位输入到匹配位置的偏移。如果此距离变得大于输入水平精度的多倍，就丢弃路径。如果未正确地使用精度，由航位推算定位解决方案引起的漂移可导致路径被不正确地丢弃。其次，丢弃相对于最高评分具有较差评分比的路径。算法使用评分比而非评分本身，这是因为绝对评分在不同场景中不同。举例来说，在具有GNSS信号阻塞的较深的城市峡谷中出现较差评分，而在开阔天空的公路上会出现好的评分。第三，保持所有路径唯一是至关重要的，所述唯一是在任两条路径当沿着其向后看特定距离时都不会完全重叠的意义上而言的。将丢弃与排名更高的路径重叠的路径。重叠情形通常在路径经扩展穿过分支且稍后在下一交叉口合并时发生。

丢弃路径的所有阈值还应在各种场景中是可调适的，以便永远将候选大小保持在实时畅销装置的可行计算区域内。图3说明当汽车在阿姆斯特丹的密集的城市峡谷中行驶时路径大小变化的实例。如展示，由于适当的候选者管理策略及适当的路径扩展，所述算法可以很好地控制候选者大小。

在特殊情形中维持道路连通性

U形转弯检测及处置

如果检测到U形转弯，最好是保持道路连通性，而非从头开始重新开始地图匹配。由专用模块104在输入处理层100中的地图匹配过程中早期处理U形转弯。当确定输入迹线为U形形状时检测到U形转弯。在检测到U形转弯之后，应构造具有相反方向的新路径并将其添加到候选者库。然而，原始路径未被丢弃，且地图匹配平等地对待两组候选者。此保证地图匹配可在特殊道路形状(例如发夹转弯或环状交叉路口)中或在特殊输入迹线已被错认为是U形转弯的情况下连续起作用。地图匹配器针对所有候选者运行且基于评分对其进行排名。不良匹配路径(其可为U形转弯路径或例如发夹路径)将由地图匹配器确定且最终被丢弃。因此，如果原始路径中的一者实际上是比新构造的路径更好的匹配，匹配的地图就能够不受干扰地连续匹配到原始路径中的所述者。此依赖于在输入处理层100检测U形转弯与在地图匹配算法层200中处置U形转弯的分离。

在多个U形转弯发生在相同路径上的情况下，滤除重叠路径可能是必需的，其中，例如，构造的相反路径与原始路径重叠。在第一U形转弯之后，可构造不与原始路径重叠的相反路径；而在第二U形转弯之后，相反路径的相反路径可与原始路径相同，在此案例中可基于排名删除这些路径。

隧道检测及处置

隧道是另一特殊情形，这是因为GNSS信号通常完全被阻塞且新GNSS数据仅在隧道的出口处接收。本文描述的地图匹配算法能够维持道路连通性直到接收到新GNSS定位。无论何时存在GNSS中断，遵循地图中的隧道属性及仅扩展到达隧道出口的隧道路径是可能的。以此方式，正确地准备用于首先重新获得的GNSS定位的路径扩展，接着，重新获得的GNSS定位可在隧道出口处捕获且连续匹配到路径。图4说明将巴黎隧道当作实例的此情形。路径在GNSS中断期间朝向所有隧道出口扩展且等待首先重新获得的GNSS定位。

可适用于仅GNSS的隧道入口检测可涉及两个步骤：基于地图数据搜索隧道前方的特定距离及设置每一路径的旗标；及检查在其时间戳记中是否存在大的输入跳跃(例如，>10s)。如果段已被标记为隧道，且存在大的输入跳跃，那么检测到隧道。较小的跳跃(<10s)可对应于小隧道，但只要路径扩展覆盖此小时间间隙，对此隧道执行特殊处置就是不必要的。

隧道内部通常不存在输入数据。在此类情形中，在等待重新获得GNSS定位的周期(GNSS中断周期)期间，路径朝向隧道出口扩展(在第一路径扩展中)以便在重新获得GNSS定位时保持路径矩阵。此路径扩展在隧道出口处停止。一旦在隧道出口处获得第一GNSS定位，离新输入位置太远的隧道出口就可被丢弃。因为新输入位置可能仍然离隧道出口，接着，第二次扩展路径。

逆向行驶检测及处置

逆向行驶检测由输入处理层100中的逆向行驶检查模块103执行。在GNSS上不存在逆向行驶检测。然而，如果逆向行驶，汽车航位推算定位将给出作为输入的负行进距离，从而允许检测逆向行驶。

地图匹配器应在于逆向方向上行驶时仍向前运行。所以，输入前进方向应在地图匹配算法之前翻转，且然后地图匹配结果应向后翻转回来。预测路径构建器应在地图匹配之后将路径反转成相反路径。

当引导逆向行驶情形时，用逆向方向上的一组路径替换候选路径库。一组新路径以以下方式构造：首先，在向前第一行驶方向上的一组现有候选路径中的一者的每一者在向前第一行驶方向上被扩展经预先确定距离，例如，d米。接着，候选路径上的当前地图匹配位置在向前第一行驶方向上人工地向前移动此经预先确定距离，例如，所述d米。此步骤经执行以便避免在创建一组逆向路径之前错过当前位置前方的任何交叉口。识别人工提前的当前地图匹配位置现在位于其上的段，且段经反转以形成相反第二行驶方向上的新候选路径的初始部分。相反行驶方向上的新候选路径的此初始部分现经扩展以在相反第二行驶方向上创建经扩展候选路径。扩展以与本文关于获得向前行驶方向上的候选路径库描述的方式相同的方式实施，除通常不使用某些限制外，例如单向道(因为假设其中由于驾驶员在错误方向上错误地进入了单向道所以逆向行驶是必要的一个事件)。一旦已创建了逆向行驶方向上的经扩展候选路径，就将地图匹配当前位置返回到其关于新候选路径的真实位置，即，通过在逆向路径上将所述位置向前移动经预先确定距离，例如，所述d米。因此，对于新候选路径中的每一者上的段，存在对应于地图匹配当前位置且使用其执行后续地图匹配的可能位置。

输入跳跃检查

在输入处理层100上的输入跳跃检查模块101中实施的输入跳跃检查的目的是确定当前位置是否已远远跳出现有路径可达性。在此情形中，旧路径可能必须被丢弃且用新路径替换。这是因为跳跃可能是归因于输入离群值(例如，GNSS数据中的误差)，算法经布置以不针对第一样本复位。

静止检查

静止检查在静止检查模块102中实施且用于检测是否存在静止条件。如果静止检查模块102检测到不存在移动，地图匹配器算法就无需运行。

道路外检查

道路外检查由道路外检查模块290在后处理中实施。

此功能比较当前输入位置与由地图匹配算法确定的最佳匹配位置。在从当前位置到最佳路径上的投影的距离之间的差太大的情况下，地图匹配器到道路外。类似地，在当前位置的前进方向与最佳路径上的方向之间的差太大且距离另外超出前进方向调整的距离阈值的情况下，地图匹配器离线。而且，在最佳路径到达尽头的情况下，地图匹配器可能离线。通常，当在公路上行进时，只要速度足够高，地图匹配器就将不会离线。

当地图匹配器离线时，其可切换到其中其寻找良好匹配弧的弧匹配模式。一旦找到良好匹配弧，地图匹配器就可切换回到路径匹配模式且构造初始路径候选者等，如上文描述。

路径传播

在地图匹配更新期间，每一候选路径上的每一匹配器首先以新定位输入向前传播，从而产生沿路径的正确位置的估计，其中期望输入匹配到所述位置。此可被认为是粒子滤波的特殊情形：地图匹配器沿每一路径寻找一个最佳位置。

在位置匹配器231中，由于数字地图及输入迹线两者都可具有移位的事实，在不补偿所述移位的情况下不可能始终获得输入迹线与路径之间的正确的曲线到曲线匹配。沿路径的最佳匹配位置应被定义为在枚举所有可能移位之后最小化曲线差异性的位置。然而，由评分表示的曲线差异性计算起来是昂贵的。因此，在地图匹配算法中进行折衷以在评分之前在路径传播模块中传播移位。初始移位简单地假设为第一输入样本与路径曲线之间的跨轨道偏移。随着输入的进行，输入迹线在计算新的跨轨道误差之前由先前偏移调整，其接着用于更新新的偏移。因此，偏移是随纪元累积的，这在计算上是有效的。然而，据发现，转弯之前的跨轨道偏移变为转弯之后的沿轨道误差，这很难补偿回来，因为沿路径的最佳位置是始终垂直投影到路径的位置。因此提出了偏移优化。其沿着路径向后传播经转换的输入迹线，且(加权)平均所获得的多种偏移以进行偏移校正。偏移优化保证了与路径的基于形状的更好匹配，同时其相对扩展且仅在某些条件下运行，例如，在转弯之后。

如同位置匹配器231，前进方向匹配器232还处理二维数据，其由累积的行进距离及前进方向组成。地图道路几何形状由累积路径长度及路段前进方向表示。由于简化的地图及缺乏路宽信息，沿路径的累积距离通常不同于真实的行驶距离。举例来说，由若干连续路段构成的拐角通常比驾驶员将行进的实际距离更长，而沿宽的直线道路改变车道导致比路段累积更长的输入行进距离。这可在前进方向匹配器路径传播中通过以偏移调整行进的输入距离进行补偿。还实施偏移优化以最小化两个转向功能的差异，并且还防止当行进距离增加时前进方向匹配器232沿着路径跳过有问题的转弯。

路径传播是不仅优化偏移而且还产生正确匹配位置的估计的模块。例如速度限制匹配器252及行进距离匹配器251的其它匹配器(其仅采用一维数据作为输入)可跳过路径传播步骤，因为其依赖于所得到的匹配位置。

沿路径的输入转换及传播对于确保与大漂移的有效匹配是必不可少的。举例来说，在隧道中的GNSS中断期间，航位推算定位系统仍然能够提供定位数据，但由于累积的陀螺仪漂移及加速度计偏差，其将从真实轨迹漂移。图5描绘使用漂移航位推算定位的巴黎隧道案例。如可见，靠近隧道出口的输入迹线漂移超过500米，同时仍然与正确的路径匹配良好。虽然在重新获得的GNSS定位之前错误地跳到平行道路，且在GNSS定位之后在分叉处之后错误地选取了几个样本，但所述算法实现与隧道的成功匹配，而不涉及定位组件与地图匹配组件之间的任何反馈环路。

路径评分及多匹配器融合

位置匹配器231利用求和的范数作为评分，而前进方向匹配器232将两个调节函数之间的总计矩形的面积视为评分。其是分别在转换的输入迹线与实际路径之间定量测量几何位移及代表性曲线差异性的相对简单的方法。例如行进距离匹配器251及速度限制匹配器252的其它匹配器是基于路径传播之后的所得最佳匹配位置，以进一步确认或否定每一路径上的结果。随着匹配过程中涉及更多测量，基于信念理论的多准则融合在算法中被独立地用于每个路径，以区别不同准则之间的冲突及估计路径是正确路径的可能性。也可适当地使用信念理论，也称为Dempster-Shafer理论，因为即使信念值的源未被完全定义，其也可以起作用。同时，Dempster组合规则纯粹是累积运算，这使得易于扩展且计算成本低廉。然而，也可使用各种其它合适的概率理论，例如隐马尔可夫链、模糊逻辑及卡尔曼滤波器。

路径排名及决策

路径排名及决策在地图匹配的最后，用于选择所有路径候选者之中的最佳匹配路径。由于路径传播与路径评分的分离，用于选择最佳路径的信息包含偏移及信任可能性两者。其在两个不同的匹配域中。可能性是0与1之间的定量指数以表示曲线到曲线的形状位移，而偏移是使输入迹线移位的向量，且因此表示输入或地图偏差。它们都不是真正可靠的。举例来说，可能性不区别两条平行道路，因为它们具有相同的几何形状且与输入迹线同样匹配。在此情形中，偏移将发挥重要作用。相反，偏移也不能单独判断匹配。在航位推算隧道情形中，由于航位推算漂移，偏移将不断增加，其中必须依赖于基于形状的可能性。

路径排名在分层设计中合并这两个匹配域。其首先基于偏移将所有路径候选者分类为两个群组，接着，继续基于可能性将具有更好偏移的群组子分类为子群组。在每一群组内，路径按可能性以降序排名。排名为当前输入产生最佳匹配路径。然而，当最佳匹配路径从一个样本到下一样本不同时，其不会阻止路径之间的跳跃。接着，使用决策器来最小化跳跃，决策器将当前最佳排名路径与前一最佳路径进行比较，以决定是跳到新最佳路径还是坚持前一最佳路径。

不同于将曲线到曲线匹配差异直接当作评分的多数现有方法，此算法将部分差异看作由于中心线简化的地图误差或由于漂移的定位输入偏差，这些差异从路径评分进一步消除以进行最佳路径选择，从而导致更好的形状匹配。所述算法还利用例如位置、前进方向、行进距离及速度限制的完整输入信息作为路径评分中的多准则，从而产生更可靠的性能。所述算法在匹配准确度与计算速度之间具有良好的平衡，适用于畅销的导航装置。

跳跃检测

跳跃是选取作为最可能候选的路径变为与最后样本不同的路径的位置。跳跃检测中关注两条路径：排名之后的“最佳”路径，其是可跳跃到的路径；及“优选”路径，其是地图匹配器算法的前一次运行的最佳路径，最佳路径是可从其跳跃的路径。

跳跃检测算法试图最小化或延迟跳跃，以便避免过早跳跃且不得不再次跳回。例如，算法可在隧道出口处接收到新的定位输入之后坚持优选路径，因为此输入可能是有噪声的，且可能不准确。通常，算法可选择坚持优选路径，其中最佳路径的概率低于优选路径的概率，或其中最佳路径的质量距离超过优选路径的质量距离，或其中真正的跳跃在接近的历史上发生。以此方式，将仅在算法确定合适时才进行跳跃。

尽管参考横越由一或多个路段限定的路线的汽车用户(或驾驶员)描述了本发明的实施例，但应意识到，本文描述的技术也可应用到各种其它可导航段，例如路径、河流，运河、自行车道、牵引路径、铁路线或类似物的段。因此，用户不必是汽车的驾驶员，但也可为例如接收导航指令的行人或骑车人。

本说明书中揭示的全部特征(包含任何所附权利要求、摘要说明书及图)及/或所揭示的任何方法或过程的全部步骤可以任何组合进行组合，除其中此类特征及/或步骤中的至少一些互斥的组合外。

除非另外明确陈述，否则本说明书中揭示的每一特征(包含任何所附权利要求、摘要说明书及图)可由用于相同、相等或类似目的的替代特征替换。因此，除非另外明确陈述，否则所揭示的每一特征仅是一系列通用等效或类似特征的一个实例。

本发明不限于任何前述实施例的细节。本发明扩展到本说明书(包含任何所附权利要求、摘要说明书及图)中揭示的特征的任何新颖者或任何新颖组合或所揭示的任何方法或过程的步骤的任何新颖者或任何新颖的组合。权利要求书不应被解释为仅涵盖前述实施例，而是还涵盖落入权利要求书范围内的任何实施例。

Claims (25)

1.一种将装置的当前位置匹配到指示一地理区域内的可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，其中将所述经扩展候选路径添加到所述候选路径库，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述位置数据样本是有时间戳记的位置数据样本。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在所述装置的最近地图匹配位置接近所述路径的所述头端时触发所述扩展候选路径的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：任选地通过丢弃路径及/或减小候选路径长度，主动管理所述候选路径库。

5.根据权利要求1所述的方法，其包括：基于多个所述位置数据样本将所述位置数据匹配到所述候选路径库的多个所述候选路径中的每一者，其中每一候选路径的所述匹配独立实施。

6.根据权利要求1所述的方法，其包括：针对考虑到的每一候选路径，根据多个匹配准则中的每一者将所述位置数据匹配到所述候选路径，其中关于每一准则的所述匹配独立实施。

7.根据权利要求6所述的方法，其中由独立匹配引擎实施关于每一准则的所述匹配。

8.根据权利要求1、6及7中任一权利要求所述的方法，其中所述方法包括：为考虑到的每一候选路径提供指示所述位置数据与所述候选路径的匹配程度的评分；及至少基于其相应评分对所述候选路径进行排名。

9.根据引用权利要求6或7的权利要求8所述的方法，其中针对每一候选路径，获得用于所述匹配准则中的每一者的指示所述位置数据与所述候选路径的匹配程度的相应评分，且所述方法包括组合每一评分以提供所述候选路径的整体匹配评分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中使用基于信任理论的技术实施所述组合每一评分的步骤。

11.根据权利要求8所述的方法，其中提供所述最佳匹配的所述候选路径的所述识别是基于所述候选路径的所述相应评分及考虑到的每一候选路径的位置数据迹线与所述候选路径之间的偏移。

12.根据权利要求6所述的方法，其中所述准则包含至少前进方向及位置。

13.根据权利要求6所述的方法，其中关于用于候选路径的所述准则中的每一者的所述匹配包括以下步骤：识别所述候选路径上提供关于所述装置的所述当前位置的最佳估计的点；任选地进一步包括：选取所述经估计当前位置以从所述装置在所述最佳匹配候选路径上的所述经估计当前位置之中输出，且所述经估计当前位置在连接到其的一或多个候选路径上。

14.一种将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到所述当前位置在隧道中或正接近隧道，就通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，其中将所述经扩展候选路径添加到所述候选路径库，其中所述段是通向所述隧道的出口的段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

15.一种将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是在第一行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到U形转弯操控已由所述装置执行，就创建用以包含于所述库中的一组额外候选路径并将所述一组额外候选路径添加到所述候选路径库，其中所述一组额外候选路径中的每一候选路径是在第二相反行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，所述一组额外候选路径中的每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

16.一种将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的方法，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述方法包括：

获得指示所述装置的移动的位置数据，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据；及

维持关于所述电子地图的候选路径库，每一候选路径是在第一行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到逆向行驶正被执行，就创建用以替换所述库中的候选路径的一组新的候选路径并用所述一组新的候选路径替换所述候选路径库中的候选路径，其中所述一组新的候选路径中的每一候选路径是在第二相反行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，所述一组新的候选路径中的每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述方法进一步包括：

基于多个所述位置数据样本，从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径；

将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出；及

生成指示所述地图匹配当前位置的数据。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括：将指示地图匹配当前位置的所述经生成数据输入到预测引擎以用于生成指示所述装置的一或多个经预测经更新位置的数据；及将由所述预测引擎提供的所述经预测经更新位置数据用于显示所述装置在电子地图上的所述位置的指示。

18.一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航网络的电子地图的地图匹配器，所述电子地图包括通过段连接的多个节点，所述地图匹配器包括用于执行根据前述权利要求中任一权利要求所述的方法的构件。

19.根据权利要求18所述的地图匹配器，其中所述地图匹配器由服务器及/或移动装置提供。

20.根据权利要求19所述的地图匹配器，其中所述地图匹配器由导航装置提供。

21.一种用于将装置的当前位置匹配到指示一地理区域内的可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，其中将所述经扩展候选路径添加到所述候选路径库，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

22.一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示在不同时间处所述装置的所述位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是穿过所述装置的所述当前位置可匹配到其的所述电子地图的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到所述当前位置在隧道中或正接近隧道，就通过扩展所述候选路径中的一或多者以提供经扩展候选路径来更新所述候选路径库，所述经扩展候选路径包含连接到提供原始候选路径的头端的段的至少一段，其中将所述经扩展候选路径添加到所述候选路径库，其中所述段是通向所述隧道的出口的段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供最佳匹配所述位置数据的候选路径的构件；

用于在获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以输出中使用经识别候选路径作为所述地图匹配当前位置的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

23.一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是在第一行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到U形转弯操控已由所述装置执行，就创建用以包含于所述库中的一组额外候选路径并将所述一组额外候选路径添加到所述候选路径库，其中所述一组额外候选路径中的每一候选路径是在第二相反行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，所述一组额外候选路径中的每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

24.一种用于将装置的当前位置匹配到指示可导航元素的网络的电子地图的系统，所述电子地图包括表示所述可导航元素的多个段，所述系统包括：

用于获得指示所述装置的移动的位置数据的构件，所述位置数据包括指示所述装置在不同时间的所述位置的多个位置数据样本；

用于获得关于由所述电子地图覆盖的区域的至少一部分的电子地图数据的构件；及

用于维持关于所述电子地图的候选路径库的构件，每一候选路径是在第一行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，其中所述维持进一步包括：一旦检测到逆向行驶正被执行，就创建用以替换所述库中的候选路径的一组新的候选路径并用所述一组新的候选路径替换所述候选路径库中的候选路径，其中所述一组新的候选路径中的每一候选路径是在第二相反行驶方向上穿过所述电子地图的可能与所述装置的所述当前位置匹配的可能路径，所述一组新的候选路径中的每一候选路径包括所述电子地图的一或多个段，

其中所述系统进一步包括：

用于基于多个所述位置数据样本从所述库识别提供与所述位置数据的最佳匹配的候选路径的构件；

用于将经识别候选路径用于获得所述装置关于所述电子地图的段的经估计当前位置以作为所述地图匹配当前位置而输出的构件；及

用于生成指示所述地图匹配当前位置的数据的构件。

25.一种计算机程序产品，其包括指令，所述指令在由系统的一或多个处理器执行时致使所述系统执行根据权利要求1到17中任一权利要求所述的方法，所述计算机程序产品任选地存储在非暂时性计算机可读媒体上。