TWI290619B - Vehicle dynamic navigation method and system - Google Patents

Description

1290619 、 九、發明說明： ， 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種車輛導航之技術領域，尤指一種車 輛動態導航方法及系統。 【先前技術】 10 15 20 圖!顯示傳統具有車輛導航系統（Navigati〇n System) 功能之車輛，係於車上設置—全球定位裝置8i(Gi〇bai P— System，GPS)、及一導航裝置82。習知Gps全球定 位裝㈣隨時接收太空中複數個全球定位衛星9之信號，藉 以運异出當時車輛座標。導航裝置82之微處理器奶比對内 建電子地圖資料庫822,並運算出當時車輛座標在電子地圖 ^庫822中-地圖圖資的對應位置，再將—代表該車麵的 付號顯示於該顯示器83上。俾讓駕驶者開車時，可即時瞭 解車輛目前所行駛的道路與實際位置。 道路導航功能則是可供駕驶人設定一出發地盘一目的 利用最佳路徑選擇演算法(例如瓜細 ===到達的路徑，泛稱「編 功妒，^日士 Γ航叹備再依據此建議行車路徑及道路定位的 口:轉 沿建議行車路經行I 3導航功能亦隨時監視車輛是否 依_辆位::行 快到達路㈣為目前的建車二：車路：Γ條"向目的地最 5 1290619 然而’目前道路導航設備於規劃建議行車路徑時，僅 ，慮出發地與目的地間的最短路徑而忽略交通路況，亦無 從參考實際行車路徑的路況，致使可能提供導引駕駛人至 路牷隶短但卻麥塞地寸步難行之道路上 ，使得反而需花 5 費更多時間抵達目的地。 / 針對上述問題，目前已有廠商開發出可結合路況資訊 系統而進行即時導航之軟體（如PaPaG〇)，其設計方式說明 如后： 駕駛人在設定一出發地與一目的地後，車載主機（圖未 10示）利用一路況資訊伺服器取得所有之路況位置資訊，而求 出兩地點間最侠到達且避開路況位置的路徑。圖2係一習知 利用路況資訊伺服器之路況位置求出「建議行車路徑」之 示意圖。駕駛人在設定一出發地A與一目的地C後，該車載 主機由路況資訊伺服器獲知道路R22〇上有一路況，且該路 15 況位於道路R220之J1位置處。車載主機依據道路導航功能 及路況J1位置，而計算出R210-R230為「建議行車路徑」。 此種方法係利用一次下載全部路況資訊之方式，但如 遇特殊狀況導致各地路況頻繁或當應用於歐洲、美國等 幅員廣大之國家時，由於路況資訊變得複雜龐大，將導致 20 傳輸所耗費之時間冗長，因而增加駕駛人之經濟負擔或導 致無法即時避開壅塞之路段。 此外，如台灣專利公開號TW200509001所揭示之技 術’其係猎由遠端祠服器先行運算出所有可能之建議導航 路徑’經比對路況資訊後’再將所有可能路徑之路況資部 6 1290619 回傳給車載導航設備 但此種方式仍存在以下問題: 以達成不需下載所有路況資 1·無法提供即時且詳細之路況資訊。 2. 遠端舰器所提供之路況資訊包含所有可能之導航 路徑的路況資料’故仍可能存在上述因路況資料量 龐大造成傳輸費時之問題。 3. 遠端飼服器須進行所有可能路徑之運算及比對，且 車載導航設備㈣待路況資料下载完成再進行靜 規畫，故將造成以下缺點： a·駕駛人所需等待之導航時間增加。 b.遂端伺服器無法負荷而當機機率提升。 C.遠端伺服H建置設備成本增加而無法普及。 4·無法於非導航模式得知路況訊息。

種車輛動態導航方法及 路徑是否有通過不 避壅塞或中斷的路 7 1290619 本發明之另一目的係在提供一插鱼 士 種車輛動怨導航方法及 系統，俾能持μ更新車輛現行位置相對應鄰近區域之即時 路況資料。

ίο 15

20 依據本發明之-特色，本發明提供—種車輛動能導 航方 '法，包含下列步驟：（Α)-車載主機依；設 定之一行車起始地以及一行車目的地，以計算出 -總導航路徑；（Β"亥車載主機經由—全球定位裝 置接收車輛所在位置之一定位資訊，並透過一益線 收送裝置發送至一遠端路況資訊伺服器；节' 袁 端路況資訊伺服器依據該定位資訊’提供至== 預定範圍之即時路況資料，並傳送至該車^主 機；（D)該車載主機依據該預定範圍内所涵笔之 總導航路徑以形成一區域導航路徑，並判斷:區 域導航路徑與該即時路況資料是否重疊；當 該，域導航路徑與該即時路況資料重=時，重二 計算規劃該區域導航路徑。 依據本發明之另-特色，本發明提供—種車㈣態導 圖it包括：一輸入裝置、一全球定位裝置、-電子地 :貝枓庫、-顯不幕及-車載主機。該輸入裝置用以輸入 -仃車目的地及-更新時間間隔；全球定位裝置輸出該車 次兩之現行位置；該電子地圖資料庫係、儲存有複數個道路圖 =·’ _示幕用以顯示該車輛之現行位置相關連之道路圖 :，遠車載主機分別電連接至該輸人裝置、該全球定位裝 "亥電子地圖資料庫、該顯示幕、及該無線收送裝置， 8 1290619 v 該車載主機由該輸入裝置讀取該行車目的地、及該更新時 • 關隔，該車載主機並由該全球m置讀取該車輛現行 位置並將其設定為-行車起始地，該車載主機依據該行車 ^&始地、該行車目的地及該電子地圖資料庫的道路圖資， 5計算出-總導航路徑；其特徵在於該車載主機經由該全球 定位裝置接收該車輛之現行位置之一定位資訊，並透過該 無線收送裝置發送至-遠端路況資訊祠服器，該遠端路況 資訊伺服器依據該定位資訊，提供至少一預定範圍之即時 • 4況資料，並傳送至該車載主機，該車載主機依據該預定 -10範圍内所涵蓋之總導航路徑以形成一區域導航路徑，並判 • 斷該區域導航路徑與該即時路況資料是否重疊，當該區域 導航路徑與該即時路況資料重疊時，重新計算規劃該區域 導航路徑。 15 【實施方式】 圖3係本發明車輛動態導航系統之方塊圖。該系統包括 一輸入裝置310、一全球定位裝置32〇、一電子地圖資料庫 330、一顯示幕340、一無線收送裝置35〇、一車載主機36〇、 及一記憶裝置370。 10 该輸入裝置310用以輸入一行車起始地S、一行車目的 地E及一更新時間間隔t。該全球定位裝置32〇係輸出該車輛 之現行位置Pc。於其他實施例中，該行車起始地s可為該全 球定位裝置320所輸出該車輛之現行位置Pc。該更新時間間 隔t可儲存在該記憶裝置370中。 9 1290619 該電子地圖資料庫330係儲存有複數個道路圖資。電子 地圖資料庫330之該等道路圖資包括有複數個道路名稱、及 其分別對應之起點座標、與終點座標。 該顯示幕340用以顯示該車輛之現行位置相關連之道 5 路圖資。該喇叭341用以播放音樂或語音訊息。 該無線收送裝置350以經由一無線網路傳送該全球定 位裝置320接收車輛所在位置之一定位資訊至一遠端 之路況資訊伺服器380。該定位資訊更包含該更新時間 間隔t。其中，該無線網路可為一 GPRS、WCDMA以及 1〇 CDMA2000…等移動式通訊網路，該無線收送裝置可為一具 資料傳輸功能之GSM、WCDMA、CDMA2000或其他通訊系 統之手機。 該車載主機360係分別電連接至該輸入裝置310、該全 球定位裝置320、電子地圖資料庫330、該顯示幕340、及該 15 無線收送裝置350。該車載主機360分別初始化及設定該輸 入裝置310、該全球定位裝置320、電子地圖資料庫330、該 顯示幕340、及該無線收送裝置350。 一駕駛人可經由該輸入裝置310輸入一行車起始地S、 一行車目的地E、及一更新時間間隔t。該車載主機360依據 20 該行車起始地S、該行車目的地E及電子地圖資料庫330的道 路圖資，計算該車輛之一總導航路徑R卜該車載主機360 可利用最佳路徑選擇演算法（例如：Dijkstra演算法）來計算 該行車起始地S與該行車目的地E之間最短或最快到達的 總導航路徑R1。 10 1290619 该無線收送裝置350經由該無線網路傳送該定位資 訊至該遠端之路況資訊伺服器380。該定位資訊包含該車 輛現行位置匕及更新時間間隔之資訊t。 5 10 15 20 — 該遠端路況資訊伺服器380依據該車輛現行位置〜以 師選出至少一對應之預定範圍Ac(neighb〇ring area)内之 即時路況資料J1，J2···，並無線下載給該無線收送裝置350。 该無線收送裝置350與該遠端路況資訊伺服器38〇建立 一無線鏈結（wireless link)後，該無線收送裝置35〇則可由該 二線鏈、、Ό傳送该定位資訊至該遠端路況資訊伺服器％ 〇 , 亚接收該遠端路況資訊伺服器38〇所傳送之之即時路況資 料。該無線鏈結直到收送完成後，才會被取消。因 此在忒疋位貧訊中並沒有包含該無線收送裝置35〇的識 別碼。然而，於其他實施例中，該定位資訊中亦可包含唁 無=收送裝置3M)的識別碼，該遠端路況資訊伺服器3啊 依據該無線收送裝置35G的識別碼執行計費或其他服務。 該車载主機360依據該預定範圍&内所涵蓋之 域導Γ路么以形成一區域導航路徑，並判斷該區 域導航路徑與該即時路況資料JU2••是否重最。火 該區域導航路徑與該即時路況資料J1J2重：時田 t m n (inquire) 5 ^ ^ ^ ^ ^ 重新计鼻規劃該區域導航路徑。 一顯示於該顯示 出之該詢問亦可 該車載主機360所輸出之該詢問係指 幕340上之詢問視窗。該車載主機36〇所輸 透過該喇叭341發聲之詢問語音。 11 1290619 一當該車載主機36〇判定要對該區域導航路徑重新計 异’則該車載主機360計算另一區域導航路徑。其中，該 另一區域導航路徑係指由該車輛現行位㈣前往該行車 目的地E、但不經由該對應之預定範圍Ac内有重疊之即時 5 路況位置JU2···之最佳路徑。 圖4係本發明-種車輛動態導航方法之流程圖。首先於 剛中，一車載主機360依據設定之一行車起始地s 以及-行車目的地E，以計算出一總導航路徑，該 車載主機360係承載於一車輛上。 於γ驟841。中’该車載主機则係、電連接至—組設於該 車輛之全球定位裝置32G，該全球定位裝置3姆輸出該車 輛當時之位置P e。該車載主機係練該車輛當時之位置 Pc並將其设定為該行車起始地s。 於v驟S410中，该車載主機36〇係電連接至一輸入裝置 15 ^10’該輸入裝置310係用以輸入該行車目的地E、及一更新 守間間1¾ t。於其他實施例中，該車載主機36〇係電連接至 。己隐波置370，該記憶裝置37〇係儲存有該更新時間間隔 t。該車載主機360係由該記憶裝置37〇中讀取該更新時間間 隔t 〇 2〇 於步驟S410中，該車載主機360依據該行車起始地S、 及4订車目的地E，以計算出該總導航路徑Ri。該總導航 路钇R1係指由該行車起始地S前往該行車目的地e之最佳路 仏及車載主機360接著依循該總導航路徑^以導引該車 輛由行車起始地S前行至行車目的地E。 12 1290619 於步驟420中，該車載主機360經由一定位裝置接 收車輛所在位置之一定位資訊，並透過一無線收送 裝置350發送至一遠端路況資訊伺服器380。。該定 位資訊包括有該車輛現行位置PC、及該更新時間間隔t。 5忒定位裝置包括有一全球定位系統模組（Global Position

System Module，GPS Module)320。 °亥运食而路況資訊祠服器3 8 〇内儲存有複數個即時路況 位置 n，J2··.(traffic jammed locations)。該遠端路況資訊飼 服器380係透過網際網路以連線至高速公路局、各縣市交通 10 局及警廣電台以隨時更新取得各地之即時路況位置 J1，J2·.·專路況資訊。 於步驟S430中，該遠端路況資訊伺服器38〇依據 該定位資訊，提供至少一預定範圍Ac(neighb〇ring area)之即時路況資料n，J2· ·，並傳送至該車載主機 15 360 〇 该對應之預定範圍Ac係指該車輛現行位置Pc的鄰近 地理區域（neighboring geo_zone)、並具有一特定地理範圍 (specific geo boundary)。該特定地理範圍係指以該車輛現 行位置Pc為圓心、並以一特定半徑Γ所圍繞之圓形區域範 20圍，其中，該特定半徑r係正比於該更新時間間隔t。於其他 實施例中，該特定地理範圍亦可以是橢圓形、傘形、正方 形、長方形、或其他多邊形區域範圍…等皆可。 於步驟S430中，該遠端路況資訊伺服器38〇共篩選出二 個對應之預定範圍Ac，包括有一對應於平面道路之第一 13 1290619 預疋祀圍Ael、及—對應於高快速道路之第二預定範圍 H。該第-預定範圍Μ之特定半徑_小於該第二預 疋棘圍Ac2之特定半徑r2。 5 10 15 於平面道路時，該路況資訊伺服器依據下列公式以 计异該第一預定範圍Acl之半徑·· rW(1 + a) ⑴ 〃、中_ rl為忒特定半徑，v為該車輛之速度，丨為該更新時 間間隔^為第—修正係數，該第一修正係數較佳為0.3。 於同决速道路時，該路況資訊伺服器380依據下列公式 以δ十异該第二預定範圍Ac2之半徑·· r2=Vxtx(i + /5) (2) 八 為忒特疋半径，V為該車輛之速度，t為該更新時 間間隔，^為第二修正係數，該第二修正係數較佳為〇.5。 以平面道路最高速限70公里/小時，每10分鐘更新一次 路况，再加上30%的預留量（該第一修正係數為〇·3)，該第一 鄰近區域Acl之半徑与15公里半徑 範圍。 以咼快速道路最高速限1 1 〇公里/小時，每1 〇分鐘更新 一次路況，再加上50%的預留量（該第二修正係數為0.5)，該 里半徑範圍。 圖5係該路況資訊伺服器380依據該更新時間間隔t所 异出該預定範圍Ac之半徑之示意圖。該路況資訊伺服器 380可依據公示（1)、（2)及該更新時間間隔丨而算出該預定範 20 1290619 * 圍Ac之半徑。該路況資訊伺服器38〇亦可將圖$的表格 * 儲存於-資料庫381或-記憶體(圖未示)令，而以該更 間間隔t為指標（index) ’以查表方式而獲得該預 网才 之+徑，進而搜尋該預定範圍心之半徑内之路況位置次 5 料。 貝 於步驟S440中，該車載主機36〇依據該預定範圍 A一c内所涵蓋之總導航路徑以形成一區域導航路 径’該車載主機36〇並判斷該區域導航路徑與該即時 • 路況資料J1，J2…是否重疊（步驟S450)。。 ‘ 1〇 #步驟S45〇t判定該區域導航路徑與該即時路 • 況資料J1，J2...沒有重疊時’則該車載主機360判斷是否社 =程（步驟S49G)，若是，結束流程，若否，該車載主機36〇 歷經该更新時間間隔t後，執行步驟S420。 當步驟S450中判定該導航路徑幻、與該對應之鄰近區 Μ域心内之即時路況位置Jlj2.•有重疊時，則執行步驟 。於步驟S460中，該車栽主機輸出一詢問(_)， • 以供選擇是否重新計算規劃該區域導航路徑（步驟 S470) 〇 於該步驟S460中，該車载主機係電連接至—顯示幕 20 340，該車載主機所輸出之該詢問係指一顯示於該顯示幕 ^ 之°旬問視囪。5亥車載主機亦可電連接至一喇叭341， 該車載主機36G所輸出之該詢問係指-透過該心341發聲 之詢問語音。 . 15 1290619 當步驟S470中判定無需重新計算該區域導航路 徑，則執行步驟S490。 當步驟S470中判定要對該重新計算該區域導航路 徑重新計算，則執行步驟S480。於該步驟S480中，該車載 5 主機360計算另一該區域導航路徑，其中，該另一該區 域導航路徑係指由該車輛現行位置Pc前往該行車目的地 E、但不經由該對應之預定範圍Ac内有重疊之即時路況位 置J1，J2…之最佳路徑，該車載主機360再執行步驟S490。 圖6係本發明一種車輛動態導航之操作示意圖。駕駛人 1〇 在設定一出發地A與一目的地C後，該車載主機360由路況 資訊伺服器380獲知道路R220上有一路況，且該路況位於道 路R220之J1位置處。車載主機360依據道路導航功能及路況 J1位置，而計算出R210-R230為「建議行車路徑」。當駕駛 人開車至B點處，路況J1可能已被排除，於是依據本發明之 15 技術，車載主機360計算出R210-R220為「建議行車路徑」， 藉此獲得較短之行車路徑。另一情形係當駕駛人開車至B 點處，路況J1未排除且道路R230之J2位置處亦產生路況， 依據本發明之技術，車載主機360可動態地計算出經由連接 道路R260在至高速公路H101，再經由連接道路R240可抵達 20 目的地C。 由上述說明可知，本發明技術每隔更新時間間隔t向遠 端路況資訊伺服器380傳送一定位資訊，並接收預定範 圍Ac内之即時路況位置，藉此可動態地更新「行車路徑」， 進而導引車輛迴避壅塞或中斷的路段。 16 1290619 本發明所 而非僅限 上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已， 主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準， 於上述實施例。 5 10 【圖式簡單說明】 圖1係顯示習知具有車輛導航系統功能之車輛的示音圖。 圖2係一習知利用路況資訊伺服器之路況位置求出=^議 行車路徑」之示意圖。 圖3係本發明車輛動態導航系統之方塊圖。 圖4係本發明一種車輛動態導航方法之流程圖。 圖5係本發明路況資訊伺服器所算出預定範圍之半徑的示 意圖。 圖6係本發明一種車輛動態導航之操作示意圖。 81 導航裝置 82 9 微處理器 821 822 823 顯示器 83 310 全球定位裝置 320 330 顯不幕 340 341 無線收送裝置 350 360 380 記憶裝置 370 15 【主要元件符號說明】 全球定位裝置 全球定位衛星 電子地圖資料庫 輸入裝置 20 輸入裝置 電子地圖資料庫 車載主機 遠端路況資訊伺服器 25 17

Claims (1)

1290619 • 十、申請專利範圍： 1 · 一種車辆動態導航方法，包含下列步驟： 步驟A: —車載主機依據設定之一行車起始地以及一行 5 車目的地，以計算出一總導航路徑； 步驟B··該車載主機經由一定位裝置接收車輛所在位置 之一定位資訊，並透過一無線收送裝置發送至一遠端路況 資訊祠服裔，

15 20 步驟C:該遠端路況資訊伺服器依據該定位資訊，提供 至少一預定範圍之即時路況資料，並傳送至該車载主機； 步驟D:該車載主機依據該預定範圍内所涵蓋之總導航 路徑以形成-區域導航路徑’並判斷該區域導航路徑鱼該 即時路況資料是否重疊；以及 步驟E:當該區域導航路徑與該即時路況資料重疊時， 重新計异規劃該區域導航路徑。 、 2. 如申料利範圍第！項所述之車輛動態導航方法 ^中:步驟E所述當該區域導航路徑與㈣時路況資料重 ，，该車載主機輸出—詢問，以供選擇是否重新計 该區域導航路徑，若為肯定則執行步驟E。 ^ 3. Μ請專利範圍第i項所述之車輛動態導 其令该區域導航路徑係包含於該總導航路徑之中。 4·如申請專利範圍第i項所述之車 其”步驟D判定該即時路況資料與該 18 1290619 時’則車載主機在歷經一預定更新時間間隔後，執行 ± , _申呀專利範圍第1項所述之車輛動態導航方法， 5 10 15 -，該步驟Ε中之該車載主機係 載主機所輪出之該㈣# ,s 聽·打綦絲 窗。 W旬問係私一顯示於該顯示幕上之詢問視 盆▲如巾Μ專利圍第1項所述之車輛動態導般方法， 4 V獅中之該車載主機係電連接至…刺0八，該車載 機所輸出之該詢問係指一透過該，八發聲之詢問語音。 7.如申印專利砣圍第丨項所述之車輛動態導航方法， ㈣A中之該車载主機係電連接至一輸入裝置，該 5，:錢以輸人騎車目的地、及該預定更新時間間 网口亥步驟A中之定位資訊更包含該預定更新時間間隔。 甘士 8·▲如申明專利範圍第1項所述之車辆動態導航方法， 步驟A中之該車載主機係電連接至—記憶裝置，該 °己憶裝置係儲存有該更新時間間隔。 9.如中4專利範圍第旧所述之車輛動態導航方法， 、中’該步驟C中之該定位裝置包括有—全球定位系統模 組。 10·如申請專利範圍第1項所述之車輛動態導航方 ^ ’其中’該步驟C中之該預定範圍係指以該車輛現行位置 為圓心、並以一特定半徑所圍繞之圓形區域範圍。 、11·如中睛專利範圍第1G項所述之車輛動態導航方 去’其中’該特;t半徑係正比於該更新時間間隔。 20 1290619 12 如由上主 、 · °甲請專利範圍第10項所述之車輛動態導航方 法八中δ亥步驟C中該遠端路況資訊伺服器共篩選出二俯 對應之錢區包括有—對應於平面道路之第—鄰近區 域、f、對應於高快速道路之第二鄰近區域，其中該第一 ^近區域之特定半徑係小於該第二鄰近區域之特定半徑。 13· 一種車輛動態導航系統，包括： 一 矜入裝置’用以輸入一行車目的地及一更新時間間 10 15 20 农疋位裝置，係輸出該車輛之現行位置； T子地圖貢料庫，其係儲存有複數個道路圖資； 路g員不幕，其用以顯示該車輛之現行位置相關連之道 一無線收送裝置；以及 ^ 一車餘機’係分別電連接至該輸人裝置、該全球定 \〔電子地圖資料庫、該顯示幕、及該無線收送裝 眛:”機由該輪入裝置讀取該行車目的地、及該更 二曰間’該車載主機並由該全球定位裝置讀取該車輛 行：:立：並將其設定為一行車起始地，該車載主機依據該 &。地、該行車目的地及該電子地圖f料庫 Μ，計算出一總導航路徑； 口 其特徵在於： ^載主機經由該全球定位裝置接㈣車輛之現行位 疋位m並透過該無線收送裝置發送至―遠端路 况貝讯伺服器，該遠端路況資訊伺服器依據該定位資訊， 20 1290619 2供預定範圍之即時路況資料，並傳送至該車載主 :成：主機依據該預定範圍内所涵蓋之總導航路徑以 並判斷該區域導般路徑舆該即時路 5 10 ":§ 5㈣域導航路徑與該即日彳路況資料重 璺日守，重新計算規劃該區域導航路徑。 统，Γ；ΛΓ專利範圍第13項所述之車輛動態導航系 、，充其令，该電子地圖資料庫之該等道路圖資包 個道路名稱、及其分別對應之起點座標、與終點座標。 餅Γφ如申請專利範圍第14項所述之車_態導航系 U ’該_路況資訊舰器依據該車⑽見行位置及 該更新時間間隔以篩選出該至少一對應之鄰近區域 時路況位置。 1 16.如中請專利範圍第15項所述之車_態導航系 、统’其中’該對應之鄰近區域係㈣車—行位置的鄰近 15 地理區域、並具有一特定地理範圍。 Π.如申請專利範圍第16項所述之車輛動離導航系 • 統，其中，該特定地理範圍係指以該車輛現行位置為圓心乂 並以一特定半徑所圍繞之圓形區域範圍。 18·如巾請專利範圍第17項所述之車輛動態導航系 20 統，其中，該特定半徑係正比於該更新時間間隔。 19.如中請專利範圍第18項所述之車^態導航系 統’其中’該無線收送裝置係以一 gprs手機。 21