地圖數據存儲介質,地圖信息檢索裝置和導向裝置的製作方法
2023-06-03 23:45:31
專利名稱：地圖數據存儲介質,地圖信息檢索裝置和導向裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於存儲劃分成多個網格的地圖數據的地圖數據存儲介質(資料庫)，以及一種利用所述介質的地圖信息檢索裝置或導向裝置。
背景技術：
配有用於指引路線的車載導向裝置的車輛數目日漸增加。這種導向裝置通常配置有保存在存儲介質，例如DVD中的地圖資料庫，該導向裝置識別出由GPS(全球定位系統)或類似設備檢測出的當前位置作為地圖上的位置，並顯示該位置。當設定一個目的地時，所述導向裝置就搜索從當前位置到該目的地的最佳路線。更準確地說，由於地圖資料庫中包括道路網絡數據，所以用線性程序檢索所述最佳路線就可搜索出當前位置與目的地之間的最短距離。除了距離外，通過利用車輛在道路上行駛速度的存儲數據，可得到花費時間最短的路線。所述地圖資料庫還包括各類機構的數據，因此，通過輸入一個待搜索的機構，諸如百貨公司、便利商店、火車站或醫院，就可檢索到信息。
為了在地圖資料庫中安排和存儲地圖數據，地圖被劃分成多個網格，就像矩陣一樣，並給每個網格分配一個網格數字。所述網格分為主要網格，第二網格，等等。把地圖粗略地劃分到主要網格中，然後所述主要網格進一步劃分為第二網格，該第二網格再進一步細分成第三網格。通過這樣把地圖數據劃分到用於存儲的網格內，並為每個網格分配一個網格數字，就可以得到與一個被指定網格數字相應的地區的地圖數據。
但是，網格數字通常是根據其在所述矩陣中的排列方式來分配的。結果，常常出現這樣的情況，即相鄰的網格並不必然地分配到連續數字。更具體地說，雖然因這種劃分十分粗略，所以這一問題對於主要網格來說不是很明顯，但是相鄰排列的第二網格彼此卻常常分配到相距甚遠的數字，因為這些數字是根據其在所述主要網格中的排列方式來分配的。
此外，為了得到關於機構的信息，必須搜索一個相對寬的區域的地圖數據。在這種情況下，當待搜索的地圖數據部分被分配到相隔很遠的網格數字時，就會增加搜索所需時間。而且，當涉及到世界地圖時網格分配方法是非標準化的，這就需要為各個區域建立單獨的系統，並且提供關於分配網格的方式的數據。
發明概述鑑於上述問題構想出本發明，其目的在於提供一種可以進行有效數字分配的地圖資料庫。
根據本發明的一種地圖數據存儲介質(資料庫)存儲被劃分成多個網格的地圖數據。從一個基準網格開始，按照由指定規則所確定的順序把數字順次分配給規定數量的位置靠近的網格。以另一個網格作為基準網格重複所述分配過程。通過這樣把數字分配給各個網格，就可根據已分配的數字存儲已分類的地圖數據。
於是，根據一個指定規則給相鄰的網格編號，並且按照數字順序存儲地圖數據部分，由此地圖上相鄰網格的數據部分位於所述存儲介質內非常靠近的位置。因為所述地圖資料庫常常用於搜索相對寬的區域，並且數據部分在所述存儲介質中靠近設置，所以提高了搜索時訪問所述存儲介質的效率。
如上所述，在把數字分配給規定數量的網格後，最好把具有所述分配數字的網格收集起來作為一個大網格。而且，根據由上述指定規則所確定的順序，再把所述數字分配過程應用於其他大網格。對於包含在每個所述大網格中的網格，根據由上述指定規則所確定的順序把數字順次分配給相鄰的網格。進一步把規定數量的大網格收集起來以形成更大的網格。根據由上述指定規則所確定的順序，把所述數字分配過程應用於這種更大的網格，並且把數字分配給這些更大網格中的每個網格。通過重複上述過程，把數字分配給整個地圖。
運用上述方法，可能根據一個指定規則在世界範圍分配數字，並建立一個系統的地圖資料庫。
上述指定的規則最好包括一個基本規則，根據該基本規則，依照一個N形圖案把數字分配給四個網格，從一個基準網格開始，前進到基準網格上方的網格，接著到基準網格右邊的網格，然後到基準網格右上方的網格。這種規則相對簡單，而且也能將數字順次分配給緊鄰的網格。
地圖數據最好包括用於識別建築物的建築物ID。該建築物ID用來識別建築物並且方便了在同一建築中搜索機構。用於顯示的地圖數據僅僅包括所述建築物ID，詳細的數據能存儲在不同的空間並可利用所述建築物ID訪問這些數據，這樣就提高了翻卷所述地圖顯示的速度。
最好把多個網格搜集起來形成一個整合(integrated mesh)網格，且上述網格數字包括一個整合網格數字，該整合網格數字是形成所述整合網格的多個網格中的一個的網格數字。通過這樣形成一個整合網格，就可以整體地檢索地圖數據，從而使訪問變得有效率。
根據本發明的地圖信息檢索裝置，其特徵在於利用上述的地圖數據存儲介質檢索地圖信息。
根據本發明的導向裝置，其特徵在於利用上述地圖數據存儲介質進行路線導向。
圖1是說明本發明所述裝置的結構框圖；圖2說明了網格的結構；圖3和圖4說明了網格的編號；圖5說明了網格的邊界；圖6說明了網格的整合；
圖7說明了已整合網格的編號；圖8說明了搜索一個機構的過程；圖9和圖10示出了顯示搜索結果的一個例子；圖11說明了記錄的結構。
優選實施例說明下面將參照
本發明的一個優選實施例。
圖1是說明一個導向裝置的整體結構的框圖。導向ECU(電子控制裝置)10執行用於導向的各類數據處理，並如圖所示連接到各種設備。
一個包括GPS或類似裝置的位置檢測設備12檢測車輛的當前位置。在此可採用諸如D-GPS裝置，信標接收機和方位檢測裝置等各種裝置。一個輸入設備14，用於輸入命令，如操作命令，並由操作按鈕、觸摸面板或類似部件組成。一個顯示器16提供用於導向的地像或類似圖像。當所述輸入設備14為一個觸摸面板時，最好在所述顯示器16的一個前表面上設置一個觸摸開關。一個揚聲器18提供路線導向、操作指導或類似指令的音頻輸出。
地圖資料庫20包括各種地圖數據。所述導向ECU 10利用所述地圖資料庫搜索路線和機構並顯示一幅地像。所述地圖資料庫20保存在諸如CD-ROM、DVD、硬碟或類似存儲介質中。
例如，當設定一個目的地並要搜索到達該處的一條路線時，所述輸入設備14用於輸入該目的地。例如，可通過鍵入該目的地的名字或電話號碼輸入目的地以使所述顯示器16顯示相應的地圖，然後在此地圖上觸摸感興趣的位置。所述導向ECU10響應目的地的輸入，搜索包含在所述地圖資料庫20中道路網絡內的數據以便找到從當前位置到所述目的地的最佳路線。可以採用包括Dikstra方法的各種方法進行這種搜索。當設定了一條路線時，該設定的路線和當前位置顯示在所述顯示器16上，並且執行路線導向。最好通過在所述顯示器16上顯示方向以及通過所述揚聲器18傳出話音來提供在道路交叉口向右轉或向左轉的導向。
所述地圖資料庫20包括車輛行駛地區的地圖數據。例如，對於一輛在日本行駛的車輛，所述地圖資料庫20可以存儲日本全國範圍內的地圖數據。在歐洲行駛時，所述地圖資料庫20也可以存儲歐洲各國的地圖數據。
在根據本實施例的地圖資料庫20中，整個世界被劃分為具有規定尺寸的搜索網格(分區單元)，並且為每個網格分配一個用於排列的專門數字。
更準確地說，參見圖2，整個世界被劃分成40500*40500個搜索網格。因此，一個搜索網格的尺寸以角度為單位相當於32秒*32秒，或者以距離為單位相當於1千米*1千米。
以位於(最小經度(LOmin)，最小緯度(LAmin))的一點作為初始基準點，按照N形圖案把數字順次分配給各個搜索網格。更準確地說，參照圖3和圖4，把數字1分配給左邊較低的網格，並按照N形圖案把數字順次分配給相鄰的網格。當把數字1到4分配給四個搜索網格時，由這四個網格形成的一個網格用作一個單元，按照N形圖案繼續進行所述分配程序以把數字順次分配給各個搜索網格，並重複進行這一過程。較上方右邊的點(最大經度(LOmax)，最大緯度(LAmax))是一個基準點，該基準點被分配給最後一個數字。
於是，如圖5所示，整個世界被劃分成四個區北緯，西經區；北緯，東經區；南緯，西經區；和南緯，東經區。對於這些區中的每一個，從位於最小緯度和經度的網格開始，到位於最大緯度和經度的網格結束，把網格數字順次地分配給所述搜索網格。通過定義每個區包含一個位於最小緯度和經度的點或繞過和排除一個位於最大緯度和經度的點來確定邊界點所屬的區。圖中實線示出的較下側和左側的邊界包括在相應各區中。
在所述地圖資料庫20中，根據網格數存儲地圖數據。即，所述地圖資料庫20保存在諸如CD-ROM、DVD、硬碟或類似存儲介質中，並且地圖數據依據網格數字順序線性地排列和存儲。
導向裝置通常需要相鄰的地圖數據部分以便顯示一幅地圖或搜索一個機構。根據本實施例，按照N形圖案把網格數字分配給各個搜索網格。結果，接近的網格數字被分配給緊靠的搜索網格，且這些緊靠的網格在所述存儲介質中的位置也十分接近，從而可以快速和有效地訪問所存儲的數據。
如上所述，地圖數據根據所述搜索網格存儲，每個所述網格基本上有一個由經度和緯度確定的固定尺寸(在上例中為1千米*1千米)。當要搜索一個特定點周圍的區域時，所述搜索範圍例如可能為一個直徑10公裡的圓。對於這一範圍要搜索100個搜索網格。於是，如果一個搜索網格接一個搜索網格順次地檢索數據，則數據的獲取將是低效的。
因此，參照圖6，最好把特定數量的搜索網格進行整合以便於管理。更準確地說，整合度(integration degree)為1時把4個搜索網格的集合作為一個網格，整合度為2時把16個搜索網格的集合作為一個網格。於是可整體地處理4n個網格，其中n表示整合程度。
一個網格管理部分根據所述整合度存儲所述網格數字。整合度為0時對於一個被分配給數字1的網格，一個整合度0的搜索框架管理部分訪問網格數字為MAP1的地圖數據部分。在整合度為1的情況下，當訪問一個網格數字MAP4時，利用整合度1的搜索框架管理部分訪問被分配給網格數字MAP4-MAP7的地圖數據部分。此外，在整合度為2的情況下，當訪問一個網格數字MAP0時，用整合度2的搜索框架管理部分訪問被分配給網格數字MAP0-MAP15的地圖數據部分。
於是，通過利用整合度數據，對應不同的搜索範圍可有效地訪問地圖數據。
此外，通過這樣為每種整合度提供一個搜索框架管理部分，有必要提供整合度為0時的單組搜索數據，並且這些數據可由各個整合度所共享。所述搜索數據包括諸如類型代碼(機構分類)，坐標(機構位置)，指向位置信息的指針(機構詳細數據存儲的地址)等類似信息。
當世界被劃分為固定尺寸的搜索網格時，某些搜索網格包含大量地圖數據而其他搜索網格幾乎不包含地圖數據。把一個網格數字分配給一個沒有地圖數據的搜索網格是無效率的。因此，最好對一些搜索網格進行整合。參照圖7，一些搜索網格自動地整合起來，並且在所述整合網格中的一個網格的網格數字代表該整合網格，從而可將該整合網格作為一個單獨的搜索網格處理。
在如圖7所示的例子中，由16個基準網格組成的區域包含9個網格，即，5個整合度為0的網格和4個整合度為1的網格。
下面將參照圖8討論搜索當前位置附近的一個機構的情形。根據本實施例，有關機構及類似物的信息作為與用以顯示的地圖數據不同的資料庫分開存儲。結果就降低了用以顯示的地圖資料庫中的數據容量，由此加快了所述地圖顯示的翻卷速度。
當搜索一個機構時，使用者首先輸入該機構的類別，例如「飯店」，由此給定了類型代碼。所述導向ECU 10根據當前位置確定圍繞當前位置的搜索範圍，並識別相應的搜索網格數字。也可用預設範圍自動確定或由用戶輸入來確定所述搜索範圍。搜索相應於所述搜索範圍中網格的機構搜索信息以確定是否存在所述給定類別的機構(如飯店)。
於是，依據用於搜索的並根據所述網格數字存儲的數據執行機構搜索。這種用於搜索的數據和此後所述的詳細數據都獨立於所述用於顯示的地圖數據存儲。通過給定一個網格數字，就可確定待搜索的區域並執行機構搜索。
應注意，當利用一個整合網格時，通過訪問由所述整合網格識別的基準網格的數據執行搜索，以便用整體的讀出信息檢索網格。因為數據是根據網格數字排列的，所以具有接近位置坐標的數據部分靠近安排，且能有效率地訪問所述存儲介質。
所述機構搜索信息包括一個指向詳細信息的指針，該指針用於讀出有關感興趣的機構的詳細數據。所述詳細數據也根據網格數字存儲。因此，相應於臨近區域搜索結果的若干詳細數據部分彼此相對靠近地存儲，這就進一步提高了訪問效率。
此外，根據本實施例，可通過指定一個建築物來進行搜索。更準確地說，當用戶輸入數據，例如建築物的名字或地址來指定建築物時，就根據輸入標準搜索該感興趣的建築物。給每個建築物分配一個建築物ID以便於識別。根據所述建築物ID安排一個網格的詳細數據部分。於是，當要按照一個建築物接一個建築物的方式搜索機構時，一個建築物中有關機構的數據部分臨近排列，由此進一步增加了訪問效率。
在上述對周邊區域的搜索中，指定一類機構，如飯店以搜索感興趣的機構。但是，根據本實施例也可能通過指定機構的名字執行搜索。
例如，可輸入字「豐田」以搜索具有該名字的機構。然後在覆蓋預定範圍的地圖數據中搜索其名字以變量「豐田」開頭的機構。搜索結果檢索到三個名字，即「豐田學校財團」，「豐田發動機公司」和「豐田自動織機工廠」，及以「豐田發動機公司」開頭的一組機構，包括四個機構，即「豐田發動機公司高崗(Takaoka)廠」，豐田發動機公司堤(Tsutsumi)廠」，豐田發動機公司總廠」和「豐田發動機公司本町(Motomachi)廠」。
但是，由於上述四個機構有相同的名字部分「豐田發動機公司」，所以僅三個名字，即，「豐田學校財團」，「豐田發動機公司」和「豐田自動織機工廠」作為對「豐田」的檢索結果顯示，如圖9所示。顯示一個記號或類似的東西以表明提供具有名字部分「豐田發動機公司」的多個機構，並響應另外一個操作，例如觸摸該記號以顯示這些機構的精確名字，如圖10所示。
於是，根據一個預定的規則把待顯示的數據分組，並顯示經這樣分組的數據，以便更容易地看到所顯示的搜索結果。此外，通過一個預定的操作顯示所述分組的構成以指定一個機構，並且可能顯示該機構在所述地圖上的位置或詳細信息。
在上述例子中雖然所述數據根據名字開頭的匹配方式分組，但是也可以根據地址開頭的匹配方式進行分組。
如上所述，根據本實施例的地圖資料庫20包含機構的詳細數據。該機構數據並非總是包括相同類型的說明。更準確地說，對於某些機構提供所有項目的數據，諸如電話號碼、容量、以及入場費，然而對於其他的機構不存在某些項目的數據。因此，如果每個機構的每個項目都有固定的長度，就會無效率地產生許多空數據段。
根據本實施例，為一個機構(一個記錄)的數據提供一個管理區，該管理區用於存儲有關是否為每個項目都提供數據的數據，如圖11所示。根據如圖11所示的實例，所述管理區由8個比特(bit)組成，一個比特為「1」表明提供相應的數據。在如圖所示的例子中，記錄1的管理區是「11010111」，這意味著項目1，2，4，6，7和8包含數據，並因此順次描述這些項目1，2，4，6，7和8的長度和內容。另一方面，因為記錄2的管理區是「10101010」，所以僅僅描述項目1，3，5和7四個項目的數據。記錄3的管理區是「00101000」，因此僅存儲項目3和5的數據。
於是，提供一個管理區，且每個記錄具有由其內容確定的不同長度，以便能夠有效地利用所述資料庫的存儲區，因為該資料庫可能包含許多缺少某些數據段的記錄。
應注意，由於一個類型代碼通常具有2個字節的固定長度，因此可以省略長度數據。也可能省略管理區中總是需要說明的項目。此外，所述管理區無需位於每個記錄的頭部，並且可能存儲在一個不同的存儲區(例如一個記錄的定義文件)中。
如上所述，根據本發明，依據一個預定的規則給臨近網格編號，且地圖數據按照數字順序存儲，以便在地圖上位置靠近的網格在存儲介質中也可以臨近設置。因為所述地圖資料庫經常用於搜索相對寬的地域，並且這些地域的數據部分在存儲介質中臨近設置，所以就提高了搜索時訪問存儲介質的效率。
雖然在說明上述實施例的例子中，根據N形圖案把網格數字分配給各個搜索網格，但同樣也可以採用Z形圖案進行所述的過程。
權利要求
1.一種用於存儲劃分成多個網格的地圖數據的地圖數據存儲介質，其中，從一個基準網格開始，按照由一個指定規則所確定的順序，把數字順次分配給位置臨近的預定數量的網格，並以另一個網格作為基準網格重複這種分配，以便把數字分配給各個網格，以及根據已分配的數字存儲地圖數據。
2.如權利要1所述的地圖數據存儲介質，其中在把數字分配給所述預定數量的網格後，把具有所述已分配數字的網格作為一個大網格整體處理，根據由所述指定規則所確定的順序把所述數字分配方法運用到其他大網格中，以便根據由所述指定規則所確定的順序把數字順次分配給所述大網格中的相鄰網格，把指定數量的所述大網格進一步收集起來以形成一個更大的網格，並根據由所述指定規則所確定的順序把所述數字分配方法運用到所述更大的網格中，以便把數字分配給所述更大網格中的各個網格，以及，重複上述方法以便把數字分配給整個地圖。
3.如權利要1所述的地圖數據存儲介質，其中所述指定規則包括一個基本規則，根據該規則，依照N形圖案把數字分配給四個網格，從一個基準網格開始，遵循一個N形圖案前進到所述基準網格上方的網格，然後到該基準網格右邊的網格，最後到位於該基準網格右上方的網格。
4.如權利要1所述的地圖數據存儲介質，其中所述地圖數據包含用於識別建築物的建築物ID。
5.如權利要1所述的地圖數據存儲介質，其中把多個網格收集起來以形成一個整合網格，且所述分配給網格的數字包括一個整合網格數字，該整合網格數字是分配給形成所述整合網格的所述多個網格中的一個網格的數字。
6.一種利用根據權利要求1所述的地圖數據存儲介質的地圖信息檢索裝置，用於檢索地圖信息。
7.一種利用根據權利要求1所述的地圖數據存儲介質的導向裝置，用於執行路線導向。
8.一種形成用於存儲劃分成多個網格的地圖數據的地圖數據存儲介質的方法，包括步驟從一個基準網格開始，按照由一個指定規則所確定的順序順次把數字分配給預定數量的位置靠近的網格；以另一個網格作為基準網格重複所述分配步驟，以便把數字分配給各個網格；以及根據所述已分配的數字存儲已分類的地圖數據。
全文摘要
把地圖數據劃分成由指定尺寸的網格組成的組。每四個網格作為一組像畫出大寫字母N一樣曲折地被編號。對一組中的四個網格進行這樣編號後,再將另一組中的四個網格編號。也像畫出大寫字母N一樣曲折地選出各組。所述地圖數據按照網格數字的順序存儲在一個地圖數據存儲介質中。從而臨近區域的數據在地圖資料庫(存儲介質)中靠近設置,由此可提高訪問效率。
文檔編號G06F17/30GK1351741SQ00807925
公開日2002年5月29日 申請日期2000年4月10日 優先權日1999年4月9日
發明者鈴木秀伸, 古池義徵, 遠山康博, 竹內博, 小川功 申請人:豐田自動車株式會社, 株式會社電裝, 愛信Aw株式會社, 富士通天株式會社, 松下電器產業株式會社