車輛到達目標能力評估方法，資料庫生成方法、導航系統的製作方法

2023-05-14 10:44:21

車輛到達目標能力評估方法，資料庫生成方法、導航系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種評估車輛到達目標道路段(4)的能力的方法，包括：檢索用於道路段(3,3a)的道路段數據，道路段數據包括先前生成的連接道路段(3,3a)的路線(151,152)的路線信息，其用參數表示沿相應路線(151,152)行駛的相關成本；建立用於目標道路段的第一道路段數據，第一道路段數據指示關口道路段並且指示針對從關口道路段到目標道路段的相繼路線的路線信息；基於相繼路線的路線信息，確定沿相繼路線(152)行駛的第一成本；基於所指示的關口道路段(2a)，建立用於當前道路段的第二道路段數據，第二道路段數據指示從當前道路段(1)到關口道路段(2a)的初始路線(151)的路線信息；基於初始路線(151)的路線信息，確定在初始路線(151)上行駛的第二成本；以及基於所確定的第一成本和第二成本，評估車輛到達目標道路段(4)的能力。
【專利說明】車輛到達目標能力評估方法，資料庫生成方法、導航系統
【技術領域】
[0001]各種實施方案涉及評估車輛到達目標道路段的能力的方法，生成用於評估車輛的巡航範圍的資料庫的方法以及導航系統。具體來說，各種實施方案涉及用於基於從先前生成的資料庫中檢索的道路段數據評估車輛的巡航範圍的技術。
【背景技術】
[0002]車輛中的導航裝置的功能性目前已擴展到評估車輛的巡航範圍，S卩，確定在給定資源(例如，燃料或能量)的當前可利用量的條件下或在給定最大時間內車輛仍可到達的最遠地理位置。例如，對於與可利用的能量/燃料的量有關的巡航範圍來說，由常規燃料提供動力的汽車提供相較而言較大量的能量存儲，並且因此能夠行駛較長距離，即，具有相較而言較大的巡航範圍；而由替代性能量提供動力的車輛(如氫動力汽車或混合動力汽車或電動汽車)可具有相較而言較小的巡航範圍。對於這類情況，可能需要對巡航範圍的特別精確的評估，以精確地預測在不補充燃料的情況下是否可到達某一目的地，或預測何時必需補充燃料。
[0003]車輛的巡航範圍通常取決於許多不同的參數，所述參數具體來說可受時間依賴性影響。例如，可利用的能量的量通常隨著行駛時間的增加而減少。此外，影響巡航範圍的交通狀況可以動態地改變。例如，交通擁堵可以減少巡航範圍，因為能量/燃料消耗增加。此夕卜，車輛的當前位置可例如以不可預期的方式隨時間推移而改變，從而改變巡航範圍。換句話說，當車輛行駛穿過道路段的網絡時，在給定特定能量資源的情況下可到達的所有道路段的集合可不斷地改變。因此，為依賴最新的參數而始終提供精確的巡航範圍，先前所評估的巡航範圍的頻繁更新可以是合乎需要的。
[0004]簡單的技術僅僅基於以下來評估巡航範圍:可利用的能量/燃料的當前量，和例如採取當前燃料消耗的移動平均值形式的預定的或測量到的燃料消耗。具體來說，這類技術可獨立於車輛附近的道路段的網絡。例如，這類技術可不考慮以下情況:與在車輛例如位於具有高交通量和/或走走停停交通的市區內情況下的當前值相比，在即將來臨的高速公路上消耗可以減少。
[0005]較複雜的方法在評估巡航範圍時可以考慮在車輛附近的道路段的網絡。為此，包括道路段的網絡的數字地圖數據通常可用來執行道路網絡搜索。例如，道路網絡搜索可確定最短的或最快的或最具能量有效性的路線或其組合。道路網絡搜索可在給定與道路段相關聯的相應成本的情況下擴展用於道路段的路線連接段。各種技術可用來執行道路網絡搜索，例如，迪傑斯特算法(Dijkstra algorithm)等，以便提供具有最小化成本的路線。一旦獲得這樣的路線，就可以基於數字地圖數據中提供的信息(如道路段的長度、與擴展的路線連接段相關聯的用參數表示的能量消耗成本等)來確定能量/燃料消耗成本。巡航範圍的相較而言精確的評估可以是可能。然而，巡航範圍的這種評估可以在計算上是昂貴的，即，需要大量的計算資源；具體來說，執行道路網絡搜索可能需要許多個反覆步驟並且佔用顯著的內存。因此，存在對減少評估巡航範圍所需的計算工作量的一般期望。[0006]例如，W02011/029562A1公開了用於多個道路的巡航範圍計算的技術，其中那些道路可分為多個等級類別。巡航範圍是基於屬於第一等級類別的道路來計算。
[0007]然而，這類技術可受到某些限制。例如，如果僅考慮道路段的整個網絡中的一小部分來評估巡航範圍，那麼可能使所確定巡航範圍的精度降級。通常，巡航範圍的評估的精度與相關聯的計算工作量之間的折衷可能是必需的。鑑於所評估的巡航範圍具有如以上所論述的有限的有效性持續時間，巡航範圍的更新速率可能受限——從而降低精度。具體來說，常規技術可通常不考慮高的計算負擔，所述高的計算負擔與在巡航範圍更新過程中通過道路網絡搜索的全範圍執行來重新計算道路段的網絡的所有可到達道路段的集合相關聯。
[0008]因此，需要提供允許以高精度、以計算上有效的方式評估和更新車輛的巡航範圍的技術。

【發明內容】

[0009]這一需要是由如獨立權利要求中定義的方法來解決。從屬權利要求定義數個實施方案。
[0010]根據一方面，提供一種評估車輛到達目標道路段的能力的方法。所述方法包括:檢索數字地圖數據，所述數字地圖數據包括在車輛的當前位置附近的道路段，所述數字地圖數據包括目標道路段。所述方法進一步包括從資料庫中檢索用於道路段中的至少一些的道路段數據，所述道路段數據包括先前生成的針對連接道路段的路線的路線信息，所述路線信息用參數表示沿相應路線行駛的成本。所述方法進一步包括基於車輛的當前位置，建立當前道路段；以及根據所檢索到的道路段數據，建立用於目標道路段的第一道路段數據，所述第一道路段數據指示關口道路段並且指示針對從所述關口道路段到所述目標路段的相繼路線的路線信息。所述方法進一步包括基於針對相繼路線的路線信息，確定在關口道路段與目標道路段之間的相繼路線上行駛的第一成本。所述方法進一步包括基於所指示的關口道路段，建立用於當前道路段的第二道路段數據，所述第二道路段數據指示針對從當前道路段到關口道路段的初始路線的路線信息。所述方法進一步包括基於針對初始路線的路線信息，確定在所述初始路線上行駛的第二成本。所述方法進一步包括基於所確定的第一成本和第二成本，評估車輛到達目標道路段的能力。
[0011]例如，當前位置可以使用全球定位系統(GPS)或蜂窩網絡或車輛測程法數據(例如車輪轉向角或方向盤轉角)，或慣性導航系統來確定。不同的技術都是熟練技術人員已知的。
[0012]例如，數字地圖數據可以從地圖資料庫中加以檢索。換句話說，數字地圖數據可包括道路段的網絡。道路段可以與給定地理位置(xy坐標，例如緯度和經度和/或大地坐標和/或笛卡兒坐標)的起點和給定地理位置的終點相關聯。起點和終點又稱為節點。數字地圖數據可包括關於例如地標、河流、湖泊、市區、地區標記、國家、目標點、加油站、地形海拔、數字地形模型等的其它信息。具體來說，數字地圖數據可包括與道路段相關聯的能量消耗成本。
[0013]用於道路段數據的資料庫可實施為地圖資料庫的一部分，或可以是獨立的資料庫，例如，存儲在獨立的存儲設備上等。具體來說，道路段數據可以是臨時數據，所述臨時數據取決於車輛的當前附近區和當前位置，即，可具有幾分鐘或幾小時的有效性，而數字地圖數據可以是更持久的數據，例如，其取決於道路段的網絡的持久性而具有大約幾個月或甚至幾年的有效性。
[0014]第二道路段數據可根據所檢索到的道路段數據來建立。在一個替代實施方案中，第二道路段數據的建立可包括執行道路網絡搜索來獲得從當前道路段到關口道路段的初始路線，並且確定針對所述初始路線的路線信息。
[0015]以下例如就根據另一方面的生成資料庫的方法而言來論述用於執行道路網絡搜索並確定路線信息的技術。
[0016]換句話說，在一個實施方案中，針對初始路線的路線信息可被預定並且容易地從資料庫中的道路段數據中加以檢索。然而，在評估車輛到達目標道路段的能力時，也可能確定用於初始道路的道路段數據。初始路線從當前道路段延伸到關口道路段。通常，初始路線可能不太長。具體來說，當前道路段與關口道路段之間的最大距離可被預定並且加以限制。因此，在不需要相較而言大量的計算資源的情況下執行道路網絡搜索可以是可能的。
[0017]應理解，所檢索到的道路段數據可與數字地圖數據的道路段連結或相關聯。例如，目標道路段和當前道路段以及關口道路段可與數字地圖數據的道路段的網絡相關聯，並且進一步可與道路段數據的相應路線信息相關聯。具體來說，這可允許評估車輛到達選自數字地圖數據的任意目標道路段的能力和/或車輛到達可通過導航系統以常規方式確定的任意當前道路段的能力。
[0018]通過將針對路線的路線信息提供為道路段數據的部分，第一成本和第二成本的快速並且計算上廉價的計算可以是可能的。在執行生成包括道路段數據的資料庫的方法時，可以預先執行用以獲得路線的計算上昂貴的道路網絡搜索。換句話說，生成道路段數據的計算上昂貴的步驟可例如在後臺進程中或直接在車輛啟動之後執行一次，以使得基於道路段數據的車輛到達目標道路段的能力的評估佔用相較而言較少的資源，並且因此可例如在駕駛車輛期間更頻繁地重複執行。通過這種方式，可以提供總是最新的巡航範圍。
[0019]原則上，在非常簡單的方法中，可能執行用於數字地圖數據的所有道路段的道路網絡搜索，即，預生成任何兩個道路段之間的路線和相應道路網絡數據以及路線信息。然而，這樣的方法可能是非常耗費時間的，並且佔用大量的計算資源。
[0020]就這一點來說，通過提供關口道路段，可以限制將要預生成的道路段數據的量。一般來說，這樣的解決方案可見於「分治」方法的情境中，其中當前道路段與目標道路段之間的整體路線被關口道路段分割成初始路線和相繼路線。就這一點來說，關口道路段可充當初始路線與相繼路線之間的連接元件，即，關口道路段可以指代路線連接道路段。
[0021]對於在車輛的當前位置附近的各種位置來說，到達目標道路段的路線可總是通過一個並且是相同的關口道路段，並且隨後沿著相繼路線而言到達目標位置；不同地，對於在車輛的當前位置附近的各種位置來說，到達這個關口道路段的初始路線全部可以相當大地變化。即，因為當前位置和具有所述當前位置的當前道路段可隨著車輛移動而經受頻繁的改變時，所以初始路線可與距離當前位置更遠的相繼路線一樣隨時間更頻繁地變化。例如，地方支線道路可以頻繁地改變，而較長距離路線保持相同。
[0022]這應藉助於非限制情況加以說明:當汽車移動穿過市區並且目標道路段位於幾十公裡以外並在市區以外時，到達目標道路段的整條路線中的大部分可獨立於車輛的具體當前位置。例如，這個部分可涉及例如朝向目標道路段的高速公路和高速公路出口與目標道路段之間的支線道路和地方道路的道路段。然而，當前位置與高速公路入口之間的地方道路和支線道路可隨前當前位置經受頻繁改變。考慮到這種情況，關口道路段可包圍給定距離處的車輛的當前位置。關口道路段可優選地位於較高等級的道路上，即，對應於較高速度、較高容量或較高過境交通(through traffic)中至少一個的道路；實例可以是高速公路或快車道或主幹道。這些高等級道路可能是到更遠的目標道路段的路線的部分。可限制關口道路段的數目；有限的數目可由道路段本身的網絡的結構得到。例如，可能存在通往和來自當前位置(即，在當前位置與目標道路段中間)的有限數目的高速公路。也可能限制關口道路段的數目。
[0023]通過提供針對相繼路線和任選地針對初始路線的預生成的路線信息、用參數表示通過關口道路段到達目標道路段的成本的路線信息，可能以計算上有效的方式評估車輛到達目標道路段的能力。具體來說，可能在不必執行整體道路網絡搜索的情況下，確定在給定車輛的當前位置的情況下車輛到達目標道路段的能力。即，可以預執行關口道路段與目標道路段之間的道路網絡搜索，例如，作為以下論述的根據另一方面的生成資料庫的方法的部分；任選地，也可以預執行緊鄰當前位置的道路段與關口道路段之間的道路網絡搜索；然而應理解，根據各種實施方案，可能在執行評估車輛到達目標道路段的能力的方法期間實時地執行這種道路網絡搜索，如當前所論述。通常，因為關口道路段並非遠離於當前位置，所以實時地提供初始路線的道路網絡搜索可能相較而言不是計算上昂貴的。路線信息可以對應於道路網絡搜索的輸出。如果與道路網絡搜索的全範圍執行相比，那麼基於路線的用參數表示的成本來評估車輛到達目標道路段的能力的計算工作量可以顯著地減少。此夕卜，通過提供連接初始路線和相繼路線的關口道路段，可能顯著地減少道路段數據和路線信息的量，從而節約用於生成的內存和計算資源。可能僅需要提供更遠的道路段與關口道路段中所選的一個關口道路段之間的單個路線信息。任選地，可能僅需要預生成並且提供針對連接緊鄰當前位置的道路段與所有關口道路段的路線的路線信息。
[0024]成本可用參數表示沿相應路線行駛的能量消耗成本，或可用參數表示沿相應路線行駛的行駛時間或其組合。換句話說，成本可用參數表示沿相應路線行駛的行駛時間和/或行駛距離和/或能量消耗。應理解，相應成本也可以被提供為用於道路段的數字地圖數據的部分，和/或可以是直接可由數字地圖數據得出。具體來說，路線信息所對應的路線可通過道路網絡搜索生成，所述道路網絡搜索得到就成本而言最佳化的路線。例如，道路網絡搜索可確定最短路線或最快路線或最具能量有效性的路線。然而，一般來說，就與通過路線信息用參數表示的成本相同類型的成本而言，使路線最佳化可以不是必需的。例如，路線可以是最短路線，而用參數表示的成本指示沿路線行駛所必需的能量消耗。
[0025]換句話說，用參數表示這類成本可對應於提供參數，所述參數可用來得出在給定當前駕駛情形的情況下沿相關聯路線行駛所必需的實際成本，所述當前駕駛情形例如當前位置、當前消耗、當前交通狀況等。在一個簡單的實施方案中，路線信息可直接對應於實際成本，例如，指定沿相應路線行駛花費35分鐘或沿相應路線行駛花費7升燃料。在另一個實施方案中，可得出實際成本；例如，燃料消耗可取決於路線(靜態的並且對於所有用戶來說是相同的)和單獨的/車輛特定的參數兩者，所述參數如車輛的類型、駕駛習慣、能量消耗的移動平均值、一天中的時間(交通高峰期、夜晚時間)、天氣狀況、車輛中的乘客數量等。可能動態地確定後者參數，並且在路線信息中提供總成本的靜態組成部分。用參數表示的成本的靜態組成部分可以涉及如下參數:不同等級的道路(例如，高速公路、地方道路、支線道路等)上的道路距離、沿路線的行駛時間、沿路線的行駛距離、空調開啟/關閉、高度差、沿有和沒有交通燈和/或有和沒有通行權的路線的交叉口的數目、具有正和/或負傾斜角的高度差等。具體來說，速度分配和/或坡度分配和/或加速度分配可作為用參數表示的成本加以納入。例如，速度分配可含有速度極限的直方圖數據，例如，狀態「以60km/h行駛IOkm;以及以100km/h行駛4km」等等。加速度可涉及在交叉口處速度的改變等。根據所有這類參數，可得出單獨的或以組合方式的實際成本。
[0026]當確定第一成本和第二成本時，可能根據例如第一成本和第二成本之和與資源的當前量的比較來評估車輛到達目標道路段的能力。在成本涉及行駛時間的情況下，用戶可指定他願意在行駛上花費的時間的量，例如，2小時；然後，在說明性情況下，可以評估目標道路段是否可在2小時內到達。在成本涉及能量消耗的情況下，可在車輛中提供傳感器，所述傳感器允許確定可利用的能量/燃料的當前量。例如，可利用的能量的量可涉及用於為電動汽車提供動力的電池的充電電平，即，充電狀態，例如，44kWh。對於常規燃料驅動的汽車，可利用的能量的量可涉及燃料箱的充滿水平，例如，53升。例如，這類信息可以容易地在車輛的數據總線系統(例如，CAN總線或MOST總線)上獲得。
[0027]在所述方法中，根據所檢索到的道路段數據，建立第一道路段數據可包括:基於目標道路段從所檢索到的道路段數據中選擇第一道路段數據。同樣地，根據所檢索到的道路段數據，建立第二道路段數據可包括:基於關口道路段從所檢索到的道路段數據選擇第二道路段數據。
[0028]通常，所述方法可包括確定資源的當前量和將第一成本和第二成本與資源的當前量進行比較。然後，如果到達目標道路段所必需的成本比可利用的能量的當前量高(低)，那麼可將目標道路段評估車輛不可到達(可到達)。
[0029]根據一個實施方案，提供一種通過更新先前確定的巡航範圍來評估車輛的巡航範圍的方法。所述方法包括從資料庫中檢索道路段的道路段數據，所述資料庫包括先前生成的針對連接道路段的路線的路線信息。所述方法進一步包括根據如以上闡述的相應方面的評估車輛到達目標道路段的能力的方法，評估車輛到達多個目標道路段的能力。所述多個目標道路段位於第三地理區域中，所述第三地理區域包括先前所評估的巡航範圍並且具有內部邊界和外部邊界，所述內部邊界和所述外部邊界取決於車輛的先前所評估的巡航範圍。所述方法進一步包括基於車輛到達所述多個目標道路段的所評估的能力，評估車輛的巡航範圍。
[0030]換句話說，當針對多個目標道路段確定車輛到達一個目標道路段的能力時，巡航範圍可由這一信息得出。巡航範圍可以是地理區域，所述地理區域包括當前位置並且具有外部邊界，所述外部邊界是由在給定資源(例如，能量/燃料或行駛時間)的當前可利用的量的情況下車輛到達道路段的能力來界定。
[0031]例如，可針對第三地理區域的所有道路段評估車輛到達一個道路段的能力。在另一個實施方案中，可針對第三地理區域的所有道路段評估車輛到達一個道路段的能力，所述第三地理區域具有的等級類別大於閾值等級類別。第三地理區域可以是可利用的能量的量先前已確定為短缺(即，落在相應閾值以下)的區域。具體來說，第三地理區域可延伸超過先前所評估的巡航範圍；這可允許引起對應於增加的巡航範圍和減少的巡航範圍兩者的評估中的偏差。例如，可能由於某些變化的參數，當前所評估和更新的巡航範圍比先前所評估的巡航範圍延伸得更遠。為了針對這類狀況同樣精確地評估巡航範圍，可能需要延伸超過先前所評估的巡航範圍的第三地理區域覆蓋可能是與巡航範圍的更新相關的鄰近區域。
[0032]就這一點來說，評估巡航範圍的方法可能進一步包括確定第三地理區域，所述第三地理區域具有內部邊界並且具有外部邊界，所述內部邊界由與到達所述內部邊界相關聯的成本的下閾值界定，所述外部邊界由與到達所述外部邊界相關聯的成本的上閾值界定。例如，成本可由先前所評估的巡航範圍得出。
[0033]以這樣一種方式，可以確保針對可能形成巡航範圍的邊界的所有那些目標道路段評估車輛到達一個目標道路段的能力。然而，同時可以避免評估車輛到達不可能形成巡航範圍的那些目標道路段的能力。以這樣一種方式，可減少計算步驟的數目，因為不必針對數字地圖數據的所有道路段評估車輛到達一個目標道路段的能力。
[0034]在道路段數據中指示第三地理區域也是可能的。例如，可能例如通過將對應標記添加到資料庫中位於第三地理區域中的那些道路段來與先前所評估的巡航範圍一起存儲第三地理區域。
[0035]在又一個實施方案中，評估巡航範圍的方法可能進一步包括確定第三地理區域，所述第三地理區域具有內部邊界並且具有外部邊界，所述內部邊界由到先前所評估的巡航範圍的特定距離界定，所述外部邊界由到先前所評估的巡航範圍的另一特定距離界定。
[0036]評估巡航範圍的方法可進一步包括檢查資料庫的有效性，所述有效性指示路線信息的路線是否過時，其中所述檢查是基於選自由以下各項組成的組的要素:資料庫生成時的一個當前位置與所述當前位置之間的距離；關口道路段與所述當前位置之間的距離；先前所評估的巡航範圍與所評估的巡航範圍之間的距離。所述方法可進一步包括基於有效性的檢查,選擇性地生成新的資料庫。
[0037]包括初始路線和相繼路線的路線信息可具有有限的有效性持續時間。可就資料庫生成時的成本而言使路線最佳化。然而，進入最佳化的參數可受時間依賴性的影響。此外，如果車輛的當前位置隨車輛移動穿過道路段的網絡而變化，那麼在一個時間點處，用於道路網絡搜索的最初參數可大致上已改變；換句話說，如果就某些成本而言使路線最佳化，那麼這種最佳化可以在一個時間點處不再適用。
[0038]例如，如果資料庫生成時的車輛位置與當前位置之間的距離大於給定閾值，例如，當車輛已移動一段距離使得最佳化不能被認為是仍然有效時，那麼資料庫可被視為無效。具體來說，初始路線可能是不可利用的，或僅在有限的程度上是可利用的。同樣地，如果關口道路段中的任一關口道路段與當前位置之間的當前距離小於給定閾值，那麼資料庫可被視為無效。同樣地，如果先前所評估的巡航範圍與當前所評估的巡航範圍之間的距離大於給定閾值，那麼資料庫可被視為無效。在任何的這類情況下，可以重新生成資料庫。
[0039]具體來說，新的資料庫可以在後臺進程中生成，並且可基於所述資料庫評估巡航範圍，直到完成新的資料庫的生成為止。可能通過早期觸發新的資料庫的選擇性地生成，始終維持巡航範圍的評估的充分精度。但是，通過在後臺進程中生成新的資料庫，可能始終提供巡航範圍的頻繁更新。可在前臺進程中執行巡航範圍的相較而言廉價的評估，而新的資料庫的相較而言昂貴的生成可以是後臺進程。
[0040]根據另一方面，提供生成用於評估車輛的巡航範圍的資料庫的方法。所述方法包括從地圖資料庫中檢索數字地圖數據，所述地圖資料庫包括在車輛的當前位置附近的道路段。所述方法進一步包括基於數字地圖數據，確定第一地理區域和第二地理區域，其中所述第一地理區域是包括當前位置的連接區域，並且其中所述第二地理區域環繞所述第一地理區域。所述方法進一步包括基於關口道路段到第一地理區域與第二地理區域之間的邊界的距離，確定多個關口道路段；以及針對位於第一地理區域中的至少一個道路段，執行道路網絡搜索來獲得從相應道路段到所述多個關口道路段中每一關口道路段的第一路線並且將所獲得的第一路線緩衝為初始路線。所述方法進一步包括針對所述多個關口道路段中每一關口道路段，繼續道路網絡搜索來獲得從所述多個關口道路段到位於第二地理區域中的至少一個道路段的第二路線。所述方法進一步包括針對位於第二地理區域中的至少一個道路段，將所獲得的第二路線中的一個第二路線緩衝為相繼路線，所述相繼路線是所述第二路線，所述第二路線就在所述多個關口道路段中的任何一個關口道路段與位於第二地理區域中的相應至少一個道路段之間行駛來說成本最低。所述方法進一步包括確定針對所緩衝的初始路線和/或所緩衝的相繼路線的路線信息，所述路線信息用參數表示沿相應路線行駛的相關聯的成本並且指示與相應路線相關聯的相應關口道路段。所述方法進一步包括針對位於第二地理區域中的道路段中的至少一些道路段，將針對所緩衝的相繼路線的所確定的路線信息作為道路段數據存儲在資料庫中。
[0041]例如，可僅存儲所緩衝的相繼路線；或可將所緩衝的相繼路線和初始路線兩者存儲在資料庫中。因此，資料庫可被稱為道路段數據的資料庫。具體來說，可使用道路段數據的這種資料庫來經由根據以上論述的相應方面和實施方案的評估車輛到達多個目標道路段的能力來評估巡航範圍。
[0042]例如，關口道路段可以是位於第一地理區域與第二地理區域之間的邊界上的那些道路段。關口道路段也可能與邊界處於預定關係，即，朝向當前位置移位預定距離或遠離當前位置移位預定距離等。例如，可能確定關口道路段，以使得僅將所有道路段中的包括在數字地圖數據中的那些道路段選擇為關口道路段，所述關口道路段具有比預定閾值大或小的等級類別。例如，等級類別可就平均速度、交通容量或過境交通來對道路分類。較大等級類別可對應於例如高速公路和主幹道，而較小等級類別可對應於例如地方道路和支線道路。例如，可以限制關口道路段的數目；例如，這可通過適應性地設置預定等級類別閾值來進行。
[0043]繼續道路網絡搜索可涉及從位於第一地理區域中的至少一個道路段開始擴展路線連接段，連接上相應關口道路段和繼續道路連接段的擴展，直到到達位於第二地理區域中的至少一個道路段為止。
[0044]繼續道路網絡搜索也可以包括開始用於至少一個道路段的新道路網絡搜索或進一步道路網絡搜索。
[0045]在各種實施方案中，位於第一地理區域中的至少一個道路段可涉及位於第一地理區域中的所有道路段或位於道路等級類別在閾值以上的第一地理區域中的所有道路段，或單個道路段，優選當前道路段。
[0046]類似地，位於第二地理區域中的至少一個道路段可對應於位於第二地理區域中的所有道路段或僅對應於其一部分，例如位於第三地理區域中的所有道路段。
[0047]在各種實施方案中，所述方法可進一步包括針對位於第一地理區域中的道路段，將針對所緩衝的初始路線的所確定的路線信息作為道路段數據存儲在資料庫中。
[0048]在其它實施方案中，所述方法可能不存儲針對位於第一地理區域中的道路段的路線信息。如果將針對位於第一地理區域中的道路段的路線信息存儲在資料庫中，那麼可在根據另一方面的評估車輛到達目標道路段的能力的方法中從所述資料庫中檢索/選擇所述路線信息；具體來說，在這種情況下，可以不需要執行任何道路網絡搜索來作為評估車輛到達目標道路段的能力的方法的部分，因為路線信息已經是可利用的並且存儲在資料庫中。然而，這可能增加資料庫的存儲需求或內存需求。另一方面，如果不將針對初始路線的路線信息存儲在資料庫中，即，沒有存儲針對位於第一地理區域中的道路段的路線信息，那麼可通過相較而言快速的路線搜索，在執行評估車輛到達目標道路段的能力的方法時(即實時地)獲得這個路線信息。
[0049]當存儲針對位於第一地理區域中的多個道路段的路線信息時，可以設想確定這個路線信息的各種技術。例如，在一個簡單的實施方案中，針對第一地理區域中的所有道路段，可執行道路網絡搜索來獲得初始路線。在另一個實施方案中，生成資料庫的方法可進一步包括針對所述多個關口道路段中的每一關口道路段，執行反向道路網絡搜索來獲得位於第一地理區域中的多個道路段到所述多個關口道路段中每一關口道路段的第一路線，並且將所獲得的第一路線緩衝為初始路線；以及，針對位於第一地理區域中的所述多個道路段，將針對所緩衝的相繼路線的所確定的路線信息作為道路段數據存儲在資料庫中。
[0050]通過執行反向道路網絡搜索，可將連接段從道路段的末端擴展到始端。從而，可能需要較少的計算工作量來提供位於第一地理區域中的所述多個道路段或所有道路段之間的第一路線。
[0051]例如，第一路線(即，初始路線)可位於第一地理區域中，而第二路線(即，相繼路線)可位於第二地理區域中。然後，針對第一地理區域中的任何道路段，可緩衝到所述多個關口道路段中的每一關口道路段的初始路線；同時，可僅將單個第二路線緩衝為給定關口道路段與位於第二地理區域中的相應道路段之間的相繼路線。緩衝相繼路線所針對的給定關口道路段可以是最佳的一個關口道路段，即，提供到達相應道路段的最佳化路線:如果與所述多個關口道路段中每一關口道路段與位於第二地理區域中的相應道路段之間的所有第二路線相比，那麼所述相繼路線可以是與最低成本相關聯的第二路線。例如，相繼路線可以是從關口道路段中任何一個關口道路段到達相應道路段的最短路線或最快路線或能量最有效的路線。就道路網絡搜索為路線提供哪種類型的成本而言的選擇可取決於用戶設置或預定的系統設置。在這個方面，關口道路段可被視為離開第一地理區域以行駛到第二地理區域中的道路段時可能通過的那些道路段。
[0052]應理解，不必存儲為關於初始路線和相繼路線的道路段數據詳細信息，例如，相應路線中包括的所有道路段的精確標識。事實上，存儲這樣的路線信息就可以足夠，所述路線信息用參數表示相關聯成本(例如，沿相應路線行駛的累計成本)並且指示為初始路線的終點和相繼路線的起點的關口道路段。這可以允許減小資料庫的大小。
[0053]生成資料庫的方法可進一步包括確定車輛的近似巡航範圍，其中第一地理區域和第二地理區域的確定是基於所述近似巡航範圍。例如，可通過比較可利用的資源(例如，可利用的能量或燃料)的量與相應消耗參數(例如，平均消耗量或可利用的行駛時間的量)，獨立於數字地圖數據的道路段的網絡來確定巡航範圍。在這種情況下，近似巡航範圍可獨立於地理方向，即，形成圍繞車輛的當前位置的半徑範圍。然而，也可能基於沿數字地圖數據的道路段行駛所需的成本，即，通過執行道路網絡搜索來確定所述近似巡航範圍。在任何情況下，可基於所述近似巡航範圍確定第一地理區域與第二地理區域之間的邊界。
[0054]例如，可確定第一地理區域與第二地理區域之間的邊界，以使得車輛的當前位置與邊界之間的距離相當於當前位置與近似巡航範圍之間的距離的預定部分。此外，可基於近似巡航範圍確定第二地理區域的外部邊界。例如，第二地理區域的外部邊界可與近似巡航範圍處於預定關係，例如，延伸超過近似巡航範圍預定距離。這個預定距離也可以對應於零。
[0055]這種情況可允許使基於所生成的資料庫的巡航範圍的評估的精度適合於可利用的資源的當前量:例如，如果近似巡航範圍相較而言是大的，那麼可能提供相較而言大的第一地理區域。另一方面，如果近似巡航範圍相較而言是小的，那麼可不必增加第一地理區域的大小，並且從而提供更多道路段數據。
[0056]生成資料庫的方法可進一步包括確定第三地理區域，其中所述第三地理區域是第二地理區域的一個片段並且具有內部邊界和外部邊界，所述內部邊界由與到達所述內部邊界相關聯的成本的下閾值界定，所述外部邊界由與到達所述外部邊界相關聯的成本的上閾值界定。可緩衝和/或存儲針對同時位於第二地理區域和第三地理區域中的那些道路段的所確定的路線信息。例如，第三地理區域可對應於評估為可利用的資源的量短缺(即，落在給定閾值以下)的地理區域。第三地理區域可尤其與基於資料庫評估那些道路段的巡航範圍有關。因此，路線信息的存儲可限於位於第三地理區域中的那些道路段。這可允許進一步減小資料庫的大小。
[0057]在另一個實施方案中，所述方法可進一步包括基於沿道路段所需的成本評估車輛的巡航範圍，其中可緩衝和/或存儲針對位於所述第二地理區域中並且位於所評估的巡航範圍附近區域中的那些道路段的所確定的路線信息。
[0058]根據另一方面，提供車輛的導航系統。所述導航系統包括定位裝置，所述定位裝置被配置來確定車輛的當前位置。所述導航系統進一步包括:地圖資料庫，其包括道路段的數字地圖數據；和資料庫，其被配置用於存儲用於道路段的道路段數據，所述道路段數據包括先前生成的針對連接道路段的路線的路線信息，所述路線信息用參數表示沿相應路線行駛的相關聯成本。所述導航系統進一步包括處理器，所述處理器被配置來執行以下步驟:檢索數字地圖數據，所述數字地圖數據包括在車輛的當前位置附近的道路段，所述數字地圖數據包括目標道路段；以及從資料庫中檢索用於道路段中的至少一些的道路段數據；以及基於車輛的當前位置，建立當前道路段；根據所檢索到的道路段數據，建立用於目標道路段的第一道路段數據，所述第一道路段數據指示關口道路段並且指示針對從關口道路段到目標道路段的相繼路線的路線信息；基於針對相繼路線的路線信息，確定在相繼路線上行駛的第一成本；基於所指示的關口道路段，建立用於當前道路段的第二道路段數據，所述第二道路段數據指示針對從當前道路段到關口道路段的初始路線的路線信息；基於針對初始路線的路線信息，確定在初始路線上行駛的第二成本；以及基於所確定的第一成本和第二成本，評估車輛到達目標道路段的能力。
[0059]導航系統可被配置來執行根據另一方面的評估車輛到達目標道路段的能力的方法、根據一個實施方案的評估巡航範圍的方法，以及根據另一方面的生成資料庫的方法。[0060]對於這種導航系統來說，可獲得與根據本發明的各種方面和實施方案的方法所獲得的效果相當的效果。
[0061]將理解的是，在不脫離本發明的範圍的情況下，上述特徵和以下將要解釋的特徵不僅可以所指示的各個組合形式加以使用，而且還可以其它組合形式或以單獨形式加以使用。上述方面和實施方案的特徵可在其它實施方案中彼此組合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0062]在結合附圖閱讀時，本發明的各種實施方案的前述和其它特徵以及效果將根據以下詳述變得顯而易見，在附圖中相同參考數字指代相同元件。
[0063]圖1示意性地示出導航系統。
[0064]圖2是道路段和數字地圖數據的節點以及由道路網絡搜索擴展的路線連接段的示意圖示。
[0065]圖3示意地示出數字地圖數據，其包括當前道路段、目標道路段以及關口道路段。
[0066]圖4是圖3的橫截面圖，其進一步示出第一地理區域、第二地理區域以及第三地理區域。
[0067]圖5是根據本發明的各種實施方案的生成資料庫、評估巡航範圍、更新資料庫並且評估車輛到達目標道路段的能力的方法的流程圖。
[0068]圖6是根據本發明的各種實施方案的圖5的生成資料庫的方法的更詳細的流程圖。
[0069]圖6B是根據本發明的其它各種實施方案的圖5的生成資料庫的方法的更詳細的流程圖。
[0070]圖7是根據本發明的各種實施方案的圖5的評估巡航範圍的方法的更詳細的流程圖。
[0071]圖8是根據本發明的各種實施方案的圖5的評估車輛到達目標道路段的能力的方法的更詳細的流程圖。
[0072]圖9示出道路段數據，其包括針對位於第一地理區域中的道路段與所有關口道路段之間的初始路線的路線信息。
[0073]圖10示出道路段數據，其包括針對關口道路段與位於第三地理區域中的目標道路段之間的相繼路線的路線信息。
【具體實施方式】
[0074]參看附圖，將論述用於評估車輛的巡航範圍的技術。雖然主要就與車輛的可利用的能量/燃料的量相關聯的巡航範圍而言來論述那些技術，但是將理解的是，所述技術同樣適用於與可利用的行駛時間的量或可利用的行駛距離的量或其組合相關聯的巡航範圍。這類巡航範圍可指示在給定時間內可到達的或通過行駛某一給定距離可到達的所有位置。
[0075]圖1示意地示出導航系統300。導航系統300包括定位裝置204，所述定位裝置被配置來確定車輛的當前位置。例如，定位裝置204可以是全球定位系統(GPS)或類似裝置。此外，導航系統300包括地圖資料庫200，所述地圖資料庫提供在存儲設備上。地圖資料庫200包括數字地圖數據。數字地圖數據提供道路段。處理器203被配置來基於定位裝置204的輸入，從數字地圖數據的道路段中確定當前道路段。常規車輛導航可由導航系統300使用處理器203、定位裝置204以及地圖資料庫200的數字地圖數據來執行。
[0076]此外，導航系統300包括能量/燃料水平傳感器207和其它傳感器208。傳感器207,208可被配置來提供關於可利用的能量/燃料的當前量和能量/燃料的消耗速率的信息。在車輛是電力驅動車輛的情況下，資源涉及存儲在電池上的電能。在車輛為常規燃料驅動車輛(即，使用內燃機)的情況下，資源涉及汽油或柴油的量。其它傳感器208可提供關於消耗的信息。例如，其它傳感器208可提供能量/燃料的當前消耗的移動平均值。此外，其它傳感器208可提供關於乘客數量、車輛的負荷、車輛駕駛員的駕駛習慣等的信息。所有這類信息可以加以組合來提供能量/燃料的消耗的評估。使用這類信息，處理器203被配置來評估車輛的巡航範圍。巡航範圍可指示與到達某一位置的成本相比在給定可利用的能量/燃料的這個量的情況下可到達的所有位置。
[0077]為了以計算上廉價並且有效的方式評估巡航範圍，可提供資料庫201。資料庫201被配置來用於存儲用於數字地圖數據中包括的道路段的道路段數據，其中道路段數據包括針對連接道路段的路線的路線信息，所述路線信息是由處理器203不時地生成。這個路線信息可用參數表示沿相應路線行駛的成本。路線信息可由處理器203使用，以便確定車輛到達多個道路段的能力並且根據這個能力來評估巡航範圍。資料庫201的結構使得車輛到達所述多個道路段的能力可由兩步過程得出:提供針對往關口道路段的車輛的當前位置附近的初始路線的路線信息；從關口道路段向前，提供針對相繼路線的路線信息。在下文中，將針對這一點進一步詳細地解釋方法和技術。
[0078]導航系統300進一步包括顯示器205，所述顯示器可用來以圖形指示巡航範圍。例如，可在地圖視圖中使用範圍多邊形(即，分段線性連接)或樣條圖(spline) (B卩，分段立體連接)來描繪巡航範圍。地圖視圖可包括一些其它信息，如所計算的路線、目標點、道路段的網絡、市區、標記、加油站等。
[0079]導航系統300進一步包括用戶接口 209，所述用戶接口允許來自用戶(例如車輛駕駛員)的用戶輸入和到達用戶(例如車輛駕駛員)的用戶輸出。例如，經由用戶接口 209，用戶可指定所需目標位置，可放大或縮小地圖視圖，或可以任何其它方式與導航系統300的參數和功能交互。用戶接口 209可包括按鈕、聲音控制、手勢識別等。
[0080]此外，導航系統300包括通信設備206。例如，通信設備206可建立從車輛到遠程伺服器的無線連接。配置數據和操作指令可經由如此建立的通信鏈路發送到導航系統300。也可能在遠程伺服器上執行在下文中描述的方法和技術的部分。例如，可將巡航範圍評估的結果下載到導航系統300。具體來說，可能在遠程伺服器處執行計算上昂貴的計算，然後經由通信設備206將資料庫201的內容提供到導航系統300。
[0081]處理器203可從存儲設備200檢索數字地圖數據，並且可被配置來執行用於基於數字地圖數據生成資料庫201的道路網絡搜索。道路網絡搜索對應於基於相關聯成本沿道路段的擴展路線連接段，以提供兩個道路段之間的成本最佳化路線。執行道路網絡搜索的各種方法是已知的，例如，根據迪傑斯特的方法或衍生方法。執行道路網絡搜索的這類方法依賴與每一擴展的路線連接段相關聯的成本。不同類型的成本可鑑於沿道路段的行駛時間，鑑於沿道路段的行駛距離，或具體來說鑑於沿道路段行駛時所需要的能量消耗來界定。道路網絡搜索得到就這類成本或這類成本的組合而言得以最佳化的路線。例如，可獲得當前道路段與目標道路段之間的行駛時間最小化或最少的路線，即，最快路線；或行駛距離最小化或最少的路線，即，最短路線；或能量消耗最小化或最少的路線。
[0082]在圖2中示意地示出藉助於導航裝置300執行道路網絡搜索的技術的細節。在圖2中，示出許多道路段3a、3b、3d、3e、3h。道路段在所界定地理位置的節點5之間擴展。包括道路段3a、3b、3d、3e、3h的數字地圖數據2的各種數據格式是熟練技術人員已知的，所述數據格式依賴節點5和/或節點5之間的連接。道路網絡搜索沿道路段3a、3b、3d、3e、3h ( SP，在相應節點5之間)擴展單向連接段或雙向連接段。在圖2中使用箭頭示出這些路線連接段 4a.K4a.2,4b.K4b.2、4cL l、4cL 2、4e.U4e.2、4h.U4h.2。對於這些路線連接段中的一些路線連接段，在圖2中將相關聯的能量消耗成本24示意地示出為整數數字。消耗成本24涉及藉助於相應路線連接段沿特定道路段行駛所必需的燃料或能量的量。如可見，例如在道路段3h的情況下，道路段可包括一個以上的相應路線連接段，在道路段3h的情況下，提供兩個相反的路線連接段4h.l、4h.2，例如，向北行駛和向南行駛。兩個路線連接段4h.1、4h.2涉及劃界節點5之間的相反連接。
[0083]當根據一個實施方案確定車輛到達目標道路段的能力時，可基於從道路網絡搜索中所獲得的路線的相應成本，確定到達目標道路段所必需的燃料或能量消耗。可基於成本與可利用的能量的比較，確定車輛到達目標道路段的能力。如果可利用的能量不足以通過特定路線到達目標道路段，那麼可將目標道路段評估為不可到達的；反之亦然。可基於車輛到達多個道路段的能力來評估巡航範圍。例如，可提供範圍多邊形，其包圍或環繞巡航範圍，即，確定評估為可到達的所有目標道路段的外部邊界。
[0084]就以下圖3至圖10而言，詳細地解釋根據本發明的各種實施方案的技術和方法，所述技術和方法允許減少精確地評估車輛的巡航範圍所需要的計算工作量。
[0085]這些技術和方法依賴對第一地理區域和第二地理區域的界定，所述第一地理區域為連接的地理區域並且環繞車輛的當前位置。關口道路段是提供在第一地理區域與第二地理區域之間的邊界上。這些關口道路段充當從當前位置行駛到第一地理區域外部的位置的關口，即，關口道路段實際上含於往第二地理區域中的更遠道路段的行程中的可能性較高。提供用於道路段的道路段數據，所述道路段數據提供針對從道路網絡搜索中獲得的路線的路線信息:在第一地理區域內，提供針對往所有關口道路段的初始路線的所有道路段的路線信息；在第二地理區域內，提供針對來自最佳化關口道路段的單個相繼路線的路線信息。換句話說，為位於第一地理區域中的道路段所提供的數據的量大於為位於第二地理區域中的道路段所提供的數據的量。路線信息可包括相應初始路線和相繼路線的用參數表示的成本，並且指示相關聯的關口道路段是起點或終點。使用這個預生成的路線信息，可能基於用參數表示的成本以計算上廉價並且有效的方式來確定車輛到達第二地理區域中的目標道路段的能力。
[0086]就圖3而言來論述這些技術的細節。圖3示意地示出道路段3、3a的網絡。具體來說，當前位置或當前道路段I是指示在圖3的中心。此外，目標道路段4是可見的，在給定可利用的能量/燃料的當前量的情況下，將評估車輛到達所述目標道路段的能力。此外，在圖3中可見的是第一地理區域101的外部邊界101a。第一地理區域101是連接的區域並且包括當前位置I。位於第一地理區域101內的那些道路段3、3a都標記為道路段3a。在圖3的實施方案中，第一地理區域101具有圓形形狀，即，是由具有預定距離110的固定半徑來界定。然而，一般來說，第一地理區域101並非必須具有圓形形狀，並且可例如取決於道路段3的網絡或獨立於地理方向或車輛的頭部或地形海拔來確定。此外，在圖3中可見的是近似巡航範圍11 (點劃線)。近似巡航範圍11是在給定可利用的能量/燃料的當前量和能量/燃料消耗的移動平均值的情況下來計算，並且因此可被視為巡航範圍的第一粗略近似。因為所述近似巡航範圍是獨立於道路段3、3a的網絡而確定，所以其具有圓形形狀，所述形狀的半徑具有離當前位置I的某一距離111。在圖3的實施方案中，將界定第一地理區域101的半徑的預定距離110確定為距離111的給定部分，例如，40%。在實際的實施形式中，距離110可在近似2km與30km之間的範圍變化，優選地在IOkm與20km之間。
[0087]此外，在圖3中描繪的是呈範圍多邊形形式的所評估的巡航範圍10。為評估巡航範圍10，處理器203被配置來評估車輛到達第二地理區域102中的多個道路段3的能力，所述多個道路段中之一是圖3中描繪的目標道路段4。針對這個目標道路段4，以下將更詳細地示範性地論述評估車輛到達所述目標道路段的能力的技術。基於哪些道路段3是可到達的和哪些道路段是不可到達的信息，評估巡航範圍10。具體來說，處理器203被配置來評估車輛到達位於第三地理區域103中的所有那些道路段3的能力；並且可能不評估車輛到達位於第三地理區域103外部的那些道路段3的能力。第三地理區域103具有邊界103a和邊界103b。所述第三地理區域也可以在道路網絡搜索期間確定，例如，當95%時，如果近似巡航範圍已通過擴展路線連接段到達，那麼可以確定所述第三地理區域。這可以節約計算工作量並且減小資料庫201的大小。
[0088]轉向圖4，進一步詳細地示出第一地理區域101、第二地理區域102與第三地理區域103之間的關係。圖4是圖3的橫截面圖。如可見，第一地理區域101包括當前位置I。朝向較大距離鄰接當前位置I的是第二地理區域102。第三地理區域103是第二地理區域102的一個片段，並且具有內部邊界103a和外部邊界103b。例如，外部邊界103b也可對第二地理區域102劃界。在圖3和圖4的實施例中，目標道路段4位於內部邊界103a上；但是一般來說可位於第三地理區域103中的任何地方。
[0089]返回圖3，當處理器203確定車輛到達目標道路段4的能力時，所述處理器從資料庫201中檢索用於目標道路段4的道路段數據。這個道路段數據指示關口段2a，對於關口段2a來說，前一道路網絡搜索已得到相繼路線152是關口道路段2a-2g中的任何關口道路段與目標道路段4之間的最佳化路線。例如，關口道路段2a與目標道路段之間的相繼路線152比其餘關口道路段2b-2g與目標道路段4之間的任何路線都短和/或快和/或能量有效。相繼路線152在圖3中是使用短的虛線指示。針對目標道路段4檢索的路線信息進一步用參數表示沿相繼路線152行駛的相關聯能量消耗成本。根據這些用參數表示的成本，可能直接得出車輛沿相繼路線152行駛必需的實際能量消耗成本。
[0090]一旦通過針對目標道路段4所檢索到的道路段數據的路線信息識別相應關口道路段2a，就可根據用於當前道路段I的道路段數據獲得針對初始路線151的進一步路線信息。具體來說，用於當前道路段I的道路段數據包括針對連接第一道路段I與關口道路段2a-2g中每一關口道路段的路線的路線信息。根據這個路線信息，選擇針對連接至相應關口道路段2a的初始路線151的具體路線信息。此外，針對初始路線151的這個路線信息用參數表示沿初始路線151行駛的相關聯成本，實際成本可直接由所述成本得出。處理器203被配置來分別根據來自初始路線151和相繼路線152的路線信息確定這些第一成本和第二成本。基於所確定的第一成本和第二成本，處理器被配置來評估車輛到達目標道路段4的能力。例如，這可通過比較能量/燃料的可利用的量與第一成本和第二成本之和來發生。
[0091]應理解，通過這種技術，在每次需要評估車輛從當前位置I到達給定目標道路段4的能力時，不必執行整體道路網絡搜索。事實上，可先生成並且使用資料庫201中預備的道路段數據，只要當前位置I位於第一地理區域101內即可。這通過以下實施例加以說明:如果當前位置就圖3中描繪的情況而言稍微改變，例如車輛向北行駛一個小距離並且仍然在第一地理區域101內，那麼相繼路線152可保持不變，而初始路線151可改變。因為初始路線是提供在位於第一地理區域101內的道路段3a中的所有道路段與關口道路段2a_2g中的所有關口道路段之間，所以可獲得新的路線信息/用參數表示的成本。換句話說，通過將當前位置I與目標道路段4之間的路線分成相繼路線152和初始路線151，巡航範圍的計算上廉價但精確的評估得以實現。然而，這類技術首先依賴道路段數據的資料庫的生成，並且其次依賴基於道路段數據對巡航範圍的評估。就圖5至圖8而言，示出了這種兩步方法。
[0092]因此，轉向圖5，使用流程圖論述生成資料庫201和評估巡航範圍10的整體方法。
[0093]方法以步驟SI開始。在步驟S2中，例如在車輛啟動時或在用戶輸入之後，由處理器203執行生成用於評估巡航範圍10的道路段數據的資料庫201的方法。圖6的步驟Tl至T4展示圖5的步驟S2的更詳細視圖。
[0094]首先，在步驟Tl中，從地圖資料庫200中檢索道路段3、3a的網絡的數字地圖數據20。接下來，在步驟T2中，確定第一地理區域101和第二地理區域102。例如，可基於近似巡航範圍11，確定第一地理區域101和第二地理區域102。例如，第一地理區域101可為近似巡航範圍101的預定部分，而第二地理區域延伸超過近似巡航範圍11的外部邊界一預定距離。此外，在步驟T2中，確定關口道路段2a-2g。在一個簡單的實施方案中，關口道路段2a-2g位於第一地理區域101與第二地理區域102之間的邊界上。
[0095]接下來，在步驟T3中，針對第一地理區域101中的所有道路段3a，執行道路網絡搜索來獲得初始路線151，所述初始路線連接道路段3a中的每一個與關口道路段2a-2g中的每一個。初始路線151可就如行駛時間和/或行駛距離和/或能量/燃料消耗的各種參數而言加以最佳化。這可以取決於用戶偏好、駕駛習慣等。
[0096]應理解，針對給定道路段3a的道路網絡搜索的一些結果可用於針對另一道路段3a的後一道路網絡搜索。例如，在兩個道路段3a緊鄰地定位的情況下，可能將先前道路網絡搜索的結果用於下一道路網絡搜索，例如，提供增加的更新等。這樣可允許減少步驟T3所需要的計算工作量。
[0097]一旦已針對第一地理區域101內的所有道路段3a執行道路網絡搜索，就可生成道路段數據並且將所述道路段數據存儲在用於初始路線151的資料庫201中。在圖9中示意地示出這種道路段數據401。道路段數據401包括識別尤其就數字地圖數據20而言的具體道路段3、3a的參考413。在圖9的實施方案中，道路段參考413呈具體道路段3、3a的經度和緯度的形式。然而，其它參考是可設想的，如獨特的識別符等。此外，提供針對不同初始路線151 (即，往關口道路段2a-2g中的每一個的初始路線151)的路線信息410。為簡單起見，在圖9中僅描繪針對關口道路段2a、2b、2c的路線信息410——但是，這不應被解釋為限制。路線信息410包括對關口道路段2a-2g中相應關口道路段的參考411，又是呈緯度和經度的形式。此外，路線信息410包括沿初始路線151中相應初始路線行駛的能量/燃料消耗的用參數表示的成本412。這些用參數表示的成本412指定了路線的距離、沿路線行駛的時間、路線的高度差或海拔差、速度和/或坡度和/或加速度概況、交叉口的數目和有交通燈的交叉口的數目，以及交通障礙的長度。這些僅僅說明了實例並且不可被視為限制。根據這類用參數表示的成本，可能得出沿初始路線151中相應初始路線行駛的實際成本，例如以升或kWh計的值。例如，對於較長距離、較高高度差、較大數目的交叉口和較長的交通障礙距離來說，實際成本可以較大。例如，可以通過考慮用參數表示的成本412連同當前能量/燃料消耗的移動平均值或其它駕駛員特定的因素或車輛特定的因素來得出實際成本。成本412直接指示沿路線行駛所需要的實際能量消耗也是可能的。
[0098]雖然在圖9中就能量/燃料消耗而言描繪了用參數表示的成本412，但是也可能就例如行駛時間而言提供用參數表示的成本412。此外，應理解，對於已將相應路線最佳化的情況，用參數表示的成本412不需要是相同類型的成本。例如，往關口道路段2a-2g的初始路線151可對應於最短路線，而用參數表示的成本412對應於能量/燃料消耗。
[0099]返回圖6，在步驟T3中，在已確定用於第一地理區域101內的道路段3a的道路段數據401之後，將道路段數據401存儲在資料庫201中。
[0100]接下來，在步驟T4中，針對每一關口道路段2a_2g，由處理器203執行道路網絡搜索，以便獲得連接關口道路段2a-2g中的每一個與位於第二地理區域102中的那些道路段3(即，潛在的目標道路段4)的第二路線。針對第二地理區域102中的每一道路段3，從這樣的多個第二路線中選擇最佳第二路線，例如，成本消耗最少，例如，行駛時間最少或能量/燃料消耗最少的一個第二路線。針對這個相繼路線152，確定路線信息410，並且將其存儲為相應道路段數據402的部分。這在圖10中示出。
[0101]雖然在圖6的實施方案的步驟T4中已針對位於第二地理區域102中的所有道路段3確定並存儲了道路段數據402，但是應理解，一般來說可能僅就位於第三地理區域103中的道路段3而言執行步驟T4。就這一點來說，可能在執行步驟T4之前通過相較而言快速並且簡單的方法來確定巡航範圍，然後基於近似巡航範圍確定第三地理區域103。
[0102]在圖6B中示出一個替代實施方案。通常，可應用用於執行道路網絡搜索的各種技術。一般而言，取決於精度和可利用的計算資源的量，不同的技術都是可行的。在圖6B中，步驟Tlb和步驟T2b對應於如以上論述的圖6的步驟Tl和步驟T2。步驟T3b是圖6的步驟T3和步驟T4的組合，其中將不同的方法用於道路網絡搜索。從當前道路段開始的單個道路網絡搜索擴展了路線連接段。這提供了從當前道路段3b到關口道路段2a-2g的初始路線151。通過擴展的路線連接段連接上關口道路段2a-2g，並且繼續道路網絡搜索來提供從關口道路段2a-2g中的每一個到位於第二地理區域102中的至少一個道路段3的相繼路線152。在步驟T4b中，執行反向道路網絡搜索來提供並且存儲位於第一地理區域101中的多個道路段3a(即，並非唯一的當前道路段I)與關口道路段2a-2g之間的初始路線151。
[0103]在圖6和圖6B中，存儲用於初始路線151的第一道路段數據401。然而，應理解，也可能不存儲用於初始路線151 (即，第一地理區域101中的路線)的第一道路段數據401。每當評估車輛到達給定目標道路段4的能力時，可通過獨立的道路網絡搜索來確定這個信肩、O
[0104]一旦已成功地執行圖6的步驟Tl至T4或圖6B的步驟Tlb至T4b，就完成圖5中步驟S2的資料庫201的生成。然後，可能在步驟S3中基於所生成的資料庫201評估巡航範圍10。這可通過根據各種實施方案的評估巡航範圍和評估車輛到達目標道路段4的能力的方法來進行。這些方法由圖7和圖8的流程圖示出。在圖7中，在步驟Ul中，從地圖資料庫200中檢索道路段3、3a的網絡的數字地圖數據20。接下來，在步驟U2中，至少針對相關的道路段3、3a，從資料庫201中檢索包括路線信息410的道路段數據401、402。
[0105]在步驟U3(為任選步驟)中，確定第三地理區域103。應理解，如果第三地理區域103的範圍已在資料庫201中有所預備，那麼在這種情況下不必執行步驟U3。例如，在步驟U2中，可僅針對位於第三地理區域103內的道路段3來檢索道路段數據402。在一個簡單的實施方案中，也可能評估車輛到達位於第二地理區域102中的所有那些道路段3的能力；因而，不必預備或確定第三地理區域103。
[0106]在步驟U3a中，確定當前位置I和當前道路段。
[0107]接下來，在步驟U4中，評估車輛到達第三地理區域103中的每一道路段3的能力。這在圖8中進一步詳細地示出。在圖8中，首先，在步驟Vl中，確定從關口道路段2a沿相繼路線152行駛的第一成本，如由目標道路段4的道路段數據402中的相應參考411指示。第一成本是基於包括用參數表示的成本412的路線信息410來確定。接下來，在步驟V2中，確定從當前道路段I沿初始路線151行駛到所指示的關口道路段2a的第二成本，例如，如在步驟Vl中根據相應參考411所確定；這種確定是基於針對當前道路段I的道路段數據401的相應路線信息410—或在各種替代實施方案中，通過首先執行道路網絡搜索來提供從當前道路段I到所指示的關口道路段2的初始路線151來確定。通常因為當前道路段I與所指示的關口道路段2a之間的距離相較而言是小的，所以這個道路網絡搜索可以不佔用大的計算工作量。另一方面，這具有以下優點，例如，不需要執行圖6B中的步驟T4b，並且不需要在圖6的步驟T3和圖6B的步驟T3b中將用於位於第一地理區域101中的道路段3a的道路段數據401存儲在資料庫中。這樣可節約存儲空間。
[0108]在步驟V3中，根據在步驟Vl和步驟V2中獲得的第一成本和第二成本之和與可利用的能量/燃料的量的比較，評估車輛到達目標道路段4的能力。
[0109]已評估車輛到達位於第三地理區域103中的道路段3的能力的情況下，通過在步驟U5中執行圖8的步驟V1、V2、V3，基於車輛到達多個道路段3的所評估的能力來評估巡航範圍10。例如，巡航範圍10可對評估為可到達的那些道路段與評估為不可到達的那些道路段進行劃界。然而，有可能在步驟U5中發生進一步的後處理。例如，可提供安全界限，即，評估為幾乎不可到達的道路段中的一些道路段，即，其中可利用的能量/燃料的量短缺，所述安全界限可例如通過閾值比較而從巡航範圍10中排除。此外，可能根據數字地圖數據確定加油站，所述加油站靠近巡航範圍10定位並且向用戶提供在那裡加裝能量/燃料的建議。也可能考慮道路之外的區域，即，不存在道路段3、3a的數字地圖數據的區域。例如，在給定位置處，巡航範圍10可受死路的限制:當到達這個死路的盡頭時，可剩下給定量的能量/燃料。然後，可能計算離死路段的終點的距離，在能量/燃料完全耗費之前可在道路之外行駛這段距離。這可例如以獨立於地理方向的方式和/或以可考慮道路之外的地形的高度差的方式發生。
[0110]一旦巡航範圍已通過圖7的步驟Ul至U5的執行以及由圖8的步驟Vl至V3的執行得以評估，任選地在圖5的步驟S3b中，就可以圖形示出或顯現巡航範圍10。巡航範圍10的以圖形的示出可能例如以範圍多邊形在顯示器205上輸出的地圖視圖中發生。[0111]在圖5的步驟S4中，然後檢查是否檢測到與巡航範圍10相關的參數的改變。參數的改變可以涉及可利用的能量/燃料的量的改變、影響消耗的參數中的任何一個的改變(例如，移動平均消耗值的新值、新的交通消息等)或車輛的當前位置的顯著改變。例如，執行步驟S4可包括一個或多個閾值比較。
[0112]如果如步驟S4中所檢測的參數的改變超過某一閾值，那麼僅執行步驟S5。然後，在步驟S5中，通過重新評估車輛到達第三地理區域103中的所有道路段3的能力，更新巡航範圍10。應理解，步驟S5的執行原則上可與步驟S3的執行相同。基於在步驟S5中所更新的巡航範圍10，有可能相應地更新第三地理區域103 ;例如，第三地理區域103可被更新來始終含有最近的巡航範圍10。
[0113]在步驟S6中，巡航範圍10是例如通過在顯示器205上輸出的地圖視圖中顯示範圍多邊形來顯現。
[0114]在步驟S7中，檢查資料庫201是否仍然有效。步驟S7中的檢查資料庫201的有效性可包括檢查路段數據401、402(即，從圖6的步驟T3、T4中的道路網絡搜索中獲得的路線)是否仍然有效或其是否過時。具體來說，在圖5的步驟S7中，檢查在步驟S7的執行時的當前位置I與在步驟S2執行時(S卩，生成資料庫201時)的前一當前位置I之間的距離是否超過預定閾值，例如，保持小於距離110。此外，檢查當前位置I與第一地理區域101的外部邊界IOlA之間的距離是否落在某一預定閾值以下。此外，檢查當前位置與關口路段2a-2g中的任何一個之間的距離是否落在某一預定閾值以下。此外，檢查前一所評估的巡航範圍10與最近的巡航範圍10之間的距離是否超過某一閾值。也可能確定從步驟S2中的資料庫的生成和步驟S7的執行開始算起的時間是否超過某一閾值。這類準則可以單獨地或以任何組合方式用作資料庫201已變為過時時的指示。取決於具體的系統布局和具體的需求，可使用組合的或單獨的準則來觸發步驟S2中資料庫的新的生成。
[0115]如果在步驟S7中確定資料庫仍然有效，那麼方法以步驟S4開始。否則，就在步驟S2中重新生成資料庫。應理解，有可能在後臺進程中通過執行步驟S2來生成資料庫。然後，前臺進程可使用舊的資料庫繼續執行步驟S4、S5、S6，只要沒有完成步驟S2中的新資料庫的生成即可。
[0116]儘管已就某些優選的實施方案而言展示並且描述各種實施方案，但是本領域的技術人員在閱讀和理解說明書之後將思及等效物和修改形式。一個或多個實施方案包括所有等效物和修改形式，並且僅受隨附權利要求書的範圍的限制。例如，已主要就第一道路段數據(即，用於初始路線的道路段數據)是從資料庫檢索的實施方案而論述各個圖；在這種情況下，在根據本發明的各種實施方案的資料庫的生成時，預生成道路段數據。然而，應理解，也有可能不在資料庫中存儲第一道路段數據，即，針對初始路線的路線信息；事實上，有可能實時地計算針對初始路線的這個路線信息，即，在執行評估車輛到達目標道路段的能力的方法時進行計算。
[0117]此外，例如，道路網絡搜索可為反覆並且重複結構。例如，可能以增加的精度進行計算，只要計算資源是可利用的即可。例如，在道路網絡搜索的各次反覆進行中，某些等級類別的道路可被忽視或予以包括等。
【權利要求】
1.一種評估車輛到達目標道路段(4)的能力的方法，所述方法包括: -檢索數字地圖數據(20)，其包括在所述車輛的當前位置(I)附近的道路段(3，3a, 3b, 3d, 3e, 3h)，所述數字地圖數據(20)包括所述目標道路段(4)， -從資料庫(201)中檢索用於所述道路段(3，3a，3b，3d，3e，3h)中的至少一些的道路段數據(401，402)，所述道路段數據(401，402)包括先前生成的針對連接所述道路段(3, 3a, 3b, 3d, 3e, 3h)的路線的路線信息(410)，所述路線信息(410)用參數表示沿相應路線行駛的成本(24，412)， -基於所述車輛的當前位置(I)，建立當前道路段， -根據所檢索到的道路段數據(401，402)中，建立用於所述目標道路段(4)的第一道路段數據(402)，所述第一道路段數據(402)指示關口道路段(2a-2g)並且指示針對從所述關口道路段(2a-2g)到所述目標道路段⑷的相繼路線(152)的所述路線信息(410)， -基於針對所述相繼路線(152)的所述路線信息(410)，確定在相繼路線(152)上行駛的第一成本(24，412)， -基於所指示的關口道路段(2a-2g)，建立用於所述當前道路段的第二道路段數據(401)，所述第二道路段數據(401)指示從所述當前道路段到所述關口道路段(2a-2g)的初始路線(151)的路線信息(410)， -基於所述初始路線(151)的所述路線信息(410)，確定在所述初始路線(151)上行駛的第二成本(24，412)， -基於所確定的第一成本和第二成本(24，412)，評估所述車輛到達所述目標道路段(4)的所述能力。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述成本(24，412)用參數表示沿所述相應路線行駛的能量消耗成本，或用參數表示沿所述相應路線的行駛時間成本或其組合。
3.如權利要求1或2中任一項所述的方法，其中所述第二道路段數據(402)是根據所檢索到的道路段數據(401,402)來建立；或者 其中建立所述第二道路段數據(402)包括: -執行道路網絡搜索來獲得從所述當前道路段到所述關口道路段(2a-2g)的所述初始路線(151)， -確定所述初始路線的所述路線信息(410)。
4.一種通過更新先前確定的巡航範圍(10)來評估車輛的巡航範圍(10)的方法，所述方法包括: -從資料庫(201)中檢索道路段(3, 3a, 3b, 3d, 3e, 3h)的道路段數據(401，402)，所述資料庫(201)包括先前生成的連接所述道路段(3，3a，3b，3d，3e，3h)的路線的路線信息(410)， -使用根據權利要求1至3中任一項所述的評估所述車輛到達目標道路段的所述能力的所述方法，評估車輛到達多個目標道路段(4)的能力， 其中所述多個目標道路段(4)位於第三地理區域(103)中，所述第三地理區域(103)包括先前所評估的巡航範圍(10)並且具有內部邊界和外部邊界(103a，103b)，所述內部邊界和外部邊界取決於先前所評估的所述車輛的巡航範圍(10)，以及 -基於所述車輛到達所述多個目標道路段(4)的所評估的能力，評估所述車輛的所述巡航範圍(10)。
5.如權利要求4所述的方法，其進一步包括: -確定所述第三地理區域(103)，所述第三地理區域具有內部邊界(103a)和外部邊界(103b)，所述內部邊界由與到達所述內部邊界(103a)相關聯的成本(24，412)的下閾值界定，所述外部邊界由與到達所述外部邊界(103b)相關聯的成本的上閾值界定。
6.如權利要求4所述的方法，其中所述第三地理區域(103)被指示在所述道路段數據(401, 402)中。
7.如權利要求4至6中任一項所述的方法，其進一步包括: -檢查所述資料庫(201)的有效性，所述有效性指示所述路線信息(410)的所述路線是否過時，其中所述檢查是基於選自由以下各項組成的組的要素: -所述資料庫(201)生成時的所述車輛的位置(I)與所述當前位置(I)之間的距離； -所述關口道路段(2a-2g)與所述當前位置(I)之間的距離； -先前所評估的巡航範圍(10)與所評估的巡航範圍(10)之間的距離； 其中所述方法進一步包括: -基於所述有效性的所述檢查，選擇性地生成新的資料庫(201)。
8.如權利要求7所述的方法，其中所述新的資料庫(201)是在後臺進程中生成，並且基於所述資料庫(201)評估所 述巡航範圍(10)，直到所述新的資料庫(201)的所述生成完成為止。
9.一種生成用於評估車輛的巡航範圍(10)的資料庫(201)的方法，所述方法包括: -從地圖資料庫(200)中檢索數字地圖數據(20)，所述數字地圖數據包括在所述車輛的當前位置(I)附近的道路段(3，3a, 3b, 3d, 3e, 3h)， -基於所述數字地圖數據(20)，確定第一地理區域(101)和第二地理區域(102)，其中所述第一地理區域(101)是包括所述當前位置(I)的連接區域，並且其中所述第二地理區域(102)環繞所述第一地理區域(101)， -基於關口道路段到第一地理區域(101)與第二地理區域(102)之間邊界的距離，確定多個關口道路段(2a-2g)， -針對位於所述第一地理區域(101)中的至少一個道路段，執行道路網絡搜索來獲得從相應道路段(3a)到所述多個關口道路段(2a_2g)中的每一個的第一路線並且將所獲得的第一路線緩衝為初始路線(151)， -針對所述多個關口道路段(2a-2g)中的每一個，繼續所述道路網絡搜索來獲得從所述多個關口道路段(2a-2g)到位於所述第二地理區域(102)中的至少一個道路段(3)的第二路線，以及 -針對位於所述第二地理區域(102)中的至少一個道路段，將所獲得的第二路線中的一個緩衝為相繼路線(152)，所述相繼路線(152)是所述第二路線，所述第二路線就在所述多個關口道路段(2a-2g)中的任何一個與位於所述第二地理區域(102)中的所述相應的至少一個道路段之間行駛來說成本(24，412)最低， -確定針對所緩衝的初始路線(151)和/或相繼路線(152)的路線信息(410)，所述路線信息(410)用參數表示沿所述相應路線行駛的相關成本(24，412)並且指示與所述相應路線相關聯的所述相應關口道路段，-針對位於所述第二地理區域(102)中的至少一個道路段(3)，將針對所緩衝的相繼路線(152)的所確定的路線信息(410)作為道路段數據(401，402)存儲在所述資料庫(201)中。
10.如權利要求9所述的方法，其進一步包括: -針對位於所述第一地理區域(101)中的所述至少一個道路段(3a)，將針對所緩衝的初始路線(151)的所確定的路線信息(410)作為道路段數據(401，402)存儲在所述資料庫(201)中。
11.如權利要求9或10中任一項所述的方法，其進一步包括: -針對所述多個關口道路段(2a-2g)中的每一個，執行反向道路網絡搜索來獲得位於所述第一地理區域(101)中的多個道路段(3a)到所述多個關口道路段(2a_2g)中的每一個的第一路線，並且將所獲得的第一路線緩衝為初始路線(151)， -針對位於所述第一地理區域(101)中的所述多個道路段(3a)，將針對所緩衝的相繼路線(152)的所確定的路線信息(410)作為道路段數據(401，402)存儲在所述資料庫(201)中。
12.如權利要求9至11中任一項所述的方法，其進一步包括: -確定所述車輛的近似巡航範圍(11)，其中確定所述第一地理區域(101)和第二地理區域(102)是基於所述近似巡航範圍(11)。
13.如權利要求9至12中任一項所述的方法，其進一步包括: -確定第三地理區域(103)，所述第三地理區域(103)是所述第二地理區域(102)的一個片段，並且具有內部邊界和外部邊界，所述內部邊界是由與到達所述內部邊界相關聯的成本(24，412)的下閾值界定，所述外部邊界是由與到達所述外部邊界相關聯的成本的上閾值界定， 其中針對位於所述第二地理區域(102)和第三地理區域(103)中的那些道路段(3)的所確定的路線信息(410)被緩衝和/或存儲。
14.如權利要求9至13中任一項所述的方法，其進一步包括: -基於沿所述道路段(3，3a, 3b, 3d, 3e, 3h)行駛所需的成本(24，412)，評估所述車輛的巡航範圍(10)， 其中針對位於所述第二地理區域(102)中並且位於所評估的巡航範圍(10)附近區域中的那些道路段(3)的所確定的路線信息(410)被緩衝和/或存儲。
15.如權利要求9至14中任一項所述的方法， 其中所生成的資料庫(201)被用於根據權利要求4至8中任一項的評估巡航範圍(10)的方法，並且 被用於根據權利要求1至3中任一項的評估車輛到達目標道路段(4)的能力的方法。
16.一種車輛的導航系統(300)，所述導航系統(300)包括: -定位裝置(204)，其被配置來確定所述車輛的當前位置(1)， -地圖資料庫(200)，其包括道路段(3，3a, 3b, 3d, 3e, 3h)的數字地圖數據(20)， -資料庫(201)，其被配置用於存儲用於所述道路段(3，3a，3b，3d，3e，3h)的道路段數據(401，402)，所述道路段數據(401，402)包括先前生成的針對連接所述道路段(3, 3a, 3b, 3d, 3e, 3h)的路線的路線信息(410)，所述路線信息(410)用參數表示沿相應路線行駛的相關成本(24，412)， -處理器(203)，其被配置來執行以下步驟: -檢索數字地圖數據(20)，所述數字地圖數據包括在所述車輛的當前位置(I)附近的道路段(3，3a, 3b, 3d, 3e, 3h)，所述數字地圖數據(20)包括所述目標道路段(4)， -從資料庫(201)中檢索用於所述道路段(3，3a, 3b, 3d, 3e, 3h)中的至少一些的道路段數據(401,402), -基於所述車輛的所述當前位置(I)，建立當前道路段， -根據所檢索到的道路段數據(401，402)，建立用於所述目標道路段(4)的第一道路段數據(402)，所述第一道路段數據(402)指示關口道路段(2a-2g)並且指示針對從所述關口道路段(2a-2g)到所述目標道路段⑷的相繼路線(152)的所述路線信息(410)， -基於針對所述相繼路線(152)的所述路線信息(410)，確定在相繼路線(152)上行駛的第一成本(24，412)， -基於所指示的關口道路段(2a-2g)，建立用於所述當前道路段的第二道路段數據(401)，所述第二道路段數據(401)指示針對從所述當前道路段到所述關口道路段(2a-2g)的初始路線(151)的路線信息(410)， -基於針對所述初始路線(151)的所述路線信息(410)，確定在所述初始路線(151)上行駛的第二成本(24，412)， -基於所確定的第一成本和第二成本(24，412)，評估所述車輛到達所述目標道路段(4)的所述能力。
17.如權利要求16所述的導航系統(300)，其中所述處理器(203)被配置來執行根據權利要求1至15中任一項所述的方法。
【文檔編號】G01C21/34GK103542858SQ201310302284
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月15日 優先權日:2012年7月13日
【發明者】S.克魯格, H-P.恩格爾哈特 申請人:哈曼貝克自動系統股份有限公司