CN104236564A - 在用户终端执行地图匹配的方法 - Google Patents

Abstract

一种在用户终端执行地图匹配的方法，包括：采用以预定的时间间隔测量的定位数据确定用户终端所在的空间，搜索位于所述空间的预设距离范围内的一条或多条链路作为候选链路，从所述候选链路中，选择最符合至少两个适用性标准中的至少一个适用性标准的一条候选链路，其中所述适用性标准包括距离适用性和空间适用性，以及对所述选择的一条候选链路执行地图匹配。

Description

在用户终端执行地图匹配的方法

相关申请

本申请要求享有于2013年6月14日提交的，申请号为10-2013-0068468的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及一种在用户终端执行地图匹配的方法，尤其涉及一种执行地图匹配的方法，用于将使用定位装置测量的用户终端的位置匹配在地图上。

背景技术

车辆上通常安装有导航***，导航***作为车辆的终端设备，通过为司机显示路线图或搜索到达目的地的路径来帮助司机轻松地行进并到达他/她的目的地。

目前广泛使用的汽车导航***是这样一种装置：通过对使用全球定位***（下文简称为“GPS”）从卫星接收的信号进行计算来实时地识别汽车或用户的当前位置，将数据库中与该当前位置对应的相关数据转换成与数据库相关联的图像/语音信息，其中所述数据库中包含先前构建的地图信息和交通信息，并将转换后的图像/语音显示出来。

汽车导航***包括用于计算汽车当前位置的GPS接收器。汽车导航***通过使用GPS接收器来获得汽车的当前速度、时间和位置信息，并根据这些信息向用户提供导航信息。

然而，当使用GPS信号计算当前位置时，由于GPS信号的特性，通常会产生数十米的误差。因此，当使用这样的误差计算地图上的当前位置时，可能会将当前位置错误地显示在道路外的点上，或者显示在建筑物上面等位置上。

为了克服这种缺陷，典型的汽车导航***在计算汽车的位置时采用了地图匹配方法。根据地图匹配方法，假设汽车是在道路上行驶的，将当前位置与道路数据进行比较。若当前位置和道路数据之差落在预定范围内，汽车导航***则确定该汽车正沿着相关道路行驶，并将当前位置强制校正到距离当前位置最近的道路上的点。

公开号为10-2010-0067578的韩国公开专利提出了一种移动体的地图匹配装置和方法。它公开了一种用于校正移动体的位置坐标的地图匹配方法，该移动体例如为道路上移动的车辆，其中，当因地图数据上不存在道路坐标数据而难以进行常规的地图匹配时，将移动体的位置校正为道路上的点。

公开号为2002-318121的日本公开专利公开了一种导航***，该导航***能够在移动体移动到室内设施时确定移动体的当前位置。首先，在移动体移动时，导航***通过使用地图数据对独立传感器的输出数据和GPS装置的输出数据进行地图匹配来确定移动体的当前位置。然后，当检测到移动体的当前位置位于室内设施中时，导航***则通过使用地图数据对独立传感器的输出数据进行地图匹配来确定移动体的当前位置。

通常地，当诸如汽车导航***的用户终端接收定位数据或测量其当前位置时，通过将定位数据与距离用户的位置最近的网络数据（例如，节点或链路）进行地图匹配，来显示用户的位置。然而，在进行地图匹配时，即使在用户处于室内的情况下，尤其是在特定的室内空间，用户终端也会呈现出与最近的网络数据地图匹配的定位结果。因此，无法在地图上准确地反映实际上位于室内的用户的实际位置。

发明内容

考虑到上述情况，本发明提供了一种在地图上准确反映用户终端的实际位置的方法。

进一步地，本发明提供了一种根据用户选择来选择性地执行空间匹配或网络匹配的方法。

进一步地，本发明提供了一种反映已执行过的地图匹配历史的执行地图匹配的方法。

如上所述，本发明实施例对定位装置测得的用户终端的位置执行地图匹配，以在地图上显示该位置，因此，与传统的基于网络的地图匹配相比，可以在地图上显示用户终端所在的位置。

进一步地，可以消除临时误差问题，该临时误差问题是由于定位装置对一段时间内的用户终端的位置进行累积，并利用累积的用户终端的位置确定当前时刻用户终端的位置来显示当前位置所造成的。

附图说明

通过下文中结合附图对实施例的描述，本发明的上述及其它对象以及特征将更为明显，其中：

图1为用于说明依照本发明一个实施例的网络地图匹配和空间地图匹配的视图；

图2示出了需要执行空间地图匹配的情形；

图3为用于示意性说明本发明一个实施例的在用户终端执行的地图匹配的方法的流程图；

图4为用于详细说明依照本发明一个实施例的图3所示块S302中执行的过程的流程图；

图5A和图5B分别为用于说明依照本发明一个实施例的简单决策的示意图和表；

图6为用于说明依照本发明一个实施例的用于确定用户终端的定位所在空间的PIP（多边形中的点）算法的示意图；

图7A和7B分别为用于说明如何在用户终端做分段决策的示例的示意图和表；

图8为用于说明执行空间地图匹配时如何搜索候选空间的示例的示意图；

图9为用于说明执行网络地图匹配时如何搜索候选链路的示例的示意图；

图10为用于说明执行网络地图匹配时如何搜索候选链路的另一个示例的示意图；

图11为用于说明距离适用性的示意图；以及

图12为用于说明连接适用性的示意图。

具体实施方式

通过结合附图对优选实施例进行说明，本发明的上述以及其他方面将更为明显。下面将对本发明的这些实施例进行详细说明，以使本领域技术人员能够容易地理解并实施。

在全篇说明书中，当一部分“包括”一个组分时，在没有相反描述的情况下，其表示该部分并不排除另一组分，还可以包括其它组分。此外，诸如“单元”、“装置”、“模块”和“块”等术语，是指可以处理至少一个功能或操作的单元，它们可以通过硬件或软件或硬件与软件的结合来实现。

由于在现有的网络地图匹配的基础上增加了空间的概念，室内地图匹配是需要综合考虑空间和网络的地图匹配。这里使用的术语“空间”是指按照语义用法划分的特定的空间范围，例如商店、餐厅、传感器覆盖区域等。

本发明的地图匹配分为空间地图匹配和网络地图匹配。空间地图匹配是指将定位装置测量的用户终端的实际位置与特定的空间区域进行匹配，其中特定的空间区域例如为商店、餐厅、走廊的一部分等；而网络地图匹配是指将定位装置测量的用户终端的实际位置与链路或节点进行匹配。该链路或节点是指一个点或位置，当用户终端请求路径搜索时，将所述用户终端的位置设置在所述点或位置作为起始点，以搜索到目的地的路径。也就是说，路径搜索不是从测量的用户终端的实际位置开始，而是从任意一条链路或任意一个节点开始。

图1为用于说明依照本发明一个实施例的网络地图匹配和空间地图匹配的视图。下面将参考图1对依照本发明一个实施例的网络地图匹配和空间地图匹配进行详细说明。参考图1，其中示出了多个空间，包括空间1、空间2、空间3……和空间8，以及与每个空间相邻的空间9（图1中由走廊表示）。空间可以是物理上的空间，也可以是逻辑上的空间。也就是说，如图1所示，虽然空间1到空间3的集合可以是一个物理上的空间，但是每个空间可以是一个物理空间逻辑上划分的三个空间中的一个。同样地，走廊可以是一个完整的空间，也可以是被分成所需数目的空间。

每个空间都包括进入该空间的入口节点。空间1到空间8中的每个空间都包括进入该空间的入口节点。

此外，走廊具有一条链路。链路是用户的移动路径，以指引用户沿着搜索出的路径。对于室外环境，链路可以是车辆移动的道路，对于室内环境，链路可以是走廊，用户通过该走廊可以进入入口节点。当然，如图1所示，由于一条链路是由两个节点组成的，所以节点可以位于链路上。参考图1，节点可以形成在链路的交叉点以及每个空间的入口点。

根据相关技术，当通过定位装置测量出用户终端的位置时，将所述用户终端的位置匹配到链路上。然而，为了确定用户终端的准确位置，本发明既进行空间地图匹配又进行网络地图匹配。

下面首先说明网络地图匹配。如上所述，当外部请求路径搜索时，用户终端执行网络地图匹配。

如图1所示，定位装置测量的用户终端的位置用三角形表示。当向用户终端请求的任务是路径搜索时，将用户终端的位置匹配到构成链路或空间的入口节点。例如，在空间1中，可以看出是将用户终端的位置匹配到形成在入口节点处的链路或形成在走廊中的链路。在空间3和空间6中，也可以看出是将用户终端的位置匹配到各自空间的入口节点。此外，当用户终端的位置是走廊中的任意一点时，可以看出是将用户终端的位置匹配到走廊中形成的链路。这样，根据本实施例，当请求的任务是路径搜索时，用户终端对该用户终端的位置执行网络地图匹配。下面将说明空间地图匹配。

空间地图匹配是指在特定空间内匹配测量的用户终端的实际位置。换言之，空间地图匹配指的是将刚刚测得的用户终端的位置匹配到确定的特定空间内的位置的过程，而不用将测得的位置移动到网络上的位置。例如，在图1中，定位装置测量的用户终端的位置用三角形表示，该用户终端的位置被标记在由三角形表示的实际位置处。图2示出了需要执行依照本发明一个实施例的空间地图匹配的情形。参考图2，如果不考虑空间的概念，即使用户当前位于商店1，通过网络地图匹配，用户的位置也将被地图匹配到走廊中形成的链路。此外，如果用户位于商店1和走廊被墙隔开的空间，用户可能会遇到不可接受的地图匹配结果。因此，空间的概念是将定位数据匹配在室内空间的特定区域内的方法，并且对于确定用户或用户终端实际所在的空间是非常有效的。

图3为用于说明本发明一个实施例的在用户终端执行的地图匹配方法的流程图。下面说明在用户终端执行地图匹配的过程。

在块S300中，用户终端接收定位数据。也就是说，用户终端使用定位装置测量该用户终端的位置。当然，用户终端可以通过用户终端外部的单独的定位装置或具有定位功能的外部服务器接收关于其位置的信息。用户终端可以通过与NFC（近场通信）模块通信的方式或者通过使用QR（快速反应）码来测量自己的位置。此外，用户终端也可以通过利用各种技术，例如WiFi、Zigbee、蓝牙等测量自身的位置。

在块S302中，用户终端确定该用户终端的位置所在的空间。也就是说，用户终端基于定位数据对该用户终端的位置执行空间地图匹配，并确定用户终端所在的空间以及用户终端未来可移动到的其他空间。后面将结合图4说明在块S302中执行的该过程。

在块S304中，用户终端确定是否曾基于定位数据执行过网络地图匹配。如果还没有执行过网络地图匹配，该方法前进至块S306，以执行基于定位数据的初始地图匹配。然而，如果已经执行过网络地图匹配，则该方法前进至块S310，以基于定位数据和先前获得的地图匹配结果执行估计地图匹配。后面会对初始地图匹配和估计地图匹配进行详细说明。初始地图匹配可以按如下顺序进行：

确定空间->提取候选链路->对候选链路进行适用性决策->执行有效性测试。

在块S302中已经执行过确定空间的过程，下面从块S306的角度说明提取候选链路的过程。

在块S306中，用户终端搜索一条或多条候选链路。也就是说，用户终端搜索将要进行地图匹配的一条或多条候选链路。

下面将结合图9说明提取待匹配的第一候选链路的过程。在初始地图匹配过程中，建立距离标准，以搜索定位数据周围的候选链路。虽然本实施例描述的是基于定位数据在10米范围内（在距离基础上）搜索候选链路，但并不以此为限。例如，距离标准由于用户或各种条件的不同可能有不同的设定。

对于适用性决策和最终链路提取将进行如下处理。

在块S308中，用户终端对候选链路执行适用性决策。也就是说，用户终端判断候选链路是否合适，然后选择具有最高适用性的候选链路。

首先，对于各个候选链路进行适用性决策。也就是说，对各个候选链路计算距离适用性和空间适用性，将各自计算出的适用性的总分数与参考分数进行比较，以判断对每个候选链路是登记还是取消。从登记的候选链路中选择具有最大适用性的链路作为最终链路。

在适用性决策的过程中，当基于定位数据限定的预设半径内没有链路时，用户终端确定此次地图匹配失败，然后重新尝试进行初始地图匹配。例如，预设半径可以是约20米。

然后，估计地图匹配按如下顺序进行：

确定空间->进行初始有效性测试->提取候选链路->对候选链路进行适用性决策以产生地图匹配结果->执行有效性测试。

估计地图匹配是能够通过同时反映过去的地图匹配记录和当前接收的定位数据来提高地图匹配有效性的过程。然而，在估计地图匹配的过程中，当接收到的定位数据和过去的地图匹配结果无效时，可以将过去的地图匹配记录清零，然后重新开始初始地图匹配。

在块S310中，用户终端执行初始有效性测试。在初始有效性测试中，将前一定位数据与当前定位数据进行比较。在当前定位数据相对于前一定位数据位置变化量超过预设范围时，将初始有效性测试复位，并返回到初始地图匹配过程。例如，当位置变化量大于或等于20米时，将初始有效性测试复位，并重新开始初始地图匹配。

在块S312中，用户终端搜索一条或多条候选链路。也就是说，用户终端搜索将要进行估计地图匹配的一条或多条候选链路。用户终端基于先前地图匹配中搜索出的候选链路搜索新的候选链路。也就是说，用户终端从先前地图匹配中搜索出的候选链路中搜索新的候选链路。用户终端将先前的候选链路中与当前位置的距离小于预设距离的一条或多条候选链路保留下来作为候选链路，并对满足一个条件的候选链路进行登记，该条件为连接到先前的候选链路的连接链路距离当前位置小于或等于预设距离。

然后，用户终端执行适用性决策，并产生地图匹配结果。

在块S314中，用户终端对候选链路执行适用性决策。也就是用户终端按照适用性决策的标准为各个候选链路计算适用性的分数，然后选择具有最高适用性的候选链路。即用户终端决策新登记的各个候选链路的适用性，并选择适用性分数最高的一条候选链路。

用户终端对新搜索出的各个候选链路做出链路适用性决策。更具体地说，用户终端对各个候选链路计算距离适用性、通道适用性、路径适用性、连接适用性、空间适用性。用户终端将每个候选链路的各个适用性的总分数与参考适用性的预设分数进行比较，以确定是保留还是取消该候选链路。在这一点上，用户终端会将任何一条重复的候选链路丢弃。用户终端从保留登记的候选链路中选择具有最大适用性的候选链路作为最终候选链路。可以理解的是，存在路径适用性与不存在路径适用性时，空间适用性占总适用性分数的比率可能会有所不同。

在块S316中，用户终端存储所选择的候选链路，或者用新选择的候选链路更新先前选择的候选链路。

在块S318中，用户终端执行有效性测试。也就是说，用户终端对地图匹配的结果进行有效性测试。当确定地图匹配的结果无效时，用户终端对这次地图匹配进行初始化，并重新开始初始地图匹配。例如，当一条候选链路没有通过空间适用性并且距离前一定位数据的距离超过10米，以及当一条候选链路成功通过空间适用性但距离前一定位数据的距离超过20米时，用户终端确定该候选链路是无效的，即候选链路最终没有通过有效性测试。

当有效性测试的结果表明有效时，该方法前进至块S322，否则，当有效性测试的结果是无效时，该方法前进至块S320，在块S320中，将在块S316中存储的内容清除。

在块S322中，用户终端输出地图匹配结果。也就是说，用户终端生成地图匹配结果，其中用户终端的位置被地图匹配到具有最高适用性的链路或空间。地图匹配结果的数值可以包括确定的空间信息、地图匹配链路信息、地图匹配位置，以及在链路上进行匹配时从定位数据到该链路的投影距离。进一步地，地图匹配位置可以包括执行网络地图匹配前空间内的地图匹配位置，以及执行网络地图匹配后链路上的地图匹配位置。

图4为用于详细说明依照本发明一个实施例的图3所示块S302中执行的过程的流程图。下面结合图4详细说明在用户终端执行地图匹配的过程。

在块S400中，用户终端接收定位数据。也就是说，用户终端使用定位装置测量自身的位置。例如，用户终端可以通过与NFC模块通信的方式或通过使用QR（快速响应）码来测量自身的位置。此外，用户终端也可以通过利用各种技术，例如WiFi、Zigbee、蓝牙等来测量自身的位置。

在块S402中，用户终端执行简单决策/分段决策。下面首先说明简单决策。

简单决策是以输入的定位数据作为参考，按照时间单位检测用户终端的位置。图5A和图5B分别为用于说明依照本发明一个实施例的简单决策的示意图和表。

参考图5A和5B，考虑输入的定位数据，确定该用户终端位于空间6；而仅在表格中的时刻T4，会确定该用户终端位于空间1。但是，如果用户终端实际上一直停留在空间6，那么在时刻T4的判断可能是错误的。因此，为了考虑这样的错误，可在依照本发明实施例的简单决定的基础上，进行分段决策。

图6为用于说明确定用户终端所在空间的PIP（多边形中的点）算法的示意图。

在图6中，创建半直线以穿过多边形，该半直线以一个点为起始。之后，通过半直线和多边形之间交叉点的数目确定该点是否位于多边形内。

当交叉点的数目是奇数时，确定该点位于多边形内，否则，当交叉点的数目是偶数时，确定该点位于多边形外。

考虑前面所述并参考图6，在第一点情形1中，由于交叉点的数目为三个，是奇数；因此，确定该点在多边形内。对于第二点情形2，由于交叉点的数目是四个，是偶数；因此，确定该点在多边形之外。

现在说明分段决策。分段决策是为了弥补简单决策中可能产生的匹配错误，在段的基础上执行简单决策。

图7A和7B分别为用于说明在用户终端做分段决策的示例的示意图和表。分段决策将简单决策结果中每特定数量的结果绑定在一个段中，将每个段中的最大值（或最高频率）作为最终结果。例如，参考图7A和7B，当将三个定位数据的集合组成一个段时，在时刻T4会确定用户终端的位置是在空间6。也就是说，用户终端在时刻T4所处的空间可能与用户终端在时刻T3所处的空间保持相同。当然，实际上用户终端在相应空间内的位置可能不同。无论是简单决策还是分段决策都可以不仅考虑定位数据，而且还考虑精确度、累积的方向信息等。

在块S404中，用户终端搜索一个或多个候选空间，并且如果需要的话，可存储该候选空间。

在搜索候选空间后，预期已经通过分段决策方法对用户终端进行了定位，则可对每个候选空间进行空间有效性测试。

如图8所示，当采用分段决策确定所述用户终端的位置位于空间6时，预计用户终端要移动的空间可能是与用户终端当前所处的空间具有连通性的空间2和空间1，也包括空间6。

本发明一个实施例提出了一种获得一个或多个候选空间的新方法，说明如下：

1、通过采用基于定位数据的简单&分段决策来检测用户所在的空间；

2、生成从步骤1检测到的空间的代表节点开始的网络数据；

3、对生成的链路的末端节点执行PIP（多边形中的点）测试（基于大量生成的方向）；

4、通过PIP测试，搜索包括生成的链路的末端节点的空间，并且如果相应的空间与用户所在的空间不同则存储搜索出的空间；并且停止在搜索方向上的生成。

5、在连接链路方向的基础上执行步骤4。但是，如果考虑生成方向的链路的末端节点的属性具有“门节点”，则进行生成以搜索下一条连接链路，而不用通过PIP测试。

在块S406中，用户终端检查是否曾经执行过空间地图匹配。当检查出没有执行过空间地图匹配时，用户终端基于定位数据执行初始地图匹配，否则，当检查出已经执行过空间地图匹配时，用户终端基于定位数据和前一地图匹配结果进行估计地图匹配。

在块S408中，用户终端检查空间有效性测试。如果有用于获得候选空间的现有结果，用户终端可以基于现有结果检查当前搜索出的空间是否为有效空间。也就是说，基于当前匹配的空间的连通性搜索出的候选空间成为待检查的对象。因此，除了确定为搜索结果的候选空间以外，另一个空间不能通过空间有效性测试。

在块S414中，当确定匹配的空间无效时，用户终端将此次空间地图匹配复位。

在块S416中，用户终端产生空间地图匹配结果。空间地图匹配结果的数值可以包括诸如ID的地图匹配空间信息、地图匹配空间中的地图匹配坐标等。进一步地，地图匹配位置可以包括执行网络地图匹配前空间内的地图匹配位置以及执行网络地图匹配后链路上的地图匹配位置。

下面将对各个适用性分别进行详细说明。

图10为用于说明搜索候选链路的一个示例的示意图；图11为用于说明依照本发明一个实施例的距离适用性的示意图。

距离适用性考虑定位数据与各个候选链路之间的距离。例如，距离适用性的最大半径设置在20米的范围内。计算距离适用性的分数时，可参考允许的最大半径和距离适用性的最大分数，将从链路偏离的比率考虑进去。

通道适用性可通过比较链路的通道码和链路的行进方向来计算。

如果搜索路径存在，路径适用性考虑定位数据是否在搜索出的路径上。

连接适用性考虑前一匹配链路是否具有连接链路。图12为用于说明连接适用性的示意图。

空间适用性考虑空间是否可用于移动。

虽然已经结合优选实施例对本发明进行了说明和描述，但是本发明并不限于此。本领域技术人员很容易理解，在不偏离本发明技术构想的范围内，可以做出各种替换、改变和修改。

Claims (10)

1.一种在用户终端执行地图匹配的方法，包括：

采用以预定的时间间隔测量的定位数据确定用户终端所在的空间；

搜索位于所述空间的预设距离范围内的一条或多条链路作为候选链路；

从所述候选链路中，选择最符合至少两个适用性标准中的至少一个适用性标准的一条候选链路，其中所述适用性标准包括距离适用性和空间适用性；以及

对所述选择的一条候选链路执行地图匹配。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定所述用户终端所在的空间包括：

确定所述用户终端是否从以所述预定时间间隔测量的所述用户终端所在的所述空间移动到另一个空间；

确定所述用户终端是否从所述用户终端所在的另一个空间，移动到所述用户终端先前在所述预定时间间隔内所在的所述空间；以及

当确定所述用户终端移动时，将以预定时间间隔测量的至少三个定位数据进行累积，以确定所述用户终端所在的空间。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定用户终端所在的空间包括：

将以预定时间间隔测量的至少三个定位数据进行累积，以确定所述用户终端所在的空间。

4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括：

确定是否有确定的所述用户终端所在空间的记录；

当确定有记录时，确定所述确定的所述用户终端所在的空间与所述用户终端先前所在的空间是否具有连通性。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述选择所述候选链路中的一条候选链路包括：

确定由先前测量的定位数据确定的所述用户终端的位置与由当前测量的定位数据确定的所述用户终端的位置之间的距离，是否落入预设距离的范围内；以及

当所述距离落入所述预设距离的范围内时，选择通过使用所述先前测量的定位数据获得的所述候选链路或者所述候选链路的连接链路，作为所述候选链路，其中所述选择的候选链路或所述选择的连接链路满足预设条件。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述选择的候选链路或所述选择的连接链路满足预设条件包括：

位于根据当前测量的位置数据确定的位置的预设距离范围内的所述候选链路，或所述候选链路的连接链路。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述适用性标准包括下述至少一个：

距离适用性，以确定从所述用户终端的位置到候选链路的距离；

空间适用性，以确定所述用户终端的位置是否可移动到候选链路；

路径适用性，以确定采用所述定位数据测量的所述用户终端的位置是否位于路径上；

通道适用性，以限定链路的通道码以及所述链路的行进方向；以及

连接适用性，以确定前一候选链路是否有候选链路。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述执行地图匹配之后，显示地图匹配结果；

其中所述地图匹配结果包括已确定的所述空间的信息和已匹配的所述链路的信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述地图匹配结果包括下述至少一个：

已确定的所述空间内的匹配位置；

所述匹配链路的位置；以及

所述空间内的匹配位置和所述匹配链路的位置之间的距离。

10.一种在用户终端执行地图匹配的方法，包括：

执行空间地图匹配，以通过使用以预定时间间隔测量的定位数据来确定用户终端所在的空间；以及

在执行所述空间地图匹配之后进行网络地图匹配，以通过使用测量的定位数据将所述用户终端的位置匹配到网络数据。