自动确定导航目标地址的智能导航方法和系统

技术领域

本发明涉及一种地面导航技术领域的智能导航方法和系统，具体是一种自动确定导航目标地址进行导航的方法和系统。

背景技术

目前最常用的地面导航系统是借助全球定位系统(GPS)通过卫星为GPS信号接收模块提供信号，GPS信号接收模块通过从卫星获得的信号计算获得模块所在的地理位置信息(经度、纬度)，一个包含GPS信号接收模块的导航系统通过在数字地图上查该地理位置信息所对应的地址获得该GPS模块在地图上的对应地址，并通过比较先后两个时刻GPS模块所在位置获知GPS模块的行驶方向。如果用户在导航终端中确认用户的目标位置，导航系统通过已知的算法，根据一定条件为用户计算最佳路径，为用户提供必要的导航信息，在用户行驶过程中，导航系统不断计算从GPS信号接收模块位置到目标位置的最佳路径为用户提供导航信息更新。

由于路况信息瞬息万变，为用户提供实时的导航信息并根据实时路况对用户所需的导航信息提供实时更新成为用户的一种需求，很多公司已经开始提供这种业务，如一些公司提供的实时导航服务，即导航系统根据地图和实时路况为用户规划最佳路径。采集实时路况信息方式有两种：一种是直接采集，通过监控交通路段的平均车速，并把该路段的平均车速结果传输给一个服务中心，该服务中心再将该结果广播给导航系统终端；另一种方式是利用部分终端向服务中心提供的这些终端的速度和所在位置，服务中心通过计算特定路段上提供速度信息的终端的平均速度来确定该路段的实时路况信息，并将该结果广播给定制实时路况信息的终端来向它们提供实时路况信息。然后导航终端根据这个实时交通信息和地图向用户推荐最佳路径。

除上述基本功能外，现在的导航系统还试图满足用户更多的需求，如用户认为现在的地图不够直观，不方便用户将导航系统提供的地图和用户看到的实际道路标志联系起来，于是产生通过提供街景地图的方式来满足用户的这一需求。

目前的导航系统需要通过用户主动配置目的地址来初始化导航过程，不能随时随地在用户不参与的情况下为用户提供导航服务。通常用户开车通过的路径都是用户平时熟悉的路径，如用户平时上下班的路径、用户常去公园的路径或用户行驶到一家熟悉的餐馆的路径，这种情况下，由于用户熟悉这个路径，用户往往都不会使用导航系统，而是凭借自己的记忆力和对这个路段的交通状况印象来决定行驶的路径。这样用户可能会错过或忽略实时的交通信息通告，从而当用户所经路段的某些节点发生交通阻塞时，用户正在开往这个堵塞节点的路上，

当用户发现拥塞时，才考虑使用导航系统重新规划道路时，而此时用户在车流里已经不能按导航系统南规划的道路行驶，只能堵在路上。也就是说用户存在这样的潜在需要：导航系统能随时随地在用户不参与的情况下为用户提供导航服务。如果导航系统能随时随地自动配置用户目的地址，能自动为导航终端提供用户可能行驶道路的路况信息，这 将为用户提供极大的便利。

另一方面目前的实时路况提供系统只能通过广播的方式向导航系统提供非常简单的实时路况信息，并不能为用户提供更加详细的信息，如交通信号灯的开关时间或前方路段10分钟后有一所小学放学，如果能提供更加详细的实时交通信息，导航系统则将能更合理地为用户规划道路甚至规划行驶的速度，让用户一路行驶都是绿灯，避免可能的交通拥塞，这样将帮助用户降低行驶成本，并帮助用户合理安排时间。

为满足上述需求，系统需要在用户不参与或尽量少参与的情况下自动预先判断用户的目的地址，然后根据这一目的地址为用户进行道路规划，如果发现预判目的地址和实际不符，自动更新目的地址，并且导航终端能够自动根据系统提供的更详细的实时路况信息，当发现用户计划行驶的路线上存在拥堵节点时，向用户提醒前方路段拥塞，并为用户规划最佳路径和车速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在不需要用户参与的情况下，随时随地为用户提供智能导航服务的方法和系统。

根据本发明的一方面，提供一种建立用户行驶习惯记录(User profile)的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，定位模块接收定位辅助信号，根据已有的算法计算获得定位模块所在的地理位置或地址，定位模块并将上述信息传输给处理器；

步骤二，处理器读取上述信息并从当地时钟处获取当前的时间，包括日期和时刻；

步骤三，如果从定位模块处获得的信息是地理位置，则处理器还需要在数字地图数据库中查询该位置信息所对应的具体地址，否则跳过此步骤；

步骤四，最后处理器将上述地址、时间记录按用户行驶习惯的要求填写用户的行驶习惯记录，反复上述步骤可以获得一个完整的用户行驶记录。

根据本发明的实施例，定位辅助信号可以是通过GPS系统的卫星获得的某几颗卫星的信号发送时间、这些卫星的轨道精确信息和GPS卫星系统信息。

根据本发明的实施例，定位辅助信号可以是通过移动通信系统获得。系统根据移动终端最接近的移动的位置，并结合测量移动终端的信号功率、天线模式可以确定移动终端所在位置的范围，移动通信系统可以将这个范围结果作为定位辅助信号提供给定位模块。

根据本发明的实施例，定位辅助信号可以是从无线保真(Wi-Fi)网络获得的附近的无线接入点的媒质访问控制(MAC)地址信息。

根据本发明的实施例，定位辅助信号也可以同时包括GPS信号、移动通信系统提供的位置范围信号和从Wi-Fi网络获得的附近的无线接入点的MAC地址信息。

根据本发明的实施例，定位辅助信号不排除任意信号，通过该信号可以计算获得定位模块的地址。

根据本发明的实施例，如果定位辅助信号是通过GPS系统的卫星获得的，定位模块可以是GPS接收模块。

根据本发明的实施例，如果定位辅助信号通过移动通信系统获得的，定位模块可以是移动通信模块。

根据本发明的实施例，如果定位辅助信号通过Wi-Fi网络获得，定位模块可以是Wi-Fi模块。

根据本发明的实施例，如果辅助信号包括GPS信号、移动通信系统提供的地址范围和MAC地址，定位模块可以同时包含GPS接收模块、移动通信模块和Wi-Fi模块。

根据本发明的实施例，定位模块可以是不排除任何获得该模块的位置信息的模块。

根据本发明的实施例，处理器可以是计算机。

根据本发明的实施例，处理器可以是个人数字助理(PDA)。

根据本发明的实施例，处理器可以是智能手机。

根据本发明的实施例，处理器可以是不排除任何具有计算能力的模块。

根据本发明另一方面，提供一种用户行驶习惯记录的表达方法，用户行驶习惯记录至少包括：用户身份标示号、时间范围和用户行驶路径。

根据本发明的实施例，用户行驶记录可以用表1方式表示：

表1用户行驶习惯记录方法

在上述实施例中，任一Routine中的Track中的TimeSlot表示该路径发生时间段的起始时间和结束时间，途径地址表示途经的地址[开始地址，中间地址，..目的地址]，一个途径地址中可以包含多个中间地址。

但本发明的用户行驶习惯记录不局限于此实施例。

根据本发明的又一方面，提供一种处理器自动确定目标地址的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，定位模块地址获得定位辅助信息，并通过该信息计算得到定位模块所在的地理位置或地址，并将该信息传输给处理器；

步骤二，处理器同时向本地时钟查询当前位置对应的时间；

步骤三，如果获得的信息是地理位置，处理器查询数字地图数据库获得该定位模块在这一时间的具体地址，否则跳过此步骤；

步骤四，通过重复上述步骤一到步骤三，处理器得到定位模块在第二时间的第二个地址；

步骤五，处理器通过比较第一时间和第二时间定位模块在数字地图上的第一地址和第二地址，处理器可以获得定位模块的行驶方向，如果第二时间发生在第一时间之后，则定位模块在第一时间和第一地址的行驶方向是从第一地址指向第二地址；

步骤六，最后处理器根据定位模块的行驶方向信息查询用户行驶习惯记录，从而到和该行驶方向匹配的路径，从而根据该路径的最终目的地址获得定位模块的可能目的地址。

根据本发明的又一方面，根据定位模块行驶方向查询目的地址的方法包括：首先将行驶方向对应的时间转换成一个关键词，查询符合关键词条件的路径，然后在这些路径中再按时间和行驶方向查询。

根据本发明的实施例，根据定位模块行驶方向查询目的地址的方法还包括使用关键词、时间和行驶方向的任意顺序的查询方式。

根据本发明的实施例，根据定位模块行驶方向查询目的地址的方法还包括仅根据时间和行驶方向查询。

根据行驶方向匹配的方法查询目的地址可能存在多个目的地址。

因此根据本发明的又一方面，提供一种解决目标地址不唯一问题的方法，该方法包括下述步骤：

步骤一，处理器根据定位模块的行驶方向查询用户行驶习惯记录，发现存在多个和该行驶方向匹配的路径和目标地址；

步骤二，则处理器将这些路径在时间上的第一个分叉位置的地址设置为临时目的地址；

步骤三，当用户行驶到该分叉地址后，再进一步根据用户实际的行驶方向，查询用户行驶习惯记录确定目标地址；

步骤四，如果此时仍然存在道路分叉，还不能确定目标地址，则重复设置新分叉位置为临时目的地址，直到确定唯一目的地址为止。

根据本发明的又一方面，提供一种根据导航终端到达目的地址的可能路径提供实时路况信息的方法，该方法包括下述步骤：

步骤一，导航终端向实时路况信息服务器申请实时路况信息，该申请包括：当前的时间和到达目地址可能的路径；

步骤二，实时路况信息服务器根据导航终端到达目的地址可能的路径向导航终端提供相路径的实时路况，导航终端根据该实时路况信息为用户提供最佳的导航服务。

根据本发明的实施例，导航终端可以是具备导航功能的智能手机。

根据本发明的实施例，导航终端可以是具备导航功能PDA。

根据本发明的实施例，导航终端可以是具备导航功能计算机。

根据本发明的实施例，导航终端可以是具备导航功能的独立设备。

本局本发明的实施例，实时路况信息服务器可以是提供实时路况信息的计算机。

根据本发明的又一方面，提供一种用户行驶习惯记录建立系统，该系统包括：定位模块、处理器、数字地图数据库和用户行驶习惯记录，其中：

定位模块接收定位辅助信号，计算出定位模块所在位置或地址并将该位置传输给处理器；

处理器的主要功能包括：接收来自定位模块的位置或地址信息；向本地时钟发起时间查询申请；接收时钟返回的具体时间；如果从定位模块获得的是位置信息，则向数字地图数据库发出查询和该位置对应的具体地址的申请并接收来自数字地图数据库的位置查询结果；将时间和具体地址按用户行驶习惯记录的表达方式要求写入用户行驶习惯记录。

数字地图数据库接收到来自处理器的地址查询申请，查询和请求位置对应的具体地址，并将查询结果传输给处理器；

时钟用于产生本地时间，接收来自处理器的时间查询申请，并将具体时间传输给处理器；

用户行驶习惯记录用于记录用户的日常行驶习惯，接收来自处理器的行驶习惯写入命令，写入用户行驶习惯。

根据本发明的又一方面，提供了一种用户目的地址自动确定系统，该系统包括：定位模块、处理器、数字地图数据库和用户习惯记录，其中：

定位模块接收定位辅助信号，计算出定位模块所在位置或地址并将该信息传输给处理器；

处理器的功能包括：接收来自定位模块的位置或地址信息；向本地时钟发起时间查询申请；接收时钟返回的具体时间；如果从定位模块获得信息是位置信息，则向数字地图数据库发出查询和该位置对应的具体地址的申请并接收来自数字地图数据库的位置查询结果；根据时间和具体位置信息向用户习惯记录查询用户可能的目的地址；处理器接收来自用户行驶记录的查询结果；

数字地图数据库接收到来自处理器的地址查询申请，查询和该位置对应的具体地址，并将查询结果传输给处理器；

本地时钟用于提供具体时间，接收来自处理器的时间查询申请，并将具体时间传输给处理器；

根据本发明的又一方面，提供了一种提供个性化实时路况信息的系统，该系统包括：导航终端、实时路况信息服务器，其中：

导航终端包括：定位模块、处理器、数字地图数据库、时钟和用户习惯记录。导航终端向实时路况信息服务器申请实时路况信息，并接收来自事实路况信息服务提供的实时路况信息，最后根据实时路况信息为用户提供最佳的导航服务，该申请中至少包括：导航终端到达目的地址的可能路径和申请的时间；

实时路况信息服务器接收来自导航终端的实时路况信息申请，并根据导航终端所要求的到达目的地址的可能行驶路径和时间向导航终端提供相关路径的实时路况。

根据本发明的实施例，实时路况信息服务器向导航终端提供的信息可以是相关路径的车速。

根据本发明的实施例，实时路况信息服务器向导航终端提供的信息可以是相关路径上交通信号灯的时间。

根据本发明的实施例，实时路况信息服务器向导航终端提供的信息可以是相关路径上在未来一段时间内预计发生的事件。

本发明所涉及实时路况信息不排除任何可以表示路况的信息。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步说明，其中；

图1是建立用户行驶习惯记录的系统结构框图；

图2是确定用户目标地址的系统结构框图；

图3是自动确定目的地址算法流程图；

图4是存在多条路径和目的地址的示意图；

图5是通过临时地址确定目的地址的流程图；

图6是提供导航终端所需路径实时路况信息系统的结构框图。

具体实施方法

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

本实施例中的定位模块是GPS信号接收模块、辅助信号是GPS信号，但本发明的保护范围还包含了其他方式定位的导航系统。

图1为根据本发明建立用户行驶习惯记录的系统结构框图。在图1中，用户行驶习惯记录系统至少包括一个定位模块10、一个处理器11、一个本地时钟12、一个数字地图数据库13和一个用户行驶习惯记录14，这些模块包含导航终端1中。定位模块10用于接收定位辅助信号。处理器11可以是PDA、计算机、智能手机或任何具有计算能力的模块，用于读取时间信号，发起查询地址的申请并接收来自数字地图数据库13的地址信息，并将上述时间和地址信息按用户行驶习惯记录的要求写入到用户行驶习惯记录14中。本地时钟12用于向处理器提供本地时间。数字地图数据库13用于存储数字地图，提供位置和地址的对应关系并供处理器查询。用户行驶习惯记录14用于记录用户行驶的习惯。

下面结合附图1详细描述产生用户行驶习惯记录的方法：

步骤15，定位模块10获取定位辅助信号，计算获得定位模块所在地址的位置(实际的经度和纬度信息)，并将该位置信息传输给处理器；

步骤16，当处理器11接收到来自定位模块10的位置信息，处理器11向本地时钟12申请此时的时间；

步骤17，当本地时钟12接到来自处理器11的时间请求申请，本地时钟12向处理器11返回本地时间；

步骤18，处理器11根据定位模块10的位置向数字地图数据库13查询和该位置对应的实际地址；

步骤19，数字地图数据库13向处理器11返回地址查询结果；

步骤20，处理器11将该时间和地址按用户行驶记录要求写入用户行驶习惯记录。

重复上述过程，按照用户行驶习惯记录格式要求，处理器就可以建立起一个用户行驶习惯记录。

图2为根据本发明的自动确定用户目标地址的系统结构框图。图2中，目的地址自动确定系统至少包括一个定位模块10、一个处理器11、一个本地时钟12、一个数字地图数据库13和一个用户习惯记录14，这些模块包含在定位终端1中。定位模块10用于接收定位辅助信号。处理器11可以是PDA、计算机、智能手机或任何具有计算能力的模块，主要用于读取时间、向数字地图数据库13查询位置对应的地址，并向用户行驶习惯记录14查询目的地址。本地时钟12用于向处理器提供本地时间。数字地图数据库13用于存储数字地图，提供位置和地址的对应关系并供处理器查询。用户习惯记录14用于记录用户行驶的习惯，并供处理器11查询在指定时间和指定方向匹配的可能目的地址。

下面结合附图2详细描述目的地址自动确定的方法：

步骤20，定位模块10获取定位辅助信号，计算获得定位模块所在地址的位置(实际的经度和纬度信息)，定位模块并将上述信息传输给处理器；

步骤21，当处理器11接收到来自定位模块10的位置信息，处理器11向本地时钟12申请此时的时间；

步骤22，当本地时钟12接收到来自处理器11的时间申请，本地时钟12向处理器11返回本地时间；

步骤23，处理器11根据定位模块10的位置向数字地图数据库13查询和该位置对应的实际地址；

步骤24，数字地图数据库13向处理器11返回地址查询结果，如果处理器查询T1时刻的定位模块地址为AddressA，则地址记录为(T1：AddressA)；

步骤25，重复20-24步骤，处理器11得到第另一个时刻T2的定位模块地址记录(T2：AddressB)，只要T2-T1＞0，则表明定位模块在T1时刻的行驶方向为从AddressA到AddressB，则行驶方向表示为(T1：AddressA，AddressB)；

步骤26，处理器11向用户行驶习惯记录14查询和(T1：AddressA，AddressB)匹配的路径，该路径的最终地址即目标地址；

步骤27，用户行驶习惯记录14向处理器返回匹配的可能目标地址。

上述过程中，处理器获得定位模块的行驶方向、用户行驶习惯记录，由此可以计算得到目的地址，该过程可有下述函数表示：

DestinationAddress＝F(MoveDirection，Userprofile)

其中输出参数DestinationAddress表示目的地址，输入参数MoveDirection表示定位模块的行驶方向，Userprofile表示用户习惯，F表示查询地址的算法。

具体根据行驶方向确定目标地址的算法结合图3详细描述：

步骤30，首先处理器将行驶方向对应的时间信息转变关键词，如工作日、周末等；

步骤31，处理器向用户行驶习惯记录提交关键词查询匹配的路径；

步骤32，如果存在匹配的路径则进行到步骤33，否则结束目的地址确定过程；

步骤33，处理器输入行驶方向(T1：AddressA，AddressB)的时间查询匹配的路径；

步骤34，如果存在匹配路径则进行到步骤35，否则结束查询过程；

步骤35，处理器最后根据行驶方向查询匹配的路径；

步骤36，如果存在匹配路径则进行步骤37，否则结束查询过程；

步骤37，输出该路径的最终地址作为目的地址。

当道路存在分叉时，当定位模块在分叉道路之前，满足行驶方向和时间条件可能存在多个目的地址，如图4所示，当定位模块在T时刻在地址Address_A时，确定的行驶方向为(T：Address_A，Address_B)，此时通过查询用户习惯，可以得到如图4中两条路径：

(Track_1：Address_A，Address_B，Address_C，Address_E)和

(Track_2：Address_A，Address_B，Address_D)

则此时存在两个可能的目的地址Address_E和Address_D。

下面结合图5详细说明通过指定临时目的地址的方法来确定最终目的地址：

步骤50，首先判断是否存在和行驶方向匹配的两个以上目的地址，如果存在多个目的地址，则进行到步骤51，否则进行到步骤54；

步骤51，如果存在2个以上的目的地址，则将到达这些目的地址的路径在时间上第一个分叉的地址作为临时目标地址，根据这个地址为用户提供导航服务；

步骤52，当定位模块行驶到这个临时位置后，再根据定位模块的行驶方向按图3所示的方法重新查询和新的行驶方向匹配的路径和目的地址；

步骤53，判断目的地址是否唯一或目的地址不存在，如果只存在唯一目的地址或目的地址不存在，则进行到下一步，否则返回到步骤51；

步骤54，输出目的地址或无法确定目的地址的信息。

在确定用户目的地址的基础上，导航系统根据数字地图能够计算出用户到达目的地址所有可能的路径和中间地址，实时路况服务器可以向导航终端提供上述所有中间地址和路径的实时路况信息，下面结合图6详细描述提供导航终端所需路径实时路况信息的系统结构，该结构包括处理器11、数字地图数据库14和实时路况服务器2，其中处理器11和数字地图数据库包含在导航终端1中。处理器11的主要功能包括：向数字地图数据库14查询可能的路径，并根据这些路径向实时路况服务器2查询这些路径的实时路况。实时路况服务器2的主要功能是向处理器11提供所需的实时路况信息。

下面结合附图6详细描述向导航终端提供提供所需路径实时路况信息的方法：

步骤60，处理器11向数字地图数据库14查询从导航终端1的当前位置到目的地址的可能路径，该查询中至少包括：导航终端1的当前地址和目的地址；

步骤61，数字地理图数据库14向处理器11返回查询结果，该查询结果包括从导航终端1当前位置到目的地址的可能路径，该路径包括了该路径上的所有主要地址和行驶方向；

步骤62，处理器11向实时路况服务器2查询路况信息，该查询中包括了从导航终端当前位置到目的地址的所有可能路径和查询的时间；

步骤63，实时路况服务器62向处理器提供申请路径上的实时路况信息，该路况信 息可以包括该路径任意路段上的车速，也可以包括更详细的路况，如该路段上交通信号等在未来一段时间内的变化情况或未来一段时间内预计发生的事件。

通过上述方法可以为用户合理规划道路和安排时间。

下面介绍本发明的应用实例：

1.建立用户习惯

如果用户A在工作日具有下述用户行驶习惯：上午7:00出发送孩子到学校，大约7:30到学校，然后去公司上班，大约8:00到公司；晚上孩子由家人接或乘坐校车回家，用户A下午5:00下班，通常会直接回家，到家时间大约5:40。用户A周末或节假日的行驶习惯包括：去公园或购物中心购物。则用户行驶习惯记录根据表1可以表示为：

以Rountinel为例，该routine表示用户A工作日常经过的路径，该路径中Track 1表示在上午[6:30-8:00]的时间段，用户A经过的地点包括Home，Addn1，和School，目的地址为Company，方向为以Home为起点，然后到达Addn1，接下来到School，最后到School，其中地址Addn1和school为途经的中间地址。

2.自动确定目的地址

如用户A在2009年10月11日下午16:30外出，用户行驶方向确定子系统发现定位终端的行驶方向是[16:30，Oct.11，2009：Addressq1，Addressq2]。

在用户习惯已经建立的基础上，要确定目的地址，处理器首先将行驶方向转变为可能查询条件，如将日期时间转变为关键词weekend和时间16:30，查询用户行驶习惯记录，查询结果返回两个路径：

处理器进一步根据方向(Addressq1，Addressq2)查询，发现Track2是满足条件的路径，进而得到用户A的目的地是Shoppingmall。

3.智能导航系统

用户A使用一台具有可以接收实时路况信息的导航终端，该终端可以一个一台独立的具有GPS导航功能的终端，也可以是一台具有导航功能功能的智能手机。该导航终端具备网络功能，如Wi-Fi、全球移动网络(GSM)或第三代移动网络的数据服务等，该导航终端设备也可以接收到实时路况信息。

上述系统工作如下：

导航终端首先在用户不参与的情况下，根据图2、3和5的办法自动确定用户目的地址；

然后导航终端根据图6的方法，将用户目的地址和可能的行驶路径提交给实时路况服务器，实时路况服务器根据导航终端提供行驶路径和时间，向导航终端提供详细的实时路况信息，包括：可能途经上路段的平均车速、途经路段的交通信号灯的时间安排和及可能途径路段在未来一段时间内可能出现的情况；

最后导航终端根据上述实时路况信息、数字地图和导航终端的当前地址和目的地址，向用户提供最佳的导航指南和车速指南，使用户能避开交通拥塞，这样将帮助用户降低行驶成本，并帮助用户合理安排时间。