專利名稱：一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種車載導航系統(tǒng)數(shù)據(jù)更新方法，特別是關于一種更新車載導航系 統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法。
背景技術：
當前，車載導航系統(tǒng)對電子地圖現(xiàn)勢性的要求越來越高，利用整體替換的方法 來更新地圖數(shù)據(jù)已經不能滿足要求，因而實現(xiàn)地圖的增量更新成為車載導航系統(tǒng)面臨的 一個重要發(fā)展方向。日本一些導航公司從2001年起就陸續(xù)推出可支持利用無線網絡更新 電子地圖的導航系統(tǒng)；2005年，日本Increment2P公司組建了 i2format論壇，對外發(fā)布支 持地圖更新的導航數(shù)據(jù)格式；2009年日立提出了導航地圖更新的解決方案(HitachiMap Update Service)。歐洲智能交通協(xié)會(ERTICO)于2002年成立了 ActMAP項目，歷時32 個月完成的，已正式在歐洲投入運營。在地圖的增量更新中，包含錯誤信息的增量數(shù)據(jù) 是不可避免的，可能會導致更新后地圖的不連續(xù)，因而，支持增量更新的導航地圖一般 也要求導航應用具備數(shù)據(jù)容錯性能。對于導航應用來說，實現(xiàn)數(shù)據(jù)容錯不僅難度較大， 而且影響正常數(shù)據(jù)調用的速度。

發(fā)明內容
針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能實現(xiàn)地圖路網局部更新和恢復，具 有較好地圖現(xiàn)實性的更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù) 的方法，其包括如下步驟(1)根據(jù)所屬行政區(qū)把路網元素中的路口、路段進行分塊， 令每一個路口、路段屬于確定的一個塊內，并在塊內組織路口和路段數(shù)據(jù)，然后對每一 塊數(shù)據(jù)建立索引，并在每個塊索引中預留增量導入接口；(2)根據(jù)路網元素的地理范圍 屬性建立二級框選索引，以形成提供按照地理范圍獲取地圖元素的接口；(3)利用預留 增量導入接口導入一個增量局部路網，同時生成局部路網的備份信息；(4)當某局部路 網數(shù)據(jù)包含嚴重錯誤時，利用備份信息刪除局部路網，將地圖恢復到初始狀態(tài)。所述步驟(1)中的所述組織路口和路段數(shù)據(jù)方法包括如下步驟①為每一級每 一塊數(shù)據(jù)建立塊索引，該塊索引中包含此塊數(shù)據(jù)索引的文件位置、塊內元素的個數(shù)以及 預留的增量鏈接指針，且增量鏈接指針初始指向一個無效位置；把所有的塊索引按照塊 號排列存放，創(chuàng)建塊索引文件；②在數(shù)據(jù)索引文件中，一個塊索引指向數(shù)據(jù)索引文件的 一個位置；③在包含所有路網元素屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)索引文件中，每個數(shù)據(jù)索引指向一個 具體數(shù)據(jù)；④依據(jù)所述步驟① ③的指引關系，利用一個元素ID得到一個地圖元素的屬 性數(shù)據(jù)；⑤在地圖中任意指定的一個塊內利用增量導入接口導入新增元素后，也依據(jù)所 述步驟① ③的指引關系，實現(xiàn)利用一個元素ID得到一個新增地圖元素的屬性數(shù)據(jù)。所述步驟(2)中的所述二級框選索引提取地圖元素讀取接口的方法如下①框 選索引將全國范圍拆分成一個一個的網格單元，每個網格單元存儲在本網格單元內出現(xiàn)的所有路網元素的框選信息；若網格單元內元素數(shù)大于預先設定的閥值，則將該網格單 元再平均拆分為2X2個子單元，子單元與網格單元格式相同；如此遞歸拆分，直到子單 元內元素數(shù)量小于預先設定的閥值；②根據(jù)導航應用需求，利用框選等級對框選到的所 有元素進行過濾，得到此導航應用所需的特定地圖元素。所述步驟(3)中的增量局部路網導入把局部路網中的元素一一融合到原始路 網，其融合過程分為以下兩種①如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則融 合過程為元素替換；②如果一個局部路網中的元素在原始路網中不存在，則融合過程為 元素添加。
所述步驟(3)中局部路網的備份信息根據(jù)所述融合過程的類型分為兩種形式的 備份①進行元素替換時的備份信息為元素ID、元素原始數(shù)據(jù)索引和元素新數(shù)據(jù)索引； ②進行元素添加時的備份信息為元素ID和元素新數(shù)據(jù)索引，在元素添加時的備份還需要 添加其框選索引。所述步驟(4)中的路網恢復是利用元素的備份信息逐條剔除增量元素，其剔除 過程分為以下兩種①如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則根據(jù)其備份信 息將該元素的數(shù)據(jù)索引由其新數(shù)據(jù)索引恢復到原始數(shù)據(jù)索引；②如果一個局部路網中的 元素在原始路網中存在，則在框選索引中找到該元素的框選信息，將其框選等級設為無 效級即可。本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點1、本發(fā)明由于采用的地圖 數(shù)據(jù)結構，可以支持增量數(shù)據(jù)的快速導入，利用局部路網對原始路網進行局部更新。因 此，實現(xiàn)了支持導航地圖的增量更新，提高了地圖現(xiàn)勢性。2、本發(fā)明由于在路網發(fā)生改 變時，可以直接獲取增量數(shù)據(jù)，然后導入原始路網完成地圖的局部更新，同時路網元素 會自動生成一個備份文件。此后，如果在使用中發(fā)現(xiàn)增量數(shù)據(jù)中包含了嚴重錯誤，就可 以利用路網的備份文件完全去除這一份增量數(shù)據(jù)的影響，因此，實現(xiàn)了把地圖恢復到初 始狀態(tài)的功能。3、本發(fā)明不僅支持導航地圖的增量更新，而且還考慮到增量數(shù)據(jù)的可靠 性無法保證，因而為用戶提供路網恢復功能，避免了導航地圖在更新過程中導入嚴重錯 誤，影響正常使用。本發(fā)明可以廣泛應用于支持車載導航系統(tǒng)地圖路網的局部更新和恢 復中。


圖1是本發(fā)明的組織路口和路段數(shù)據(jù)示意圖；圖2是本發(fā)明的在元素替換時融合過程示意圖；圖3是本發(fā)明的在元素添加時融合過程示意圖；圖4是本發(fā)明的二級框選索引劃分網格示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。本發(fā)明采用支持增量導入的地圖數(shù)據(jù)結構，由于錯誤的增量更新比起過時的地 圖危害更大，若在導航地圖端支持增量的恢復操作，用戶就能夠去除錯誤的增量數(shù)據(jù)對 地圖產生的影響，這樣導航應用就無須考慮數(shù)據(jù)容錯功能，也一樣能夠避免錯誤的增量數(shù)據(jù)對整個導航系統(tǒng)帶來的困擾。本發(fā)明包括如下步驟(1)根據(jù)所屬行政區(qū)把路網元素中的路口、路段進行分塊，令每一個路口、路段 屬于確定的一個塊內，并在塊內組織路口和路段數(shù)據(jù)，以便用于實現(xiàn)快速的尋路，然后 對每一塊數(shù)據(jù)建立索引，并在每個塊索引中預留增量導入接口 ；(2)與步驟(1)同步，根據(jù)路網元素的地理范圍屬性建立二級框選索引，以形成 提供按照地理范圍獲取地圖元素的接口；(3)利用預留增量導入接口可以導入一個增量局部路網，完成一次路網的局部更 新，同時，自動生成局部路網的備份信息；(4)如果在使用中某局部路網數(shù)據(jù)包含嚴重錯誤，可以利用備份信息刪除局部路 網，將地圖恢復到初始狀態(tài)，進而去除錯誤的增量數(shù)據(jù)對地圖產生的影響。如圖1所示，上述步驟(1)中的組織路口和路段數(shù)據(jù)方法包括如下步驟①為每一級每一塊數(shù)據(jù)建立塊索引b[i]，該塊索引中包含此塊數(shù)據(jù)索引的文件 位置、塊內元素的個數(shù)以及預留的增量鏈接指針，且增量鏈接指針初始指向一個無效位 置；把所有的塊索引按照塊號排列存放，創(chuàng)建塊索引文件；②在數(shù)據(jù)索引文件中，一個塊索引b[i]指向數(shù)據(jù)索引文件的一個位置，此位置 處存放的數(shù)據(jù)是第i塊內所有路網元素(路口或路段)的數(shù)據(jù)索引丨s[i，0],…，s[i, j],…，s[i, n-1]}；③在包含所有路網元素屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)索引文件中，每個數(shù)據(jù)索引s[i，j]指向 一個具體數(shù)據(jù)d[i，j]；④依據(jù)步驟① ③的指引關系，利用一個元素ID得到一個地圖元素的屬性數(shù) 據(jù)；⑤在第i塊(即地圖中任意指定的一個塊)內利用增量導入接口導入新增的增量 元素后，也可以依據(jù)步驟① ③的指引關系，實現(xiàn)利用一個元素ID得到一個新增地圖元 素的屬性數(shù)據(jù)；其中，增量導入接口的實現(xiàn)分為元素替換和元素添加如圖2所示，替換過程為將增量元素的數(shù)據(jù)d’ [i, j]添加到增量數(shù)據(jù)文件 D’中，該增量元素的數(shù)據(jù)索引s[i，j]原本指向數(shù)據(jù)d[i，j]的位置，現(xiàn)在把它修改為指 向d’ [i, j]的位置；如圖3所示，添加過程為首先進行增量塊索引建立，假設此塊已經經歷過 m-1次增量添加操作，其最新的塊索引為b^^i]，建立一個新的塊索引！^“^丨]添加到增 量塊索引文件B’中，并且令塊索引bd^i]中的增量鏈接指針指向b(m)[i]在增量塊索引 文件B’中的位置。將增量元素的數(shù)據(jù)d[i，nj添加到增量數(shù)據(jù)文件D’中，將該增量 元素的數(shù)據(jù)索引s[i，nj添加到增量數(shù)據(jù)索引文件S’中，此數(shù)據(jù)索引s[i，nj指向數(shù)據(jù) d[i, nm]在增量數(shù)據(jù)文件D’中的位置。上述步驟(2)中的二級框選索引，是為了提供利用地理范圍提取地圖元素的讀 取接口，利用步驟(1)中的鏈接關系已能夠按照路網元素的ID來提取所要元素，但是在 導航應用中，所有的路網元素都是依據(jù)地理范圍提取的。則利用二級框選索引提取地圖 元素讀取接口的方法如下①框選索引將全國范圍拆分成一個一個的網格單元(如圖4所示，其中Pb(Xb， Yb)為經緯度坐標，Grid為網格)，每個網格單元存儲在本網格單元內出現(xiàn)的所有路網元素的框選信息，令其中各框選信息為丨1，L，R丨，其中I是各元素的ID，其中L是各元素 的框選等級，R是各元素的外接矩形框；若網格單元內元素數(shù)大于預先設定的閥值A， 則將該網格單元再平均拆分為2X2個子單元，子單元與網格單元格式相同；如此遞歸拆 分，直到子單元內元素數(shù)量小于閥值A ；②根據(jù)導航應用需求，利用框選等級對框選到的所有元素進行過濾，進而得到 此導航應用所需的特定地圖元素；例如地圖瀏覽功能調用的框選會把所有路段都選擇出 來，而地圖匹配調用的框選可以過濾掉所有的路口內部路段；特別的，框選等級可以設 為無效等級，使得任何導航功能的框選調用都無法選擇出這類路段。
上述步驟(3)中的增量局部路網導入，是把局部路網中的元素一一融合到原始 路網的過程，依據(jù)元素的類型其融合過程可以分為以下兩種①如果一個局部路網中的元素e在原始路網中存在，則融合過程為元素替換 元素e的數(shù)據(jù)索引為sO，其屬性數(shù)據(jù)的地址即為sO，替換過程是，在新地址si處寫入元 素e的新屬性數(shù)據(jù)，然后把其索引值改為si (如圖2所示)。②如果一個局部路網中的元素e在原始路網中不存在，則融合過程為元素添加 在新地址Sl處寫入元素e的屬性數(shù)據(jù)，添加一個新的索引值sl，指向元素e的屬性數(shù)據(jù) (如圖3所示)。上述步驟(3)中局部路網的備份信息是將所有元素的備份信息結合，構成局部 路網的備份信息，且備份信息根據(jù)融合過程的類型也分為兩種形式的備份①進行元素替換時的備份信息為{D，sO, sl},其中，D為元素ID，sO為原始 數(shù)據(jù)索引，sl為新數(shù)據(jù)索引。②進行元素添加時的備份信息為{D，sl},其中，D為元素ID，sl為新數(shù)據(jù)索 弓丨；且在元素添加時的備份還需要添加其框選索引，即對新增元素，構造一個框選信息 {L, R丨，其中L為框選等級，R為元素的外接矩形框，將此框選信息添加到新元素所屬 的網格中。上述步驟(4)中的路網恢復，是利用備份信息消除局部路網影響的過程，其具 體步驟是利用元素的備份信息逐條剔除增量元素，其剔除過程分為以下兩種①如果一個局部路網中的元素e在原始路網中存在，則剔除過程為拿到其備 份信息{D，sO, sl},將此元素e的數(shù)據(jù)索引由sl恢復到sO。②如果一個局部路網中的元素e在原始路網中存在，則剔除過程為在框選索 引中找到元素e的框選信息{I，L，R}，將其框選等級L設為無效級，這樣元素e就不會 被任何導航應用框選提取了。上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍不限于此，在本發(fā)明技術 方案的基礎上，凡根據(jù)本發(fā)明原理對個別步驟進行的改進和等同變換，均不應排除在本 發(fā)明的保護范圍之外。
權利要求
1.一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其包括如下步驟(1)根據(jù)所屬行政區(qū)把路網元素中的路口、路段進行分塊，令每一個路口、路段屬于 確定的一個塊內，并在塊內組織路口和路段數(shù)據(jù)，然后對每一塊數(shù)據(jù)建立索引，并在每 個塊索引中預留增量導入接口；(2)根據(jù)路網元素的地理范圍屬性建立二級框選索引，以形成提供按照地理范圍獲取 地圖元素的接口；(3)利用預留增量導入接口導入一個增量局部路網，同時生成局部路網的備份信息；(4)當某局部路網數(shù)據(jù)包含嚴重錯誤時，利用備份信息刪除局部路網，將地圖恢復到 初始狀態(tài)。
2.如權利要求1所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述 步驟(1)中的所述組織路口和路段數(shù)據(jù)方法包括如下步驟①為每一級每一塊數(shù)據(jù)建立塊索引，該塊索引中包含此塊數(shù)據(jù)索引的文件位置、塊 內元素的個數(shù)以及預留的增量鏈接指針，且增量鏈接指針初始指向一個無效位置；把所 有的塊索引按照塊號排列存放，創(chuàng)建塊索引文件；②在數(shù)據(jù)索引文件中，一個塊索引指向數(shù)據(jù)索引文件的一個位置；③在包含所有路網元素屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)索引文件中，每個數(shù)據(jù)索引指向一個具體數(shù)據(jù)；④依據(jù)所述步驟① ③的指引關系，利用一個元素ID得到一個地圖元素的屬性數(shù)據(jù)；⑤在地圖中任意指定的一個塊內利用增量導入接口導入新增元素后，也依據(jù)所述步 驟① ③的指引關系，實現(xiàn)利用一個元素ID得到一個新增地圖元素的屬性數(shù)據(jù)。
3.如權利要求1所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述 步驟(2)中的所述二級框選索引提取地圖元素讀取接口的方法如下①框選索引將全國范圍拆分成一個一個的網格單元，每個網格單元存儲在本網格單 元內出現(xiàn)的所有路網元素的框選信息；若網格單元內元素數(shù)大于預先設定的閥值，則將 該網格單元再平均拆分為2X2個子單元，子單元與網格單元格式相同；如此遞歸拆分， 直到子單元內元素數(shù)量小于預先設定的閥值；②根據(jù)導航應用需求，利用框選等級對框選到的所有元素進行過濾，得到此導航應 用所需的特定地圖元素。
4.如權利要求2所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述 步驟(2)中的所述二級框選索引提取地圖元素讀取接口的方法如下①框選索引將全國范圍拆分成一個一個的網格單元，每個網格單元存儲在本網格單 元內出現(xiàn)的所有路網元素的框選信息；若網格單元內元素數(shù)大于預先設定的閥值，則將 該網格單元再平均拆分為2X2個子單元，子單元與網格單元格式相同；如此遞歸拆分， 直到子單元內元素數(shù)量小于預先設定的閥值；②根據(jù)導航應用需求，利用框選等級對框選到的所有元素進行過濾，得到此導航應 用所需的特定地圖元素。
5.如權利要求1或2或3或4所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述步驟(3)中的增量局部路網導入把局部路網中的元素一一融合到原始路網， 其融合過程分為以下兩種①如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則融合過程為元素替換；②如果一個局部路網中的元素在原始路網中不存在，則融合過程為元素添加。
6.如權利要求1或2或3或4所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征 在于所述步驟(3)中局部路網的備份信息根據(jù)所述融合過程的類型分為兩種形式的備 份①進行元素替換時的備份信息為元素ID、元素原始數(shù)據(jù)索引和元素新數(shù)據(jù)索引；②進行元素添加時的備份信息為元素ID和元素新數(shù)據(jù)索引，在元素添加時的備份還 需要添加其框選索引。
7.如權利要求5所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述 步驟(3)中局部路網的備份信息根據(jù)所述融合過程的類型分為兩種形式的備份①進行元素替換時的備份信息為元素ID、元素原始數(shù)據(jù)索引和元素新數(shù)據(jù)索引；②進行元素添加時的備份信息為元素ID和元素新數(shù)據(jù)索引，在元素添加時的備份還 需要添加其框選索引。
8.如權利要求1或2或3或4或7所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其 特征在于所述步驟(4)中的路網恢復是利用元素的備份信息逐條剔除增量元素，其剔 除過程分為以下兩種①如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則根據(jù)其備份信息將該元素的數(shù) 據(jù)索引由其新數(shù)據(jù)索引恢復到原始數(shù)據(jù)索引；②如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則在框選索引中找到該元素的框 選信息，將其框選等級設為無效級即可。
9.如權利要求5所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述 步驟(4)中的路網恢復是利用元素的備份信息逐條剔除增量元素，其剔除過程分為以下 兩禾中①如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則根據(jù)其備份信息將該元素的數(shù) 據(jù)索引由其新數(shù)據(jù)索引恢復到原始數(shù)據(jù)索引；②如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則在框選索引中找到該元素的框 選信息，將其框選等級設為無效級即可。
10.如權利要求6所述的一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其特征在于所述 步驟(4)中的路網恢復是利用元素的備份信息逐條剔除增量元素，其剔除過程分為以下 兩禾中①如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則根據(jù)其備份信息將該元素的數(shù) 據(jù)索引由其新數(shù)據(jù)索引恢復到原始數(shù)據(jù)索引；②如果一個局部路網中的元素在原始路網中存在，則在框選索引中找到該元素的框 選信息，將其框選等級設為無效級即可。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種更新車載導航系統(tǒng)地圖數(shù)據(jù)的方法，其包括如下步驟(1)根據(jù)所屬行政區(qū)把路網元素中的路口、路段進行分塊，令每一個路口、路段屬于確定的一個塊內，并在塊內組織路口和路段數(shù)據(jù)，然后對每一塊數(shù)據(jù)建立索引，并在每個塊索引中預留增量導入接口；(2)根據(jù)路網元素的地理范圍屬性建立二級框選索引，以形成提供按照地理范圍獲取地圖元素的接口；(3)利用預留增量導入接口導入一個增量局部路網，同時生成局部路網的備份信息；(4)當某局部路網數(shù)據(jù)包含嚴重錯誤時，利用備份信息刪除局部路網，將地圖恢復到初始狀態(tài)。本發(fā)明能支持導航地圖的增量更新，提高地圖現(xiàn)勢性。本發(fā)明可以廣泛應用于支持車載導航系統(tǒng)地圖路網的局部更新和恢復中。
文檔編號G01C21/32GK102012232SQ201010541540
公開日2011年4月13日 申請日期2010年11月11日 優(yōu)先權日2010年11月11日
發(fā)明者張照生, 李克強, 李挺, 楊殿閣, 王建強, 王釗, 羅禹貢, 連小珉, 鄭四發(fā) 申請人:清華大學