專利名稱：自動(dòng)更新電子交通地圖的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于自動(dòng)更新電子交通地圖的方法及其所用的系統(tǒng)。
電子地圖系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)與管理地圖的軟件系統(tǒng)。通常，一張地圖可根據(jù)內(nèi)容，先被分解成多個(gè)圖層，例如公路層、鐵路層、河流層、建筑物層。在每一層中，再用計(jì)算機(jī)地圖系統(tǒng)中的元素來(lái)表現(xiàn)普通地圖的元素，目前的電子地圖元素，不外是點(diǎn)(或符號(hào))，線，區(qū)域與文字四種。點(diǎn)(或符號(hào))用來(lái)表示地圖上地點(diǎn)的信息，例如商場(chǎng)、學(xué)校、汽車站等，在地圖系統(tǒng)中，點(diǎn)只有位置和表示什么的概念，沒(méi)有大??；線用于表示區(qū)域的分割，各種道路以及大比例尺下的河流，表現(xiàn)為一組坐標(biāo)點(diǎn)之間的連線，線有長(zhǎng)度和表示什么線的概念，沒(méi)有寬度；區(qū)域用于表示地區(qū)以及小比例尺地圖中的學(xué)校、建筑物等，區(qū)域有位置與面積的概念。地圖元素的屬性分為兩個(gè)部分，一是地理屬性，即位置、長(zhǎng)短、大小、面積；地圖元素表示什么內(nèi)容的部分，作為地圖對(duì)象的屬性數(shù)據(jù)。
電子地圖的各種元素，由人工或自動(dòng)地從航拍照片、原始地圖，通過(guò)描繪、掃描，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行繪制，并相應(yīng)地輸入各種地圖對(duì)象所表示內(nèi)容的信息數(shù)據(jù)。在電子地圖可方便地用于各行各業(yè)的信息檢索、查詢、決策使用，屬性數(shù)據(jù)的可通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)方便地進(jìn)行維護(hù)、更新。這種方式的電子地圖生成，清楚地分為地圖的制作者和地圖的使用者。通常，一份電子地圖的生成要經(jīng)過(guò)如下的過(guò)程(1)航拍和地測(cè)，獲得實(shí)際的地形、地貌數(shù)據(jù)；(2)拼接，把多份航拍而來(lái)的資料，根據(jù)坐標(biāo)定位，拼接在一起；(3)分層，根據(jù)地形、地貌類型，把資料按層次進(jìn)行分析和分解；(4)數(shù)字化，把有效的數(shù)據(jù)用數(shù)字化儀描到計(jì)算機(jī)中，或直接掃描，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行矢量化并進(jìn)行修改；(5)信息標(biāo)注，為地圖對(duì)象添加附屬信息；(6)發(fā)布，選取一部分層次和地圖對(duì)象進(jìn)行包裝，向使用單位發(fā)布。
這種地圖生成過(guò)程，其特點(diǎn)是·每一份新地圖，都是從頭開(kāi)始的，雖然也可對(duì)原有電子地圖進(jìn)行修改，但修改什么仍然需要大量的人工干預(yù)。
·地圖是基于地圖出版者的需要出發(fā)的，并不體現(xiàn)使用者的需求。
在實(shí)際生活中，地圖上的對(duì)象，除了屬性數(shù)據(jù)是不斷發(fā)生變化以外，地圖對(duì)象本身也在不斷變化，目前的地圖出版，也包括電子地圖，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上實(shí)際的變化。尤其是在交通、管網(wǎng)領(lǐng)域，道路的變化，路口的設(shè)置，單、雙行方向的改變，使用常規(guī)的地圖系統(tǒng)，是無(wú)法體現(xiàn)這些要求的。同時(shí)，在交通、管網(wǎng)這些方面，線路的長(zhǎng)度并不能體現(xiàn)出通過(guò)此段線路需要花費(fèi)的時(shí)間或流量，路線的選擇也不能僅僅以距離的遠(yuǎn)近作依據(jù)。
本發(fā)明的目的在于提供一種自動(dòng)更新電子交通地圖的方法及其所用的系統(tǒng)，它借助于GPS車載定位系統(tǒng)，自動(dòng)完成對(duì)電子交通地圖的更新和修改，從而可以及時(shí)地對(duì)動(dòng)態(tài)變化的交通線路進(jìn)行跟蹤并對(duì)原有的電子交通地圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新，同時(shí)這種方法及系統(tǒng)還可以大大減少對(duì)人工干預(yù)的需要，并且可以更好地體現(xiàn)地圖使用者的意愿。
本發(fā)明所說(shuō)的自動(dòng)更新電子交通地圖的方法，它包括下列步驟(1)將電子交通地圖上的道路按其使用頻度進(jìn)行分類；(2)利用裝載在車輛或其它移動(dòng)設(shè)施上的車載GPS/GSM模塊在行駛途中隨時(shí)接收發(fā)自定位衛(wèi)星的定位信號(hào)，并且計(jì)算出汽車當(dāng)前所處的位置信息；(3)通過(guò)GSP/GSM模塊定時(shí)把此車輛的標(biāo)記信息及位置信息經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至地圖中心；(4)按車輛記錄每臺(tái)車的移動(dòng)軌跡，并存儲(chǔ)在地圖中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中；(5)把車輛移動(dòng)軌跡與原有交通地圖中的道路進(jìn)行比較，尋找相匹配的道路，如果有匹配的道路，則增加此道路的使用頻度記錄；如果沒(méi)有，則在地圖上新畫上一條道路，作為新畫的道路；(6)定時(shí)對(duì)所有道路進(jìn)行頻度分析，并對(duì)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，剔除已陳舊的內(nèi)容并及時(shí)增加更新的內(nèi)容，由此完成對(duì)電子交通地圖的更新。
本發(fā)明所說(shuō)的自動(dòng)更新電子交通地圖系統(tǒng)包括車載GPS/GSM模塊、地圖中心數(shù)據(jù)接收與組織模塊和地圖管理與分析模塊，其中所說(shuō)的車載GPS/GSM模塊，包括安裝在車輛或其他移動(dòng)設(shè)施上的GPS定位部分和GSM通信部分，負(fù)責(zé)接收GPS定位衛(wèi)星的信號(hào)、計(jì)算移動(dòng)設(shè)施當(dāng)前所處的位置并定時(shí)經(jīng)GSM通信部件通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)，以短消息SMS的形式將定位信息發(fā)送到地圖中心；所說(shuō)的地圖中心數(shù)據(jù)接收與組織模塊，通過(guò)與GSM網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商建立的專線，接收和分析來(lái)自移動(dòng)設(shè)施上車載GPS/GSM模塊的定位信息，并把定位信息按移動(dòng)設(shè)施為單位，存儲(chǔ)在地圖中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中；所說(shuō)的地圖管理與分析模塊，將由數(shù)據(jù)接收與組織模塊中獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，剔除已陳舊的內(nèi)容并及時(shí)增加更新的內(nèi)容。


圖1是本發(fā)明所說(shuō)的自動(dòng)更新電子交通地圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明所說(shuō)的車載GPS/GSM模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明所說(shuō)的數(shù)據(jù)接收與組織模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)描述。
如圖1中所示，本申請(qǐng)的自動(dòng)更新電子交通地圖系統(tǒng)更具體地由七部分組成，即全球定位系統(tǒng)1，車載GPS/GSM模塊2，GSM網(wǎng)絡(luò)3，SMS接收線路4，地圖中心數(shù)據(jù)接收與組織模塊5，地圖數(shù)據(jù)庫(kù)6，地圖管理與分析模塊7。
所說(shuō)的全球定位系統(tǒng)1(GPS)，由美國(guó)國(guó)防部建立，其標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)(SPS)適合民用。SPS的精度為50米內(nèi)(概率50％)和100米內(nèi)(概率95％)。這一精度可以應(yīng)用差分GPS技術(shù)加以改進(jìn)。
所說(shuō)的車載GPS/GSM模塊2是一個(gè)體積大約為130×120×35mm模塊，它一般隱蔽地被安裝在車輛的底部(完全封閉)或座位底下。(最好的安裝位置取決與不同型號(hào)的車輛)。該模塊2具有許多功能和內(nèi)部零件。主要包括GPS定位部分和GSM通信部分，它可以被單獨(dú)作為數(shù)據(jù)記錄的設(shè)備，也通過(guò)GSM調(diào)制解調(diào)器提供即時(shí)的位置信息。它還能為許多外圍設(shè)備提供接口。該GPS/GSM模塊還可以加載一個(gè)內(nèi)部的差分接收器，以達(dá)到改良即時(shí)GPS的精確度。
所說(shuō)的GSM網(wǎng)絡(luò)3，由GSM網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商提供。此系統(tǒng)將利用該網(wǎng)絡(luò)的短信息服務(wù)功能(SMS)、數(shù)據(jù)通信功能，以及語(yǔ)音通信功能。
所說(shuō)的SMS接收線路4，是由GSM網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商到數(shù)據(jù)分組與準(zhǔn)備服務(wù)器直接連接的一條通信線路，移動(dòng)設(shè)施以SMS方式發(fā)送的位置信息可不經(jīng)排隊(duì)處理，直接送到數(shù)據(jù)服務(wù)器。
所說(shuō)的數(shù)據(jù)接收與組織模塊5，包括GSM調(diào)制解調(diào)器，差分分析儀及計(jì)算機(jī)，分批接收移動(dòng)設(shè)施發(fā)送來(lái)的位置信息，按移動(dòng)設(shè)施為單位，按時(shí)間為循序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，減低誤差和干擾，進(jìn)行分組和存儲(chǔ)。
所說(shuō)的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)6，組織存儲(chǔ)了電子交通地圖的各個(gè)階段的各個(gè)內(nèi)容。
所說(shuō)的地圖管理與分析模塊7，將由數(shù)據(jù)接收與組織模塊5中獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)6中的現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，剔除已陳舊的內(nèi)容并及時(shí)增加更新的內(nèi)容。
本發(fā)明所說(shuō)的車載GPS/GSM模塊2其詳細(xì)結(jié)構(gòu)如圖2所示。該模塊主要包括兩大部分，即GPS定位部分和GSM通信部分，具體地說(shuō)包括內(nèi)部的GPS接收器8，內(nèi)部的GSM調(diào)制解調(diào)器9，鍵盤接口10，輸入/輸出和串口11，內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12，內(nèi)部的微處理器13，GPS天線14，GSM天線15和鍵盤16。其中，GPS天線14與GPS接收器8連接，GSM天線15與GSM調(diào)制解調(diào)器9連接，鍵盤16與鍵盤接口10相連。其中GPS接收器8，GSM調(diào)制解調(diào)器9，鍵盤接口10，輸入/輸出和串口11，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器12，微處理器13均與數(shù)據(jù)總線17連接。
該GPS接收器8用于處理GPS信號(hào)并計(jì)算車輛所在的具體位置。具體地說(shuō)，例如可選用Compucat公司的產(chǎn)品，其GPS接收器不僅具有12個(gè)平行接收通道并具有敏感的RF前端。先進(jìn)的軟件運(yùn)算方法為在困難的環(huán)境也提供了優(yōu)良的性能，諸如在大樓林立、大樹(shù)遮擋的區(qū)域等等。在電源開(kāi)著之后進(jìn)行快速的定位，以及在信號(hào)消失之后進(jìn)行快速的查詢，以達(dá)到使該GPS接收器一直處于車輛追蹤的理想狀態(tài)。
該GSM調(diào)制解調(diào)器9，支持聲音通訊(通過(guò)一個(gè)話筒)，數(shù)據(jù)通過(guò)短信息服務(wù)傳輸(SMS)或通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路及小區(qū)廣播進(jìn)行傳輸。該部件及天線15可用手機(jī)替代，手機(jī)通過(guò)連接線直接接在串口11上。
鍵盤16用于人工操作，可選用各種鍵盤或按鈕。
存儲(chǔ)器12儲(chǔ)存暫時(shí)接收到的數(shù)據(jù)。1兆的內(nèi)部不易失的內(nèi)存儲(chǔ)器是用于詳細(xì)記錄車輛歷史位置的信息。位置的信息可以選擇不斷地記錄或間隔的記錄用于重演和分析或者產(chǎn)生一段記錄。在需要獲得詳細(xì)的位置信息時(shí)，此記錄的數(shù)據(jù)是無(wú)法用價(jià)值進(jìn)行衡量的。記錄的數(shù)據(jù)在停電的時(shí)候也不會(huì)丟失。當(dāng)主板上的信息被寫滿以后，將會(huì)按順序?qū)⒁郧暗臄?shù)據(jù)所覆蓋。存儲(chǔ)器可以儲(chǔ)存50,000～60,000條記錄。每一條記錄都包括日期，時(shí)間，車輛標(biāo)識(shí)，緯度，經(jīng)度，速度，方向和GPS狀態(tài)。該記錄數(shù)據(jù)的類型和數(shù)量可以進(jìn)行設(shè)置。記錄在車載GPS/GSM模塊上的數(shù)據(jù)可以通過(guò)電腦連接線或者通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS或者Datacall將數(shù)據(jù)下載下來(lái)。當(dāng)設(shè)定執(zhí)行特殊功能諸如開(kāi)門，激活報(bào)警等等功能時(shí)，該內(nèi)存也可以設(shè)置為記錄這類信息諸如外圍設(shè)備數(shù)據(jù)、日期/時(shí)間、車輛位置。
內(nèi)部的微處理器(CPU)13用于實(shí)施本模塊進(jìn)行定位信息接受、發(fā)送和操作的功能。一個(gè)內(nèi)部的微處理器為不同的系統(tǒng)提供了智能化的接口。該微處理器從GPS接收器的輸出口讀出位置信息，按正確格式處理記錄和傳輸，然后將信息傳給內(nèi)部的GSM調(diào)制解調(diào)器。該模塊幾乎全部的功能都是由軟件提供的。因此可以為用戶提供最大限度的靈活性，在GPS/GSM模塊內(nèi)的處理器可以在不從車輛中取出的情況下，對(duì)其進(jìn)行在升級(jí)。如果需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改造或者擴(kuò)展則只需要通過(guò)軟件升級(jí)。
該車載GPS/GSM模塊最少可以為外圍設(shè)備提供多個(gè)輸入和輸出的接口諸如報(bào)警系統(tǒng)，緊急狀況開(kāi)關(guān)，門鎖，車輛打火等等。該GPS/GSM模塊也為數(shù)字通信設(shè)備提供了端口，用于可能的設(shè)備諸如移動(dòng)數(shù)據(jù)終端或者車載PC等等。
在圖3中，本發(fā)明所說(shuō)的數(shù)據(jù)接收和組織模塊5由GSM調(diào)制解調(diào)器18，計(jì)算機(jī)19，差分分析儀20組成，GSM調(diào)制解調(diào)器18通過(guò)專線與GSM網(wǎng)絡(luò)提供商連接，接收所有安裝車載GPS/GSM模塊2的移動(dòng)設(shè)施發(fā)送來(lái)的短消息，并把數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)19。計(jì)算機(jī)19則把與位置信息有關(guān)的數(shù)據(jù)連同此移動(dòng)設(shè)施的歷史數(shù)據(jù)送差分分析儀，進(jìn)行干擾信息排除和誤差校正，并把分析結(jié)果取回。然后，以移動(dòng)設(shè)施為單位，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，排除干擾信息，并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)19中。
下面將具體地以道路電子交通地圖更新為例詳細(xì)描述電子交通地圖的自動(dòng)更新過(guò)程。該過(guò)程包括下列步驟1、將電子交通地圖上的道路按其使用頻度進(jìn)行分類，具體地例如可分為新畫的道路，經(jīng)常使用的道路，長(zhǎng)期未用的道路；2、安裝車載GPS/GSM模塊2的汽車，在行駛途中，隨時(shí)接收發(fā)自三棵以上定位衛(wèi)星的定位信號(hào)；3、GPS/GSM模塊2中的GPS部件計(jì)算出汽車當(dāng)前所處的位置信息；4、通過(guò)GSP/GSM模塊2中的GSM部件，定時(shí)把此車輛的標(biāo)記信息及位置信息經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至地圖中心的數(shù)據(jù)接收和分析模塊5；5、地圖中心數(shù)據(jù)接收和接收模塊5按車輛記錄每臺(tái)車的移動(dòng)軌跡；6、地圖中心的地圖管理與分析模塊7把車輛軌跡與原有交通地圖中的道路進(jìn)行比較，找到相匹配的道路；7、如果有匹配的道路，則增加此道路的使用頻度記錄；如果沒(méi)有，則在地圖上新畫上一條道路，作為新畫的道路；8、定時(shí)對(duì)所有道路進(jìn)行頻度分析，一定時(shí)間內(nèi)未使用的道路，被作為長(zhǎng)期未用的道路，由此完成對(duì)電子交通地圖的更新。
權(quán)利要求
1．一種自動(dòng)更新電子交通地圖的方法，它包括下列步驟(1)將電子交通地圖上的道路按其使用頻度進(jìn)行分類；(2)利用裝載在車輛或其它移動(dòng)設(shè)施上的車載GPS/GSM模塊在行駛途中隨時(shí)接收發(fā)自定位衛(wèi)星的定位信號(hào)，并且計(jì)算出汽車當(dāng)前所處的位置信息；(3)通過(guò)GSP/GSM模塊定時(shí)把此車輛的標(biāo)記信息及位置信息經(jīng)GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至地圖中心；(4)按車輛記錄每臺(tái)車的移動(dòng)軌跡，并存儲(chǔ)在地圖中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中；(5)把車輛移動(dòng)軌跡與原有交通地圖中的道路進(jìn)行比較，尋找相匹配的道路，如果有匹配的道路，則增加此道路的使用頻度記錄；如果沒(méi)有，則在地圖上新畫上一條道路，作為新畫的道路；(6)定時(shí)對(duì)所有道路進(jìn)行頻度分析，并對(duì)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，剔除已陳舊的內(nèi)容并及時(shí)增加更新的內(nèi)容，由此完成對(duì)電子交通地圖的更新。
2．用于權(quán)利要求1所說(shuō)方法的自動(dòng)更新電子交通地圖系統(tǒng)，其特征在于包括車載GPS/GSM模塊(2)、地圖中心數(shù)據(jù)接收與組織模塊(5)和地圖管理與分析模塊(7)，其中所說(shuō)的車載GPS/GSM模塊(2)，包括安裝在車輛或其他移動(dòng)設(shè)施上的GPS定位部分和GSM通信部分，負(fù)責(zé)接收GPS定位衛(wèi)星的信號(hào)、計(jì)算移動(dòng)設(shè)施當(dāng)前所處的位置并定時(shí)經(jīng)GSM通信部件通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)，以短消息SMS的形式將定位信息發(fā)送到地圖中心；所說(shuō)的地圖中心數(shù)據(jù)接收與組織模塊模塊(5)，通過(guò)與GSM網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商建立的專線，接收和分析來(lái)自移動(dòng)設(shè)施上車載GPS/GSM模塊(2)的定位信息，并把定位信息按移動(dòng)設(shè)施為單位，存儲(chǔ)在地圖中心的數(shù)據(jù)庫(kù)(6)中；所說(shuō)的地圖管理與分析模塊(7)，將由數(shù)據(jù)接收與組織模塊(5)中獲得的數(shù)據(jù)，對(duì)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(6)中的現(xiàn)有地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較，剔除已陳舊的內(nèi)容并及時(shí)增加更新的內(nèi)容。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中還包括全球定位系統(tǒng)(1)，GSM網(wǎng)絡(luò)(3)，SMS接收線路(4)和地圖數(shù)據(jù)庫(kù)(6)。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所說(shuō)的車載GPS/GMS模塊(2)包括內(nèi)部的GPS接收器(8)，內(nèi)部的GSM調(diào)制解調(diào)器(9)，鍵盤接口(10)，輸入/輸出和串口(11)，內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(12)，內(nèi)部的微處理器(13)，GPS天線(14)，GSM天線(15)和鍵盤(16)，并且GPS天線(14)與GPS接收器(8)連接，GSM天線(15)與GSM調(diào)制解調(diào)器(9)連接，鍵盤(16)與鍵盤接口(10)相連。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中該GSM調(diào)制解調(diào)器(9)及GSM天線(15)可用手機(jī)替代，手機(jī)通過(guò)連接線直接接在串口(11)上。
6．根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其中所說(shuō)的數(shù)據(jù)接收和組織模塊(5)包括GSM調(diào)制解調(diào)器(18)，計(jì)算機(jī)(19)和差分分析儀(20)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種自動(dòng)更新電子交通地圖的方法及其所用系統(tǒng)。該方法及系統(tǒng)借助于GPS車載定位系統(tǒng),自動(dòng)完成對(duì)電子交通地圖的更新和修改,從而可以及時(shí)地對(duì)動(dòng)態(tài)變化的交通線路進(jìn)行跟蹤并對(duì)原有的電子交通地圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新,同時(shí)這種系統(tǒng)還可以大大減少對(duì)人工干預(yù)的需要,并且可以更好地體現(xiàn)地圖使用者的意愿。
文檔編號(hào)G06K9/20GK1300032SQ0110057
公開(kāi)日2001年6月20日 申請(qǐng)日期2001年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月16日
發(fā)明者張建平 申請(qǐng)人:張建平