DE60028143T2

DE60028143T2 - Verfahren zur Erzeugung einer durch ein Navigationssystem berechneten Vorschauroute

Info

Publication number: DE60028143T2
Application number: DE60028143T
Authority: DE
Inventors: Matthew Friederich; William Mcdonough; Richard Ashby
Original assignee: Navteq North America LLC
Current assignee: Garmin Switzerland GmbH
Priority date: 1999-08-03
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2007-03-15
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: US6249742B1; US6122593A; DE60028143D1; EP1074959A2; ATE327497T1; EP1074959B1; EP1074959A3; JP2001091287A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Bereitstellen von Vorschaurouten, die mit Navigationssystemen berechnet werden, die für Fahrzeuge verwendet werden, die auf Straßen fahren.
Navigationssysteme stehen für Fahrzeuge (wie etwa Automobile, Lastwägen, Busse usw.) zur Verfügung, die auf Straßen fahren. Diese fahrzeugeigenen Navigationssysteme bieten den Endbenutzern (wie etwa Fahrern und/oder Beifahrern der Fahrzeuge, in denen die Navigationssysteme installiert sind) verschiedene nützliche, auf die Navigation bezogene Merkmale. Z.B. sind einige Navigationssysteme in der Lage, eine optimale Route zu bestimmen, um auf Straßen zwischen Orten in einem geographischen Bereich zu fahren. Durch Nutzung der Eingabe vom Endbenutzer und optional von einem Gerät, das einen physischen Ort bestimmen kann (wie etwa ein GPS-System), kann das Programm in dem Navigationssystem verschiedene Routen zwischen zwei Orten prüfen, um eine optimale Route zu bestimmen, um von einem Ursprung zu einem Zielort in einem geographischen Bereich zu fahren. Das Navigationssystem kann dann den Endbenutzer mit Informationen über die optimale Route in der Form von Anweisungen versorgen, die die Fahrmanöver identifizieren, die der Endbenutzer vornehmen muss, um von dem Ursprung zum Zielort zu fahren. Die Anweisungen können in der Form visueller und/oder hörbarer Anweisungen vorliegen, die entlang dem Weg bereitgestellt werden, wenn der Endbenutzer die Route befährt. Auf Computerdisplays, die Teil der Navigationssystemhardware sind, sind einige Navigationssysteme in der Lage, detaillierte Karten zu zeigen, die die Routen zu den Zielorten, die Typen von Manövern, die an verschiedenen Orten entlang den Routen vorzunehmen sind, die Orte bestimmter Typen von Merkmalen usw. aufleuchten lassen.
Um diese verschiedenen Typen von Merkmalen bereitzustellen, verwenden Navigationssysteme geographische Daten. Die geographischen Daten können in der Form einer oder mehrerer Datenbanken vorliegen, die Daten enthalten, die physische Merkmal ein einem geographischen Bereich repräsentieren. Die geographischen Datenbanken können Daten enthalten, die die Straßen und Kreuzungen in einem geographischen Bereich repräsentieren, und können auch Information in Bezug auf die dargestellten Straßen und Kreuzungen enthalten, wie etwa Abbiegeverbote an Kreuzungen, Geschwindigkeitbegrenzungen entlang den Straßen, Straßennamen der verschiedenen Straßen, Adressbereiche entlang den Straßen usw.
Obwohl Navigationssysteme viele wichtige Merkmale bereitstellen, bleibt Raum für Verbesserungen. Ein Bereich, in dem Raum für Verbesserungen liegt, bezieht sich auf das Bereitstellen eines Routenvorschaumerkmals. Ein Routenvorschaumerkmal liefert dem Endbenutzer eine Vorschau einer berechneten Route. Die Vorschau kann aus einem Umriss oder einer Zusammenfassung der berechneten Route bestehen. Der Umriss oder die Zusammenfassung kann die Namen der Straßen in der berechneten Route sowie eine begrenzte Menge von anderer Information beinhalten. Die Routenvorschau kann dem Endbenutzer als Text oder graphisch angezeigt oder anderweitig bereitgestellt werden. Die Routenvorschau enthält keine detaillierten Manöveranweisungen zum Befahren der Route.
Die Routenvorschau wird dem Endbenutzer präsentiert, kurz nachdem die Route durch das Navigationssystem berechnet worden ist, jedoch bevor der Endbenutzer entlang der Route weit gefahren ist. Eine Vorschau der berechneten Route bietet dem Endbenutzer eine Gelegenheit, sich die Route allgemein bekannt zu machen, bevor er mit der Fahrt auf der Route beginnt. Einige Navigationssysteme können dem Endbenutzer eine Chance bieten, die berechnete Route zurückzuweisen oder möglicherweise die berechnete Route zu modifizieren, wenn die Routenvorschau präsentiert wird. Z.B. könnte der Endbenutzer den Wunsch haben, eine Straße in einer berechneten Route zu vermeiden, die bekanntermaßen starken Verkehr, Baustellen-Verzögerungen etc. aufweist. Auf der Basis der Information in der Routenvorschau könnte der Endbenutzer das Navigationssystem auffordern, eine alternative Route zu berechnen. Selbst wenn der Endbenutzer keine alternative Route anfordert, könnte der Endbenutzer lieber die Straßen in der berechneten Route kennenlernen, bevor er die berechnete Route befährt. Indem man somit dem Endbenutzer eine Vorschau der berechneten Route bietet, bevor der Endbenutzer entlang der Route fährt, kann dies ein nützliches und wünschenswertes Merkmal sein.
Obwohl eine Routenvorschau ein wünschenswertes Merkmal sein kann, kann es mit einigen Navigationssystemen schwierig sein, diese bereitzustellen. Einige Navigationssysteme haben relativ beschränkte Rechenrecoucen, wie etwa einen relativ beschränkten Speicher, eine relativ langsame I/O, relativ langsame Prozessoren etc.
Ein Weg, eine Routenvorschau mit einem Navigationssystem bereitzustellen, ist es, die Namen der Straßen oder anderer Details aus den Manöveranweisungen zu extrahieren, die durch die Routenführungsfunktion des Navigationssystems erzeugt werden. Wie oben erwähnt, enthalten einige Navigationssysteme eine Routenführungsfunktion, die dem Endbenutzer visuelle und/oder hörbare Manöveranweisungen gibt, die die Manöver identifizieren, die erforderlich sind, um die berechnete Route von dem Ursprung zum Zielort zu fahren. Die Manöveranweisungen, die von der Routenführungsfunktion erzeugt werden, können sehr detailliert sein und dementsprechend können wesentliche Rechenrecoucen des Navigationssystems benötigt werden, um die Manöveranweisungen zu erzeugen und bereitzustellen. Jedoch werden die Manöveranweisungen einmal bereitgestellt, sobald die Route befahren wird. Somit kann auch ein Navigationssystem, das relativ mäßige Rechenrecoucen hat, einem Endbenutzer reiche detaillierte Manöveranweisungen bieten, weil eine relativ lange Zeit zur Verfügung steht, um die Manöveranweisungen zu erzeugen und bereitzustellen.
Dieser Aspekt der Routenführungsfunktion kann es schwierig machen, die Daten aus den Manöveranweisungen zu verwenden, die durch die Routenführungsfunktion erzeugt werden, um eine Vorschau der berechneten Route bereitzustellen. Da die Daten, die für eine Routenvorschau erforderlich sind (z.B. Namen von Straßen und möglicherweise andere Information) in relativ komplexen Manöveranweisungen eingebettet sind, die von der Routenführungsfunktion erzeugt werden, kann das Erzeugen der Manöveranweisungen und dann Extrahieren der für die Routenvorschau erforderlichen Information aus den Manöveranweisungen wesentliche Rechenrecoucen erfordern. Wenn das Navigationssystem relativ begrenzte Rechenrecoucen hat, kann das Bereitstellen eines Routenvorschaumerkmals auf diese Weise relativ langsam sein. Da es ein Zweck des Routenvorschaumerkmals ist, es dem Endverbraucher zu erlauben, zu bewerten, ob er die berechnete Route vor dem Befahren der Route akzeptiert, ist es ein wichtiges Merkmal, dass die Routenvorschaufunktion auch an Navigationssystemen mit begrenzten Recourcen relativ rasch arbeitet. Daher ist es erforderlich, eine Routenvorschaufunktion bereitzustellen, die auch an Navigationssystemen mit begrenzten Recourcen rasch arbeitet.
Einige eingebaute Fahrzeugnavigationssysteme haben größere Rechenrecoucen, z.B. mehr Speicher und schnellere I/O. Benutzer dieser Typen von eingebauten Fahrzeugnavigationssystemen können auch aus Verbesserungen Nutzen ziehen, die ermöglichen, dass eine Vorschau einer berechneten Route rasch erzeugt wird.
Auf Navigation bezogene Information und Merkmale können auch auf anderen Rechenplattformen als eingebaute Fahrzeugnavigationssystemen bereitgestellt werden. Navigationsanwenderprogramme, die navigationsbezogene Merkmale bereitstellen, stehen an verschiedenen Arten von Computerhardwareplattformen und mit verschiedenen Arten von Computerarchitekturen zur Verfügung. Z.B. können Navigationsanwenderprogramme an Personal Computern bereitgestellt werden, einschließlich Desktopcomputern und tragbaren Computern.
Navigationsanwenderprogramme können auch an verteilten Systemen bereitgestellt werden, wie etwa Netzwerken, einschließlich drahtlosen Netzwerken und Internet. Navigationsanwenderprogramme können auch an Hand-held-Computervorrichtungen enthalten sein, wie etwa Personal Digital System, Telefone, Pager, PalmPilot^®-Geräte usw. Zusätzlich können Navigationsanwenderprogramme an elektronischen Spezialzweckvorrichtungen enthalten sein, wie etwa persönlichen Navigationssystemen. Benutzer von Navigationsanwenderprogrammen, die an diesen Typen von Plattformen und Systemen installiert sind, können auch aus Verbesserungen Nutzen ziehen, die ermöglichen, dass eine Vorschau einer berechneten Route rasch erzeugt wird.
Die EP 0636863 offenbart ein Navigationssystem zum Führen eines Fahrzeugs zu einem Ziel gemäß einer vorbestimmten Route.
Somit gibt es Bedarf danach, eine Routenvorschaufunktion mit einem Navigationssystem oder einem Navigationsanwenderprogramm bereitzustellen. Es gibt auch Bedarf danach, eine Routenvorschaufunktion bereitzustellen, die auch auf Rechenplattformen, die relativ begrenzte Recourcen haben, rasch arbeitet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf diese und andere Ziele stellt die vorliegende Erfindung eine Vorschaufunktion für ein Navigationssystem bereit. Insbesondere sieht die Erfindung ein Verfahren zum Bereitstellen einer durch ein Navigationsgerät berechneten Vorschauroute gemäß Anspruch 1 vor.
In besonderen Ausführungen verwendet das Navigationssystem eine geographische Datenbank, um eine Lösungsroute zu einem Ziel zu bestimmen, und liefert detaillierte Manöveranweisungen, um der berechneten Lösungsroute zu folgen. Die Vorschaufunktion bietet eine Zusammenfassung der Lösungsroute vor dem Bereitstellen von detaillierten Manöveranweisungen, um der Lösungsroute zu folgen. Die Vorschaufunktion ist in der Programmierung des Navigationssystems enthalten. Die Vorschaufunktion verwendet ein in der geographischen Datenbank eingebautes Merkmal, worin der Teil der geographischen Datenbank, der von dem Navigationssystem verwendet wird, wenn es eine Lösungsroute bestimmt, Referenzen zu einem anderen Teil der geographischen Datenbank enthält, der den tatsächlichen Text der Namen der dargebotenen Straßen enthält. Da das Navigationssystem die Daten in der geographischen Datenbank verwendet, um die Lösungsroute zu bestimmen, werden Daten, die die Straßen in der Lösungsroute repräsentieren, eingespart, einschließlich den Referenzen zu dem anderen Teil der geographischen Datenbank, der den tatsächlichen Text der Namen der Straßen enthält. Nachdem die Lösungsroute bestimmt ist, wertet die Vorschaufunktion die Daten aus, die die Straßen in der Lösungsroute repräsentieren, und liefert eine Liste von Routenvorschaudatenstrukturen. Die Routenvorschaudatenstrukturen enthält die Referenzen zu dem Teil der geographischen Datenbank, der den tatsächlichen Text der Namen der Straßen enthält. Die Liste der Routenvorschaudatenstrukturen wird dazu verwendet, dem Benutzer des Navigationssystems eine Vorschau zu geben, die eine Zusammenfassung der Lösungsroute enthält. Die dem Verwender gegebene Vorschau kann die Namen der Straßen in der Lösungsroute enthalten. Die Namen können aus der geographischen Datenbank erhalten werden, die die Referenzen benutzen, die in der Liste der Routenvorschaudatenstrukturen enthalten sind. Wenn die Namen erhalten werden, können die Referenzen umgeordnet werden, um den Zugriff auf den tatsächlichen Text der Namen rasch zu erleichtern. Durch Bereitstellen einer Vorschau der berechneten Route kann der Benutzer die Route kennenlernen, bevor er eine detaillierte Führung dazu erhält, der Route zu folgen.
Zu den Zwecken dieser Offenbarung versteht sich unter einem "Navigationssystem" ein in einem Fahrzeug installiertes Navigationssystem (d.h. ein eingebautes Fahrzeugnavigationssystem). Unter einem "Navigationssystem" versteht sich auch jede Softwareanwendung, die auf einer Computerplattform installiert ist, die navigationsbezogene Merkmale bereitstellt und geographische Daten verwendet, einschließlich Anwendungen, die an Personal Computern, Netzwerken, tragbaren elektronischen Vorrichtungen usw. installiert sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Navigationssystem darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein näheres Detail einiger der Softwarekomponenten des in 1 gezeigten Navigationssystems zeigt.
3 stellt eine Karte dar, die einen geographischen Bereich zeigt, der durch die geographische Datenbank von 1 repräsentiert wird.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts der Karte von 3.
5 ist ein Diagramm, das unterschiedliche Typen von Daten darstellt, die in der geographischen Datenbank von 1 enthalten sind, zur Verwendung mit verschiedenen Navigationsanwenderfunktionen.
6 zeigt Komponenten einer der Routendatenaufzeichnungen, die in den in 5 gezeigten Routendaten enthalten sind.
7 zeigt Komponenten einer der Navigierbarkeitsmerkmaldatenaufzeichnungen, die in den in 5 gezeigten Navigationsmerkmaldaten enthalten sind.
8 ist ein Diagramm, das separate Ebenen von Daten in den in 5 gezeigten Routendaten darstellt.
9 ist ein Diagramm, das die Anordnung von Datenpaketen in der geographischen Datenbank von 1 zeigt.
10 zeigt eine Karte des geographischen Bereichs von 4, die die Anwendung eines Paketbildungsverfahrens auf räumlich organisierte geographische Daten darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das Beziehungen zwischen der Routenberechnungsanwendung, der Routenführungsanwendung und der in 2 gezeigten Routenvorschaufunktion zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der Ausgabe der in 11 gezeigten Routenberechnungsanwendung zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das Schritte zeigt, die von der in 11 gezeigten Routenvorschaufunktion durchgeführt werden.
14 ist ein Blockdiagramm, das Tests zeigt, die von der in 13 gezeigten Routenvorschaufunktion durchgeführt werden.
15 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten der in 13 gezeigten Routenvorschaudatenstruktur zeigt.
16 ist ein Flussdiagramm, das Schritte zeigt, die von der in 11 gezeigten Namenzugriffsfunktion, Manageranwendung genannt, durchgeführt werden.
17 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten einer Routendatenaufzeichnung zeigt, gemäß einer ersten alternativen Ausführung.
18 ist ein Blockdiagramm, das Komponenten eines Pakets von Routendaten zeigt, gemäß einer anderen alternativen Ausführung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER GEGENWÄRTIG BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
I. NAVIGATIONSSYSTEM – ÜBERBLICK
In Bezug auf 1 ist ein Blockdiagramm eines Navigationssystems 110 gezeigt. Das Navigationssystem 110 ist in einem Fahrzeug 111, wie etwa einem Auto oder einem Lastwagen, angebracht, obwohl in alternativen Ausführungen das Navigationssystem 110 auch außerhalb eines Fahrzeugs angeordnet sein könnte, oder in verschiedenen anderen Plattformen oder Umgebungen implementiert sein könnte, wie nachfolgend beschrieben. Das Navigationssystem 110 ist eine Kombination von Hardware- und Softwarekomponenten. In einer Ausführung enthält das Navigationssystem 110 einen Prozessor 112, ein mit dem Prozessor 112 verbundenes Laufwerk 114 sowie eine nicht flüchtige Speichervorrichtung 116 zum Speichern von Programmen 118 und gegebenenfalls anderer Information. Der Prozessor 112 kann irgend eine von in Navigationssystemen verwendeten Bauarten haben, wie etwa 32-Bit-Prozessoren, die einen flachen Adressraum verwenden, wie etwa einen Hitachi SH1, einen Intel 80386, einen Intel 960, einen Motorola 68020 (oder andere Prozessoren, die einen ähnlichen oder größeren Adressraum haben). Es können auch andere Prozessortypen als diese geeignet sein, sowie auch Prozessoren, die in der Zukunft entwickelt werden könnten.
Das Navigationssystem 110 kann auch ein Positionierungssystem 124 enthalten. Das Positionierungssystem 24 kann Technologie vom GPS-Typ verwenden, ein System vom Kopplungstyp oder Kombinationen von diesen, oder andere Typen, die alle in der Technik bekannt sind. Das Positionierungssystem 124 kann geeignete Sensiervorrichtungen 125 enthalten, die die Fahrwegstrecke, Geschwindigkeit, Richtung usw. des Fahrzeugs messen. Das Positionierungssystem 124 kann auch eine geeignete Technologie enthalten, um ein GPS-Signal in einer Weise zu erhalten, die in der Technik bekannt ist. Das Positionierungssystem 124 liefert an den Prozessor 112 eine Ausgabe. Die Ausgabe von dem Positionierungssystem 124 wird durch die Software 118 verwendet, die auf dem Prozessor 112 läuft, um den Ort, die Richtung, Geschwindigkeit etc. des Navigationssystems 110 zu bestimmen.
Das Navigationssystem 110 enthält auch eine Benutzerschnittstelle 131. Die Benutzerschnittstelle 131 enthält geeignetes Gerät, das es dem Endbenutzer erlaubt, Information in das Navigationssystem einzugeben. Diese Eingabeinformation kann eine Anforderung enthalten, das die Navigierbarkeitsmerkmale des Navigationssystems nutzt. Z.B. kann die Eingabeinformation eine Anforderung nach einer Route zu einem gewünschten Zielort enthalten. Die Eingabeinformation kann auch andere Informationsarten enthalten. Das Gerät, das zur Eingabe von Information in das Navigationssystem verwendet wird, kann ein Tastenfeld, eine Tastatur, ein Mikrophon etc. sowie geeignete Software enthalten, wie etwa ein Spracherkennungsprogramm. Die Benutzerschnittstelle 131 enthält auch ein geeignetes Gerät, das Information zurück zum Endbenutzer liefert. Dieses Gerät kann ein Display, Lautsprecher oder andere Mittel beinhalten.
In Bezug auf die 1 und 2 kann das Programm 118 von einem nicht flüchtigen Speicher 116 in ein RAM 134 geladen werden, das dem Prozessor 112 zugeordnet ist, um das Navigationssystem zu betreiben. Das Programm 118 enthält navigationsbezogene Anwendersoftware 119, die die Navigationsfunktionen und Merkmale des Navigationssystems 110 liefert. Die navigationsbezogene Anwendersoftware 119 verwendet geographische Daten 140, gegebenenfalls in Verbindung mit der Ausgabe von dem Positionierungssystem 124, um verschiedene Navigierbarkeitsmerkmale und Funktionen bereitzustellen. Die navigationsbezogene Anwendersoftware 119 kann separate Komponentenanwendungen enthalten, auch als Programme, Unterprogramme, Routinen oder Tools bezeichnet, die diese verschiedenen navigationsbezogenen Merkmale und Funktionen bereitstellen.
2 zeigt einige Komponentenanwendungen für eine Ausführung der navigationsbezogenen Software 119, die in dem Navigationssystem 110 von 1 enthalten ist. Diese Komponentenanwendungen können Geocodierung 141 enthalten (worin geographische Koordinaten von dem Positionierungssystem 124 auf Daten bezogen werden, die Merkmale repräsentieren, die in den geographischen Daten 140 repräsentiert sind), Routenberechnung 142, Routenführung 144 (worin detaillierte Richtungen zum Erreichen eines gewünschten Zielorts bereitgestellt werden), ein Kartendisplay 146, eine Fahrzeugpositionierung 148 (worin eine Fahrzeugposition auf geographische Daten 140 bezogen wird) und andere Funktionen 152. Es können andere Komponentenanwendungen, Programme oder Tools in dem Navigationsprogramm 119 enthalten sein.
In einer vorliegenden Ausführung enthält die Navigationsanwendersoftware 119 eine Routenvorschaufunktion 150. In dieser Ausführung ist die Routenvorschaufunktion 150 Teil der Routenführungsanwendung 144. Die Routenvorschaufunktion 150 ist von den Funktionen 151 getrennt, die detaillierte Manöveranweisungen und Erläuterungen bereitstellen, wenn das Fahrzeug entlang der Route fährt, die durch die Routenberechnungsanwendung 142 berechnet ist. Die Routenvorschaufunktion 150 wird unten im näheren Detail beschrieben. In einer alternativen Ausführung kann die Routenvorschaufunktion 150 als eine Anwendung bereitgestellt werden, die von der Routenführungsanwendung 144 getrennt ist.
Die Komponentenanwendungen des Programms 118 können gemeinsam durch definierte Programmschnittstellen hindurch arbeiten. Die navigationsbezogene Anwendersoftware 119 kann auf geographische Daten 140 direkt zugreifen, oder alternativ greift die Navigationsanwendersoftware 119 auf die geographischen Daten 140 durch eine Schnittstellenebene 154 und ein Betriebssystem 156 zu. Die Schnittstellenebene 154 und das Betriebssystem 156 können Teil des Programms 118 sein, oder können separat vorgesehen sein. (Eine Ausführung einer Schnittstellenebene ist in der US 6 047 280 beschrieben.)
Zusätzlich zu den navigationsbezogenen Anwendungen 119 kann das Programm 118 auch eine Manageranwendersoftware 155 enthalten. Die Manageranwendersoftware 155 bietet Schnittstellen zur Hardware in der Benutzerschnittstelle 131 und dem Positionierungssystem 124. Die Manageranwendersoftware 155 kann auch Koordinaten aus Daten von den navigationsbezogenen Anwendungen 119 anfordern.
II. DIE GEOGRAPHISCHEN KARTENDATENBANK
A. Überblick
Die Geschwindigkeit und/oder Funktionalität eines Navigationssystems kann durch Verbesserungen im Speicher, der Anordnung und/oder Strukturierung der geographischen Daten verbessert werden, die von dem System benutzt werden. Diese Verbesserungen können die Verwendung der Daten durch jene Funktionen in den navigationsbezogenen Anwendungen in dem Navigationssystem erleichtern, welche die Daten benutzen. Auf der Basis der Art und Weise, in der die geographischen Daten gespeichert, angeordnet und/oder strukturiert werden, können die Funktionen in den navigationsbezogenen Anwendungen 119, die auf die Daten zugreifen und diese benutzen, Routinen implementieren, die die Verbesserungen, die in den geographischen Daten eingebaut sind, verwerten. Diese Kombination kann in einer ingesamt verbesserten Leistung des Navigationssystems resultieren.
In Bezug auf 2 sind die geographischen Daten 114 in einer oder mehreren Datenbanken 162 organisiert und auf einem Speichermedium 164 gespeichert. Das Speichermedium 164 ist in dem Laufwerk 114 installiert, sodass die geographischen Daten 140 von dem Navigationssystem gelesen und benutzt werden können. Das Speichermedium 164 kann abnehmbar und austauschbar sein, sodass ein Speichermedium mit einer geeigneten Datenbank 162 für den geographischen Bereich, in dem das Fahrzeug fährt, benutzt werden kann. Zusätzlich kann das Speichermedium 164 austauschbar sein, sodass die geographische Datenbank 140 darauf leicht aktualisiert werden kann. In einer Ausführung kann die geographische Datenbank durch Navigation Technologies Corporation, Rosemont, Illinois, geliefert werden. Jedoch versteht es sich, dass die hierin offenbarten erfinderischen Konzepte nicht auf irgend eine bestimmte Datenquelle beschränkt sind.
In einer Ausführung ist das Speichermedium 164 eine CD-ROM-Disk. In einer alternativen Ausführung kann das Speichermedium 164 eine PCMCIA-Karte sein, wobei in diesem Fall das Laufwerk 114 durch einen PCMCIA-Schlitz ersetzt werden würde. Es können auch verschiedene andere Speichermedien verwendet werden, einschließlich Festplatten, DVD-Disks oder anderen gegenwärtig verfügbaren Speichermedium sowie Speichermedien, die in der Zukunft entwickelt werden könnten. Das Speichermedium 164 und die geographischen Daten 140 brauchen nicht physisch am Ort des Navigationssystems vorgesehen sein. In alternativen Ausführungen kann das Speichermedium 164, auf dem einige oder alle der geographischen Daten 140 gespeichert sind, vom Rest des Navigationssystems entfernt angeordnet sein, und Teile der geographischen Daten können nach Bedarf über einen Kommunikationslink geliefert werden.
Die geographische Datenbank 162 enthält Information über das Straßennetzwerk in dem geographischen Bereich. In einer Ausführung enthält die geographische Datenbank 162 Knotendaten und Segmentdaten. Diese Daten repräsentieren Komponenten des physischen Straßennetzwerks. Knotendaten repräsentieren physische Orte in dem geographischen Bereich (wie etwa Straßenkreuzungen und andere Positionen), und Segmentdaten repräsentieren Abschnitte von Straßen zwischen den durch die Knoten repräsentierten physischen Orten. Jedes Straßensegment in dem geographischen Bereich wird durch eine Straßensegmentdatenentität (d.h. einer Aufzeichnung) in der geographischen Datenbank 162 repräsentiert. Jeder Straßensegmentdatenaufzeichnung in der Datenbank 162 sind zwei Knoten zugeordnet, die die Koordinatenpositionen an jedem Ende des Straßensegments repräsentieren, das durch die Straßensegmentdatenaufzeichnung repräsentiert wird. Die Information, die in den Knoten- und Segmentdatenentitäten enthalten ist, wird in Bezug auf die 3, 4 und 6 erläutert. (Die Begriffe "Knoten" und "Segmente" repräsentieren nur eine Terminologie zum Beschreiben dieser physischen geographischen Merkmale, und auch eine andere Terminologie zum Beschreiben dieser Merkmale soll im Umfang dieser Konzepte eingeschlossen sein).
3 stellt eine Karte 210 eines geographischen Bereich 212 dar. In dem geographischen Bereich 212 sind eine Mehrzahl von Orten 214 gezeigt. Jeder der Orte 214 repräsentiert einen Platz oder Punkt in dem geographischen Bereich 212, an dem sich ein Merkmal befindet, von es erwünscht ist, dass Information in der geographischen Datenbank 162 enthalten ist. Jeder dieser Orte 214 hat einen eindeutigen physischen Ort (geographische Länge und Breite und optional die absolute oder relative Höhenlage), und jeder dieser Orte 214 kann durch dessen zweidimensionale (oder dreidimensionale) geographische Koordinaten eindeutig identifiziert werden, d.h. geographische Breite, Länge und optional Höhenlage. Ein Ort 214 kann einer Kreuzung entsprechen, an der zwei oder mehr Straßen zusammentreffen, einem Punkt entlang einem Straßensegment, an dem sich die Richtung der Straße verändert, einem Punkt entlang einem Straßensegment, an der sich die Geschwindigkeitsbegrenzung ändert, einem Punkt, an dem eine Straße ein blindes Ende erreicht usw. Der Ort 214 kann einer Position eines interessierenden Punkts entsprechen, wie etwa eines Hotels oder eines öffentlichen Zentrums, einer Begrenzung eines natürlichen Merkmals, wie etwa einem Sees, oder eine Position entlang einer Eisenbahnlinie oder Fähre. Die Orte 214 können irgend etwas entsprechen, das sich in dem geographischen Bereich 212 physisch befindet.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Ausschnitts 216 der Karte 210. Der Ausschnitt 216 in 4 stellt einen Teil des Straßennetzwerks 220 in dem geographischen Bereich 212 dar. Das Straßennetzwerk 220 enthält u.a. Straßen und Kreuzungen, die sich in dem geographischen Bereich 212 befinden. Wie in 4 gezeigt, ist dem dargestellten Ausschnitt 216 der Karte 210 jede Straße in dem geographischen Bereich 212 aus einem oder mehreren Segmenten zusammengesetzt, 222(1), 222(2) ... 222(n). In einer Ausführung repräsentiert ein Straßensegment einen Abschnitt der Straße. In 4 ist jedes Straßensegment 222 so gezeigt, dass ihm zwei Knoten 223 zugeordnet sind: Ein Knoten repräsentiert einen Punkt am einen Ende des Straßensegments, und der andere Knoten repräsentiert einen Punkt am anderen Ende Straßensegments. Der Knoten an jedem Ende eines Straßensegments kann einem Ort entsprechen, an dem die Straße mit einer anderen Straße zusammentrifft, z.B. eine Kreuzung, oder wo die Straße blind endet.
In einem Typ von geographischer Datenbank gibt es zumindest einen Datenbankeintrag (auch als "Entität" oder "Aufzeichnung" bezeichnet) für jedes Straßensegment, das in einem geographischen Bereich repräsentiert wird. Eine Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 ist in 6 gezeigt. Dieser Straßensegmentdatenaufzeichnung kann Information zugeordnet sein (wie etwa "Attribute", "Felder" etc.), die eine Identifikation der Knoten erlaubt, die dem Straßensegment zugeordnet sind, und/oder der geographischen Positionen (z.B. die Breiten- und Längenkoordinaten) der zwei Knoten. Zusätzlich kann der Straßensegmentaufzeichnung Information zugeordnet sein (z.B. mehr "Attribute", "Felder" etc.), die die Fahrgeschwindigkeit auf dem Abschnitt der Straße spezifizieren, der durch die Straßensegmentaufzeichnung repräsentiert ist, die Fahrrichtung, die auf dem Straßenabschnitt zulässig ist, der durch die Straßensegmentaufzeichnung repräsentiert ist, welche Abbiegebeschränkungen an jedem der Knoten gelten, die den Kreuzungen an den Enden des Straßenabschnitts entsprechen, der durch die Straßensegmentaufzeichnung repräsentiert ist, Straßenadressbereiche des Straßenabschnitts, der durch die Straßensegmentaufzeichnung repräsentiert ist, den Namen der Straße usw. Die einem Straßensegment zugeordneten verschiedenen Attribute können in einer einzigen Straßensegmentaufzeichnung enthalten sein, oder sind bevorzugt in mehr als einem Typ von Straßensegmentaufzeichnung enthalten, die einander kreuzreferenziert werden.
In einer geographischen Datenbank, die den Bereich 212 repräsentiert, kann auch ein Datenbankeintrag (eine Entität oder Aufzeichnung) für jeden Knoten in dem geographischen Bereich vorhanden sein. Knotendatenaufzeichnungen 260 sind in 6 gezeigt. Den Knotendatenaufzeichnungen kann Information zugeordnet sein (wie etwa "Attribute", "Felder" etc.), die eine Identifikation des Straßensegments oder der Straßensegmente erlaubt, das bzw. die hiermit verbunden ist, oder um deren geographische Position (z.B. deren Breiten- und Längenkoordinaten).
B. Separate Teilsätze geographischer Daten
Ein Weg, mit dem der Zugriff auf geographische Daten verbessert werden kann, um verschiedene navigationsbezogene Funktionen durchzuführen, ist, separate Ansammlungen oder Teilsätze der geographischen Daten bereitzustellen, zur Verwendung von jeder der separaten Funktionen, die von den navigationsbezogenen Anwendungen durchgeführt werden (119 in 2). Jeder dieser separaten Teilsätze ist spezifisch zur Verwendung von einer oder mehreren bestimmten der Funktionen zugeschnitten. Z.B. verwendet die Routenberechnungsfunktion 142 normalerweise nur einen Teil der gesamten Information in der geographischen Datenbank 162, die einem Straßensegment zugeordnet ist. Wenn die Routenberechnungsfunktion 142 läuft, kann sie Information anfordern, wie etwa die Geschwindigkeit entlang einem Straßensegment, Abbiegeverbote von einem Straßensegment zum anderen usw. Jedoch benötigt die Routenberechnungsfunktion 142 nicht notwendigerweise den Namen der Straße, um eine Route zu berechnen. Ähnlich, wenn man die Kartenanzeigefunktion 146 verwendet, sind einige der Informationen, die einem Straßensegment zugeordnet sind, wie etwa die Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Abbiegebeschränkungen, nicht erforderlich. Stattdessen verwendet sie, wenn die Routenführungsfunktion 144 läuft, Information, die den durch das Straßensegment repräsentierten Namen der Straße enthält, den Adressbereich entlang dem Straßensegment, etwaige Zeichen entlang dem Straßensegment usw. Obwohl es eine Überschneidungen mit den Informationstypen geben könnte, die von den verschiedenen Navigationsfunktionen verwendet werden, werden einige der Daten, die von einer dieser Navigationsfunktionen verwendet wird, durch eine andere der Funktionen nicht verwendet. Wenn der gesamten Information, die sich auf jedes Straßensegment bezieht, ein einziger Dateneintrag in einer einzigen Datenbank zugeordnet wäre, dann würde jede Datenentitätsaufzeichnung relativ groß. Wenn immer irgend eine der Navigationsfunktionen 119 auf eine Entitätsaufzeichnung zugreift, dann müsste sie somit in den Speicher eine signifikante Informationsmenge einlesen, von der ein Großteil von der Navigationsfunktion nicht benötigt würde. Wenn darüber hinaus die Datenentität von dem Medium 164 gelesen wird, könnten relativ wenige Dateneinträge auf einmal gelesen werden, da jede Datenentität relativ groß wäre.
Um die Information in der geographischen Datenbank 162 in einem Format bereitzustellen, das von jeder der Navigationsfunktionen 119 effizienter genutzt werden kann, sind separate Teilsätze der gesamten geographischen Datenbank 162 für einen gegebenen geographischen Bereich für jede der unterschiedlichen Typen von Navigationsfunktionen 119 vorgesehen.
5 stellt ein Diagramm der geographischen Datenbank 162 dar. Die geographische Datenbank 162 umfasst separate Sätze von Routenbildungsdaten 236, kartographischen Daten 238 (z.B. Kartenanzeige), Manöverdaten 240 (zur Routenführung), Interessierender-Punkt-Daten 242 (zum Identifizieren spezifischer interessierender Punkte, wie etwa Hotels, Restaurants, Museen, Stadien, Flughäfen etc.), Kreuzungsdaten 244 (zum Identifizieren mit Namen versehener Kreuzungen), Navigierbarkeitsmerkmalnamendaten 246 (zum Identifizieren der echten Namen von Straßen und anderen geographischen Mekrmalen), Postleitzahl-Daten 248 und Ortsdaten 250 (zum Identifizieren von Verwaltungsstellen, wie etwa Gemeinden, Staaten, Länder usw.). Die geographische Datenbank 162 kann auch Datenteilsätze für andere Datentypen 252 enthalten.
Jeder Datenteilsatz enthält nur die Daten, die eine bestimmte Navigationsfunktion benötigen. Somit enthalten die Routendaten die Datenattribute, die sich auf die Navigation beziehen. Die kartographischen Daten enthalten Datenattribute, die sich auf die Anzeige von Karten beziehen. Die Manöverdaten enthalten Attribute, die sich auf die Erläuterung einer Route beziehen (z.B. Routenführung). Es gibt eine gewisse Überschneidung von Daten zwischen diesen Teilsätzen, mit dem Ergebnis, dass einige Teile der Daten in mehr als einem Teilsatz enthalten sein können. Z.B. können sowohl ein Straßensegmentdateneintrag in dem Routenbildungsdatenteilsatz 236 sowie auch ein Straßensegmentdateneintrag in dem kartographischen Datenteilsatz 238 Attribute enthalten, die Knoten identifizieren, die an den Enden der Segmente angeordnet sind. Obwohl diese Verdopplung insgesamt mehr Datenspeicherplatz erfordert, entnimmt jede der Navigationsfunktionen Vorteile aus der resultierenden Effizienz dahin, kleinere Datenmengen zu handhaben.
Das Vorsehen separater Teilsätze geographischer Daten für jede der Navigationsfunktionen berücksichtigt auch, dass die Nutzung jeder dieser Navigationsfunktionen sich auf die anderen der Funktionen in erwarteter Weise bezieht. Z.B. könnte ein Endbenutzer zuerst den Wunsch haben, eine gegenwärtige Position zu sehen, dann ein Ziel einzugeben, dann Anweisungen zu erhalten, wie man zu dem Ziel losfährt, dann eine Karte betrachten, die den Anfangsabschnitt der Route zeigt, dann weitere Informationen erhalten, dann eine Karte des nächsten Abschnitts der Route angezeigt bekommen usw. Wegen dieses Typs des erwarteten Gebrauchs sorgt die Aufteilung der Daten in Teilsätze für die effiziente Nutzung von Daten, wenn jede separate Funktion verwendet wird.
Obwohl die Aufteilung der geographischen Daten in Teilsätze für eine effiziente Nutzung der Daten durch jede der unterschiedlichen Navigationsfunktionen sorgt, muss man dafür sorgen, dass die unterschiedlichen navigationsbezogenen Funktionen, die diese unterschiedlichen Teilsätze der Datenbank verwenden, zusammenarbeiten. Z.B. könnte es im oben beschriebenen Beispiel, nachdem ein Endbenutzer eine berechnete Route erhalten hat, gewünscht sein, eine Karte auf dem Display der Benutzerschnittstelle anzuzeigen, wobei die berechnete Route aufleuchtet. Um dies zu erreichen, wird zuerst auf den Routenteilsatz 236 der geographischen Daten zugegriffen, um die Routenstraßensegment-Datenentitäten für die optimale Route zu erhalten, und dann wird auf den kartographischen Teilsatz 238 der geographischen Daten zugegriffen, um kartographische Straßensegment-Datenentitäten zu erhalten, die den Routendatenentitäten entsprechen. Um zu ermöglichen, dass diese Datenteilsätze zusammenarbeiten, können Indizes enthalten sein, die für Kreuzreferenzen sorgen, die Verzweigungen suchen oder andere Datensuchtechniken. Indizes können innerhalb jedes der Datenteilsätze oder außerhalb eines der Teilsätze angeordnet sein. In 5 sind externe Indizes 254 gezeigt. Die Speicherung von Indizes außerhalb der Daten, die indexiert werden, hat den Vorteil, dass der Index geladen und zur Bestimmung genutzt werden kann, welche der Daten unter den verschiedenen Datenteilsätzen als Nächstes geladen werden müssen.
Wieder in Bezug auf 6 sind dort zwei Arten von Datenaufzeichnungen gezeigt, die in den in 5 gezeigten Routenbildungsdaten 236 enthalten sind. 6 zeigt Komponenten einer Routenbildungsdatenaufzeichnung (oder Entität) 258 und zwei Knotendatenaufzeichnungen (oder Entitäten) 260(1) und 260(2). Die Straßensegmentaufzeichnung 258 enthält eine Segment-ID 258(1), durch die Datenaufzeichnung in der geographischen Datenbank 162 identifiziert werden kann. Die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 kann auch Daten 258(2) enthalten, die etwaige Beschränkungen über die Fahrtrichtung des Fahrzeugs angeben, die auf dem dargestellten Straßensegment zulässig ist. Die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 enthält Daten 258(3), die eine Geschwindigkeitskategorie angeben (d.h. die maximal zulässige Fahrgeschwindigkeit auf dem dargestellten Straßensegment). Die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 kann auch Daten 258(4) enthalten, die anzeigen, ob das angegebene Straßensegment Teil einer Straße mit kontrolliertem Zugang ist (wie etwa eine Autobahn), eine Auffahrt zu einer Straße mit kontrolliertem Zugang usw. Die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 kann auch Daten 258(5) enthalten, die einen Rang des angegebenen Straßensegments angeben. (Ein Rang eines Straßensegments kann dessen funktioneller Klasse entsprechen. Z.B. können Straßensegmente mit dem Rang "4" Straßen mit hohem Volumen und kontrolliertem Zugang enthalten, wie etwa Autobahnen und Schnellstraßen. Straßensegmente mit einem Rang von "3" können Straßen mit hohem Volumen mit wenig Geschwindigkeitsveränderungen sein, sind aber nicht notwendigerweise Straßen mit kontrolliertem Zugang. Die niederrangigen Straßen betreffen entsprechend geringere Volumina und haben allgemein mehr Geschwindigkeitsveränderungen oder langsamere Geschwindigkeiten. Straßensegmente mit dem Rang von "0" können sich auf die niedrigsten Volumina beziehen. Z.B. können dies Seitenstraßen, Alleen etc. beinhalten.)
Die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 enthält auch Daten, die den Namen oder die Namen des dargestellten Straßensegments anzeigen, wenn es einen Namen für das Straßensegment geben sollte. In einer Ausführung beinhaltet die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 ein oder mehrere Referenzen 258(6) zu einer oder mehreren entsprechenden Datenaufzeichnungen, die in dem Navigierbarkeitsmerkmal-Datenteilsatz 246 enthalten sind. Die Straßen können durch mehr als einen Namen bekannt sein. Die geographische Datenbank 162 kann in dem Navigierbarkeitsmerkmal-Namendatenteilsatz 246 alle Namen enthalten, unter denen diese Straße bekannt ist. Dies erlaubt es dem Endbenutzer, einen beliebigen Namen, unter dem eine Straße bekannt ist, als gewünschtes Ziel zu spezifizieren. Jedoch sind in der vorliegenden Ausführung nicht alle Namen, unter denen eine Straße bekannt ist, von der Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 genannt. Stattdessen weisen eine oder mehrere Referenzen 258(6) in der Routendatensegmentaufzeichnung 258 zu nur den Namen, die auf Straßenschildern verwendet werden, die sich auf das Straßensegment beziehen. Insbesondere enthalten in einer gegenwärtigen Ausführung die Referenz(en) 258(6) in der Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 ein oder mehrere IDs, die auf die Aufzeichnungen in den Navigierbarkeitsmerkmalnamendaten 246 zeigen oder diese anderweitig identifiziert, die den oder die Namen enthalten, unter denen das angegebenen Straßensegment durch irgend eines der Straßenschilder entlang dem dargestellten Straßensegment benannt ist. Namen auf den Straßenschildern werden benutzt, weil diese Namen die Namen sein können, unter denen die Straßen am besten bekannt sind. Zusätzlich werden Namen auf Straßenschildern deswegen benutzt, weil dies die Namen sind, auf die die Fahrer während der Fahrt treffen. (Wenn das Straßensegment, das durch die Straßensegmentdatenentität 258 repräsentiert ist, keinen Namen hat, gibt es keine Referenz zu einer Aufzeichnung in den Navigierbarkeitsmerkmaldaten 246.)
Die Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 enthält auch Daten 258(7), die die geographischen Koordinaten (z.B. Breiten- und Längengrad) der Endpunkte der Straßensegmente bereitstellen. In einer Ausführung sind diese Daten 258(7) eine Referenz auf Knotendatenaufzeichnungen 260(1) und 260(2), die die Knoten repräsentieren, die den Endpunkt des angegebenen Straßensegments entsprechen.
Auch sind der Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 Daten 258(7)(1)(2) sowie 258(7)(2)(2) zugeordnet, die die etwaigen gültigen Nachfolgesegmente an jedem Endpunkt des Straßensegments angeben, sowie Daten 258(7)(1)(2) und 258(7)(2)(2), die die etwaigen ungültigen Nachfolgesegmente an jedem Endpunkt des Straßensegments angeben. Die gültigen Nachfolger sind jede anderen Segmente, die sich an den Knoten anschließen, und an denen die Fahrt des Fahrzeugs über den Knoten hinweg zulässig ist, und die ungültigen Nachfolger sind jene anderen Segmente, die sich an den Knoten anschließen und auf denen die Fahrt des Fahrzeugs über den Knoten hinweg nicht zulässig ist.
Die Straßensegmentaufzeichnung 258 kann auch Daten 258(9) enthalten, die angeben, ob dem Segment eine spezielle Erläuterung zugeordnet ist, Daten 258(10), die angeben, ob das Segment Teil eines Kreisverkehrs ist, Daten 258(11), die angeben, ob das Segment Teil einer Fähre ist, Daten 258(12), die angeben, ob das Segment Teil einer speziellen Verkehrsführung ist, Daten 258(13), die angeben, ob das Segment Teil einer Autobahnkreuzung ist, Daten 258(14), die das Verwaltungsgebiet (z.B. Stadt, Staat etc.) angeben, in dem sich das dargestellte Straßensegment befindet, und Daten 258(15), die angeben, ob das Segment eine Fahrzeugbeschränkung hat (z.B. keine Lastwägen, keine Taxis etc.).
Die Straßensegmentaufzeichnung 258 kann auch andere Daten 258(8) enthalten oder diesen zugeordnet sein, die verschiedene andere Attribute des angegebenen Straßensegments beinhalten oder sich darauf beziehen. Die verschiedenen, einem Straßensegment zugeordneten Attribute können in einer einzigen Straßensegmentaufzeichnung enthalten sind, oder sie können in mehr als einem Typ von Aufzeichnung enthalten sein, die zueinander kreuzreferenziert sind.
7 zeigt Komponenten einer der Navigierbarkeitsmerkmalnamen-Datenaufzeichnungen 262, die in dem in 5 gezeigten Navigierbarkeitsmerkmaldaten 246 enthalten sind. Eine erste Datenkomponente der Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 ist eine Navigationsmerkmalnamen-ID 262(1). Die Navigationsmerkmalnamen-ID 262(1) ist eine eindeutige Zahl, die der Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 in der geographischen Datenbank 162 zugeordnet ist. Die Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 enthält auch eine Datenkomponente 262(2), die den Namen für das von der Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 angegebene Merkmal enthält. Im Falle einer Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262, die durch einen Namen auf einem Straßenschild-Attribut 258(6) referenziert ist, enthält diese Datenkomponente 262(2) den Namen, mit dem das dargestellte Straßensegment mit irgend welchen Straßenschildern entlang dem dargestellten Straßensegment bezeichnet wird. Wenn z.B. ein Name auf einem Straßenschild entlang dem angegebenen Straßensegment "HIGGINS" ist, dann erhält die Datenkomponente 262(2) der Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262, die sich auf den Namen auf Straßenschildreferenz 258(6) in dem Routenbildungssegment Datenaufzeichnungen 258 bezieht, die sich auf die so benannte Kreuzung bezieht, den Text "HIGGINS".
Eine andere Datenkomponente 262(3) der Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 enthält den Typ des Merkmals, auf den sich der Name (im Namensfeld 262(2) enthalten) bezieht. Wenn sich die Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 auf den Namen einer Straße bezieht, gibt diese Datenkomponente 262(3) an, dass die Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 einen Namen für eine "Straße" repräsentiert. Die Navigationsmerkmalnamensaufzeichnungen 262 werden auch dazu verwendet, die Namen anderer Arten benannter Merkmale zu repräsentieren, wie etwa Kreuzungen, Fähren usw. (Datenaufzeichnungen, die diese anderen Arten von Merkmalen repräsentieren, können sich auch auf Navigationsmerkmalnamensaufzeichnungen beziehen, um den Namen des angegebenen Merkmals zu erhalten.) Jede Navigationsmerkmalnamensaufzeichnung 262 kann auch andere Datenkomponenten 262(4) enthalten.
C. Anordnen der geographischen Daten in Ebenen
Ein anderer Weg, der die geographischen Daten organisieren kann, um deren Gebrauch zu verbessern, ist es, die Daten in Ebenen bereitzustellen. Einige der Navigationsfunktionen, wie etwa die Kartenanzeigefunktion 246 und die Routenberechnungsfunktion 242, können Daten in unterschiedlichen Detailebenen verwenden. Wenn man z.B. die Kartenanzeigefunktion 246 verwendet, ist es manchmal erwünscht, für ein Schwenken und Zoomen zu sorgen. Das Zoomen kann effizienter erfolgen, wenn die Kartenanzeigedaten 236 in Ebenen organisiert sind, mit größerem Detail in den tieferen Ebenen und weniger Detail in den höheren Ebenen. Ähnlich ist es, wenn man die Routenberechnungsfunktion 142 verwendet, auch vorteilhaft, die Daten mit unterschiedlichen Detaillierungsniveaus zu verwenden. Wenn man z.B. eine Route zwischen zwei Orten berechnet, wäre es ineffizient, alle möglichen Straßensegmente zu untersuchen, die von jeder Kreuzung entlang der Route abzweigt, einschließlich sekundären Straßen und Alleen. Stattdessen ist, sobald eine Route "auf" einer Hauptstraße oder einer Schnellstraße liegt, allgemein bevorzugt, auf den Hauptstraßen oder Schnellstraßen zu bleiben, bis es erforderlich wird, zu sekundären Straßen abzubiegen, wenn man sich dem Ziel annähert. Wenn die Routenbildungsdaten 236 in Ebenen angeordnet werden, können höhere Ebenen, die sekundäre Straßen weglassen, benutzt werden, um die Anzahl möglicher Straßensegmente zu minimieren, die bei der Berechnung der Route zu untersuchen sind. Daher sind bei einigen der Teilsätze von Datentypen die geographischen Daten in separaten Ansammlungen oder Gruppen vorgesehen, die separaten Ebenen entsprechen.
Die Anordnung in Ebenen kann durch den Rang des Straßensegments realisiert werden, wie oben beschrieben. Der Rang eines Straßensegments kann dazu benutzt werden, die höchste Datenebene zu spezifizieren, in der eine Straßensegmententität, die das Straßensegment repräsentiert, enthalten ist. Z.B. können, in Bezug auf 8, die Routentypdaten 236 fünf separate Datenebenen enthalten, R0, R1, R2, R3 und R4, die jeweils eine separate Ansammlung der Routenbildungsdaten mit unterschiedlichen Detaillierungsniveaus aufweisen, die von der Routenberechnungsfunktion 142 genutzt werden können. In den Routenbildungsdaten 236 der geographischen Datenbank enthält die Ebene 0 ("R0") die Straßensegmentdatenentität, die einen Rang von "0" oder höher haben. Somit enthält die Ebene 0 Straßensegmentdatenentitäten, die allen Abschnitten aller Straßen in dem geographischen Bereich entsprechen. Die Ebene 1 der Routenbildungsdaten 236 umfasst einen separaten Teilsatz (oder eine Ansammlung) der Routenbildungsdaten und enthält nur die Routensegmentdatenentitäten (und einige oder aller ihrer entsprechenden Routendatenattribute), die einen Rang von "1" oder höher haben. Die Ebene 2 der Routenbildungsdaten umfasst einen separaten Teilsatz der Routenbildungsdaten und enthält nur die Routensegmentdatenentitäten (und einige oder aller ihrer entsprechenden Navigationsdatenattribute), die einen Rang vom Niveau 2 oder höher habe, usw. Eine höchste Ebene (Ebene n) enthält nur Aufzeichnung vom Rang n. In der vorliegenden Ausführung ist n gleich 4, obwohl in anderen Ausführungen n irgend eine Zahl größer als 0 sein kann. Jede höhere Ebene enthält weniger Aufzeichnungen, wobei aber diese Aufzeichnungen Straßen repräsentieren, auf denen die Fahrt allgemein schneller ist.
Ähnlich können die anderen Datentypen separate Datenebenen enthalten, jeweils mit einem unterschiedlichen Detaillierungsniveau. Z.B. können die kartographischen Karten 238, die von der Kartenanzeigefunktion 146 verwendet werden, in mehreren Ebenen vorgesehen sein. Durch Verwendung unterschiedlicher Ebenen der kartographischen Daten 236 kann die Kartenanzeigefunktion 246 für ein schnelles Schwenken und Zoomen sorgen.
Die Organisation einiger der Daten in Ebenen resultiert in einer gewissen Verdopplung der Daten. Z.B. sind in der Ausführung von 8 die Routendatenaufzeichnungen, die Straßensegmente mit einem Rang von "4" repräsentieren, in separaten Ebenen der Routendaten enthalten. Jedoch überwindet die erhöhte Effizienz, die durch die Anordnung in Ebenen erreicht wird, allgemein jegliche Nachteile. Wie bei der Verwendung separater Datentypen, wie oben erwähnt, soll ermöglicht werden, dass diese Ebenen zusammenarbeiten. Für diesen Zweck können Indizes vorgesehen sein. In 8 sind interne Indizes 270 gezeigt. Die internen Indizes 270 sind in den verschiedenen Datentypen enthalten. Für diesen Zweck können auch externe Indizes verwendet werden.
D. Räumliche Organisation und Zugriff auf geographische Daten
Die Organisation der Daten in Teilsätze oder Typen gibt separate Ansammlungen der Daten in Größen, die durch jede der Funktionen in den navigationsbezogenen Anwendungen 119 besser handhabbar sind. In Bezug auf einige Teilsatztypen können die Daten weiter organisiert werden, um den räumlichen Zugriff zu erleichtern.
Es können einige der Navigationsfunktionen unter den Navigationsanwendungen 119 in 2 auf die geographischen Daten räumlich zugreifen oder diese benutzen. Ein Weg hierzu ist es, dass eine Navigationsanwenderfunktion Datenentitäten in der geographischen Datenbank 162 auf der Basis des physischen Orts des geographischen Merkmals verwendet, das durch die Datenentität in dem geographischen Bereich repräsentiert wird. Z.B. kann eine Funktion erfordern, dass die Datenentitäten gefunden werden, die alle Straßensegmente repräsentieren, die sich an ein Straßensegment anschließen, das durch eine gegebene Datenentität repräsentiert wird. Ein anderer Weg des räumlichen Zugriffs entsteht, wenn eine Funktion in einer navigationsbezogenen Anwendung erfordert, mehrere oder alle eines Typs von Datenaufzeichnungen zu finden, die Merkmale repräsentieren, die sich nahe einem Ort in dem geographischen Bereich oder innerhalb einer definierten Fläche in dem geographischen Bereich angeordnet sind.
Wieder in Bezug auf 5 werden einige der Teilsätze der geographischen Daten räumlich organisiert und andere Teilsätze der Daten werden in einer anderen Weise als räumlich organisiert. Räumlich organisierte Daten sind so angeordnet, dass die Daten, die geographisch benachbarte Merkmale repräsentieren, in der Datenbank 162 und/oder dem Medium 164 logisch und/oder physisch benachbart angeordnet sind. Für einige der Navigationsanwendungsfunktionen sorgt die räumliche Organisation ihrer jeweiligen Daten dafür, eng aufeinander bezogene geographische Daten aus dem Medium rascher zu lesen und diesbezogene geographische Daten in den Speicher zu laden, wo sie verwendet werden können. Diese Art der Organisation minimiert den Zugriff des Speichermediums 164 und beschleunigt den Betrieb dieser Navigationsfunktionen.
Die Teilsätze der geographischen Daten 140, die räumlich organisiert sind, enthalten die Routenberechnungsdaten 236 und die kartographischen Daten (Kartenanzeige) 238. Es können auch andere Datenarten räumlich organisiert werden. Die räumliche Organisation kann auf die Daten auf unterschiedliche Weise angewendet werden. Z.B. kann die räumliche Organisation auf jede Datenaufzeichnung angewendet werden oder kann auf Gruppen mehrerer Datenaufzeichnungen angewendet werden (wie z.B. Datenpakete, wie unten erläutert).
Auf einige der Teilsätze der Daten wird anders als räumlich zugegriffen, und sie sind anders organisiert. Z.B. können einige der Teilsätze von Daten alphabetisch organisiert sein oder durch Stadt, Staat, Land usw. Die nicht räumlich organisierten Daten enthalten die Kreuzungsdaten 244, die Navigierbarkeitsmerkmal-Namendaten 246, die Interessierender-Punkt-Daten 242, die Postleitzahldaten 248 und die Ortsdaten 250. Es können auch andere Datentypen nicht räumlich organisiert werden.
E. Paketbildung von geographischen Daten
Es gibt mehrere Faktoren, die den Betrieb und die Leistung eines Navigationsanwenderprogramms beeinflussen können, wenn sie geographische Daten verwenden. Um für ein vernünftig hohes Niveau der Funktionalität zu sorgen, kann eine relativ große Datenbank vorgesehen werden. Speichermedien, wie etwa CD-ROM-Disks, DVD-Disks oder PCMCIA-Karten, sind in der Lage, Datenbanken der Größe und Komplexität handzuhaben, die ausreichend sind, um für eine geeignete Funktionalität zu sorgen. Jedoch kann der Zugriff auf diese Datentypen relativ langsam sein. Weil Navigationssysteme in Fahrzeugen installiert werden können oder handgehalten werden können, könnten die Hardwarerecourcen des Navigationssystems beschränkt sein. Navigationssysteme, die in Fahrzeugen oder von Hand gehaltenen Einheiten installiert sind, haben begrenzte Speicherrecourcen und haben relativ langsame Medienzugriffsraten. Selbst wenn Navigationsanwendungen auf Plattformen bereitgestellt werden, die größere Speicher und Hardwarerecourcen haben, gelten ähnliche Überlegungen, jedoch mit anderem Maßstab.
Wenn man annimmt, dass aufgrund der begrenzten Speicherecourcen des Navigationssystems nicht alle Datenaufzeichnungen für einen gegebenen gesamten geographischen Bereich in den Speicher des Navigationssystems geladen werden können, so ist es erwünscht, in den Speicher nur jene Daten zu laden, die zur Durchführung einer gewünschten Funktion benötigt werden. Um dies zu erreichen, sind die Daten in der geographischen Datenbank 162 in Paketen organisiert. Ein Datenpaket wird so eingerichtet, dass es Datenaufzeichnungen enthält, die bei einem einzigen Zugriff auf das Medium zusammen erhalten werden. Dies kann sich auf die Datenmenge beziehen, auf die in einem einzigen Plattenzugriff zugegriffen werden kann, obwohl es sich auch auf irgend einen anderen Faktor beziehen kann. Für einige Medientypen, wie etwa CD-ROM-Disks, kann ein Paket so eingerichtet werden, dass es eine Datenmenge von 16 Kilobyte hat. (Es können auch andere Datengrößen verwendet werden, einschließlich 1 K, 2 K, 4 K, 8 K, 32 K usw.)
Wie in 9 gezeigt, werden Datenpakete 320 so gespeichert, um die Datenbank 162 so aufzubauen, dass die Daten in jedem Paket 320 logisch und/oder physisch zusammen gruppiert werden. Wenn auf ein Datenpaket zugegriffen wird, werden alle Datenaufzeichnungen davon aus dem Medium in den Speicher des Navigationssystems gleichzeitig gelesen. Vor der Paketbildung der Daten werden die Daten zuerst separat in unterschiedliche Typen organisiert (z.B. Routen, kartographisch, Manöver usw., wie in 5 gezeigt). Zusätzlich werden für jene Datentypen, die in Ebenen organisiert werden (z.B. Routen, kartographisch), diese Datentypen separat in Ebenen organisiert (wie in 8 gezeigt), bevor die Daten zu Paketen gemacht werden.
(1) Paketbildung räumlich organisierter Daten.
Bei der Datenpaketbildung ist es allgemein bevorzugt, Datenpakete in einer Weise auszubilden, die die Anzahl der Pakete minimiert, auf die zugegriffen werden muss und die gelesen werden müssen, um eine Navigationsfunktion durchzuführen. Wie oben erwähnt, ist es manchmal erwünscht, die Daten, die geographische Merkmale repräsentieren, auf der Basis der physischen Nähe der hierdurch repräsentierten Merkmale zu speichern. In Bezug auf die räumlich organisierten Daten wäre es vorteilhaft, ein Mittel bereitzustellen, um Daten in den Speicher allgemein auf der Basis der physischen geographischen Orte der Merkmale zu laden, die die Daten repräsentieren, oder auf der Basis der geographischen Nachbarschaft der Merkmale, die die Daten repräsentieren. Dies kann durch räumliche Paketbildung der Daten erfolgen. Die räumlich zu Paketen organisierten Daten sind so angeordnet, dass die Daten, die geographisch benachbarte Merkmale repräsentieren, in der Datenbank 162 und/oder auf dem Medium 164 logisch und/oder physisch benachbart angeordnet werden. Für einige Navigationsanwendermerkmale ermöglicht die räumliche Paketbildung ihrer jeweiligen Daten, dass eng aufeinander bezogene geographische Daten aus dem Medium rascher gelesen werden und aufeinander bezogene geographische Daten in einen Speicher geladen werden, wo sie verwendet werden können. Diese Art der Organisation minimiert den Zugriff auf das Speichermedium 164, und kann den Betrieb dieser Navigationsfunktionen beschleunigen.
Es gibt eine Anzahl unterschiedlicher Prozeduren, die dazu benutzt werden können, um die geographischen Daten räumlich in Paketen zu organisieren. Z.B. kann eine einfache Paketbildungsmethode dafür sorgen, dass die geographischen Daten in mehrere Pakete aufgeteilt werden, worin die Daten in jedem Paket Merkmale repräsentieren, die innerhalt eines separaten von mehreren regelmäßig bemessenen Rechtecken umschrieben werden, die gemeinsam ein regelmäßiges rechteckiges Gitter über den geographischen Bereich bilden.
Eine andere Methode zur räumlichen Paketbildung ist es, die Daten in Pakete aufzuteilen, die innerhalb rechteckiger Flächen umschrieben werden, wobei jedes der Rechtecke durch Zweiteilen von Rechtecken gebildet wird, die Teile des Bereichs umschreiben, bis man eine Paketgröße unterhalb eines maximalen Schwellenwerts erhält. Darüber hinaus sind Paketbildungsprozeduren in US 4 047 280 offenbart, oder auch in der US 5 953 722 sind Paketbildungsprozeduren beschrieben. Noch andere Paketbildungsmethoden, auf die der offenbarte Gegenstand angewendet werden kann, sind in den US Patenten Nr. 4 888 698 und 4 937 572 beschrieben.
Die Paketbildung räumlich organisierter Daten ist in Bezug auf 10 dargestellt. 10 zeigt die Karte 210 des geographischen Bereichs 212, der zuvor in 3 dargestellt wurde. Die Vielzahl von Positionen 214 (durch Flecken oder Punkte dargestellt) sind so gezeigt, dass sie sich auf der Karte 210 befinden. Jede der Positionen 214 repräsentiert einen Ort oder Punkt in dem geographischen Bereich 212, an dem sich ein Merkmal befindet, zu dem Information in der geographischen Datenbank 162 von 2 enthalten ist. Z.B. können die Positionen 214 den physischen Orten von Endpunkten von Straßensegmenten entsprechen, Punkten entlang Straßensegmenten, interessierenden Punkten (wie etwa Hotels, öffentliche Zentren etc.) usw., die durch die Daten in der geographischen Datenbank 162 repräsentiert werden. Jeder dieser Orte 214 hat eine eindeutige physische Lage (geographische Breite, geographische Länge und optional die absolute oder relative Höhenlage) und jeder dieser Orte 214 kann durch seine zweidimensionalen (oder dreidimensionalen) geographischen Koordinaten (d.h. geographische Breite, geographische Länge und optionale Höhenlage) eindeutig identifiziert werden.
In 10 ist ein Gitter 317 auf den geographischen Bereich 212, der durch die Karte 210 repräsentiert ist, aufgelagert. Das Gitter 317 unterteilt den geographischen Bereich 212 in eine Mehrzahl rechteckiger Flächen 319. Die Gitterlinien des Gitters 317 repräsentieren Grenzen der rechteckigen Flächen 319. Diese rechteckigen Flächen 319 können alle die gleiche Größe haben, oder können unterschiedliche Größen haben, in Abhängigkeit von der zur Paketbildung benutzten Prozedur. Ähnlich können die Orte der Grenzen von der verwendeten Paketbildungsprozedur abhängig sein. Allgemein sind, wenn man irgend eine der Prozeduren zur räumlichen Paketbildung verwendet, die Datenaufzeichnungen eine bestimmten Datentyps, der Merkmale repräsentiert, die innerhalb jeder rechteckigen Fläche 319 umschrieben sind, in einem separaten Datenpaket zusammengruppieren. Wieder in Bezug auf 9 sind die mehreren Datenaufzeichnungen, wie etwa die Straßensegmentaufzeichnungen und Knotenaufzeichnungen, die den Routenteilsatz 236 der geographischen Datenbank 162 umfassen, in Gruppen (d.h. Pakete 320) aufgeteilt. In Bezug auf die räumlich organisierten Daten enthält jedes Paket 320 der Routendaten in 9 Datenaufzeichnungen, die die geographischen Merkmale repräsentieren, die innerhalb eines separaten der mehreren in 10 gezeigten Rechtecke 319 umschrieben sind.
Wie in 9 gezeigt, werden die Pakete 320 gespeichert, um die Datenbank 162 zu bilden, sodass die Daten in jedem Paket 320 logisch und/oder physisch zusammen gruppiert sind. Da das Paket eine Menge von Datenaufzeichnungen repräsentiert, auf die das Navigationssystem gleichzeitig zugreift, wenn auf ein Datenpaket zugegriffen wird, werden alle ihrer Datenaufzeichnungen gleichzeitig in den Speicher des Navigationssystems gelesen. In Bezug auf die Karte 210 von 10 bedeutet dies, dass alle Datenaufzeichnungen, wie etwa die Segmentaufzeichnungen oder Knotenaufzeichnungen, eines räumlich organisierten Datentyps der geographische Merkmale repräsentiert, die innerhalb jedes Rechtecks 319 umschrieben sind, zusammen als Gruppe erfasst werden. Es versteht sich, dass für verschiedene Arten von Navigationsfunktionen erwünscht ist, im Speicher jederzeit alle Datenaufzeichnungen zu haben, die Merkmale repräsentieren, die in dem geographisch Bereich physisch einander benachbart sind.
Wenn die Pakete 320 für diese Datentypen ausgebildet werden, werden die Pakte geordnet. Es können verschiedene Ordnungstypen verwendet werden. Allgemein ist es bevorzugt, dass die Pakete in einer Art geordnet werden, die die Datensuche minimiert. Ein Weg zum Ordnen räumlich organisierter Pakete ist es, eine tiefe erste Ordnung von einem kd-Verzweigungsindex innerhalb jedes Datentyps zu verwenden. Dies ergibt eine Ordnung, die einer Klaviertastenordnung ähnlich ist. Pakete können auf einer Platte (d.h. dem Medium 164 in 2) in dieser angenäherten Klaviertasten-Reihenfolge gespeichert sein. Es können ein oder mehrere Indizes, wie etwa eine kd-Verzweigung, verwendet werden, um auf Pakete räumlich zuzugreifen. Dieser Index ist zur anfänglichen Lokalisierung einer beliebigen Position nützlich, wie etwa dann, wenn ein Programm im Navigationssystem anfänglich die Kartendaten, die einer gegenwärtigen Fahrzeugposition entsprechen, lokalisiert.
Wenn die Pakte 320 geordnet sind, kann auf sie auch ein eindeutiger Paketidentifizierer (z.B. ein "Paket-ID") zugreifen. Die Paket-ID ist eine Identifikation (z.B. eine Zahl), mit der das Paket identifiziert werden kann, und die dazu benutzt werden kann, auf das Paket zu referenzieren, wenn es notwendig ist, das Paket oder irgend welche der darin enthaltenen Daten abzufragen. In einer Ausführung sind die Paket-IDs den Paketen in der gleichen Reihenfolge zugeordnet, in der die Pakete ausgebildet werden, und in der gleichen Reihenfolge, in der die Pakete in der Datenbank geordnet werden. Dies hat den Vorteil, dass, bei Kenntis der Größe der Pakete, die Paket-ID als Offset vom Beginn der Datenbank-Datei benutzt werden kann, um die Position eines Pakets auf dem Medium zu lokalisieren.
(2) Paketbildung nicht räumlich organisierter Daten
Einige Arten von Daten sind nicht räumlich organisiert. Die Paketbildung kann auch für diese Datenarten Vorteile bieten. Jedes Paket nicht räumlich organisierter Daten entspricht nicht notwendigerweise irgend einer der rechteckigen Flächen 319 in 10. Z.B. können die Navigationsmerkmalnamendaten 246, die Namen geographischer Merkmale, wie etwa von Straßen und Kreuzungen, repräsentieren, alphabetisch organisiert sein anstatt räumlich. Auch sind die Platzdaten 250 unter den Datenarten nicht räumlich organisiert. Die Platzdaten 250 sind durch administrative Hierarchie organisiert. Die Platzdaten 250 enthalten Platzdatenaufzeichnungen, die dazu verwendet werden, um Regierungs- oder Administrationsgebiete zu repräsentieren (z.B. Länder, Städte, Staaten, Bezirke, Zonen, Siedlungen usw.). Die Platzdaten 250 sind in einer hierarchischen Weise organisiert, welche die administrativen Ebenen der durch die Daten repräsentierten Plätze berücksichtigt. Sobald die Platzdatenaufzeichnungen in dieser hierarchischen Weise organisiert sind, werden sie zu Paketen 320 gemacht (in 9) und gespeichert, um die geographische Datenbank zu bilden. Da die Platzdatenentitäten nicht räumlich organisiert sind, entspricht jedes Paket von Platzdaten nicht notwendigerweise irgend einer der rechteckigen Flächen 319 in 10.
Gemäß einer Ausführung sind die Platzdaten in Ebenen angeordnet, die der administrativen Hierarchie entsprechen. Ebene 1-Platzdatenaufzeichnungen (d.h. jene, die den "Ländern" entsprechen, deren geographischen Merkmale durch die geographische Datenbank 162 repräsentiert werden) sind als erste in den Platzdaten 250 enthalten. Wenn mehr als ein Land durch die geographische Datenbank repräsentiert wird (z.B. Kanada und die Vereinigten Staaten), werden die Ebene 1-Aufzeichnungen alphabetisch geordnet.
Als Nächstes werden alle Ebene-2-Platzdatenaufzeichnungen (d.h. jene, die den "Staaten" in den USA und den "Provinzen" in Kanada entsprechen), deren geographischen Bereiche durch die geographische Datenbank 250 repräsentiert werden, angeordnet. Diese Platzdatenaufzeichnungen werden zuerst danach geordnet, von welchem der durch die Ebene-1-Aufzeichnungen repräsentierten Länder sie ein Teil sind, und sobald sie dann ländermäßig sortiert sind, werden sie alphabetisch sortiert. Wenn somit die geographische Datenbank Kanada und die Vereinigten Staaten enthält, werden alle Platzdatenaufzeichnungen, die die Provinzen von Kanada repräsentieren, zuerst in alphabetischer Reihenfolge angeordnet, gefolgt durch alle Platzdatenaufzeichnungen, die die Staaten der Vereinigten Staaten repräsentieren, die in alphabetischer Reihenfolge angeordnet sind. (Merke, dass die geographische Datenbank nicht notwendigerweise alle Staaten oder alle Provinzen enthält. Es sind nur jene enthalten, die durch die geographische Datenbank repräsentiert werden.)
Als Nächstes werden alle Ebene-3-Platzdatenaufzeichnungen (d.h. jene, die den "Bezirken" in den USA und Kanada entsprechen), deren geographische Merkmale durch die geographische Datenbank 162 repräsentiert sind, angeordnet. Diese Platzaufzeichnungen werden zuerst danach geordnet, von welchem der Staaten (oder Provinzen), die durch die Ebene-2-Aufzeichnungen repräsentiert sind, sie ein Teil sind, und dann alphabetisch. Wenn somit die geographische Datenbank Illinois und Iowa enthält, werden alle Platzdatenaufzeichnungen, die die Bezirke von Illinois repräsentieren, zuerst in alphabetischer Reihenfolge angeordnet, gefolgt durch alle Platzdatenaufzeichnungen, die die Bezirke von Iowa repräsentieren, die in alphabetischer Reihenfolge angeordnet sind.
Schließlich werden alle Ebene-4-Platzdatenaufzeichnungen (d.h. jene, die den "Städten" in den USA oder Kanada entsprechen), deren geographischen Merkmale durch die geographischen Datenbank 162 repräsentiert sind, angeordnet. Diese Platzaufzeichnungen werden zuerst danach geordnet, von welchem der Staaten (oder Provinzen), die durch die Ebene-2-Aufzeichnungen repräsentiert sind, sie ein Teil sind, und dann alphabetisch. Wenn somit die geographische Datenbank Illinois und Iowa enthält, werden alle Platzdatenaufzeichnungen, die die Städte von Illinois repräsentieren, zuerst in alphabetischer Reihenfolge angeordnet, dann gefolgt durch alle Platzdatenaufzeichnungen, die die Städte von Iowa repräsentieren, die in alphabetischer Reihenfolge angeordnet sind.
Die oben beschriebene Paketbildung von Platzdaten repräsentiert einen Weg, in dem diese Datenaufzeichnungen organisiert werden können. Es können auch andere Organisationsarten verwendet werden. Z.B. können für die Platzdaten auch andere Arten von hierarchischen Aufreihungen verwendet werden. Alternativ können die Platzdatenaufzeichnungen wie die Routenbildungsdaten räumlich organisiert werden.
Innerhalb des ersten Teilsatzes von Navigationsmerkmalnamendaten 246 sind die Navigationsmerkmalaufzeichnungen 262 durch die Navigationsmerkmal-ID (d.h. 262(1)) organisiert. Die Navigationsmerkmalnamen-IDs sind dem repräsentierten Namen alphabetisch zugeordnet. Wie die anderen Datenarten sind die Navigationsmerkmalnamenaufzeichnungen in eine Vielzahl von Paketen organisiert (wie etwa den in 9 gezeigten Paketen 320), deren jedes eine Mehrzahl von Navigationsmerkmal-Namendatenaufzeichnungen 262 enthält. Somit können die mehreren Navigationsmerkmaldatenaufzeichnungen 262, die den gesamten Navigationsmerkmalnamendatenteilsatz 246 (in 5) aufweisen, in einer Mehrzahl von Paketen 320 enthalten sein.
F. Merkmalsverwendung der geographischen Datenbank
Einige oder alle der oben beschriebenen Merkmale können in einer geographischen Datenbank implementiert sein, um eine verbesserte Leistung durch navigationsbezogene Anwendungen zu ermöglichen, die die geographische Datenbank nutzen. Diese Merkmale sorgen für eine verbesserte Leistung durch Anordnung und/oder Organisation der Teile der geographischen Datenbank derart, um den Zugriff zu oder die Verwendung der Daten in der geographischen Datenbank zu erleichtern, um bestimmte Navigationsfunktionen durchzuführen. Damit navigationsbezogene Anwendungen aus einigen oder allen der leistungsverbessernden Merkmale Nutzen ziehen, die durch die geographische Datenbank bereitgestellt werden, kann es erforderlich sein, dass die Anwenderfunktionen, die die geographische Datenbank nutzen oder darauf zugreifen, so geschrieben werden, dass sie die Merkmale verwerten.
Z.B. kann die Routenberechnungsfunktion 142 (in 2) eine Lösungsroute berechnen, durch Prüfung potenzieller Routen von jeder Kreuzung zwischen einem Startpunkt und einem Zielort. Die Routenberechnungsanwendung 142 kann in der Lage sein, eine Lösungsroute rascher zu bestimmen, wenn sie die Prüfung potenzieller Routen begrenzen kann, deren Straßensegmente allgemein die schnellsten Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder die größten Kapazitäten haben. Um für diese Art begrenzter Prüfung zu sorgen, kann die geographische Datenbank in Ebenen organisiert sein, wie oben in Verbindung mit 8 erwähnt. Wenn die Routenbildungsdaten in Ebenen organisiert werden, werden die höherrangigen (und allgemein schnelleren) Straßen in physisch separate Ansammlungen (oder Ebenen) organisiert. Jedoch sind die höheren Ebenen, obwohl allgemein schneller, allgemein weniger detailliert und brauchen nicht für den gesamten Routenberechnungsprozess durchgehend geeignet sein, wie etwa für die Anfangs- oder Endabschnitte einer Route.
Um den Vorteil dieses Ebenen-Anordnungsmerkmals der Routenbildungsdaten 236 in der geographischen Datenbank 162 zu nutzen, kann die Routenberechnungsfunktion 142 einen geeigneten Befehl oder eine Routine enthalten, die bestimmt, welche Ebenen der Routenbildungsdaten 246 in verschiedenen Stufen des Routenberechnungsprozesses benutzt werden sollten. Die Routenberechnungsfunktion 142 kann eine geeignete Logik oder Algorithmen sein, zur Bestimmung, welche der Ebenen an welcher Stufe des Routenberechnungsprozesses, auf der Basis verschiedener Faktoren, genutzt werden sollte. Dann macht, in Abhängigkeit von der Bestimmung der richtigen Ebene, die Routenberechnungsfunktion 142 (oder ein anderes Unterprogramm) einen geeigneten Funktionsaufruf oder Befehl, um anzugeben, von welcher Ebene die Routendaten abgefragt werden sollten. Damit die Logik oder die Algorithmen in der Routenberechnungsanwendung den Vorteil der Ebenenbildung in den Routenbildungsdaten 236 nutzen, könnte es daher notwendig sein, die Anzahl unterschiedlicher Ebenen in den Routenbildungsdaten und die Detaillierungsebene jeder Ebene zu berücksichtigten.
Es könnte auch erforderlich sein, andere Funktionen in den navigationsbezogenen Anwendungen 119 so auszugestalten, dass die Merkmale der geographischen Datenbank berücksichtigt werden. Um z.B. einen bestimmten Abschnitt der geographischen Fläche auf einem Anzeigebildschirm anzuzeigen, können Funktionen in der Navigationsanwendung erforderlich sein, um in der Lage zu sein, die geographischen Koordinaten der Fläche, die angezeigt werden soll, in eine Identifizierung der Pakete zu übersetzen, die die kartographischen Daten enthalten, die zur Darstellung der Fläche erforderlich sind. Die Identifikation der Pakete an dem Medium, das die kartographischen Daten enthält, kann durch die Bibliothek der Schnittstellenebenenfunktionen 154 (in 2) bereitgestellt werden, die die Übersetzung der Raumkoordinaten in eine Identifikation von Paketen mittels Indizes, die als Teil der geographischen Datenbank vorbereitet sind, zu erleichtern.
III. DIE ROUTENVORSCHAUFUNKTION
A. Übersicht des Navigationsprogramms
Wie oben in Verbindung mit 2 erwähnt, sind in dem Softwareanteil 118 des Navigationssystems 110 die Anwendungen 119 enthalten, die für die navigationsbezogenen Funktionen und/oder die vom Navigationssystem 110 durchgeführten Merkmale sorgen. Diese navigationsbezogenen Programme und Anwendungen 119 verwenden die geographischen Daten 140 in Verbindung mit der Eingabe von der Benutzerschnittstelle 131, und gegebenenfalls in Verbindung mit Ausgaben von dem Positionierungssystem 124, um verschiedene navigationsbezogene Merkmale und/oder Funktionen bereitzustellen.
In einer vorliegenden Ausführung können die navigationsbezogenen Programme und Anwendungen 119 als Module vorgesehen sein, die relativ tragbar sind und die in unterschiedliche Systemarten und/oder Plattformen eingebaut werden können. Die navigationsbezogenen Anwendungen 119 können zur Bildung eines einzigen ausführbaren Programms kompiliert werden, welche auf dem nicht flüchtigen Medium 116 (in 1) gespeichert ist. Alternativ können die navigationsbezogenen Anwendungen 119 jeweils als ein oder mehrere eigenständige Programme vorgesehen sein.
In einer Ausführung verwenden die navigationsbezogenen Anwendungen 119 einen objektorientierten Ansatz auf ihre Programmierung und die Datennutzung. Gemäß dieser Ausführung ist jede der navigationsbezogenen Anwendungen von einem oder mehreren Objekten gebildet, deren jedes Eingangsdaten aufnimmt und Ausgabedaten erzeugt, gemäß einer vordefinierten Funktion, und deren jedes Verfahren an anderen Objekten aufrufen kann. In einer vorliegenden Ausführung hat jedes Objekt seinen eigenen privaten Speicher, der für andere Objekte undurchsichtig ist. In einer Ausführung kann ein Objekt dazu benutzt werden, Daten von einem Objekt zum anderen Objekt zu fördern, oder kann dazu verwendet werden, als Eingabe empfangene Daten zu transformieren. In einer Ausführung werden die navigationsbezogenen Anwendungen 119 in der C-Programmierungssprache geschrieben, obwohl in anderen alternativen Ausführungen auch andere Programmierungssprachen verwendet werden können, wie etwa C++, Java, Visual Basic usw.
B. Die Routenberechnungsanwendung
Wie oben in Verbindung mit 2 genannt, werden die Routenberechnungsfunktionen des Navigationssystems 110 durch die Routenberechnungsanwendung 142 durchgeführt. In Bezug auf die in 11 gezeigte Ausführung fordert die Manageranwendung 155 die Navigationsanwendung 142 an, eine Route zu berechnen. Die Anfrage von der Manageranwendung 155 spezifiziert zumindest einen Ursprung und ein Ziel. Der Anforderung durch die Manageranwendung 155 an die Routenberechnungsanwendung 142 kann zusätzliche Information enthalten, wie etwa gewünschte Zwischenstopps, Präferenzen des Fahrers, Startzeit etc.
In einer Ausführung kann die Anforderung zur Berechnung einer Route vom Endbenutzer herrühren. Der Endbenutzer kann ein gewünschtes Ziel mittels der Benutzerschnittstelle 131 anzeigen. Solange nicht der Endbenutzer auch einen Ursprung mittels der Benutzerschnittstelle 131 identifiziert, kann die gegenwärtige Fahrzeugposition als Ursprung hergenommen werden.
In einer Ausführung werden der Ursprung und das Ziel an der Routenberechnungsfunktion 142 relativ zu den Daten in der geographischen Datenbank spezifiziert. Z.B. können der Ursprung und das Ziel an oder entlang einem Straßensegment spezifiziert werden, das durch eine identifizierte Straßensegmentdatenaufzeichnung repräsentiert ist. Die Manageranwendung 155 kann aus der Fahrzeugpositionierungsanwendung 148 eine Identifikation der Straßensegmentdatenaufzeichnung erhalten, die das Straßensegment repräsentiert, auf dem sich das Fahrzeug gegenwärtig befindet. Die Manageranwendung 155 kann aus der Geo-Codierungsanwendung 141 eine Identifikation der Straßensegmentdatenaufzeichnung erhalten, die das Straßensegment repräsentiert, auf dem sich das vom Endbenutzer angegebene gewünschte Ziel befindet. (Wenn der Endbenutzer auch einen gewünschten Ursprung spezifiziert, kann die Manageranwendung 155 eine Identifikation der Straßensegmentdatenaufzeichnung erhalten, die das Straßensegment repräsentiert, auf dem sich der gewünschte Ursprung befindet, von der Geo-Codierungsanwendung 141.) Wenn somit gemäß dieser Anordnung die Manageranwendung 155 die Routenberechnungsanwendung 142 auffordert, eine Route zwischen einem bestimmten Ursprung und einem Ziel zu berechnen, erhält sie zuerst Daten von der Geo-Codierungsanwendung 141 und möglicherweise der Fahrzeugpositionierungsanwendung 148, die den Ursprung und das Ziel auf die Daten in der geographischen Datenbank 162 bezieht. In einer alternativen Ausführung können die Funktionen unter Bezugnahme auf das vom Endbenutzer spezifizierte Ziel und den Ursprung und die Fahrzeugposition auch durch andere Routinen durchgeführt werden, einschließlich Routinen in der Routenberechnungsanwendung 142.
Wie oben angegeben, kann die Routenberechnungsanwendung 142 zusätzliche Daten erhalten, die die Berechnung der Route beeinflussen. Z.B. kann die Routenberechnungsanwendung 142 Daten erhalten, die die Präferenzen des Endbenutzers spezifiziert, wie etwa die Vermeidung von geführenpflichtigen Straßen oder Schnellstraßen, usw. Die Routenberechnungsanwendung 142 kann auch Daten erhalten, die die Tageszeit identifizieren, zu der die Route gestartet wird, was die Berechnung einer Route beeinflussen könnte. Die Routenberechnungsfunktion 142 kann auch Daten erhalten, die Zwischenstopps angeben, die der Endbenutzer gerne machen möchte.
Bei gegebenen Daten, die die Positionen eines Ursprungs und eines Ziels identifizieren, berechnet die Routenberechnungsanwendung 142 eine Route zwischen dem Ursprung und dem Ziel. Die Routenberechnungsanwendung 142 kann für diesen Zweck beliebige verschiedene Mittel oder Algorithmen verwenden. Z.B. kann das Verfahren entweder den A*-Algorithmus oder den Dykstra-Algorithmus verwenden. Methoden zur Routenberechnung sind in der US 6 199 013 offenbart. (Die in der vorgenannten Patentanmeldung offenbarten Verfahren repräsentieren nur einige der Möglichkeiten, in denen Routen berechnet werden können, und der hierin beanspruchte Gegenstand ist nicht auf irgend eine bestimmte Methode der Routenberechnung beschränkt. Es kann jede geeignete Routenberechnungsmethode verwendet werden, die jetzt bekannt ist oder in der Zukunft entwickelt wird.)
Unabhängig vom angewendeten Verfahren ist es das Ziel der Routenberechnungsanwendung 142, eine Liste zu entwickeln, die aufeinanderfolgende Serien von Straßensegmenten identifiziert, die eine legal gültige Lösungsroute zwischen dem Ursprung und dem Ziel bilden. (Eine "legal gültige Lösungsroute" berücksichtigt bekannte Verkehrsbeschränkungen, wie etwa Einbahnstraßen, Abbiegebeschränkungen etc.) Das von der Routenberechnungsanwendung 142 verwendete Verfahren kann dazu ausgestaltet sein, die Lösungsroute so zu optimieren, dass sie einem oder mehreren vorbestimmten Kriterien genügt. Diese Kriterien können die geringste Fahrzeit, die kürzeste Wegstrecke, die wenigstens Abbiegungen etc. enthalten. Wenn ein von der Routenberechnungsanwendung 142 verwendetes Verfahren so ausgestaltet ist, dass es eine Lösungsroute findet, die für eines oder mehrere Kriterien optimiert ist, dann erfüllt die Lösungsroute idealerweise auch diese einen oder mehreren Kriterien.
Wenn man eines der vorgenannten Verfahren zur Berechnung einer Lösungsroute verwendet, könnte die Routenberechnungsanwendung 142 mehrere unterschiedliche alternative potenzielle Wege ausarbeiten, die von dem Ursprung aus führen, zum Einbau in die Lösungsroute. Die Routenberechnungsanwendung 142 kann auch mehrere unterschiedliche alternative potenzielle Wege ausarbeiten, die von dem Ziel zurückführen, zum Einbau in die Lösungsroute. Auch kann die Routenberechnungsanwendung 142 mehrere unterschiedliche alternative potenzielle Wege ausarbeiten, die alle von einigen der Kreuzungen entlang den potenziellen Abschnitten einer Lösungsroute weg führen. Z.B. können zusätzliche alternative Wege identifiziert und ausgearbeitet werden, immer dann, wenn man entlang einem vorhandenen alternativen potenziellen Lösungsweg, der ausgearbeitet werden soll, auf eine Kreuzung trifft, die mehr als ein gültiges Nachfolge-Straßensegment hat. Die Anzahl unterschiedlicher alternativer potenzieller Lösungswege kann rasch ansteigen. Bei einigen Routenberechnungsverfahren können dann, wenn die Routenberechnung fortschreitet, einige alternative potenzielle Lösungswege, die ausgearbeitet werden, auf der Basis von Vergleichen mit anderen mehr versprechenden alternativen potenziellen Lösungswegen, verworfen werden. Gemäß einigen Routenberechnungsverfahren kann, wenn die Routenberechnung fortschreitet, eine weitere Ausarbeitung einiger alternativer Wege, die auszuarbeiten sind, zugunsten anderer mehr versprechender alternativer potenzieller Lösungswege ausgesetzt oder hinausgeschoben werden.
Wenn die Routenberechnungsanwendung 142 unterschiedliche alternative potenzielle Lösungswege zum Einbau in die Lösungsroute auswertet, speichert sie Daten, die die Straßensegmente identifizieren, die in jedem alternativen potenziellen Lösungsweg enthalten sind. Die Routenberechnungsanwendung 142 speichert einige der Daten aus den Straßensegmentdatenentitäten 258, die Straßensegmente repräsentieren, die als im potenziellen Lösungsweg enthalten identifiziert sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden Datenbank-IDs (z.B. Segment-IDs 258(1) in 6) gespeichert, die Straßensegmentdatenaufzeichnungen identifizieren, die die Straßensegmente repräsentieren, die in jedem unterschiedlichen alternativen Weg enthalten sind. In der vorliegenden Ausführung speichert die Routenberechnungsanwendung 142 für jede Straßensegmentdatenentität 258, die ein Straßensegment repräsentiert, das als im potenziellen Lösungsweg enthalten identifiziert ist, die Name-auf-Straßenschild-Daten 258(6), die Klassifikation 258(4), ob dem Segment eine spezielle Erläuterung 258(9) zugeordnet ist, ob das Segment Teil eines Kreisverkehrs 258(10) ist und ob das Segment Teil einer Fähre 258(11) ist. Die Routenberechnungsanwendung 142 kann auch zusätzliche Daten speichern, die sich auf jeden der alternativen potenziellen Lösungswege beziehen, wie etwa die Gesamtwegstrecke aller Straßensegmente, die in jedem alternativen potenziellen Lösungsweg enthalten sind, die gesamte Fahrzeit für jeden alternativen potenziellen Lösungsweg usw.
In Bezug auf 11 wird, nachdem die Routenberechnungsanwendung 142 eine Lösungsroute gefunden hat, eine Ausgabe 400 an die Routenführungsanwendung 144 ausgegeben. 12 ist ein Diagramm, das die Komponenten der Ausgabe 400 der Routenberechnungsanwendung 142 repräsentieren. Die Routenberechnungsausgabe 400 enthält eine geordnete Liste 410. Jeder Eintrag in der geordneten Liste identifiziert eine Straßensegmentdatenentität 258, die ein Straßensegment repräsentiert, das Teil der Lösungsroute zwischen dem Ursprung und dem Ziel bildet. Die Mehrzahl der Datenentitäten 258 repräsentiert die Straßensegmente, die die durchgängig navigierbare Route zwischen dem Ursprung und dem Ziel bilden, die durch die Routenberechnungsanwendung 142 berechnet worden ist.
Jeder Eintrag in der Liste 410 enthält einige oder die gesamte Information von der Straßensegmentdatenentität 258. Z.B. enthält jeder Eintrag in der Liste 410 die ID 258(1) und die Name-auf-Straßenschild-Information 258(6) aus der Aufzeichnung 258, die dem repräsentierten Straßensegment zugeordnet ist. Wenn, wie oben erwähnt, sich ein Straßensegment durch den Namen auf einem oder mehreren Straßenschildern bezieht, enthält die Datenaufzeichnung 258, die dieses Straßensegment in den Routenbildungsdaten 236 repräsentiert, eine Referenz 258(6) zu jeder der entsprechenden Aufzeichnungen 262 in den Navigierbarkeitsmerkmalnamendaten 266, die diese Namen auf den Straßenschildern enthalten. Jeder Eintrag auf der Liste 410 enthält auch andere Daten von der Aufzeichnung 258, die das Straßensegment repräsentiert, wie etwa die Klassifikation 258(4), die Daten 258(9), die angeben, ob dem Segment eine spezielle Erläuterung zugeordnet ist, die Daten 258(10), die angeben, ob das Segment Teil eines Kreisverkehrs ist, die Daten 258(11), die angeben, ob das Segment Teil einer Fähre ist, die Daten 258(12), die angeben, ob das Segment Teil einer speziellen Verkehrsführung ist, die Daten 258(13), die angeben, ob das Segment Teil einer Autobahnkreuzung ist, die Daten 258(14), die das Verwaltungsgebiet angeben (z.B. Stadt, Staat etc.), in der sich das repräsentierte Straßensegment befindet, und die Daten 258(15), die angeben, ob das Segment eine Fahrzeugbeschränkung (z.B. keine Lastwägen, keine Taxis usw.) hat.
Jeder Eintrag in der Liste 410 kann zusätzliche Information enthalten. Die Routenberechnungsausgabe 400 kann andere Information 430, zusätzlich zur geordneten Liste von Einträgen, enthalten, die Daten von Straßensegmentdatenentitäten enthalten.
In einer vorliegenden Ausführung wird die von der Routenberechnungsanwendung 142 erzeugte Ausgabe 400 als Eingabe zur Routenführungsanwendung 144 verwendet. Die Routenführungsanwendung 144 enthält Funktionen 151, die detaillierte Manöveranweisungen und Erläuterungen bereitstellt, wenn das Fahrzeug entlang der von der Routenberechnungsanwendung 142 berechneten Route gefahren wird. Diese Funktionen 151 verwenden die Daten von den Einträgen in der Liste 410, die in der Ausgabe 400 von der Routenberechnungsanwendung 142 enthalten ist, sowie die zusätzliche Information, die von der geographischen Datenbank 162 erhalten wird, um detaillierte Manöveranweisungen zu entwickeln. Methoden zum Entwickeln dieser detaillierten Manöveranweisungen sind in der US 6 199 013 und der US 6 212 474 beschrieben.
Detaillierte Manöveranweisungen, die durch die Funktionen 151 der Routenführungsanwendung 144 entwickelt werden, werden als Datenausgabe 450 der Routenführungsanwendung 144 bereitgestellt. Diese Datenausgabe 450 wird zur Manageranwendung 155 zurückgeleitet. Die Datenausgabe 450 kann direkt zur Benutzerschnittstelle 131 geleitet werden, um sie dem Endbenutzer zu präsentieren. Alternativ kann die Datenausgabe 450, die von der Routenführungsanwendung 144 zur Manageranwendung 155 zurückgeführt ist, durch Programme in der Manageranwendung 155 weiter verarbeitet werden. Die Präsentation der Routenführungsfunktion an den Endbenutzer über die Benutzerschnittstelle 131 kann in der Form hörbarer Anweisungen, visueller Textanweisungen, visueller graphischer Anweisungen oder irgend welchen Kombinationen dieser oder anderer Typen von Informationspräsentation vorliegen.
C. Die Routenvorschaufunktion
In Bezug auf die 11 bis 15 wird gemäß einer vorliegenden Ausführung die Liste 410 der Einträge, die Daten von Straßensegmentdatenentitäten enthält, die Straßensegmente repräsentieren, die in der von der Routenberechnungsanwendung 142 erzeugten Ausgabe 400 enthalten sind, als Eingabe zur Routenvorschaufunktion 150 verwendet, die Teil der Routenführungsanwendung 144 ist.
Gemäß einer Ausführung ist die Routenvorschaufunktion 150 ein optionales Merkmal. Die Routenvorschaufunktion 150 bildet Teil des Navigationsanwenderprogramms 119, und insbesondere Teil der Routenführungsanwendung 144. Jedoch kann die Routenvorschaufunktion 150 auch so gesetzt werden, dass sie entweder automatisch läuft, nur dann läuft, wenn sie gewählt ist, oder überhaupt nicht läuft. Der Standardbetrieb der Routenvorschaufunktion kann durch den Endbenutzer konfiguriert werden, oder alternativ kann der Standardbetrieb der Routenvorschaufunktion vom Hersteller des Navigationssystems konfiguriert werden. Z.B. können die Navigationssystem-Hersteller Systeme verkaufen, die unterschiedliche Hardwarerecourcen haben, z.B. Speicher etc., die jedoch die gleiche Software haben. Der Hersteller kann die schnelle Vorschaufunktion so setzen, dass sie nur auf Systemen mit ausreichenden Recourcen läuft.
Die Routenvorschaufunktion 150 erhält die Ausgabe 400 der Routenberechnungsanwendung 142 gleichzeitig mit oder vor den Funktionen, die detaillierte Manöveranweisungen und Erläuterungen bereitstellen, die auch Teil der Routenführungsanwendung 144 sind. Die Routenvorschaufunktion 150 verwendet die Daten in der Liste 410, um eine Liste 412 von Routenvorschaudatenstrukturen zu entwickeln. Jede Routenvorschaudatenstruktur ist eine solche mit variabler Länge. (Die Komponenten der Routenvorschaudatenstruktur 413 werden nachfolgend in Verbindung mit 15 beschrieben.) Die Liste 412 der Routenvorschaudatenstrukturen 413 ist als Ausgabe 414 der Routenvorschaufunktion 150 vorgesehen. Die Ausgabe 414 wird zur Manageranwendung 155 zurückgeleitet, um eine Vorschau der berechneten Route bereitzustellen. Anders als die Funktionen 151 in der Routenführungsanwendung 144, die detaillierte Manöveranweisungen bereitstellen, greift die Routenvorschaufunktion 150 nicht auf die geographische Datenbank 162 zu, bevor eine Ausgabe zur Manageranwendung 155 zurückgeht.
13 stellt die Schritte dar, die durch die Routenvorschaufunktion 150 durchgeführt werden, um die Ausgabe 414 zu entwickeln, die die Liste 412 von Routenvorschaudatenstrukturen 413 enthält, die zur Manageranwendung 155 zurückgebracht wird. In 13 erhält die Routenvorschaufunktion 150 die Liste 410 von der Routenberechnungsfunktion 142 (Schritt 500). Die Einträge in der Liste 410 enthalten Daten von den Straßensegmentdatenentitäten 258, die die Straßensegmente in der Lösungsroute repräsentieren. Die Routenvorschaufunktion 150 prüft die Einträge in der Liste 410 von der Routenberechnungsanwendung 142. Die Einträge in der Ausgabeliste 410 der Routenberechnungsfunktion 142 werden geprüft, beginnend mit dem ersten Eintrag in der Liste 410, und weiter zum nächsten Eintrag usw., bis der letzte Eintrag der Liste geprüft ist.
Jeder Eintrag in der Routenausgabeliste 410 wird geprüft, indem eine Testserie an den Daten in dem Eintrag durchgeführt wird (Schritt 512). 14 zeigt die Tests 513, die durch die Routenvorschaufunktion 150 gemäß dieser Ausführung durchgeführt werden. Wenn irgend einer der Tests in 14 für einen Eintrag in der Routenausgabeliste 410 bestanden ist, bildet die Routenvorschaufunktion 150 eine Routenvorschaudatenstruktur 413 für den Eintrag. Wenn keiner der Tests 513 für einen Eintrag in der Routenausgabeliste 410 bestanden ist, bildet die Routenvorschaufunktion 150 keine Routenvorschaustruktur für den Eintrag.
Ein erster Test 513A bezieht sich darauf, ob sich der Name der Straße in der Lösungsroute ändert. Um diese Bestimmung zu unterstützen, bildet die Routenvorschaufunktion 150 einen Satz von präsentierten Namen. Wenn der erste Eintrag in der Lösungsroute durch die Routenvorschaufunktion 150 geprüft wird, sind alle Namen-IDs von den Name-auf-Straßenschild-Referenzen 258(6), die dem ersten Eintrag zugeordnet sind, in dem Satz präsentierter Namen enthalten. Danach werden, wenn jeder nachfolgende Eintrag in der Lösungsrouteliste 410 geprüft ist, alle Namen-IDs von den dem neuen Eintrag zugeordneten Namen-auf-dem-Straßenschild-Referenzen 258(6) mit den Namen-IDs im existierenden Satz präsentierter Namen verglichen. Wenn alle Namen-IDs in dem Satz präsentierter Namen bereits in dem neuen Eintrag enthalten sind, ist dieser Test nicht bestanden, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis einer Namensänderung der Lösung angezeigt. Wenn alle Namen-IDs in dem Satz präsentierter Namen nicht bereits in dem neuen Eintrag enthalten sind, ist dieser Test bestanden, und eine Routenvorschaudatenstruktur wird für den neuen Eintrag auf der Basis einer Namensänderung der Lösung angezeigt. Daher werden die Namen-IDs im Satz präsentierter Namen durch die Namen-IDs des neuen Eintrags ersetzt.
Auch ist unter diesen Tests 513 ein Test 513B enthalten, um eine Straße mit kontrolliertem Zugang zu befahren oder diese zu verlassen. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Daten 258(4) enthält, die angeben, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment eine Straße mit kontrolliertem Zugang ist und die Daten aus dem vorherigen Eintrag angegeben hatten, dass das dem vorherigen Eintrag zugeordnete Straßensegment keine Straße mit kontrolliertem Zugang war, ist der Test 513B bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Einfahrt in eine Straße mit kontrolliertem Zugang angezeigt. Ähnlich, wenn der zu prüfende Eintrag in die Liste 410 Daten 258(4) enthält, die anzeigen, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment keine Straße mit kontrolliertem Zugang ist und die Daten von dem vorherigen Eintrag angegeben hatten, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment eine Straße mit kontrolliertem Zugang war, ist der Test 513B bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis dafür angezeigt, dass man eine Straße mit kontrolliertem Zugang verlässt. Wenn jedoch die Straßenklassifikationsdaten 258(4) in einem zu prüfenden Eintrag die gleichen sind wie die Straßenklassifikationsdaten 258(4) im vorangehenden Eintrag, ist der Test 513B nicht bestanden, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis davon, dass man in eine Straße mit kontrolliertem Zugang einfährt oder diese verlässt, angezeigt.
Eine andere Testserie ist ein Test 513C für die Einfahrt oder das Verlassen eines Kreisverkehrs. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Daten 258(10) enthält, die anzeigen, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment Teil eines Kreisverkehrs ist, und die Daten 258(10) von dem vorherigen Eintrag anzeigen, dass das dem vorherigen Eintrag zugeordnete Straßensegment nicht Teil eines Kreisverkehrs ist, ist der Test 513C bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Einfahrt in einen Kreisverkehr angezeigt. Ähnlich, wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Daten 258(10) enthält, die anzeigen, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment nicht Teil eines Kreisverkehrs ist, und die Daten 258(10) von dem vorherigen Eintrag anzeigen, dass das dem vorherigen Eintrag zugeordnete Straßensegment Teil eines Kreisverkehrs ist, ist der Test 513C bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis davon, dass ein Kreisverkehr verlassen wird, angezeigt. Wenn jedoch die Kreisverkehrdaten 258(10) in einem zu prüfenden Eintrag die gleichen sind wie die Kreisverkehrdaten 258(10) im vorherigen Eintrag, ist der Test 513C nicht bestanden, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis davon, in einen Kreisverkehr einzufahren oder diesen zu verlasen, angezeigt.
Eine andere Testserie ist ein Test 513D für ein spezielles Erläuterungssegment. Ein Segment kann als ein spezielles Erläuterungssegment markiert werden, wenn ein Aspekt des repräsentierten Segments Bedarf nach speziellen Instruktionen nahelegt. Dies könnte so sein, wenn die Fahrt auf einer bestimmten Fahrbahn erforderlich ist. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Daten 258(9) enthält, die anzeigen, dass dem Straßensegment eine spezielle Erläuterung zugeordnet ist, ist der Test 513D bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis des Vorhandenseins einer speziellen Erläuterung angezeigt. Wenn jedoch die Daten 258(9) in einem zu prüfenden Eintrag keine spezielle Erläuterung anzeigen, ist der Test 513D nicht bestanden, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag, auf der Basis des Vorhandenseins einer speziellen Erläuterung, angezeigt.
Ein ähnlicher Test 513E kann enthalten sein, um auszuwerten, ob das Segment in dem Eintrag aus der Liste 410 Teil einer Fähre ist. Ein anderer Test 513F kann dazu verwendet werden, auszuwerten, ob das Segment Teil einer speziellen Verkehrsführung ist.
Ein anderer Test 513G wird für die Bestimmung benutzt, wann die Lösungsroute die Grenzen einer Stadt oder eines Staates überquert. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Administrationsbereichs-Daten 258(14) enthält, die anzeigen, dass sich das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment in einem Administrationsbereich (z.B. Stadt, Staat etc.) befindet, und die Administrationsbereichs-Daten 258(14) von dem vorangehenden Eintrag anzeigen, dass das dem vorherigen Eintrag zugeordnete Straßensegment sich in einem anderen Administrationsbereich befindet, ist der Test 513G bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis davon angezeigt, dass man die Grenze eines Administrationsbereichs überquert. Wenn jedoch die Administrationsbereichs-Daten 258(14) in einem zu prüfenden Eintrag die gleichen sind wie die Administrationsbereich-Daten 258(14) im vorherigen Eintrag, ist der Test 513G nicht bestanden, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Überquerung der Grenze eines Administrationsbereichs angezeigt.
Eine andere Testserie ist ein Test 513H für den Beginn einer Route. Wenn ein zu prüfender Eintrag der erste Eintrag in der Liste 410 ist, ist der Test 513H bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den Beginn einer Route angezeigt. Wenn der zu prüfende Eintrag irgend ein anderer Eintrag als der erste Eintrag in der Liste 410 ist, ist der Test 513H nicht bestanden.
Eine andere Testserie ist ein Test 513I für einen Zwischenwegpunkt einer Route. Ein Zwischenwegpunkt ist ein Ort entlang der Lösungsroute zwischen dem Ursprung und dem Ziel, durch den die Lösungsroute führen muss. Ein Zwischenwegpunkt kann ein Zwischenstopp entlang der Lösungsroute sein. Eine Lösungsroute kann einen oder mehrere Zwischenwegpunkte haben oder kann keine Zwischenwegpunkte haben. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 zu einem Zwischenwegpunkt führt, ist der Test bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für einen Zwischenwegpunkt einer Route angezeigt. Wenn der zu prüfende Eintrag irgend ein anderer Eintrag als ein Eintrag zu einem Zwischenwegpunkt in der Liste 410 ist, ist der Test 513I nicht bestanden.
Eine andere Testserie ist ein Test 513J für das Ende einer Route. Wenn der zu prüfende Eintrag der letzte Eintrag der Liste 410 ist, ist der Test 513J bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für das Ende einer Route angezeigt. Wenn der zu prüfende Eintrag irgend ein anderer Eintrag als der letzte Eintrag in der Liste 410 ist, ist der Test 413J nicht bestanden.
Ein anderer Test ist ein Test 513K zum Einfahren in eine Autobahnkreuzung. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Daten 258(13) enthält, die anzeigen, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment Teil einer Autobahnkreuzung ist und die Daten 258(13) von dem vorherigen Eintrag anzeigen, dass das dem vorherigen Eintrag zugeordnete Straßensegment nicht Teil einer Autobahnkreuzung ist, ist der Test 513K bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Einfahrt in eine Autobahnkreuzung angezeigt. Wenn jedoch die Autobahnkreuzungsdaten 258(13) in einem zu prüfenden Eintrag die gleichen sind wie die Autobahnkreuzungsdaten 258(13) im vorherigen Eintrag, ist der Test 513K bestanden, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Einfahrt in eine Autobahnkreuzung angezeigt.
Ein anderer Test ist ein Test 513L zum Einfahren in ein Straßensegment mit Fahrzeugbeschränkung. Wenn der zu prüfende Eintrag in der Liste 410 Daten 258(15) enthält, die anzeigen, dass das dem Eintrag zugeordnete Straßensegment eine Fahrzeugbeschränkung hat (z.B. Lastwägen oder Taxis verboten), ist der Test 513L bestanden, und es wird eine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Einfahrt in eine Straße mit Fahrzeugbeschränkung angezeigt. Wenn jedoch die Fahrzeugbeschränkungsdaten 258(15) keine Fahrzeugbeschränkung anzeigen, ist der Test 513L nicht erfüllt, und es wird keine Routenvorschaudatenstruktur für den neuen Eintrag auf der Basis der Einfahrt in eine Straße mit Fahrzeugbeschränkung angezeigt.
Wenn, wieder in Bezug auf 13, irgend einer der für einen Eintrag durchgeführten Tests bestanden ist, wird für den Eintrag eine Routenvorschaudatenstruktur 413 gebildet (Schritte 516 und 520). Wenn eine Routenvorschaudatenstruktur gebildet wird, wird sie zu einer Liste hinzugefügt, die beliebige Routenvorschaudatenstrukturen enthalten können, die bereits gebildet sind (Schritt 524).
Die Komponenten einer Routenvorschaudatenstruktur 413 sind in 15 gezeigt. Die Routenvorschaudatenstruktur 413 enthält bestimmte Datengegenstände, auf deren Basis die Tests 513 (in 14) bestanden wurden. Weil die Bildung einer Routenvorschaudatenstruktur 413 vom Bestehen eines oder mehrerer der Tests 513 abhängig ist (in 14), enthält eine Routenvorschaudatenstruktur 413 nicht notwendigerweise alle der in 15 gezeigten Komponenten. Die Routenvorschaudatenstruktur 413 kann nur eine der Komponenten enthalten, oder die Routenvorschaudatenstruktur 413 kann mehr als eine der Komponenten enthalten, wenn mehr als einer der Tests 513 für einen Eintrag aus der Lösungsroute bestanden ist.
In 15 kann die Routenvorschaudatenstruktur 413 eine oder mehrere der folgenden enthalten: eine Indikation 533B, dass ein Segment entlang der Route eine Einfahrt oder eine Ausfahrt von einer Straße mit kontrolliertem Zugang ist, eine Indikation 533C, dass das Segment entlang der Lösungsroute Teil eines Kreisverkehrs ist, eine Indikation 533D, dass dem Segment entlang der Route eine spezielle Erläuterung zugeordnet ist, eine Indikation 533E, dass das Segment entlang der Route Teil einer Fähre ist, eine Indikation 533F, dass das Segment entlang der Route Teil einer speziellen Verkehrsführung ist, eine Indikation 533G, dass das Segment entlang der Route eine Grenze eines Administrationsgebiets ist, eine Indikation 533H, dass das Segment am Beginn der Route liegt, eine Indikation 533I, dass das Segment ein Zwischenwegpunkt entlang der Route ist, eine Indikation 533J, dass das Segment am Ende der Route liegt, eine Indikation 533K, dass das Segment Teil einer Autobahnkreuzung ist, sowie eine Indikation 533L, ob das Segment für verschiedene Fahrzeugklassen befahrbar ist (z.B. Taxis, Lastwägen usw.).
(In einer Ausführung kann jede der oben aufgelisteten Komponenten 533B–533L durch ein einziges Bit bereitgestellt werden.)
Die Routenvorschaudatenstruktur 413 kann auch zusätzliche Information enthalten. In einer Ausführung kann die Routenvorschaudatenstruktur 413 bei Bedarf einen Schwenkwinkel 533M vom vorherigen Segment enthalten, sowie den Abstand 533N zum nächsten Eintrag in der Routenvorschauausgabeliste 412.
Die Routenvorschaudatenstruktur 413 kann eine Liste 533A enthalten, die eine oder mehrere Namen-IDs enthält (z.B. 258(6)). Wenn ein Eintrag von der Lösungsroute 410 den Namensänderungstest 513A wie oben beschrieben besteht, sind alle Namen-IDs 258(6), die dem Segment zugeordnet sind, das dem Eintrag in der Lösungsroute 410 zugeordnet ist, in der entsprechenden Routenvorschaudatenstruktur 413 enthalten, die als Ergebnis davon gebildet wird, dass der Namensänderungstest 513A bestanden wird.
Nachdem, wieder in Bezug auf 13, alle Tests 513 an einem Eintrag in der Routenberechnungsausgabeliste 410 durchgeführt sind, prüft die Routenvorschaufunktion 150 den nächsten Eintrag in der Routenberechnungsausgabeliste 410 (Schritt 530), bis alle Einträge geprüft worden sind. Die Routenvorschaustrukturen 413, die während der Durchführung der Tests an den Einträgen in der Ausgabeliste 410 von der Routenberechnungsanwendung 142 gebildet sind, werden in der Reihenfolge gespeichert, in der sie in der Liste 412 gebildet wurden, die die Routenvorschauausgabe 414 bildet. Somit enthält die Liste 412, die die Routenvorschauausgabe 414 bildet, die Mehrzahl von Datenstrukturen 413 variabler Größe, die durch die Prüfung von einem oder mehreren Einträgen aus der Ausgabeliste 410 der Routenberechnungsfunktion 142 gebildet wurden. Die Liste 412 der Routenvorschaudatenstrukturen 413 wird der Manageranwendung 155 bereitgestellt (Schritt 536).
D. Die Namenzugriffsfunktion
In Bezug auf 11 und 16 kann, nachdem die Manageranwendung 155 die Liste 412 von der Routenvorschaufunktion 150 bekommen hat, eine Vorschau der Route dem Endbenutzer bereitgestellt werden. Wenn die Manageranwendung 155 so konfiguriert ist, dass sie die Straßennamen als Teil der Routenvorschaufunktion enthält, dann erhält sie die Namen durch Aufrufen einer Funktion 550 (nachfolgend als die "Namenzugriffs"-Funktion 550 bezeichnet, die auf den tatsächlichen Text der Straßennamen aus den Navigationsmerkmalsnamensdaten 246, denen die Namen-ID gegeben ist, zugreifen kann. In einer Ausführung ist die Namenzugriffsfunktion 550 Teil einer Schnittstellenebene 151 (in 2 gezeigt). In einer vorliegenden Ausführung kann die Namenzugriffsfunktion 550 eine Liste akzeptieren, die mehrere Namen-IDs enthält. Die Funktion 550 ordnet dann Namen-IDs in der von der Manageranwendung 155 erhaltenen Liste um, sodass sie auf die mit den Namen-IDs identifizierten Namensaufzeichnungen 262 effizient zugreifen kann. Der Betrieb der Funktion 550 wird in Verbindung mit 16 beschrieben.
In Bezug auf 16 extrahiert die Manageranwendung 155 die Namen-IDs aus der ihr bereitgestellten Liste 412 durch die Routenvorschaufunktion 150 und gibt die Namen-IDs in einer Liste 554 zur Namenzugriffsfunktion 550. Die Namenzugriffsfunktion 550 erhält die Liste 554 der Namen-IDs von der Manageranwendung 155 (Schritt 564). Die Namen-IDs in der Liste 554 haben die gleiche Reihenfolge, in der sie in der Liste 412 auftreten, die die Manageranwendung 155 von der Routenvorschaufunktion 150 erhält. Die Namenzugriffsfunktion 550 ordnet diese Namen-IDs um, um den Zeitaufwand zu minimieren, der erforderlich ist, um auf die Navigierbarkeitsmerkmalnamensaufzeichnungen 262 zuzugreifen, die in der Liste 554 durch die IDs referenziert sind (Schritt 568). Z.B. kann die Namenzugriffs 550 die IDs in der Liste 554 umordnen, sodass sie auf alle Navigierbarkeitsmerkmalnamensaufzeichnungen in der Reihenfolge zugreift, in der sie in den Navigierbarkeitsmerkmalsdaten 246 auftreten. In einer Ausführung sind die Navigierbarkeitsmerkmaldatenaufzeichnungen in der Reihenfolge durch die Navigierbarkeitsmerkmalsdatenaufzeichnung-ID gespeichert (262(1) in 7). In einer Ausführung sind die Navigierbarkeitsmerkmals-IDs 262(1) den Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdatenaufzeichnungen 262 in alphabetischer Reihenfolge zugeordnet. Somit ordnet, in der in 16 gezeigten Ausführung, die Namenzugriffsfunktion 550 die Namen-IDs (die Referenzen auf die Navigationsmerkmalsnamensaufzeichnungen 262) sind in der Liste 554 numerisch um (z.B. von der kleinsten zur größten). Dies führt zur Anordnung der Namen-IDs in der Reihenfolge, sodass die durch die Referenzen referenzierten Navigationsmerkmalsnamensdatenaufzeichnungen in alphabetischer Reihenfolge vorliegen. Auch dies führt zur Anordnung der IDs in der Reihenfolge, sodass auf die durch die IDs referenzierten Navigationsmerkmaldatenaufzeichnungen in der Reihenfolge zugegriffen wird, in der sie in der Datenbank 162 und auf dem Medium 164 gespeichert sind.
In alternativen Ausführungen braucht die Reihenfolge der Navigationsmerkmaldatenaufzeichnungen 262 nicht durch die in der Liste 554 enthaltenen IDs impliziert werden. Wenn dies der Fall ist, kann sich die Namenzugriffsfunktion 550 auf einen Kreuzreferenzindex beziehen (wie etwa einen der in 5 gezeigten Indizes 254), um die Medienreihenfolge der Navigationsmerkmalnamendatenaufzeichnungen aus den Daten in den IDs zu erhalten, die in der Liste 554 enthalten sind.
Noch immer in Bezug auf 16 werden, nachdem die IDs von der Liste 554 umgeordnet sind, die Navigationsmerkmalnamendatenaufzeichnungen 262 von der geographischen Datenbank 162 abgefragt und erhalten (Schritt 572). Beim Erfassen der Navigationsmerkmalnamendatenaufzeichnungen 262 wird zumindest die Namensinformation (262(2) in 7) von jeder Aufzeichnung 262 erhalten. Da die Navigationsmerkmalnamen 262(2) aus der geographischen Daten 162 erhalten werden, werden die Navigationsmerkmalnamen in eine Liste eingegeben, die der Reihenfolge entspricht, die durch die Liste 554 spezifiziert ist, die von der Manageranwendung empfangen ist (Schritt 576).
Nachdem die Namenzugriffsfunktion 550 alle Navigationsmerkmalnamen von der geographischen Datenbank 162 erhalten hat, werden die Navigierbarkeitsmerkmalsnamen in einer Liste 582 bereitgestellt, die die Ausgabe der Namenzugriffsfunktion 550 bildet. Die Liste 582 wird durch die Namenzugriffsfunktion 558 zur Manageranwendung 155 zurückgegeben. Die Liste 582 der Navigierbarkeitsmerkmalsnamen, die zur Manageranwendung 155 zurückgekehrt ist, kann durch Programme in der Manageranwendung 155 weiter verarbeitet werden, um für eine Vorschau der Lösungsroute bereitzustellen. Die Vorschau der Lösungsroute kann dem Endbenutzer über die Benutzerschnittstelle 131 in der Form hörbarer Anweisungen, visueller Textanweisungen, visueller graphischer Anweisungen oder beliebigen Kombinationen dieser oder anderer Typen von Informationspräsentation präsentiert werden. Unter Verwendung der Liste 582 von Navigierbarkeitsmerkmalsnamen in der Ausgabe von der Namenzugriffsfunktion 155 können die Namen der Straßen in der Lösungsroute dem Endbenutzer in der Routenvorschau rasch bereitgestellt werden. In einer Ausführung präsentiert die Routenvorschau dem Endbenutzer die Straßennamen in der Lösungsroute zusammen mit zusätzlicher Information, wie etwa Kurs, Drehwinkel, eine Anzeige davon, ob die Lösungsroute eine Straße mit kontrolliertem Zugang enthält, spezielle Verkehrserläuterung, einen Kreisverkehr, eine Fähre usw. Die Routenvorschau kann dem Endbenutzer sofort oder bald, nachdem die Routenberechnungsfunktion 142 die Lösungsroute berechnet hat, bereitgestellt werden. Bevorzugt wird die Routenvorschau bereitgestellt, bevor der Fahrer die berechnete Route befährt.
Die Routenvorschau enthält keine detaillierten Manöveranweisungen darüber, wie die Lösungsroute zu befahren ist. Wie oben erwähnt, werden detaillierte Manöveranweisungen durch andere Funktionen 151 in der Routenführungsanwendung 144 bereitgestellt. Jedoch liefert die Liste von Straßen, Kurvenwinkel, Hinweise auf Straßen mit kontrolliertem Zugang etc. in der durch die Routenvorschaufunktion 150 erzeugten Zusammenfassung eine wertvolle Information für den Endbenutzer. Es ist ein Vorteil der Routenvorschaufunktion, dass hier nur die Namen bestimmter Straßen in der Lösungsroute bereitgestellt werden und nicht die detaillierten Manöveranweisungen. Indem nur bestimmte Namen bereitgestellt werden, wird der Endbenutzer über die Lösungsroute mit ausreichendem Detaillierungsniveau informiert, das ausreicht, um die Gesamtorganisation der Lösungsroute zu verstehen, ohne zu viel Information über spezifische Manöver zu geben, die entlang dem Weg erforderlich sind.
Indem eine Liste von Straßennamen dem Endbenutzer in der Routenvorschau vor der Einfahrt auf die berechnete Route bereitgestellt wird, bekommt der Endbenutzer eine Chance, die berechnete Route zurückzuweisen und gegebenenfalls eine Berechnung einer alternativen Route anzufordern. Z.B. könnte der Endbenutzer wissen, dass ein Teil der Lösungsroute langsamen Verkehr hat. Indem somit der Endbenutzer eine Vorschau der Lösungsroute in der Form einer Liste von Straßen erhält, die in der Lösungsroute enthalten sind, kann der Endbenutzer so früh wie möglich entscheiden, ob er die Lösungsroute akzeptiert.
III. ALTERNATIVE AUSFÜHRUNGEN
A. Erste alternative Ausführung
In der oben beschriebenen Ausführung enthält jede Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 in den Routenbildungsdaten 236, die eine Straße repräsentieren, auf die durch einen Namen auf einem Straßenschild Bezug genommen wird, zumindest eine Referenz-ID (258(6) in 6) zu einer Navigierbarkeitsmerkmaldatenaufzeichnung 262, die den Textstrang des Namens enthält. Dies erlaubt, dass eine Liste von Referenzen zu den Namen der Straßen in der Lösungsroute gebildet wird, wenn die Lösungsroute berechnet wird. In einer ersten alternativen Ausführung enthält jede Straßensegmentdatenaufzeichnung in den Routenbildungsdaten 236, die eine Straße repräsentiert, auf die sich ein Straßenschildname bezieht, den echten Text des Namens als Attribut der Straßensegmentdatenaufzeichnung, anstelle nur einer Referenz zu dem Namen. 17 zeigt Komponenten von einer Straßensegmentdatenentität gemäß dieser ersten alternativen Ausführung.
In 17 sind einige der Komponenten einer Straßensegmentdatenentität 658 gezeigt. Die Komponenten der Straßensegmentdatenentität 658 sind ähnlich jenen, die in 6 gezeigt sind. Die Komponenten der Straßensegmentdatenaufzeichnung 658 in 17 enthalten eine Segment-ID 658(1), ein Richtungsbeschränkungsattribut 658(2), ein Geschwindigkeitsbegrenzungs- oder Kategorieattribut 658(3), ein Klassifikationsattribut 658(4), ein Rangattribut 658(5), Endpunkte 658(7) usw. Diese Komponenten der Straßensegmentdatenentität 658, die in 17 gezeigt sind, können zu jenen entsprechenden Komponenten, die in Verbindung mit 6 beschrieben sind, ähnlich oder identisch sein.
Die in 17 gezeigte Straßensegmentdatenentität 658 enthält ein oder mehrere Namen-auf-Straßenschild-Attribute 658(6). Die Namen-auf-Straßenschild-Attribute 658(6) enthalten den echten Textstrang der Namen, auf die sich das repräsentierte Straßensegment bezieht, durch einen oder mehrere Straßenschilder, die sich entlang dem angegebenen Straßensegment befinden. Z.B. enthält eine Straßensegmentdatenaufzeichnung 658, die einen Abschnitt der Straße namens "Higgins" repräsentiert, als Komponente ein Name-auf-Straßenschild-Attribut 658(6), das den Textstrang "Higgins" enthält. In der in 17 gezeigten Ausführung enthält die Straßensegmentdatenaufzeichnung 658 keine Referenz zu Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdaten 246.
Die in 17 gezeigte Straßensegmentdatenaufzeichnung 658 wird ähnlich der Ausführung der in 6 gezeigten Straßensegmentdatenaufzeichnung 258 verwendet. Die in 17 gezeigte Straßensegmentdatenaufzeichnung 658 enthält die Datenkomponenten, die zur Routenberechnung erforderlich sind.
Die in 17 gezeigte Straßensegmentdatenaufzeichnung 658 kann von der Routenberechnungsanwendung 142 (in den 2 und 11 gezeigt) benutzt werden, um eine Route zu berechnen. Die Routenberechnungsanwendung 142 wertet Straßensegmente für einen potenziellen Einschluss in einer Lösungsroute aus. Wenn Straßensegmente zum Einschluss in eine Lösungsroute identifiziert sind, werden die Namen auf Straßenschilddaten 258(6) für jedes repräsentierte Straßensegment, das zum Einschluss in die Lösungsroute identifiziert ist, in einer temporären Liste zusammen mit dem oder den Namen des repräsentierten Straßensegments gespeichert. Nachdem die Lösungsroute bestimmt ist, enthält diese temporäre Liste die Namen aller Straßensegmente, die die Lösungsroute bilden. Diese Liste von Straßennamen kann dazu benutzt werden, dem Endbenutzer des Navigationssystems ein Routenvorschaumerkmal bereitzustellen. Gemäß dieser Ausführung ist die separate Namenzugriffsfunktion 550 (in 16 gezeigt) nicht erforderlich, um separat auf die Navigierbarkeitsmerkmalsdaten 246 zuzugreifen, um die Namen der Straßensegmente zu erhalten, die in der Routenvorschauliste enthalten sind, nachdem die Liste bestimmt ist. Stattdessen kann der echte Text der Namen aller Straßensegmente in der Vorschauliste in der Ausgabe der Routenvorschaufunktion enthalten sein.
Obwohl jede Straßensegmentdatenaufzeichnung 658, die ein Straßensegment repräsentiert, auf das sich ein Name auf einem Straßenschild bezieht, den Text des Namens als Attribut 658(6) enthält, ist der Name der Straße auch in der Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdatenaufzeichnung 262 (in 7) enthalten, die in den Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdaten 246 (in 5) enthalten sind. Durch Einschluss des Straßennamens in die Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdaten 262 kann der Name durch andere Funktionen in dem Programm 118 referenziert werden. Somit ist gemäß dieser alternativen Ausführung der Name der Straße in zumindest zwei Orten in der geographischen Datenbank 162 enthalten. Obwohl diese Datenverdopplung die Gesamtgröße der geographischen Datenbank 162 erhöhen könnte, können bestimmte Funktionen (wie etwa die Routenvorschaufunktion) rasch durchgeführt werden.
B. Zweite alternative Ausführung
Eine zweite alternative Ausführung wird in Verbindung mit 18 beschrieben. 18 ist ein Diagramm, das einige der Daten darstellt, die in einem Paket 720 von Routenbildungsdaten 236 enthalten sind. Das in 18 gezeigte Paket 720 kann ähnlich den Paketen 320 sein, die oben in Verbindung mit 9 beschrieben sind. Das Paket 720 der Routenbildungsdaten 236 in 18 ist eines einer Mehrzahl von Paketen von Routenbildungsdaten 236, die jeweils eine Struktur haben können, die dem Paket 270 ähnlich oder hierzu identisch ist.
Wie die Pakete 320 der Routenbildungsdaten 236, die in Verbindung mit der ersten Ausführung beschrieben sind, enthält das in 18 gezeigte Paket 720 von Routenbildungsdaten eine Mehrzahl von Straßensegmentdatenaufzeichnungen 758. Jede der Straßensegmentdatenaufzeichnungen 758 kann ähnlich den oben beschriebenen Straßensegmentaufzeichnungen 258 sein. Jede der Straßensegmentdatenaufzeichnungen 758 in dem Paket 720 repräsentiert ein Straßensegment und enthält navigationsbezogene Attribute (in der 18 nicht gezeigt), die von der Routenberechnungsanwendung 142 (in 2) verwendet werden können, wenn diese eine Route berechnet.
Gemäß dieser Ausführung enthält jede der Straßensegmentdatenaufzeichnungen 758, die ein Straßensegment repräsentieren, das durch einen Namen auf einem Straßenschild bekannt ist, eine oder mehrere Referenzen 758(6). Jede Referenz 758(6) zeigt auf Daten, die den Namen angeben, unter denen das repräsentierte Straßensegment durch das Zeichen entlang dem repräsentierten Straßensegment referenziert wird. Die Referenz 758(6) zeigt auf einen Textstrang, der sich in den Routenbildungsdaten 236 befindet. Insbesondere zeigt die Referenz 758(6) auf einen Eintrag in einem Datenabschnitt 766, der sich in dem gleichen Paket 720 der Routenbildungsdaten 236 wie die Straßensegmentaufzeichnung 758 befindet, die die Referenz 758(6) enthält.
Wie oben erwähnt, enthält ein Paket typischerweise viele Straßensegmentdatenaufzeichnungen. Innerhalb eines Pakets können mehrere Straßensegmentdatenaufzeichnungen 758 separate Abschnitte derselben genannten Straße repräsentieren. Gemäß der Ausführung von 18 kann sich jede Straßensegmentaufzeichnung 758 innerhalb eines Pakets, das einen separaten Abschnitt derselben benannten Straße repräsentiert, auf denselben Eintrag in dem Abschnitt der Daten 766 beziehen, die sich in diesem Paket 720 befinden.
Die Ausführung von 18 kann von einem Navigationssystem benutzt werden, um ein Routenvorschaumerkmal bereitzustellen. Mit der Ausführung von 18 berechnet die Routenberechnungsfunktion 142 eine Route mittels der Routenbildungsdaten 236. Für jedes Straßensegment in einer Lösungsroute speichert die Routenberechnungsfunktion 142 auch den Namen auf einem Straßenschildtext 766, worauf sich die Straßensegmentdatenaufzeichnung bezieht, die das Straßensegment repräsentiert. Der Name-auf-Straßenschild-Text kann in der Liste gespeichert werden, der die Ausgabe der Routenberechnungsfunktion bildet. Die echten Namen der Straßensegmente können während des Routenberechnungsprozesses in die Liste eingebaut werden, weil die Name-auf-Straßenschild-Daten (d.h. in dem Abschnitt 766) desselben Datenpakets zur Verfügung steht, das die Routendatenaufzeichnung enthält, auf die während der Routenberechnung zugegriffen wird. Wenn die Lösungsroute berechnet worden ist, enthält die Liste die Namen aller Straßensegmente, die in der Lösungsroute enthalten sind. In der Ausführung von 18 ist es nicht erforderlich, auf Datenaufzeichnungen in den Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdaten 162 separat zuzugreifen, um alle echten Namen der Straßen in der Lösungsroute zu erhalten.
Ein Vorteil dieser Ausführung ist, dass der Name jedes Straßensegments rasch erhalten werden kann, wenn eine Route durch die Routenberechnungsfunktion 142 berechnet wird. Da die Routenberechnungsfunktion auf das Paket von Routenbildungsdaten 720 zugreift, um navigationsbezogene Merkmale des repräsentierten Straßensegments zu erhalten, durch Einbau des Namens der Straße in das Paket von Routenbildungsdaten, erlaubt dies, dass die Liste der Straßennamen in der Lösungsroute rasch entwickelt werden.
Wie in der zuvor beschriebenen Ausführung wird der Name jeder Straße auch durch eine Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdatenaufzeichnung 262 (in 7) repräsentiert, die in dem Navigierbarkeitsmerkmalsnamensdaten 246 (in 5) enthalten sind. Somit sind, gemäß dieser alternativen Ausführung, die Namen einiger Straßen in zumindest zwei Stellen in der geographischen Datenbank 162 enthalten. Obwohl diese Datenverdopplung die Gesamtgröße der geographischen Datenbank 162 vergrößern könnte, können bestimmte Funktionen (wie etwa die Routenvorschaufunktion) rasch durchgeführt werden.
C. Andere Alternativen
In einigen der oben beschriebenen Ausführungen sind die durch die Routenvorschaufunktion bereitgestellten Namen jene Namen, mit denen Straßen durch die Schilder entlang den Straßen bezeichnet sind. Dies dient dazu, in die Routenvorschaufunktion jene Namen einzubauen, unter denen die Straßen am häufigsten bekannt sind. Der durch die Routenvorschaufunktion bereitgestellte Name einer Straße braucht nicht ein Name auf einem Straßenschild sein, sondern irgend ein Name, unter dem die Straße bekannt ist, bevorzugt der am meisten verwendete Name.
In den oben beschriebenen Ausführungen wurden die Navigationsanwendungen in Verbindung mit Navigationssystemen beschrieben, wie etwa eingebauten Fahrzeugnavigationssystemen. Es versteht sich, dass die Ausführungen auf verschiedenen Plattformen und/oder Umgebungen implementiert werden können, einschließlich Personal Computern, Personal Digital Assistants, Netzwerkumgebungen, Internet, Systemen auf Telefonbasis usw.
Die vorstehende detaillierte Beschreibung soll illustrativ und nicht einschränkend verstanden werden.

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer durch ein Navigationsgerät (142) berechneten Vorschauroute, worin das Verfahren umfasst: Berechnen einer Lösungsroute (400) zwischen einem Ursprung und einem Ziel unter Verwendung einer geographischen Datenbank (140), worin die Lösungsroute (400) durch eine erste Liste (410) von Datenentitäten (258) aus der geographischen Datenbank (140) repräsentiert wird, worin die Datenentitäten (258) in der ersten Liste (410) Straßenabschnitte (222(1), 222(2)) repräsentieren, die eine durchgehende legal gültige Route zwischen dem Ursprung und dem Ziel bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: wenn die Lösungsroute (400) berechnet wird, Speichern einer Indikation (258(6)) eines Namens (262(2)), unter dem jeder in der ersten Liste (410) repräsentierte Straßenabschnitt bekannt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfasst: einem Verwender des Navigationsgeräts (142) eine Vorschau der Lösungsroute (400) zu liefern, worin die Vorschau Namen (262(2)) enthält, unter denen die Straßen in der Lösungsroute (400) bekannt sind.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Indikation (258(6)) eine Referenz zu einem Abschnitt (246) der geographischen Datenbank (140) ist, der Namen geographischer Merkmale enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte umfasst: Auswerten der Datenentitäten (258), die in der Lösungsroute (400) enthalten sind; Bilden von Routenvorschaudatenstrukturen (413) beruhend auf dem Auswertungsschritt, worin die Routenvorschaudatenstrukturen (413) Indikationen (258(6)) der Namen enthalten, unter denen Straßen in der Lösungsroute (400) bekannt sind; und Verwenden der Routenvorschaudatenstrukturen (413), um einem Verwender des Navigationsgeräts (442) eine Vorschau der Lösungsroute (400) zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 4, das ferner den Schritt umfasst: vor der Verwendung der Routenvorschaudatenstrukturen (413), um dem Verwender eine Vorschau der Lösungsroute (400) zu liefern, Erhalten des Namens der Straße, der jeder der in den Routenvorschaudatenstrukturen (413) enthaltenen Indikationen (258(6)) zugeordnet ist, aus der geographischen Datenbank (140).
Verfahren nach Anspruch 5, das ferner den Schritt umfasst: vor dem Erhalt des Namens der Straße, der jeder der in den Routenvorschaudatenstrukturen (413) enthaltenen Indikationen (258(6)) zugeordnet ist, aus der geographischen Datenbank (140), Umordnen der Indikationen (258(6)).
Verfahren nach Anspruch 6, worin der Schritt des Umordnens die Indikationen (258(6)) gemäß der Reihenfolge anordnet, in der die Datenaufzeichnungen, auf die sich Indikationen beziehen, auf einem Medium (164) gespeichert sind.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der Schritt des Umordnens die Indikationen (258(6)) in numerischer Reihenfolge anordnet.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der Schritt des Umordnens die Indikationen (258(6)) derart anordnet, dass die Namen in alphabetischer Reihenfolge erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 6, worin der Schritt des Erhalts des Namens der Straße, der jeder der in der Routenvorschaudatenstruktur (413) enthaltenen Indikationen (258(6)) zugeordnet ist, gemäß einer durch den Umordnungsschritt gebildeten Reihenfolge durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, worin der Auswertungsschritt umfasst: wenn eine Namensänderung in der Lösungsroute (400) stattfindet, Bilden eines Eintrags für die Vorschau, die die Änderung der Namen beschreibt.
Verfahren nach Anspruch 4, worin der Auswertungsschritt umfasst: wenn eine Straße mit kontrolliertem Zugang in die Lösungsroute (400) eingegeben wird, Bilden eines Eintrags für die Vorschau, der anzeigt, dass eine Straße mit kontrolliertem Zugang eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 4, worin der Auswertungsschritt umfasst: wenn in die Lösungsroute (400) ein Kreisverkehr eingegeben wird, Bilden eines Eintrags für die Vorschau, der anzeigt, dass ein Kreisverkehr eingegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 3, worin der Abschnitt (246) der geographischen Datenbank (140) Datenentitäten (262) eines zweiten Typs enthält, die die Namen geographischer Merkmale repräsentieren, worin die Datenentitäten (262) des zweiten Typs in der geographischen Datenbank (140) alphabetisch organisiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 14, worin die Datenentitäten, die Straßenabschnitte (258) repräsentieren, in der geographischen Datenbank (140) räumlich organisiert sind.
Verfahren nach Anspruch 3, worin die geographische Datenbank (140) Datenentitäten (258(10)) eines dritten Typs umfasst, worin jeder navigierbare Straßenabschnitt durch zumindest eine separate Datenentität (258(10)) des dritten Typs repräsentiert wird, und worin jede Datenentität (258(10)) des dritten Typs Erläuterungsattribute des hierdurch repräsentierten Straßenabschnitts enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Datenbank (140) auf einem computerlesbaren physikalischen Speichermedium (164) gespeichert ist.
Computerprogramm, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, ein Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche ausführt.
Vorrichtung mit Mitteln, die dazu ausgelegt sind, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17 auszuführen.