Способ формирования улучшенных картографических данных для использования в навигационных устройствах

Способ формирования улучшенных картографических данных для использования в навигационных устройствах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу формирования улучшенных картографических данных для использования в навигационных устройствах. Навигационные устройства включают в себя основанные на Глобальной системе позиционирования (GPS) электронные персональные навигационные устройства.

Уровень техники

Картографические данные для электронных навигационных устройств, таких как построенные на GPS персональные навигационные устройства, аналогичные GO™ от компании TomTom International BV, предлагаются специализированными производителями карт, такими как Tele Atlas NV. Эти картографические данные специально разработаны с тем, чтобы использоваться с алгоритмами направления по маршруту, в типичном варианте используя данные местоположения от GPS-системы. Например, дороги могут быть описаны как линии, т.е. векторы (к примеру, начальная точка, конечная точка, направление для дороги, при этом вся дорога составлена из многих сотен таких секций, каждая из которых уникально задается посредством параметров направления из начальной точки/конечной точки). Карта в таком случае является набором этих дорожных векторов, данных, ассоциативно связанных с каждым вектором (ограничение скорости; направление движения и т.д.), плюс точки интереса (POI), плюс названия дорог, плюс другие географические элементы, такие как границы парков, границы рек и т.д., все они задаются на основе векторов. Все картографические элементы (к примеру, дорожные векторы, POI и т.д.) обычно задаются в системе координат, которая соответствует или связана с системой координат GPS, давая возможность поместить позицию устройства, как определенную через GPS-систему, на соответствующую дорогу, показанную на карте и для планирования оптимального маршрута к пункту назначения.

Чтобы создать эту базу картографических данных, Tele Atlas начинает с основной дорожной информации из различных источников, таких как картографическое управление для дорог в Англии. Она также содержит многочисленную специальную группу транспортных средств, передвигающихся по дорогам, и, дополнительно, персонал, проверяющий другие карты и аэрофотоснимки для того, чтобы обновлять и проверять ее данные. Эти данные составляют ядро базы картографических данных Tele Atlas. Эта база картографических данных непрерывно улучшается с помощью справочных географических данных. Далее они проверяются и публикуются четыре раза в год для изготовителей устройств, таких как TomTom.

Несмотря на огромные ресурсы, которые вовлечены в обновление и проверку этих карт, данные для некоторых географических областей могут устареть на год или более.

В дополнение к текущим усовершенствованиям, описанным выше, конечные пользователи могут сообщать об ошибках на карте непосредственно в Tele Atlas, используя веб-узел Tele Atlas. Изготовители устройств, к примеру, TomTom, также фиксируют и перенаправляют сообщения об ошибках на карте от своих пользователей таким образом. Эти сообщения об ошибках, в общем, задаются просто в свободном текстовом формате, так что тратятся значительные усилия на выяснение того, что в действительности означает ошибка и к какому точному местоположению она относится. После подтверждения ошибки как реальной, утверждается и затем включается в будущую версию карты соответствующая корректировка. Корректировка может в конечном счете оказаться в устройстве конечного пользователя через год или более после первого оповещения или, в некоторых случаях, вообще не оказаться.

Также распространено сохранять "путь" запланированной и выполненной поездки помощью спутникового навигационного GPS-устройства (см., например, функциональность "предоставления сведений о трассе по GPS", предлагаемую компанией ALK Technologies, Принстон, США). Этот путь является записью законченного маршрута, которому следовало транспортное средство, с использованием кодированных географических данных. Пользователь затем может отослать эти данные пути обратно производителю устройства; после этого они используются для того, чтобы повысить точность и законченность базы картографических данных. Например, четкая позиция дороги или поворота не может быть точно зафиксирована на карте, используемой устройством; объединенные треки от людей, пользующихся этой дорогой или поворотом, дадут возможность определения более точной позиции; будущие версии карты от производителя устройства смогут включить в себя корректировку.

Также может быть сделана ссылка на совместные проекты составления карт, часто называемые "википедическими картами". Википедические карты не формируют "картографические данные" так, как мы определяем этот термин, т.е. картографические данные, подходящие для алгоритмов направления по маршруту, чтобы начертить маршрут по сети дорог до пункта назначения.

Раскрытие изобретения

Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении оперативной корректировки карты. Изобретение состоит в способе формирования улучшенных картографических данных для использования в навигационных устройствах, содержащем этапы:

a) отображения картографических данных, подходящих для алгоритмов направления по маршруту, на электронном навигационном устройстве;

b) ввода конечным пользователем устройства корректировки по ошибке на карте непосредственно на устройстве;

c) возможности использовать посредством устройства корректировку без внешней обработки корректировки.

Следовательно, конечный пользователь больше не ограничен сообщением об ошибках производителю карты по веб-ссылке, чтобы потом ожидать, когда производитель карты проверит ошибку, обновит свои карты и предоставит обновление, т.е. ожидать цикл, выполнение которого может занять месяцы и иногда годы. Вместо этого навигационным устройством используется корректировка без внешней обработки, например, без проверки производителем карты. Использование корректировки посредством устройства, в относительных терминах, может быть "немедленным". Термин "немедленный" должен рассматриваться не как мгновенный, а как означающий просто вскоре после того, как корректировка введена. Могут быть промежуточные этапы, такие как проверка пользователем того, что корректировка должна использоваться, включение и последующее отключение им устройства и т.д.

В реализации представлено навигационное устройство, которое позволяет пользователям выполнять модификации в картографических данных, хранимых на их устройстве. Навигационное устройство может быть портативным автономным навигационным GPS-устройством с возможностью направления по маршруту, например, устройством серии GO от компании TomTom International BV, или любым другим видом портативного информационного устройства, таким как мобильный телефон или PDA. Но в равной степени оно может быть устройством, интегрированным в транспортное средство или вычислительным устройством, таким как стационарный настольный персональный компьютер (включая переносной компьютер), выполняющий навигационное программное обеспечение (этот термин включает в себя программное обеспечение составления карт, которое фактически не предоставляет динамическое направление по маршруту, а вместо этого просто отображает то, где находится пользователь. Кроме того, навигационное программное обеспечение может выполняться локально на клиентском устройстве или выполняться на сервере, удаленном от клиентского устройства). Персональный компьютер может далее состыковываться с портативным навигационным устройством с возможностью направления по маршруту и передавать корректировки портативному навигационному устройству.

Типичными признаками такого навигационного устройства являются:

- пользовательский интерфейс, позволяющий пользователям создавать корректировки цифровым образом сохраненной карты;

- пользовательский интерфейс, который позволяет пользователям включать или исключать корректировки карты из вычислений маршрута;

- пользовательский интерфейс, который позволяет пользователям просматривать скорректированные картографические данные на цифровой карте;

- набор категорий корректировки, которые позволяют пользователям ассоциировать корректировки карты с одним или более типов транспорта;

- возможность совместно использовать корректировки карты с другими пользователями, например через услугу объединения содержимого. Совместно используемые карты доступны для использования (к примеру, алгоритмом планирования маршрута или механизмом отображения карт), как только они загружены.

Второй аспект изобретения заключается в способе автоматических предложений корректировок карты: в этом способе навигационное устройство собирает и анализирует статистические данные, касающиеся поведения водителя, и, в типичном варианте, когда определенные пороговые критерии удовлетворены, предлагает корректировки карты пользователю. Например, если пользователь не поворачивает на дорогу, которую устройство запланировало в маршруте, это может быть из-за того, что фактическая дорога имеет знак "въезд запрещен", но карта, сохраненная на устройстве, не соответствует действительности. Устройство может тогда автоматически отобразить сообщение, такое как "Извините. Карта была неправильной?" с кнопками "да" и "нет", отображаемыми посредством сообщения. Если пользователь нажимает "да", устройство затем может отобразить пользовательский интерфейс, позволяющий пользователям создавать корректировки к карте, сохраненной на устройстве. После этого пользователь может корректировать карту посредством пометки дороги как дороги со знаком "въезд запрещен". Эта корректировка немедленно доступна для алгоритмов планирования маршрута, выполняющихся в навигационном устройстве.

Третий аспект заключается в способе анализа корректировок карты: в этом способе система анализирует корректировки карты с помощью одного или более из следующего:

- анализ и объединение корректировок пользователя, чтобы извлечь "достоверность" корректировки;

- анализ корректировок, предоставленных одним пользователем, чтобы извлечь "надежность" корректировок от этого пользователя;

- анализ ключевого слова всех строковых данных, чтобы удалить "запрещенные" слова (к примеру, слова-паразиты в названиях улиц);

- анализ корректировок, чтобы решить, должна ли корректировка карты быть применена к другим картам того же региона (как к картам от других поставщиков, так и к более новым версиям карт от того же поставщика).

Краткое описание чертежей

Изобретение далее поясняется со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - основной экран сообщений об ошибках, отображаемый навигационным устройством;

Фиг.2 - отображаемый экран, который позволяет пользователям задавать тип ошибки, которую они желают зафиксировать и сообщить;

Фиг.3 - снимок экрана из навигационного устройства, реализующего настоящее изобретение; снимок экрана показывает вид карты сверху и строку состояния, идущую вдоль нижней части дисплея;

Фиг.4 - снимок экрана из навигационного устройства, реализующего трехмерное представление;

Фиг.5 - снимок экрана из навигационного устройства, показывающего навигационное меню;

Фиг.6A и 6B - виды в перспективе навигационного устройства; и

Фиг.7 - схематичное представление архитектуры системы для навигационного устройства;

Фиг.8 - блок-схема компонентов в навигационном устройстве;

Фиг.9 - схема электрических узлов в навигационном устройстве по Фиг.8.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение описывается со ссылкой на реализацию, называемую Map Share™. Map Share предоставляет возможность пользователям исправлять, а также совместно использовать и сообщать об ошибках на карте, используя персональные навигационные устройства GO компании TomTom International BV. Пользователь вводит корректировку (или исправление карты) в навигационное устройство. После этого исправление карты применяется локально в устройстве, чтобы дополнить картографические данные, используемые посредством устройства при маршрутизации и отображении дорог, POI и т.д. Исправление карты доступно немедленно. Исправление карты может сообщаться на сервер TomTom посредством устройства несколькими способами: устройство может иметь интегрированные возможности связи (к примеру, беспроводную сотовую систему связи, которая может отправлять данные на сервер), может иметь возможность отправлять данные по линии беспроводной связи ближнего действия в мобильный телефон, который, в свою очередь, отправляет данные на сервер, может иметь возможность стыковаться с подключенным к Интернету персональным компьютером, который может поддерживать связь с сервером, или само может быть этим подключенным к Интернету персональным компьютером. Сервер может затем объединять все корректировки от всех пользователей, проверять достоверность корректировок и распространять корректировки другим пользователям, а также совместно использовать корректировки с одним или более производителей карт.

Когда полностью реализована, эта обратная связь может заменить обновления производителя карты в качестве основного механизма для того, чтобы обновлять картографические данные в продуктах TomTom.

Возможности одной реализации Map Share заключаются в том, чтобы предоставить удобные в пользовании реализованные на устройстве инструментальные средства, предоставляющие пользователю возможность:

- блокировать и разблокировать улицы на своей карте,

- изменять направление движения по улицам на своей карте,

- добавлять и изменять названия улиц на своей карте,

- изменять ограничения скорости дорог на своей карте.

Следовательно, корректировки непосредственно влияют на то, как работают алгоритмы вычисления маршрутизации, т.е. они используются при вычислении маршрута до пункта назначения. Map Share также предоставляет возможность пользователю:

- добавлять местоположения камер слежения на карту,

- совместно использовать корректировки карты с другими пользователями,

- загружать корректировки карты от других пользователей,

- создавать сообщения об ошибках на карте для крупных ошибок.

В дополнение к реализованным на устройстве корректировкам, те же самые признаки корректировки для всех вышеупомянутых типов корректировки могут быть сделаны доступными с помощью настольного вычислительного приложения, которое допускает подключение к устройству, к примеру, чтобы хранить корректировки.

В дополнение к реализованным на устройстве признакам возможны усовершенствования существующего инструментального средства сообщений об ошибках на карте TomTom, которое основано на веб-интерфейсе:

- Сообщения об ошибках на карте будет проще находить на веб-узле поддержки TomTom.

- Инструментальные средства сообщений об ошибках на карте будут добавлены в приложение TomTom Home.

- Пользователи будут принимать обратную связь об ошибках на карте, о которых они сообщили.

- TomTom будет иметь возможность заранее расположить по приоритетам ошибки перед их отправкой своему поставщику карты, к примеру, Tele Atlas.

Как пояснено выше, важные признаки реализации Map Share заключаются в том, чтобы:

- выполнять корректировки карты, сообщений об ошибках и т.д. на устройстве,

- задавать вступление в силу определенных корректировок немедленно (к примеру, тех, которые удовлетворяют заданным пользователем критериям),

- дать возможность пользователям обмениваться корректировками с другими пользователями.

В навигационном устройстве GO это может быть реализовано посредством отображения на устройстве пункта меню Make changes to the map (Выполнить изменения в карте), как показано на Фиг.1A. Результаты выбора этого элемента поясняются ниже. Предусмотрено два дополнительных пункта меню, которые описываются первыми.

Во-первых, пункт меню Exchange Changes (Обменяться изменениями) позволяет пользователю инициализировать выгрузку собственных изменений пользователя и загрузку изменений в устройство других пользователей. Выгрузка может выполняться через мобильный телефон с помощью линии беспроводной связи GPRS, который связывается с устройством GO по Bluetooth-сети или через подключенный к Интернету персональный компьютер, с которым состыковывается устройство GO.

Во-вторых, пункт меню Preferences About changes (Персональные настройки изменений) определяет то, какие изменения разрешить. Выбор этого элемента может побуждать устройство отобразить экран меню с флажками для пользователя, чтобы указать соответствующие типы изменений, которые следует разрешить:

Какие изменения должны быть разрешены:

[x] ваши собственные изменения,

[x] недавние изменения,

[ ] изменения за прошлый год, сделанные на других картах,

[x] только если сообщено больше одного раза,

[x] только из доверенных источников,

1365 из 2635 доступных изменений разрешено.

Если пользователь выбирает значок Make changes to map посредством его касания, пользователь переводится в подменю, которое предлагает варианты INSTANT-EFFECT (МГНОВЕННОЕ ВСТУПЛЕНИЕ В СИЛУ), чтобы изменить карту, плюс вариант, чтобы СООБЩИТЬ (REPORT) об ошибке (если он не охватывается автоматическим действием). Они включают в себя, как показано на Фиг.1B:

- Add/change street name (Добавить/изменить название улицы): если пользователь выбирает этот пункт, то устройство может, например, отобразить список названий улиц, в настоящий момент отображаемых картой (или которые должны были отображаться, если бы устройство находилось в обычном навигационном режиме); пользователь может выбрать улицу, которая будет переименована, и затем ввести новое имя через экранную клавиатуру.

- Block Street (Блокировать улицу): если пользователь выбирает этот пункт, то устройство может, например, отобразить список названий улиц, в настоящий момент отображаемых картой (или которые должны были отображаться, если бы устройство находилось в обычном навигационном режиме); пользователь может выбрать улицу, чтобы заблокировать.

- Change traffic direction (Изменить направление движения транспорта) (не показано): если пользователь выбирает этот пункт, то устройство может, например, отобразить список названий улиц, в настоящий момент отображаемых картой (или которые должны были отображаться, если бы устройство находилось в обычном навигационном режиме) вместе с направлением движения транспорта: пользователь может выбрать улицу, направление движения транспорта по которой должно быть изменено.

- Change speed limit (Изменить ограничение скорости): если пользователь выбирает этот пункт, то устройство может, например, отобразить список названий улиц, в настоящий момент отображаемых картой (или которые должны были отображаться, если бы устройство находилось в обычном навигационном режиме) вместе с применимыми ограничениями скорости; пользователь может выбрать улицу, ограничение скорости по которой должно быть изменено, и затем может выбрать соответствующее новое ограничение скорости из меню.

- Un-block street (Разблокировать улицу): если пользователь выбирает этот пункт, то устройство может, например, отобразить список названий улиц, в настоящий момент отображаемых картой (или которые должны были отображаться, если бы устройство находилось в обычном навигационном режиме); пользователь может выбрать улицу, которая должна быть разблокирована.

Помимо этого, можно, выбирая значок Edit/delete POI (Редактировать/удалить POI), достигнуть более глубокого подменю с графическими вариантами для следующего:

- Rename a POI (Переименовать POI)

- Move a POI (Переместить POI)

- Add a POI to a category (Добавить POI в категорию)

- Delete a POI (Удалить POI)

- Re-categorize a POI (Повторно категоризировать POI).

В каждом случае устройство может, например, отобразить список названий POI, в настоящий момент отображаемых картой (или которые должны отображаться, если устройство находится в обычном навигационном режиме); пользователь может выбрать релевантный POI и затем отредактировать или удалить этот POI. Эти POI в типичном варианте являются POI, предоставленными производителем карты, но они могут включать в себя POI, загруженные пользователем (к примеру, камеры измерения скорости).

Дополнительный пункт меню - это Report other error (Сообщить о другой ошибке). Он предоставляет возможность сообщить о претензии, пропущенных дорогах и т.д. Типичные функции позволяют пользователю выделить местоположение, выбрать из списка типовых вопросов, разрешить пользователю добавлять свободный текстовый комментарий и т.д.

Другие признаки:

- Пользователи могут создавать "закрытые" исправления для своей карты и "совместно используемые" исправления, которые также отправляются в TomTom для объединения.

- Каждое исправление карты сохраняется независимо.

- Все исправления карты имеют высокую степень сжатия для OTA-распространения.

- Все исправления карты В ВЫСШЕЙ СТЕПЕНИ защищены (так что невозможно вручную восстановить структуру и алгоритм формата) для гарантии того, что конкуренты не смогут использовать исправления, сделанные на устройствах TomTom, чтобы скорректировать собственные карты.

- Исправления сохраняются в независимой от карты форме:

- исправления карты сохраняются во время обновлений карты,

- исправления карты можно применять к картам от различных производителей.

- Исправления карты могут быть автоматически удалены, если область, связанная с исправлением, изменилась в новой версии картографических данных (поскольку в этом случае мы предполагаем, что ошибка на карте была исправлена поставщиком карты).

- Исправления карты НЕ изменяют необратимо картографические данные пользователя.

- Пользователи могут выбирать то, какие виды изменений они используют (к примеру, "использовать только мои изменения", или "использовать мои изменения и изменения TomTom").

- TomTom хранит базы данных исправлений карт для каждой выпущенной версии карты (Примечание: пользователи с новыми картами могут принимать исправления, переданные для более старых карт, но пользователи старых карт НЕ смогут принимать исправления, переданные для более новых карт).

- TomTom создает систему объединения так, чтобы исправления карты и отчеты могли быть собраны и совместно использованы с другими пользователями.

- TomTom создает систему "доверия" с тем, чтобы можно было оценить достоверность или правдоподобие исправлений карты и отчетов. Пользователи, которые регулярно сообщают о реальных ошибках, могут стать "доверенными", и их исправления предлагаются всем пользователям без необходимости проверки достоверности. Этих пользователей также можно просить проверить достоверность исправлений, предоставленных другими пользователями.

- TomTom подтверждает исправления, отправленные пользователями (как только их достоверность проверена).

Фиг.2 схематично иллюстрирует основные программные модули, развернутые в навигационном устройстве, реализующем изобретение. Дисплей 21 является дисплеем с сенсорным экраном, в который пользователь вводит адрес пункта назначения традиционным способом. Этот ввод адресных данных обрабатывается UI-модулем 22 и отправляется в модуль 23 навигации/планирования маршрута. Модуль 23 планирования маршрута, принимая GPS-поток из GPS-модуля 24, планирует маршрут, используя картографические данные из зашифрованных, сжатых картографических данных, с которыми устройство было поставлено (или иначе предоставлены от производителя карты, такого как Tele Atlas). Настоящее изобретение в таком случае реализуется следующим образом: пользователь вводит корректировку карты по мере необходимости, используя взаимодействие с сенсорным экраном, касаясь больших графических значков, как проиллюстрировано на Фиг.1A и 1B, на дисплее 21. UI-модуль 22 фиксирует исправление карты и отправляет его в память 26 исправлений карты. Как только исправление карты помещено в память 26 исправлений карты, оно становится доступным для модуля 22 планирования маршрута и UI-модуля 22. Если исправление карты требует перепланирования даже текущего проезжаемого маршрута, то это выполняется автоматически (если пользователь сконфигурирует этот вариант). Например, устройство может запланировать маршрут, который требует того, чтобы пользователь повернул на улицу: когда поворот достигается, пользователь обнаруживает, что она недавно переведена в разряд улиц со знаком "въезд запрещен". Пользователь может ввести соответствующую корректировку карты: новый маршрут, с учетом улицы со знаком "въезд запрещен", далее немедленно запланирован, и выдается соответствующее направление по маршруту. Аналогично, если пользователь планирует полностью новый маршрут в другой пункт назначения, то новый маршрут также учтет исправление карты. Если исправление карты должно повлиять на то, как карта должна отображаться (например, переименование дороги, демонстрация новой POI, такой как камера измерения скорости), то немедленно применяется новый внешний вид. Тем не менее, автоматическое использование корректировки не обязательно; некоторые пользователи могут предпочесть для вычисления маршрута и т.д. исключать корректировки карты.

Приложение 1 описывает типичное устройство, которое может реализовать настоящее изобретение. Приложение 2 содержит высокоуровневые обязательные требования к Map Share.

Приложение 1

Настоящее изобретение может быть реализовано в интегрированном навигационном устройстве от компании TomTom BV, называемом GO. GO развертывает навигационное программное обеспечение с названием Navigator (или NavCore) и имеет внутреннее приемное устройство GPS; программное обеспечение Navigator также может выполняться на PDA-устройстве с сенсорным (т.е. с управлением пером) экраном типа PocketPC, таком как Compaq iPaq. В таком случае предоставляется построенная на GPS навигационная система, когда PDA соединен с приемным устройством GPS. Комбинированная система PDA и приемного устройства GPS разработана для того, чтобы использоваться в навигационной системе транспортного средства.

Изобретение также может быть осуществлено в любой другой форме навигационного устройства, например, в виде интегрированного приемного устройства GPS/компьютера/дисплея или устройства, сконструированного для использования вне транспортного средства (например, для пешеходов) или в транспортных средствах, отличных от автомобиля (например, в самолетах). Навигационное устройство может реализовать любой вид технологии считывания местоположения и не ограничивается GPS; следовательно, оно может быть реализовано, используя другие виды GNSS (глобальная навигационная спутниковая система), к примеру, европейскую систему Galileo. Также оно не ограничено системами определения положения/скорости на спутниковой основе, а может быть развернуто с помощью наземных радиомаяков или любых других видов систем, которые позволяют устройству определять свое географическое положение.

Программное обеспечение Navigator, при выполнении в PDA, дает в результате навигационное устройство, которое вызывает отображение экрана обычного навигационного режима, показанного на Фиг.3. Этот вид предоставляет инструкции для управления транспортным средством с помощью комбинации текста, символов, голосовых подсказок и перемещаемой карты. Ключевые элементы пользовательского интерфейса следующие: 2D карта 1, занимающая большую часть экрана. Карта показывает автомобиль пользователя и его непосредственное окружение, вращаемое таким образом, что направление, в котором перемещается автомобиль, всегда направлено "вверх". Строка 2 состояния может проходить через экран в нижней четверти экрана. Текущее положение навигационного устройства, которое устройство определяет самостоятельно с помощью традиционного GPS-определения положения, и его ориентация (которая выводится из направления движения) показаны стрелкой 3. Маршрут, вычисленный устройством (с помощью алгоритмов вычисления маршрута, сохраненных в запоминающем устройстве, применяемых к картографическим данным, сохраненным в картографической базе данных в запоминающем устройстве), показан как затемненный путь 4, на который наложены стрелки, задающие направление движения. На затемненном пути 4 все основные действия (например, закругления поворотов, перекрестки, кольцевые пересечения дорог и т.п.) схематически изображены стрелкой 5, наложенной поверх пути 4. Строка 2 состояния также включает в себя с левой стороны схематическое изображение, показывающее следующее действие 6 (в данном случае поворот направо). Строка 2 состояния также показывает расстояние до следующего действия (например, поворот направо - здесь расстояние составляет 220 м) как извлеченное из базы данных всего маршрута, вычисленного устройством (т.е. из списка всех дорог и связанных действий, задающих маршрут, который должен быть пройден). Строка 2 состояния также показывает название текущей дороги 8, оставшееся до конца поездки время 9 (в данном случае 2 минуты 40 секунд), актуальное оценочное время 10 прибытия (11:36) и расстояние до цели 11 (1,4 км). Интенсивность GPS-сигнала показана в виде индикатора 12 интенсивности сигнала в стиле, подобном используемому в мобильных телефонах. Также возможно трехмерное представление карты, как показано на Фиг.4.

Если пользователь касается экрана 13, то отображается главное меню навигационного экрана (не показано); из этого меню другие базовые навигационные функции в приложении Navigator могут инициализироваться или управляться. Предоставление возможности выбора основных навигационных функций из экрана меню, которое само очень легко вызывается (например, одним действием от отображения карты до экрана меню), значительно упрощает взаимодействие пользователя и делает его более быстрым и простым.

Площадь зоны касания, которая должна быть затронута пользователем, намного больше, чем в большинстве систем с перьевым сенсорным экраном. Она спроектирована так, чтобы быть достаточно большой для того, чтобы легко выбираться одним пальцем без особой точности, т.е. моделировать реальные условия для водителя при управлении транспортным средством; у него будет мало времени, чтобы рассматривать очень детальный экран с маленькими значками управления, и еще меньше времени, чтобы точно нажимать один из этих маленьких значков управления. Следовательно, использование очень большой площади сенсорного экрана, ассоциативно связанной с данной программируемой клавишей (или скрытой программируемой клавишей, как в центре экрана 13), является продуманным конструктивным признаком этой реализации. В отличие от других основанных на перьях приложений, этот конструктивный признак согласованно развернут в Navigator, чтобы выбирать основные функции, которые, вероятно, потребуются водителю при фактическом управлении автомобилем. Следовательно, каждый раз, когда пользователю предоставляется вариант выбора экранных значков (к примеру, значков управления или клавиш виртуальной клавиатуры, чтобы ввести адрес назначения, например), схема этих значков/клавиш остается простой, и ассоциативно связанные зоны сенсорного экрана расширяются до такого размера, что каждый значок/клавиша может однозначно выбираться пальцем. На практике, ассоциативно связанная зона сенсорного экрана имеет порядок, по меньшей мере, 0,7 см² и обычно является квадратной зоной. В обычном навигационном режиме устройство отображает карту. Касание карты (т.е. сенсорного чувствительного дисплея) один раз (или два раза в другой реализации) рядом с центром экрана (или в любой части экрана в другой реализации) вызывает или непосредственно (т.е. следующий уровень вниз), или опосредованно (т.е. два или более уровней вниз) навигационное меню (см. Фиг.5) с большими значками, соответствующими различным навигационным функциям, например, вариант вычислить альтернативный маршрут и повторно вычислить маршрут, с тем чтобы исключить следующий участок дороги (полезно при возникновении преграды или сильной перегруженности); или повторно вычислить маршрут, чтобы исключить конкретные перечисленные дороги.

Фактическая физическая структура устройства существенно отличается от традиционного встроенного устройства с точки зрения архитектуры запоминающего устройства (см. раздел архитектуры системы ниже). На высоком уровне тем не менее они аналогичны: запоминающее устройство хранит алгоритмы вычисления маршрута, картографическую базу данных и программное обеспечение пользовательского интерфейса; микропроцессор интерпретирует и обрабатывает пользовательский ввод (например, при использовании сенсорного экрана устройства для того, чтобы ввести начальный и конечный адреса и все другие входные команды управления) и применяет алгоритмы вычисления маршрута для того, чтобы вычислить оптимальный маршрут. "Оптимальность" может ссылаться на критерий, например, наименьшее время или наикратчайшее расстояние, или некоторые другие связанные с пользователем факторы.

Более конкретно, пользователь вводит свою начальную позицию и требуемое место назначения обычным образом в программное обеспечение Navigator, запущенное на PDA, с помощью виртуальной клавиатуры. Пользователь затем выбирает способ, которым вычисляется маршрут: предлагаются различные режимы, например, "быстрый" режим, который вычисляет маршрут очень быстро, но маршрут может не быть кратчайшим; "полный" режим, который просматривает все возможные маршруты и находит кратчайший, но дольше по времени вычисления, и т.п. Возможны другие варианты с заданным пользователем маршрутом, который является живописным, например, проходит через множество POI (точек интереса), которые помечены как виды с живописной архитектурой, или проходит через множество POI возможного интереса для детей, или использует наименьшее число пересечений дорог, и т.д.

Сами дороги описываются в картографической базе данных, которая является частью Navigator (или иным образом доступна для него), запущенного на PDA, как линии, т.е. векторы (например, начальная точка, конечная точка, направление для дороги, при этом вся дорога составлена из многих сотен таких секций, каждая из которых уникально задается посредством параметров направления из начальной точки/конечной точки). Карта в таком случае является набором таких векторов дорог, плюс точки интереса (POI), плюс названия дорог, плюс другие географические признаки, такие как границы парков, границы рек и т.п., все они задаются на основе векторов. Все картографические элементы (например, векторы дорог, POI и т.п.) задаются в координатной системе, которая соответствует или относится к координатной системе GPS, давая возможность поместить позицию устройства, как определенную через GPS-систему, на соответствующую дорогу, показанную на карте.

Вычисление маршрута использует сложные алгоритмы, которые являются частью программного обеспечения Navigator. Алгоритмы применяются для того, чтобы подсчитать большое количество потенциальных разных маршрутов. Программное обеспечение Navigator далее оценивает их по заданным пользователем критериям (или по настройкам по умолчанию устройства), таким как сканирование в полном режиме, с маршрутом по живописным местам, мимо музеев и без камер измерения скорости. Маршрут, который наилучшим образом соответствует заданным критериям, затем вычисляется процессором в PDA и сохраняется в базе данных в RAM как последовательность векторов, названий дорог и действий, который должны быть выполнены в конечных точках вектора (то есть соответствующих предварительно заданным расстояниям вдоль каждой дороги на маршруте, например, через 100 метров поворот налево на улицу х).

Фиг.6A и 6B - это виды в перспективе фактической реализации навигационного устройства. Навигационное устройство - это модуль, который включает в себя дисплей, внутреннее приемное устройство GPS, микропроцессор, источник питания и системы запоминающего устройства. Устройство помещается на кронштейн, который крепится к автомобильной приборной панели с помощью большой присоски.

Архитектура системы

В отличие от традиционных встроенных устройств, которые выполняют весь код ОС и приложений на месте из ROM с большой кодовой маской или флэш-устройства, реализация настоящего изобретения использует новую архитектуру запоминающего устройства. Фиг.7 схематично иллюстрирует устройство. Устройство, обозначаемое, в общем, как 51, включает в себя тр