CN1742280A - 高承载车辆限制感知导航系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种可存储路段的高承载车辆限制值的车辆导航系统(100)。该系统可包括指示车辆中的座位是否被占用的座位占用传感器(130)。该系统还可包括处理器(110)，其根据来自座位占用传感器(130)的信号或用户的输入信息，确定车辆中的乘员数目。根据路段的高承载车辆限制值及车辆中的乘员数目，处理器(110)可确定车辆是否允许经过某一路段。该系统还可包括显示器(140)和/或扬声器(150)，以便处理器通知用户车辆是否允许在该路段上行驶。

Description

高承载车辆限制感知导航系统

发明者

Christian Bruelle-Drews

技术领域

本发明一般涉及导航系统，且更具体地，涉及使用卫星导航系统产生标准高度的方法。

背景技术

通常描绘在地形图中和物理标志中的高度为标准高度H。标准高度H表示高于平均海平面的高度，其由大地基准测量确定。标准高度系统有时可被称为正高系统(orthometric height system)或正高系统(normal height system)。

在美国，美国国家大地测量局通过采取物理测量及使用大地基准测量确定标准高度系统的高度。其他国家的政府机构也行使相似的职能，例如德国的巴登-符腾堡联邦州(Landesvermessungsamt BadenWürttemberg)的国土测量局，及瑞士的地形学联邦办公室(Bundesamtfür Landestopogaphie)。

从卫星导航系统(例如美国的全球定位系统(GPS)或俄罗斯联邦的全球轨道导航卫星系统(Glonass))获得的高度使用的高度系统不同于那些通过大地基准测量得到的高度系统。卫星导航系统的数据处理通常用于获得一个大地高h。大地高h是指在一个简单的地球椭圆体模型的上面或下面的高度，如世界大地测量坐标系统1984(WGS84)地球椭圆体模型。

需要提供一种车辆导航系统，其确定车辆的乘员数目并在路线计算中相应地包括或排除受高承载车辆(HOV)限制的路段。还需要提供一种车辆导航系统，其通知用户在车辆驾驶过程中可以使用或必须回避的HOV受限路段。

发明内容

提供了一种车辆导航系统，其包括存储和检索路段的HOV限制值的设备。HOV限制值可以作为数字地图的一部分进行存储。数字地图可由一个处理器进行存储。

该系统可包括座位占用传感器，指示车辆中的座位是否被乘员占用。来自座位占用传感器的信号可为处理器使用，以确定车辆内的乘员数目。可选地，操作车辆导航系统的驾驶员或乘客可将汽车内现有乘员的数目输入到系统中。基于路段的HOV限制值及座位占用传感器提供的信号，处理器还可确定车辆是否允许通过某一路段。

处理器可使用乘员数目的信息确定车辆是否允许在当前位置与目的地之间的特定道路上行驶，以计算到达目的地的路线。系统还可包括显示器和/或扬声器，以便处理器通知车辆乘员车辆是否允许在某一路段上行驶。

通过审查下列附图及详细描述，本发明的其他系统、方法、特征及优势对于本领域的技术人员来说将会是或将会变得显而易见。在此意图将所有这样的另外的系统、方法、特征及优势都包括在本说明中，在本发明的范围之中，并由附随的权利要求书保护。

附图说明

参阅如下附图将会更好理解本发明。附图中的部件不一定符合比例；而是将重点放在图解说明发明的原理上。此外，在附图中，所有不同的视图中采用的同样附图标记指定相同的部件。

图1是一幅车辆导航系统的功能框图。

图2是图1的车辆导航系统的一个路线计算算法流程图。

图3是图1的车辆导航系统显示的一幅示例性的地图，其识别出一个HOV受限路段。

图4是图1的车辆导航系统显示的一幅示例性的放大的地图，其识别出一个HOV受限路段。

具体实施方式

图1是一台在车辆中使用的车辆导航系统100的功能框图。导航系统100可以包括处理器110、座位传感器130、显示器140、及扬声器150。处理器110可包括一个中央处理器(CPU)，例如英特尔奔腾微处理器、Sun公司的SPARC微处理器、摩托罗拉微处理器、或日立SuperH RISC CPU内核。另外，处理器110可包括一个存储设备(未示出)，例如硬盘驱动器、光盘驱动器、数字通用光盘驱动器等等。基于存储设备中的信息，和/或可选地，基于由全球定位系统(GPS)接收的信息，导航系统100可以计算路线。

每个座位传感器132和134可以包括汽车常用的一类座位占用传感器，例如Flexpoint公司制造的乘员探测系统。座位传感器132和134可分别与车辆中的座位相连接，并分别产生一个信号以显示该座位是否被占用。并不一定需要车辆中的每个座位都与座位传感器130中之一相关联。例如，在箱式货车中，可能许多座位中只有三或四个座位与座位传感器130中之一相关联。

在此所使用的术语“连接到”的含义被定义为直接连接到、或通过一个或多个中间部件间接连接。这样的中间部件既可包括硬件也可包括基于软件的部件。例如，座位传感器130可经由信号线路102与处理器110直接连接。可选地，座位传感器130可与一个车辆通讯总线相连接，该总线可经由信号线路102与处理器110相连接。在另一个可选方案中，信号线路102可以是车辆通讯总线系统的一部分。此外，如果车辆没有配备座位传感器，驾驶员或乘客可将车辆内的乘员数目手工地输入到导航系统中。相似地，即使在具有传感器的车辆中，考虑到不准确性的存在(例如非人体载荷放置在座位上并可能触发传感器的情况)，导航系统也可提供驾驶员或乘客对检测的乘员数目进行修改的途径。

显示器140可以是适合于安装在车辆内的任何类型的显示器，且优选地为可以显示数字行车线路图的平板显示器。扬声器150可以是能够复现合成或录制语音的通用扬声器，或者是能够产生音调信号或其他可听信号的特殊传感器。

处理器110可包括预计到达时间(ETA)应用模块112、路线应用模块114、提示生成应用模块116、及数字地图120。数字地图120可包括道路数据122和HOV数据124。HOV数据可包括HOV受限路段的HOV值，显示车辆可以合法通过某一道路所需的最小载客量，每天限制有效的时段，等等。数字地图120是可更改的，这可通过由通讯接口或无线信道下载数据，或从可移动媒体中，如光盘、数字通用光盘、记忆卡等等，安装数据而实现。这样的更改可以包括对包含HOV数据在内的任意地图数据的更改和更新。

路线应用模块114可包括发给处理器110的产生从当前车辆位置到期望的目的地的路线的指令。例如，用户可将期望的目的地输入处理器110。路线应用模块114可使处理器110生成一组可能的路线，并根据用户的输入信息从其中选择一条路线。例如，用户可以指示路线应用模块114包括或排除限制进入的公路、收费路、收费桥梁等等。在选定一条路线后，随着车辆不断向目的地行进，路线应用模块114根据，例如，从与GPS系统保持联络的导航系统收到的更新信息或下载的更新数据，可使处理器110持续不断地更新“剩余”的路线。

提示应用模块112可包括使处理器110在整个行程中通知用户行驶路线的指令。例如，提示应用模块112可使处理器110通过信号线路104在显示器140上产生一幅地图。图3和图4显示了示例性的地图。该地图可以不同于其他显示道路的颜色指示行驶路线，以箭头指示行驶路线，或使用文字提示或其他视觉信号指示行驶路线。这样的视觉信号还可提供HOV受限路线的指示。

提示应用模块112还可使处理器110通过扬声器150产生可听信号。可听信号可以是音调信号，以指示例如，行驶路线中即将到来的转弯，或目的地的抵达。可选地，可听信号可以是进行陈述的录制或合成声音，例如，“接近右转弯。”这样的视觉信号还可显示HOV类受限路线的指示。

ETA应用模块112可包括使处理器110确定行驶某一路线或某一路段所需时间的指令。例如，ETA应用模块112可使处理器110从路线应用模块114接收距离、速度限制、关于交通堵塞的信息、及关于潜在的HOV类路线的信息。基于此信息，ETA应用模块112使处理器110根据距离和最大速度计算出最短行驶时间，或考虑到交通堵塞或HOV类路线的使用计算出补偿行驶时间。

参看图2，其示出了路线应用模块114的操作流程图。当用户将目的地输入导航系统100时，路线应用模块114在步骤202使处理器110从数字地图120中检索道路数据122和HOV数据。

在步骤204中，路线应用模块114使处理器110确定在通往目的地的路线中是否存在HOV受限路段。如果路线中不存在HOV受限路段，那么路线应用模块114将使处理器110进行至步骤212，并产生没有HOV受限路段的路线。

然而，如果在步骤204中处理器110确定在通往目的地的路线中存在HOV受限路段，那么路线应用模块114将使处理器110进行至步骤206。在步骤206中，路线应用模块114指示处理器110确定车辆内的乘员数目。为确定乘员数量，处理器110将通过信号线路102读取由座位传感器130产生的信号。可选地，处理器可读取由驾驶员或乘客输入的载客信息。

在步骤208中，路线应用模块114指示处理器110，根据车辆的载客量及通往目的地的路线中的HOV受限路段的HOV值，确定是否允许经过HOV受限路段的行驶。例如，如果一个HOV受限路段仅限于最少载有两位乘员的车辆，而该车辆只有一位驾驶员，则应当将该HOV受限路段从计算出的路线中排除。

此外，由于有些路段可能具有随时间变化的HOV限制条件，在步骤208中，路线应用模块114可使处理器110运行ETA应用模块112，以估计当车辆可能到达行驶路线中的某一特定HOV受限路段时，HOV限制条件是否存在。

如果处理器110在步骤208中确定不允许经过某一HOV受限路段的行驶，那么处理器110进行至步骤212。在步骤212中，路线应用模块114指示处理器110产生不包括HOV受限路段的路线。在此情景下，包含HOV受限路段的路线在路线生成过程中被主动地排除在外了。在允许的路线产生后，处理器110进行至步骤214。

然而，如果处理器110在步骤208中确定经过HOV受限路段的行驶是允许的，那么处理器110进行至步骤210。在步骤210中，路线应用模块114使处理器110产生包括HOV受限路段的路线。在步骤214中，路线应用模块114可指示处理器110通知用户是否允许通过HOV受限路段的行驶。例如，处理器110可产生文字提示或图示，并将文字提示或图示经由信号线路104传送给显示器140。可选地，处理器110可产生音调信号或语音信息，并将音调信号或语音信息经由信号线106传递给扬声器150。

在步骤216中，路线应用模块114指示处理器110运行提示应用模块116。在一个实施方案中，提示应用模块116可使处理器110提示用户从一组生成的路线中选取一条路线。提示信息可包括，例如，与每条路线相关的距离、预计时间、及受限车道或道路等。如果只有一条路线产生，那么处理器110在步骤216中可不执行任何操作，或步骤216可以被省略。

路线应用模块114和提示应用模块116可使处理器110生成地图，并在显示器140上显示地图。图3显示了一幅示例性的地图302。图中示出一个表示车辆当前位置的光标304正行驶于某一有HOV限制的路段306。该车辆正在接近与某一有HOV限制的路段310的交叉口。可以使用象征符号指示路段310是受HOV限制的。图3中示出的符号仅仅是说明性的，任何类型的标记均可使用。此外，可以使用文字提示308指示路段310是受HOV限制的。可选地，可以使用不同于路段306的颜色显示路段310，以指示出路段310是受HOV限制的。

当即将转弯时，路线应用模块114和提示应用模块116可使处理器110生成地图并在显示器140上显示放大的地图。图4显示了一幅示例性的放大的地图402。图中示出光标304正行驶于某一道路306上，且正在接近与HOV受限路段310的交叉口。在此说明例中，车辆中承载了允许在HOV受限路段310上行驶的足够数量的车辆乘员。为显示允许车辆在路段310上行驶，箭头404给用户指示出一条推荐的线路。此外，提示应用模块116可使处理器110产生音调信号或语音提示，例如“接近左转弯。”

在另一个说明例中，车辆中没有承载允许在HOV受限路段310上行驶的足够数量的车辆乘员。如果车辆无意中进入HOV受限路段310，提示应用模块116可使处理器110产生音调信号或语音提示，例如“未许可车道使用。”提示应用模块116可使处理器110另外生成未许可车辆操作的视觉指示，并通过显示器140显示这些指示信息。

尽管已对本发明多方面的实施方案进行了描述，然而对于本领域的普通技术人员来说将会显而易见的是，还有更多可能的实施方案和实现方式存在于本发明的范围之中。因此，本发明不受除根据所附权利要求书及其等同物的限制以外的其他约束。

Claims (35)

1.一种车辆导航系统，其包括：

一个处理器，其可被操作用来存储路段的HOV限制值，且其可被操作用来接收有关车辆中的乘员数目的信息；且其中该处理器设置为将车辆中的乘员数目与路段的HOV限制值进行比较。

2.如权利要求1所述的车辆导航系统，其还包括座位占用传感器，该传感器可被操作用来产生指示座位是否被占用的信号。

3.如权利要求2所述的车辆导航系统，其中座位占用传感器将所述信号提供给处理器。

4.如权利要求1所述的车辆导航系统，其中用户将有关车辆中的乘员数目的信息提供给处理器。

5.如权利要求1所述的车辆导航系统，其中通过无线连接方式提供路段的HOV限制值。

6.如权利要求1所述的车辆导航系统，其中处理器确定一条路线，作为车辆中的乘员数目与路段的HOV限制值进行比较的函数。

7.如权利要求1所述的车辆导航系统，其还包括与处理器相连接的显示器，其中处理器产生一幅地图，指示某一路段存在HOV限制值，并在该显示器上显示此地图。

8.如权利要求1所述的车辆导航系统，其还包括与处理器相连接的扬声器，其中处理器产生一个声音，指示某一路段存在HOV限制值，并通过扬声器播放此声音。

9.如权利要求1所述的车辆导航系统，其还包括与处理器相连接的扬声器，其中处理器产生通过该扬声器播放的声音，以指示根据所述比较得出的路线推荐。

10.一种用于车辆的导航系统，其包括：

与车辆中的座位相连接的座位占用传感器，且其可被操作用来产生一个占用信号，指示座位是否被占用；以及

与座位占用传感器相连接的处理器，且其可被操作用来存储路段的高承载车辆限制值；

其中处理器设置为接收占用信号，根据占用信号确定车辆中的乘员数目，并将车辆中的乘员数目与路段的高承载车辆限制值进行比较。

11.如权利要求10所述的导航系统，其中处理器确定一条通往目的地的路线，作为车辆中的乘员数目和道路的高承载车辆限制值的函数。

12.如权利要求10所述的导航系统，其还包括与处理器相连接的显示器，其中处理器产生一幅地图，指示路段的高承载车辆限制值，并在该显示器上显示所述地图。

13.如权利要求10所述的导航系统，其还包括与处理器相连接的扬声器，其中处理器产生一个声音，指示路段的高承载车辆限制值，并通过扬声器播放该声音。

14.如权利要求10所述的导航系统，其还包括与处理器相连接的扬声器，其中处理器产生一个通过扬声器播放的声音，指示根据乘员数目与高承载车辆限制值的比较得出的路线推荐。

15.一种车辆导航的方法，所述方法包括：

检索某一路段的高承载车辆限制值；

从座位占用传感器接收指示车辆中的座位是否被占用的占用信号；

根据占用信号确定车辆中的乘员数目；以及

根据高承载车辆限制值与乘员数目的比较确定是否允许车辆经过该路段。

16.如权利要求15所述的方法，其还包括存储高承载车辆限制值的步骤。

17.如权利要求15所述的方法，其还包括存储包括高承载车辆限制值的数字地图。

18.如权利要求15所述的方法，其中确定车辆是否获得许可包括确定乘员数目是否至少与高承载车辆限制值相等。

19.如权利要求15所述的方法，其还包括根据所述比较确定一条通往目的地的路线。

20.如权利要求15所述的方法，其还包括确定一条包括车辆允许经过的路段的路线。

21.如权利要求15所述的方法，其还包括确定一条排除车辆不允许经过的路段的路线。

22.如权利要求15所述的方法，其还包括产生指示路段存在高承载车辆限制值的地图，并在显示器上显示此地图。

23.如权利要求15所述的方法，其还包括产生指示路段存在高承载车辆限制值的声音，并通过扬声器播放此声音。

24.如权利要求15所述的方法，其还包括产生一个声音，指示根据比较不允许车辆经过某路段，并通过扬声器播放此声音。

25.一种用于车辆的导航系统，其包括：

座位占用传感器；

与座位占用传感器相连接的处理器，该处理器具有一个指令程序，其包括：

检索某一路段的高承载车辆限制值的指令；

接收来自座位占用传感器的占用信号的指令；

根据占用信号确定车辆中的乘员数目的指令；

将高承载车辆限制值与乘员数目进行比较的指令；以及

根据比较确定是否允许车辆经过该路段的指令。

26.如权利要求25所述的导航系统，其中处理器包括数字地图，该数字地图包括路段高承载车辆限制值的存在。

27.如权利要求25所述的导航系统，其中指令程序还包括根据车辆是否允许经过某路段而确定一条路线的指令。

28.如权利要求25所述的导航系统，其还包括与处理器相连接的显示器，其中指令程序还包括产生指示路段的高承载车辆限制值的地图，并在该显示器上显示此地图的指令。

29.如权利要求25所述的导航系统，其还包括与处理器相连接的扬声器，其中指令程序还包括产生指示路段存在高承载车辆限制值的声音，并通过扬声器播放此声音的指令。

30.如权利要求25所述的导航系统，其还包括与处理器相连接的扬声器，其中指令程序还包括产生指示不允许车辆经过某路段的声音，并通过扬声器播放此声音的指令。

31.一种车辆导航系统，其包括：

存储路段的HOV限制值的装置；

接收有关车辆中的乘员数目的信息的装置；

以及

将车辆中的乘员数目与路段的HOV限制值进行比较的装置。

32.如权利要求31所述的车辆导航系统，其还包括产生指示座位是否被占用的信号的装置。

33.如权利要求31所述的车辆导航系统，其还包括将指示座位是否被占用的信息提供给处理器的装置。

34.如权利要求31所述的车辆导航系统，其中用于比较的装置还确定一条路线，作为车辆中的乘员数目与路段的HOV限制值进行比较的函数。

35.如权利要求34所述的车辆导航系统，其还包括将有关路线的信息提供给车辆中的乘员的装置。

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