專利名稱：數(shù)字地圖位置信息壓縮方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于壓縮數(shù)字地圖上諸如道路的位置信息的數(shù)據(jù)的方法，以及一種用于實(shí)施該方法的設(shè)備，更具體地講，本發(fā)明涉及一種以少量數(shù)據(jù)精確傳輸位置的方法與設(shè)備。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，在VICS(一種道路交通信息通信系統(tǒng))中，已存在一種通過(guò)FM多路廣播或信標(biāo)(beacon)向其中安裝了數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的車輛導(dǎo)航系統(tǒng)提供道路交通信息的服務(wù)，所述道路交通信息指示發(fā)生交通阻塞的道路路段或行駛時(shí)間。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)接收道路交通信息，以便把彩色的發(fā)生交通阻塞的道路路段顯示在顯示于屏幕上的地圖上，或者以便計(jì)算到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)所需的時(shí)間以顯示。
于是，當(dāng)提供道路交通信息時(shí)，需要傳輸關(guān)于數(shù)字地圖上道路的位置信息。另外，在通過(guò)接收與當(dāng)前地點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)相關(guān)的信息來(lái)提供關(guān)于能夠以最短時(shí)間到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的所推薦線路的信息的服務(wù)中，或者在最近幾年已加以研究的、從正在運(yùn)行的車輛(探測(cè)汽車)收集軌跡信息和速度信息的道路交通信息收集系統(tǒng)中，也需要把數(shù)字地圖上的所推薦線路和行駛路徑精確地傳輸?shù)浇邮辗健?br> 迄今為止，當(dāng)試圖傳輸數(shù)字地圖上的道路位置時(shí)，使用了被賦與道路的鏈路編號(hào)或指定諸如交叉點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)編號(hào)。然而，當(dāng)建造了新的道路或者對(duì)現(xiàn)存的道路進(jìn)行了改線時(shí)，需要以新的編號(hào)對(duì)針對(duì)路網(wǎng)所定義的節(jié)點(diǎn)編號(hào)和鏈路編號(hào)重新加以編號(hào)，而且由于還需要與鏈路編號(hào)和節(jié)點(diǎn)編號(hào)的重新編號(hào)相關(guān)聯(lián)，對(duì)各地圖制造商所制作的數(shù)字地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，所以那些使用節(jié)點(diǎn)編號(hào)和鏈路編號(hào)的方法需要大量的用于維護(hù)的社會(huì)開(kāi)銷。
考慮到對(duì)這些方面的改進(jìn)，以下專利文件1(JP-A-2003-23357)提出了一種不使用節(jié)點(diǎn)編號(hào)和鏈路編號(hào)，而且以少量數(shù)據(jù)傳輸數(shù)字地圖上的道路路段的方法。
在這一方法中，在試圖加以傳輸?shù)牡缆仿范紊?，按將加以傳輸?shù)牡缆仿范紊系墓潭ň嚯x間隔，重新設(shè)置采樣點(diǎn)(也將其稱為等距離重新采樣)，把壓縮編碼處理施加于其中對(duì)各采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)順序地加以排列的數(shù)據(jù)串，并且傳輸壓縮編碼的數(shù)據(jù)。在接收壓縮編碼的數(shù)據(jù)的接收方，恢復(fù)采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的該數(shù)據(jù)串，并且實(shí)施位置數(shù)據(jù)與其自身數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的映射匹配，以標(biāo)識(shí)道路路段。
或者，接收方對(duì)采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且顯示重新采樣形狀，在該重新采樣形狀中，在其自身的數(shù)字地圖上把采樣點(diǎn)互相加以鏈接，或者，為了精確地標(biāo)識(shí)所傳輸?shù)牡缆仿范危瑢?shí)施采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)與其自身數(shù)字地圖數(shù)據(jù)的映射匹配，以在其數(shù)字地圖數(shù)據(jù)上標(biāo)識(shí)對(duì)象道路。
按如下方式順序地實(shí)施位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串的壓縮編碼(1)把位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成單一的變量；(2)把單一變量所表示的值轉(zhuǎn)換成統(tǒng)計(jì)的偏倚值(biasedvalue)；以及(3)對(duì)所轉(zhuǎn)換的值進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
(1)把位置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成單一的變量圖34(a)示出了通過(guò)等距離重新采樣沿道路路段設(shè)置為PJ-1，PJ的采樣點(diǎn)?？梢园淳嘞噜彶蓸狱c(diǎn)(PJ-1)的距離L的兩個(gè)維度和一個(gè)角度分量Θ對(duì)采樣點(diǎn)(PJ)唯一地加以標(biāo)識(shí)，并且假設(shè)距離為常數(shù)(L)，可以僅由距相鄰采樣點(diǎn)(PJ-1)角度分量Θ的一個(gè)變量表示采樣點(diǎn)(PJ)。在圖34(a)中，作為這一角度Θ，示出了由絕對(duì)方位所表示的角度Θ，絕對(duì)方位指定了從被視為0度的正北方位(地圖的上方)順時(shí)針測(cè)量0～360度范圍內(nèi)的量值。假設(shè)PJ-1和PJ的x-y坐標(biāo)(緯度，經(jīng)度)分別為(xj-1，yj-1)和(xj，yj)，則可以通過(guò)下列公式計(jì)算這樣的角度Θi-1Θj-1＝tan-1{(xj-xj-1)/(yj-yj-1)}從而，可以通過(guò)指定采樣點(diǎn)之間的固定距離L和分別構(gòu)成原點(diǎn)或目的地的采樣點(diǎn)(參照點(diǎn))的緯度與經(jīng)度，由各采樣點(diǎn)的角度分量的數(shù)據(jù)串表示道路路段。
(2)把單一的變量值轉(zhuǎn)換成統(tǒng)計(jì)的偏倚值為了使每一個(gè)采樣點(diǎn)的單一的變量值能夠變成適合于可變長(zhǎng)度編碼的統(tǒng)計(jì)的偏倚值，如圖34(b)中所示，由距相鄰采樣點(diǎn)的角度分量的位移差表示每一個(gè)采樣點(diǎn)的角度分量，即偏移(deviation)角θj?？梢园堰@一偏移角θj計(jì)算為θj＝Θj-Θj-1在道路為直線的情況下，每一個(gè)采樣點(diǎn)的偏移角集中在0附近，并且變成統(tǒng)計(jì)的偏倚數(shù)據(jù)。
另外，如圖34(c)中所示，通過(guò)使用先前的采樣點(diǎn)PJ-1、PJ-2、....的偏移角θj-1、θj-2、...估計(jì)(estimate)的距采樣點(diǎn)PJ的偏移角估計(jì)值sj(統(tǒng)計(jì)地估計(jì)的值)的差值(偏移角估計(jì)差值)Δθj，來(lái)表示將加以注意的采樣點(diǎn)PJ的偏移角θj，從而把采樣點(diǎn)的角度分量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)計(jì)的偏倚數(shù)據(jù)。例如，可以把統(tǒng)計(jì)地估計(jì)的值Sj定義為sj＝θj-1；或者Sj＝(θj-1+θj-2)/2另外，也可以根據(jù)在n個(gè)先前采樣點(diǎn)處的偏移角的加權(quán)平均定義Sj。把偏移角估計(jì)的差值Δθj計(jì)算為Δθj＝θj-Sj在道路以固定曲率彎曲的情況下，每一采樣點(diǎn)的偏移角估計(jì)的差值Δθ集中在0附近，并且變成統(tǒng)計(jì)的偏倚數(shù)據(jù)。
圖34(d)示出了當(dāng)由偏移角θ表示直線道路路段時(shí)，以及當(dāng)由偏移角估計(jì)的差值Δθ表示曲線道路路段時(shí)，生成數(shù)據(jù)的頻率。當(dāng)θ＝0°時(shí)θ和Δθ的生成頻率變得最大，而且為統(tǒng)計(jì)偏倚的。
(3)可變長(zhǎng)度編碼接下來(lái)，被轉(zhuǎn)換成統(tǒng)計(jì)的偏倚值的數(shù)據(jù)串的值被可變長(zhǎng)度編碼?？勺冮L(zhǎng)度編碼方法包括許多類型的方法，諸如固定數(shù)值值壓縮方法(0壓縮等)、Shannon-Fanno編碼方法、Huffman編碼方法、算術(shù)編碼方法以及辭典編式碼方法，可以使用任何一種方法。
此處，將描述使用了最常用的Huffman編碼方法的情況。
在這一可變長(zhǎng)度編碼中，以較小數(shù)量的比特對(duì)較頻繁生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，以及以較大數(shù)量的比特對(duì)較不頻繁生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，從而可以減少總數(shù)據(jù)量。在代碼表中定義了數(shù)據(jù)與代碼之間的關(guān)系。
現(xiàn)在，假設(shè)沿所推薦的線路、以1°為單位表示的采樣點(diǎn)處的Δθ的排列如下“0_0_-2_0_0_+1_0_0_-1_0_+5_0_0_0_+1_0”現(xiàn)在，將描述使用圖35中所示代碼表來(lái)對(duì)該數(shù)據(jù)串進(jìn)行編碼的情況，代碼表中，可變長(zhǎng)度編碼和運(yùn)行長(zhǎng)度編碼被結(jié)合。在這一代碼表中，把最小角度分辨率(δ)設(shè)置為3°，代碼表規(guī)定把處于-1°到+1°范圍內(nèi)的Δθ視為0°，并且由代碼0加以表示，在0°連續(xù)出現(xiàn)5次的情況下，由代碼100加以表示，在0°連續(xù)出現(xiàn)10次的情況下，以代碼1101加以表示。另外，把處于+/-2°到4°范圍內(nèi)的Δθ視為+/-3°，并且當(dāng)其為正時(shí)，則通過(guò)向代碼1110添加附加比特0以表示Δθ，而當(dāng)其為負(fù)時(shí)，則通過(guò)向代碼1110添加附加比特1以表示Δθ，把處于+/-5°到7°范圍內(nèi)的Δθ視為+/-6°，然后通過(guò)向代碼111100添加表示正或負(fù)的附加比特以對(duì)其加以表示，以及把處于+/-8°到10°范圍內(nèi)的Δθ視為+/-9°，然后通過(guò)向代碼111101添加表示正或負(fù)的附加比特以對(duì)其加以表示。
由此，把該數(shù)據(jù)串編碼如下“0_0_11101_100_0_0_1111000_100”→“0011101100001111000100”已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)的接收方使用與編碼中所使用的代碼表相同的代碼表，來(lái)恢復(fù)Δθ的數(shù)據(jù)串，并且通過(guò)執(zhí)行與在發(fā)送方所執(zhí)行的處理相反的處理，再現(xiàn)采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)。
于是，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，可以減少將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的量。
另外，專利文件1還提出通過(guò)把注意力放在道路形狀的曲率的量值上，按等距離重新采樣設(shè)置固定距離L。即，當(dāng)對(duì)具有大曲率因而彎曲的對(duì)象道路，或者對(duì)處于存在許多這樣的道路的山區(qū)中的對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣時(shí)，把等距離重新采樣中的距離L設(shè)置為短，而當(dāng)對(duì)具有小曲率因而為直線的對(duì)象道路，或者對(duì)處于存在許多這樣的道路的市區(qū)中的對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣時(shí)，把距離L設(shè)置為較長(zhǎng)。這是因?yàn)樵谑褂幂^長(zhǎng)距離對(duì)大彎曲道路進(jìn)行重新采樣的情況下，不能把采樣點(diǎn)放置在指示道路的特征形狀的位置上，因此，接收方出現(xiàn)錯(cuò)誤匹配的可能性增大。
然而，在傳統(tǒng)的重新采樣方法中，由于采樣點(diǎn)被設(shè)置為使距將加以傳輸?shù)牡缆返男螤?原始形狀數(shù)據(jù))的距離誤差變得盡可能地小，如圖15(a)、圖15(b)中所示，因此，當(dāng)原始形狀數(shù)據(jù)(虛線)順時(shí)針或者逆時(shí)針彎曲時(shí)，鏈接采樣點(diǎn)的重新采樣形狀(實(shí)線)取位置向曲線的中心略微靠近的形狀。當(dāng)重新采樣的長(zhǎng)度變得較長(zhǎng)時(shí)，重新采樣形狀和原始形狀之間的分裂(dissociation)增大。由此，當(dāng)試圖減小這一分裂時(shí)，必須把重新采樣長(zhǎng)度設(shè)置得較短，然而，當(dāng)實(shí)際試圖這樣做時(shí)，增加了將傳輸數(shù)據(jù)的量。而且，即使是在把重新采樣距離設(shè)置得盡可能短的情況下，理論上也不可能完全消除這一分裂。
而且，為了傳輸數(shù)字地圖上道路的形狀，在由角度分辨率δ表示(即，以δ為單位量化)指示采樣點(diǎn)位置的角度分量，并且為進(jìn)行傳輸而對(duì)角度分量進(jìn)行了壓縮編碼的情況下，存在著以下的問(wèn)題。
①可以通過(guò)設(shè)置大的角度分辨率δ(即，通過(guò)設(shè)置大的量化單位)來(lái)減少角度分量的數(shù)據(jù)量。在以上的解釋中，當(dāng)把δ＝3°作為一個(gè)例子加以說(shuō)明時(shí)，在δ＝6°的情況下，還可以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)量。然而，在設(shè)置大的角度分辨率δ的情況下，量化誤差越大，接收方錯(cuò)誤匹配出現(xiàn)的可能性增大。
例如，如圖36中所示，當(dāng)在距點(diǎn)PJ-1距離L的位置對(duì)點(diǎn)PJ進(jìn)行重新采樣時(shí)，假設(shè)角度分辨率為δ，在針對(duì)點(diǎn)PJ的第一候選點(diǎn)P′J和相鄰的針對(duì)其的第二候選點(diǎn)P″J之間的角度，變成δ。其中，由于把較接近道路形狀的候選點(diǎn)P′J選作采樣點(diǎn)，所以把采樣點(diǎn)和道路形狀之間的距離Ea(即誤差)表示為誤差Ea的最大值L×|sin(δ/2)|角度分辨率為δ變得越大，誤差Ea就變得越大，而且接收方出現(xiàn)錯(cuò)誤匹配的可能性增大。
由此，需要進(jìn)行重新采樣，以使數(shù)據(jù)量變小，與道路形狀的誤差也變小。
②當(dāng)以δ為單位量化指示采樣點(diǎn)的位置的角度分量時(shí)，如圖37中所示，在出于某種原因采樣點(diǎn)PJ偏離直線道路的情況下，下一個(gè)采樣點(diǎn)PJ+1試圖以δ為單位補(bǔ)償距道路形狀的這一偏離，因此，在其偏離至道路相反一側(cè)的狀態(tài)下，對(duì)其重新采樣，并且重復(fù)這一過(guò)程，從而，由于重新采樣，出現(xiàn)了以鋸齒形方式放置采樣點(diǎn)的現(xiàn)象。
這一鋸齒形現(xiàn)象妨礙了道路形狀向接收方的精確的傳輸，并且降低了數(shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。
③當(dāng)由采樣點(diǎn)的偏移角或者偏移角估計(jì)的差值表示道路形狀以傳輸時(shí)，在已經(jīng)對(duì)道路的直線形狀重新采樣之后對(duì)指示采樣點(diǎn)位置的偏移角或偏移角估計(jì)的差值進(jìn)行量化的情況下，由于量化所產(chǎn)生的誤差對(duì)后面的方位有影響，所以可能會(huì)出現(xiàn)這樣一種情況在接收方所再現(xiàn)的形狀很大地偏離了原始形狀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決這些問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種用于壓縮數(shù)字地圖上位置信息的方法，其可以產(chǎn)生壓縮的數(shù)據(jù)，這些壓縮的數(shù)據(jù)是表示數(shù)字地圖上諸如道路的位置信息的數(shù)據(jù)，而且這種方法還能夠以少量數(shù)據(jù)精確地再現(xiàn)原始形狀。
因此，在根據(jù)本發(fā)明的一種向量數(shù)據(jù)壓縮方法中，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)向量形狀重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)，使得在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接的直線和向量形狀之間的距離誤差不偏離在其長(zhǎng)度方向所觀察到的直線的左側(cè)或右側(cè)，由指示采樣點(diǎn)位置的角度信息的數(shù)據(jù)串表示向量形狀，然后對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
在壓縮的數(shù)據(jù)傳輸至的接收方，可以再現(xiàn)最接近向量的原始形狀的形狀。另外，在不超過(guò)預(yù)先所確定的允許誤差的情況下，可以取較長(zhǎng)的重新采樣長(zhǎng)度，因此能夠提高所傳輸數(shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。
另外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種信息提供設(shè)備，其包括形狀數(shù)據(jù)抽取裝置，用于從數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)抽取對(duì)象道路的道路形狀數(shù)據(jù)；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理裝置，用于按固定的重新采樣長(zhǎng)度對(duì)道路形狀數(shù)據(jù)重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)，使得在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接的直線和道路形狀數(shù)據(jù)之間的距離誤差不偏離至該直線左側(cè)，也不偏離至該直線右側(cè)，并且由指示采樣點(diǎn)位置的量化后的角度信息的數(shù)據(jù)串表示對(duì)象道路；可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼；以及提供裝置，用于提供可變長(zhǎng)度編碼裝置進(jìn)行了可變長(zhǎng)度編碼的數(shù)據(jù)。
這一信息提供設(shè)備可以使用本發(fā)明的向量數(shù)據(jù)壓縮方法，壓縮與交通信息的對(duì)象道路或者通向目標(biāo)點(diǎn)的線路相關(guān)的信息，以進(jìn)行提供。
另外，根據(jù)本發(fā)明，還提供了一種探測(cè)車車載設(shè)備，其包括自身車輛位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)自身車輛的位置；存儲(chǔ)裝置，用于把自身車輛位置檢測(cè)裝置所檢測(cè)的自身車輛的位置，順序地存儲(chǔ)起來(lái)，作為行駛路徑；行駛路徑重新采樣處理裝置，用于按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)行駛路徑重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)，使得在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接的直線和行駛路徑之間的距離誤差不偏離至該直線左側(cè)，也不偏離至該直線右側(cè)，并且由指示采樣點(diǎn)位置的量化后的角度信息的數(shù)據(jù)串表示行駛路徑；可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼；以及傳輸裝置，用于傳輸可變長(zhǎng)度編碼裝置進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的數(shù)據(jù)。
這一探測(cè)車車載設(shè)備可以使用本發(fā)明的向量數(shù)據(jù)壓縮方法，壓縮行駛路徑，以傳輸至探測(cè)信息收集中心。
另外，在一種用于壓縮數(shù)字地圖上的位置信息的方法中，根據(jù)規(guī)定了重新采樣的間隔的重新采樣長(zhǎng)度，設(shè)置變成角度的量化單位的角度分辨率；把包含在數(shù)字地圖中的線性形狀劃分成一或多個(gè)路段，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)路段中的線性形狀重新采樣，以致可由指示采樣點(diǎn)位置的量化后的角度信息的數(shù)據(jù)串表示線性形狀的位置，然后對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
于是，可使角度分辨率和重新采樣長(zhǎng)度互相鎖定，以致可在重新采樣長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，降低角度分辨率，而在重新采樣長(zhǎng)度短的情況下，可增加重新采樣長(zhǎng)度，從而能夠以少量數(shù)據(jù)精確地傳輸諸如道路的位置信息。
另外，在本發(fā)明中，還根據(jù)偏移角絕對(duì)值的量值改變角度分辨率的量值，并且當(dāng)該偏移角的絕對(duì)值小時(shí)，把角度分辨率設(shè)置得較小。
從而，可以抑制鋸齒形現(xiàn)象。
而且，在本發(fā)明中，在對(duì)線性形狀進(jìn)行重新采樣時(shí)，在可取的量化后的角度的每一方向上，在距相鄰采樣點(diǎn)等于重新采樣長(zhǎng)度的距離的位置，設(shè)置多個(gè)候選點(diǎn)，把如此設(shè)置的候選點(diǎn)中的最接近線性形狀的候選點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)。
通過(guò)這樣做，能夠避免量化所產(chǎn)生的誤差對(duì)以后的方位有影響的情況，從而可防止所再現(xiàn)的形狀較大地偏離原始形狀。
另外，在本發(fā)明中，還提供了一種信息提供設(shè)備，包括角度分辨率確定裝置，用于根據(jù)規(guī)定了重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度的重新采樣間隔，設(shè)置構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理裝置，用于通過(guò)把包含在數(shù)字地圖中的對(duì)象道路的道路形狀劃分成一或多個(gè)路段，并且使用固定重新采樣長(zhǎng)度和根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度設(shè)置的角度分辨率，對(duì)路段中的道路形狀重新采樣，來(lái)產(chǎn)生指示采樣點(diǎn)位置的量化后的角度信息的數(shù)據(jù)串；以及可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，從而可以把可變長(zhǎng)度編碼裝置所編碼的數(shù)據(jù)提供為對(duì)象道路的位置信息。
這一信息提供設(shè)備可以使用該數(shù)字地圖位置信息壓縮方法，壓縮將加以提供的數(shù)據(jù)，諸如，與交通信息的對(duì)象道路或者通向目標(biāo)點(diǎn)的線路相關(guān)的信息。
而且，在根據(jù)本發(fā)明中，還提供了一種探測(cè)車車載設(shè)備，包括自身車輛位置確定裝置，用于檢測(cè)自身車輛的位置；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)行駛路徑；重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定裝置，用于根據(jù)行駛路徑的形狀或來(lái)自安裝在車輛上的傳感器的信息，確定規(guī)定了重新采樣間隔的重新采樣長(zhǎng)度，以及根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，確定構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；以及行駛路徑重新采樣處理裝置，用于通過(guò)使用由重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定裝置所確定的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率，對(duì)行駛路徑重新采樣，以產(chǎn)生指示采樣點(diǎn)位置的量化后的角度信息的數(shù)據(jù)串；以及可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，從而可以把可變長(zhǎng)度編碼裝置進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的數(shù)據(jù)提供為行駛路徑信息。
這一探測(cè)車車載設(shè)備可以使用本發(fā)明的數(shù)字地圖位置信息壓縮方法，壓縮行駛路徑的數(shù)據(jù)，以提供至探測(cè)信息收集中心。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的重新采樣方法所產(chǎn)生的重新采樣形狀；圖2(a)和(b)解釋了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的重新采樣方法；圖3是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖4示出了道路的曲率和等距離重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度之間的關(guān)系；圖5(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的重新采樣方法中所使用的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率δ之間的關(guān)系；圖6解釋了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的重新采樣方法中所設(shè)置的候選點(diǎn)；圖7(a)和(b)解釋了根據(jù)本發(fā)明的第二方面的重新采樣方法；圖8是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖9(a)和(b)解釋了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的重新采樣方法；圖10是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖11解釋了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的重新采樣方法；圖12是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖13是方框圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的交通信息收集系統(tǒng)的配置；圖14是方框圖，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的探測(cè)信息收集系統(tǒng)的配置；圖15(a)和(b)解釋了傳統(tǒng)重新采樣方法中固有的問(wèn)題；圖16(a)和(b)示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的重新采樣方法中所使用的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率之間的關(guān)系；圖17是方框圖，說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的交通信息提供系統(tǒng)的配置；圖18描述了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的重新采樣方法中所使用的角度分辨率的定義表；圖19是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖20示出了重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率δ以及距離誤差之間的關(guān)系；圖21示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的重新采樣方法中改變了重新采樣長(zhǎng)度的道路的形狀；圖22示出了根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例中設(shè)置重新采樣點(diǎn)的過(guò)程；圖23(a)至(f)示出了由根據(jù)本發(fā)明的第七實(shí)施例的重新采樣方法所獲得的統(tǒng)計(jì)的偏倚數(shù)據(jù)；圖24(a)和(b)通過(guò)實(shí)際數(shù)字地圖的打印輸出的比較，示出了在重新采樣長(zhǎng)度短的情況下，當(dāng)角度分辨率δ改變時(shí)，重新采樣形狀的變化；圖25(a)和(b)通過(guò)實(shí)際數(shù)字地圖的打印輸出的比較，示出了在重新采樣長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，當(dāng)角度分辨率δ改變時(shí)，重新采樣形狀的變化；圖26示出了當(dāng)對(duì)山區(qū)中的道路和高速公路重新采樣時(shí)，對(duì)應(yīng)于角度分辨率δ的數(shù)據(jù)大??；圖27(a)和(b)示出了指示鋸齒形形狀的重新采樣形狀(a)和由根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的重新采樣方法所獲得的重新采樣形狀(b)；
圖28示出了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的重新采樣方法中所使用的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率之間的關(guān)系；圖29是根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的重新采樣方法中所使用的角度分辨率的定義表；圖30是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖31是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖32是流程圖，描述了根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例的重新采樣方法的過(guò)程；圖33是方框圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例的探測(cè)信息收集系統(tǒng)的配置；圖34(a)至(d)解釋了通過(guò)角度分量表示采樣點(diǎn)的方法；圖35是用于可變長(zhǎng)度編碼形狀數(shù)據(jù)的代碼表；圖36解釋了采樣點(diǎn)和道路形狀之間的距離誤差的量值；以及圖37解釋了重新采樣形狀的鋸齒形情況。
另外，圖中的參照標(biāo)號(hào)表示如下20信息傳輸設(shè)備；21事件信息輸入單元；22數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)A；23形狀數(shù)據(jù)抽取單元；24允許誤差確定單元；25重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元；26形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元；27壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；28可變長(zhǎng)度編碼處理單元；29形狀數(shù)據(jù)傳輸單元；40信息利用設(shè)備；41形狀數(shù)據(jù)接收單元；42編碼數(shù)據(jù)解碼單元；43形狀數(shù)據(jù)解碼單元；44信息利用單元；45映射匹配單元；46數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)B；50探測(cè)信息收集中心；51行駛路徑接收單元；52編碼數(shù)據(jù)解碼單元；53行駛路徑形狀解碼單元；54行駛路徑測(cè)量信息利用單元；60探測(cè)車車載設(shè)備；61自身車輛位置確定單元；62行駛路徑存儲(chǔ)單元；63行駛路徑形狀重新采樣處理單元；64可變長(zhǎng)度編碼處理單元；65壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元；66行駛路徑傳輸單元；67允許誤差確定單元；68重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元；69數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)；70車輛速度傳感器；71方向盤駕駛角度檢測(cè)傳感器；72橫向G傳感器；73GPS天線；74陀螺儀。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明的實(shí)施例中，將描述這樣一種情況其中，把數(shù)字地圖上的道路的形狀從發(fā)送方傳輸至接收方。
在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)壓縮方法中，在重新采樣中，如圖1中所示，采樣點(diǎn)被設(shè)置為，在兩個(gè)采樣點(diǎn)(黑圓點(diǎn))之間進(jìn)行鏈接的直線(重新采樣形狀)最代表路段中道路形狀的曲線(原始形狀數(shù)據(jù))。
最代表原始形狀的曲線的直線，意味著這樣的直線其與原始形狀的距離誤差，均勻地存在于直線左側(cè)和右側(cè)。在以下的實(shí)施例中，將描述用于獲得這樣的直線(重新采樣形狀)的一些重新采樣方法。
(第一實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的重新采樣方法中，通過(guò)把注意力放在在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接的直線和原始形狀之間的區(qū)域，而設(shè)置采樣點(diǎn)。
在對(duì)道路的形狀重新采樣的處理中，在確定了重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率(即，通過(guò)角度表示采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的量化單位)δ之后，在對(duì)象道路上進(jìn)行等距離重新采樣。
當(dāng)具有大曲率的彎曲道路或者其中存在許多這樣的彎曲道路的山區(qū)中的道路是重新采樣的對(duì)象時(shí)，將重新采樣長(zhǎng)度L設(shè)置為短，而當(dāng)具有較小曲率的直線道路或者其中存在許多這樣的直線道路的市區(qū)中的道路是重新采樣的對(duì)象時(shí)，將重新采樣長(zhǎng)度L設(shè)置為長(zhǎng)。例如，如圖4中所示，把用于對(duì)小曲率道路形狀的路段進(jìn)行等距離重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L1設(shè)置為長(zhǎng)于用于對(duì)大曲率道路形狀的路段進(jìn)行等距離重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L2。
不論重新采樣長(zhǎng)度如何而把角度分辨率δ設(shè)置為固定，或者根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L改變角度分辨率δ的量值，因此，當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度L長(zhǎng)時(shí)，把角度分辨率δ設(shè)置為小，而當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度L短時(shí)，把角度分辨率δ設(shè)置為大。于是，在根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L改變角度分辨率δ的情況下，即使當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度L長(zhǎng)時(shí)，也可以使距采樣點(diǎn)處道路位置的偏離為小。另外，即使當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度L短時(shí)，也可以抑制數(shù)據(jù)大小的增加。
圖5示例性地示出了當(dāng)根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L改變角度分辨率(量化單位)δ時(shí)，重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ之間的關(guān)系。圓的半徑代表重新采樣長(zhǎng)度L，多個(gè)所劃分路段中的每一個(gè)路段的中心角度代表δ。圖5(b)中的重新采樣長(zhǎng)度Lb為圖5(a)中的重新采樣長(zhǎng)度La的兩倍長(zhǎng)，圖5(b)中的角度分辨率δb被設(shè)置為圖5(b)中的每一個(gè)路段的弧長(zhǎng)變得等于圖5(a)中的每一個(gè)路段的弧長(zhǎng)。在這一情況下，δb大體上為δa的一半。由此，圖5(a)中的9個(gè)量化的量代表了180°的范圍中的角，而在圖5(b)中，由17個(gè)量化的量代表這些角。
另外，把這一量化范圍內(nèi)的角度全部四舍五入成代表量化量的角度(代表性角度)。把相應(yīng)量化范圍的中心值(或最大值、最小值、或預(yù)先確定的值)設(shè)置為代表性角度。在圖5(a)中，以箭頭跟虛線的方式示出了由+3所表示的量化的量的代表性角度。另外，由從偏移角0起的量化值(0、+1、-1、+2、-2、…)表示每一量化范圍的代表性角度。因此，當(dāng)使用圖5(a)中的La和δa進(jìn)行重新采樣時(shí)，由0、+/-1、+/-2、+/-3、+/-4這9個(gè)量化值代表180°范圍內(nèi)的角度，而當(dāng)使用圖5(b)中的Lb和δb進(jìn)行重新采樣時(shí)，由0、+/-1、+/-2、+/-3、+/-4、+/-5、+/-6、+/-7、+/-8這17個(gè)量化值代表180°范圍內(nèi)的角度。
圖6示出了使用所確定的重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ對(duì)對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣的方法。當(dāng)從采樣點(diǎn)PJ-1對(duì)下一采樣點(diǎn)PJ重新采樣時(shí)，把在沿從采樣點(diǎn)PJ-1起的各量化范圍的代表性角度的方向延伸的線上、距采樣點(diǎn)PJ-1的距離等于重新采樣距離L的點(diǎn)臨時(shí)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)，并且從這些候選點(diǎn)中選擇采樣點(diǎn)PJ。在傳統(tǒng)的重新采樣方法中，在這一情況下，把最接近道路形狀的候選點(diǎn)選作采樣點(diǎn)PJ。
與此相反，在根據(jù)本發(fā)明的重新采樣的方法中，如圖2中所示，通過(guò)不僅評(píng)估(evaluate)從候選點(diǎn)到道路形狀(原始形狀數(shù)據(jù))的距離，而且還評(píng)估在把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)A(或者候選點(diǎn)B)相鏈接的直線(1A，1B)和原始形狀數(shù)據(jù)之間的區(qū)域，來(lái)從采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)(候選點(diǎn)A、B)中選擇采樣點(diǎn)PJ。圖2(a)示出了在把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)A相連接的直線1A與原始形狀數(shù)據(jù)之間的區(qū)域(由直線1A、原始形狀、以及穿過(guò)采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)A并且與直線1A垂直相交的垂線所圍起的區(qū)域)，圖2(b)示出了在把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)B相連接的直線1B與原始形狀數(shù)據(jù)之間的區(qū)域(由直線1B、原始形狀、以及穿過(guò)采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)1B并且與直線1B垂直相交的垂線所圍起的區(qū)域)。
例如，通過(guò)下列公式(1)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各候選點(diǎn)的評(píng)估，把提供了最小評(píng)估值的候選點(diǎn)用作采樣點(diǎn)PJ。
候選點(diǎn)n的評(píng)估值＝αDn+β(|Snr-Snl|)(1)，其中，Dn表示從候選點(diǎn)n到原始形狀的距離(從在穿過(guò)候選點(diǎn)n并且與把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n相連接的直線垂交的垂線上的候選點(diǎn)n到原始形狀的距離)；Snr表示在把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n相連接的直線與位于該直線右側(cè)的原始形狀數(shù)據(jù)之間的區(qū)域；Snl表示在把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n相連接的直線與位于該直線左側(cè)的原始形狀數(shù)據(jù)之間的區(qū)域；以及α，β表示所設(shè)常數(shù)。
此處，假設(shè)在把采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n相連接的直線1n的右側(cè)的區(qū)域?yàn)檎?，其左?cè)的區(qū)域?yàn)樨?fù)，則|Snr-Snl|是直線ln與原始形狀之間的區(qū)域的總值的絕對(duì)值，其中該總值是把直線ln與原始形狀之間的各個(gè)區(qū)域累加起來(lái)所得到的值?？梢酝ㄟ^(guò)把該直線ln視為坐標(biāo)軸，對(duì)原始形狀數(shù)據(jù)的圖形作積分，來(lái)計(jì)算這個(gè)值。
圖3中的流程圖描述了這一重新采樣過(guò)程。
確定對(duì)對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L、角度分辨率δ以及代表性角度(步驟1)。然后，把對(duì)象道路的原點(diǎn)設(shè)置成采樣點(diǎn)，把在沿從相鄰采樣點(diǎn)PJ-1起的量化范圍內(nèi)的代表性角度的方向延伸的直線上、距相鄰采樣點(diǎn)PJ-1的距離為距離L的點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)(步驟2)。接下來(lái)，計(jì)算每一候選點(diǎn)和原始形狀數(shù)據(jù)之間的距離Dn(步驟3)，計(jì)算從相鄰采樣點(diǎn)到各候選點(diǎn)的每一直線之間所形成的左右區(qū)域之間的差的絕對(duì)值Sn(步驟4)，使用如此獲得的Dn和Sn，通過(guò)評(píng)估公式(1)計(jì)算評(píng)估值(步驟5)，以及把評(píng)估值最佳的候選點(diǎn)(當(dāng)使用評(píng)估公式(1)時(shí)，提供最小評(píng)估值的候選點(diǎn))確定為采樣點(diǎn)PJ(步驟6)。在圖2的情況下，盡管候選點(diǎn)A比候選點(diǎn)B離原始形狀更遠(yuǎn)，但由于使用評(píng)估公式(1)針對(duì)候選點(diǎn)A所計(jì)算的評(píng)估值小于針對(duì)候選點(diǎn)B所計(jì)算的評(píng)估值，所以把候選點(diǎn)A用作采樣點(diǎn)PJ。
重復(fù)這一過(guò)程，直至達(dá)到對(duì)象道路的目的地(步驟7)。
當(dāng)像這樣進(jìn)行重新采樣時(shí)，在原始形狀彎曲的情況下，盡管在略微偏離原始形狀的位置處設(shè)置構(gòu)成重新采樣形狀的節(jié)點(diǎn)的采樣點(diǎn)，但如圖1中所示，在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接的、同時(shí)遵循重新采樣形狀的直線構(gòu)成最代表原始形狀的曲線的直線。
由此，可以在已向其傳輸了重新采樣形狀的數(shù)據(jù)的接收方再現(xiàn)最接近原始形狀的形狀。
另外，在這一重新采樣方法中，如圖2(a)中所示，由于可以把重新采樣形狀和原始形狀數(shù)據(jù)之間的誤差均勻地分配至重新采樣形狀的左側(cè)和右側(cè)(換句話說(shuō)，可以按這樣的方式選擇重新采樣形狀，即重新采樣形狀穿過(guò)原始形狀的中心)，因此與誤差定位得更接近重新采樣形狀的一側(cè)的情況相比，可以把誤差的最大值抑制在較小的水平上，如圖2(b)中所示。由此，即使在取長(zhǎng)的重新采樣長(zhǎng)度時(shí)，也可以把誤差容納在預(yù)先確定的允許誤差內(nèi)。即，可以在不超過(guò)預(yù)先確定的允許誤差的情況下，延長(zhǎng)重新采樣長(zhǎng)度，從而能夠提高將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。
(第二實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的重新采樣方法中，在設(shè)置采樣點(diǎn)的處理中，考慮位于重新采樣形狀的左側(cè)和右側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度，而不是區(qū)域。
在這一重新采樣方法中，在設(shè)置采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)之前所進(jìn)行的過(guò)程與第一實(shí)施例中設(shè)置采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)之前所進(jìn)行的過(guò)程相同。當(dāng)已完成了對(duì)多個(gè)候選點(diǎn)的設(shè)置時(shí)，如圖7中所示，在考慮到從候選點(diǎn)到道路的形狀(原始形狀數(shù)據(jù))的距離DA、DB、以及被直線1A、1B將其劃分成左側(cè)和右側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度的情況下，從如此設(shè)置的候選點(diǎn)中選擇采樣點(diǎn)。
當(dāng)這樣的情況發(fā)生時(shí)，把以下的公式(2)用作評(píng)估公式，把提供了最小評(píng)估值的候選點(diǎn)用作采樣點(diǎn)PJ。
候選點(diǎn)n的評(píng)估值＝αDn+β(|Lnr-Lnl|)(2)，其中Dn表示從候選點(diǎn)n到原始形狀的距離；Lnr表示位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)的直線右側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度(由圖7中的粗實(shí)線表示)；Lnl表示位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)的直線左側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度(由圖7中的粗實(shí)線表示)；以及α，β表示所設(shè)常數(shù)。
此處，假設(shè)位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n的直線Ln右側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度為正，位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n的直線Ln左側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度為負(fù)，則|Lnr-Lnl|是原始形狀的線路段的長(zhǎng)度的總值的絕對(duì)值，其中該總值是把原始形狀的線路段的長(zhǎng)度累加起來(lái)所得到的結(jié)果。
圖8中的流程圖示出了這一重新采樣的過(guò)程。從步驟1到步驟3的過(guò)程與第一實(shí)施例(圖3)的過(guò)程相同。即，確定對(duì)對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L、角度分辨率δ以及代表性角度(步驟1)，在從相鄰采樣點(diǎn)PJ-1起沿量化后的范圍內(nèi)的代表性角度的方向延伸的直線上，把距相鄰采樣點(diǎn)PJ-1距離L的點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)(步驟2)，然后計(jì)算每一候選點(diǎn)和原始形狀數(shù)據(jù)之間的距離Dn(步驟3)。
接下來(lái)，通過(guò)把注意力放在由從相鄰采樣點(diǎn)到各候選點(diǎn)的直線所劃分的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度，來(lái)計(jì)算在位于直線右側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度和位于直線左側(cè)的原始形狀的線路段的長(zhǎng)度之間的差的絕對(duì)值Ln(步驟4)，使用Dn和Sn，通過(guò)評(píng)估公式(2)計(jì)算評(píng)估值(步驟5)，以及把其評(píng)估值為最佳的候選點(diǎn)(當(dāng)使用評(píng)估公式(2)時(shí)，提供最小評(píng)估值的候選點(diǎn))確定為采樣點(diǎn)PJ(步驟6)。在圖7的情況下，盡管候選點(diǎn)A比候選點(diǎn)B離原始形狀更遠(yuǎn)，但由于使用評(píng)估公式(2)針對(duì)候選點(diǎn)A所計(jì)算的評(píng)估值小于針對(duì)候選點(diǎn)B所計(jì)算的評(píng)估值，所以把候選點(diǎn)A確定為采樣點(diǎn)PJ。
重復(fù)這一過(guò)程，直至達(dá)到對(duì)象道路的目的地(步驟7)。
另外，當(dāng)進(jìn)行這樣的重新采樣時(shí)，如圖1中所示，在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接同時(shí)遵循重新采樣形狀的直線構(gòu)成最代表原始形狀的曲線的直線。
由此，可以在已向其傳輸了重新采樣形狀的數(shù)據(jù)的接收方再現(xiàn)最接近原始形狀的形狀。另外，還可以在不超過(guò)預(yù)先確定的允許誤差的情況下，延長(zhǎng)重新采樣長(zhǎng)度，從而能夠提高將傳輸數(shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。
(第三實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的重新采樣方法中，在考慮了在重新采樣形狀和原始形狀之間的最大誤差的情況下，對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行設(shè)置。
在這一重新采樣方法中，在設(shè)置采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)之前所進(jìn)行的過(guò)程與第一實(shí)施例中在設(shè)置采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)之前所進(jìn)行的過(guò)程相同。當(dāng)已完成了對(duì)多個(gè)候選點(diǎn)的設(shè)置時(shí)，如圖9中所示，在考慮到從候選點(diǎn)到道路的形狀(原始形狀數(shù)據(jù))的距離DA、DB、以及直線1A、lB左側(cè)和右側(cè)的最大誤差(即，從直線1A、1B到形狀數(shù)據(jù)的最大距離)之間的平衡的情況下，從如此設(shè)置的候選點(diǎn)中選擇采樣點(diǎn)。
當(dāng)這樣的情況發(fā)生時(shí)，把以下的公式(3)用作評(píng)估公式，并且把提供了最小評(píng)估值的候選點(diǎn)用作采樣點(diǎn)PJ。
候選點(diǎn)n的評(píng)估值＝αDn+β(|Enr-Enl|)(3)，其中Dn表示從候選點(diǎn)n到原始形狀的距離；Enr表示至位于連接采樣點(diǎn)PJ-l和候選點(diǎn)n的直線右側(cè)的原始形狀的最大誤差(在圖9中，表示為Ear、Ebr)；Enl表示至位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n的直線左側(cè)的原始形狀的最大誤差(在圖9中，表示為Eal、Ebl)；以及α，β表示所設(shè)常數(shù)。
此處，假設(shè)至位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n的直線ln右側(cè)的原始形狀的最大誤差為正，至位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n的直線1n左側(cè)的原始形狀的最大誤差為負(fù)，|Enr-Enl|是最大誤差的總值的絕對(duì)值，其中該總值是把最大誤差累加所得的結(jié)果。
圖10中的流程圖描述了這一重新采樣的過(guò)程。從步驟1到步驟3的過(guò)程與第一實(shí)施例(圖3)的過(guò)程相同。即，確定對(duì)對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L、角度分辨率δ以及代表性角度(步驟1)，在從相鄰采樣點(diǎn)PJ-1起沿量化后的范圍內(nèi)的代表性角度的方向延伸的直線上，把距相鄰采樣點(diǎn)PJ-1距離L的點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)(步驟2)，然后計(jì)算每一候選點(diǎn)和原始形狀數(shù)據(jù)之間的距離Dn(步驟3)。
接下來(lái)，計(jì)算至位于從相鄰采樣點(diǎn)到各候選點(diǎn)的直線右側(cè)的原始形狀的最大誤差Enr和至位于從相鄰采樣點(diǎn)到各候選點(diǎn)的直線左側(cè)的原始形狀的最大誤差Enl(步驟4)，使用Dn和Enr、Enl，通過(guò)評(píng)估公式(3)計(jì)算評(píng)估值(步驟5)，以及把其評(píng)估值為最佳的候選點(diǎn)(當(dāng)使用評(píng)估公式(3)時(shí)，提供最小評(píng)估值的候選點(diǎn))確定為采樣點(diǎn)PJ(步驟6)。在圖9的情況下，盡管候選點(diǎn)A比候選點(diǎn)B離原始形狀更遠(yuǎn)，但由于使用評(píng)估公式(3)針對(duì)候選點(diǎn)A所計(jì)算的評(píng)估值小于針對(duì)候選點(diǎn)B所計(jì)算的評(píng)估值，所以把候選點(diǎn)A確定為采樣點(diǎn)PJ。
重復(fù)這一過(guò)程，直至達(dá)到對(duì)象道路的目的地(步驟7)。
另外，當(dāng)進(jìn)行這樣的重新采樣時(shí)，如圖1中所示，在采樣點(diǎn)之間進(jìn)行鏈接同時(shí)遵循重新采樣形狀的直線構(gòu)成最代表原始形狀的曲線的直線。
由此，可以在已向其傳輸了重新采樣形狀的數(shù)據(jù)的接收方再現(xiàn)最接近原始形狀的形狀。另外，可以在不超過(guò)預(yù)先確定的允許誤差的情況下，延長(zhǎng)重新采樣長(zhǎng)度，從而能夠提高將傳輸數(shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。
注意，可以把以下的評(píng)估公式(4)用作評(píng)估公式，可以把其評(píng)估值最小的候選點(diǎn)確定為采樣點(diǎn)PJ。
候選點(diǎn)的評(píng)估值＝αDn+βMax(Enr，Enl)(4)，其中Max(Enr，Enl)表示位于連接采樣點(diǎn)PJ-1和候選點(diǎn)n的直線ln左側(cè)和右側(cè)的最大誤差中的較大值。在這一情況下，通過(guò)把注意力放在最大誤差的量值本身，而不是位于直線ln的左側(cè)和右側(cè)的最大誤差之間的平衡，來(lái)評(píng)估候選點(diǎn)。
(第四實(shí)施例)在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，將描述一種根據(jù)其能夠以簡(jiǎn)單和容易的處理而實(shí)現(xiàn)選擇候選點(diǎn)的重新采樣方法。
在這一重新采樣方法中，在設(shè)置采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)之前所進(jìn)行的過(guò)程與第一實(shí)施例中在設(shè)置采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)之前所進(jìn)行的過(guò)程相同。根據(jù)原始形狀數(shù)據(jù)的曲率，選擇在設(shè)置候選點(diǎn)處理中所使用的重新采樣長(zhǎng)度L，以使其成為使得原始形狀數(shù)據(jù)的曲線能夠被幾乎全范圍追蹤的長(zhǎng)度。由此，在原始形狀向右彎曲的情況下，規(guī)定了穿過(guò)原始形狀的中心的重新采樣形狀(其中距原始形狀數(shù)據(jù)的誤差均勻地存在于原始形狀的左側(cè)和右側(cè)的重新采樣形狀)的采樣點(diǎn)存在于原始形狀的左側(cè)，而在原始形狀向左彎曲的情況下，采樣點(diǎn)存在于原始形狀的右側(cè)。
即，如圖11中所示，在保持其間原始形狀的兩個(gè)候選點(diǎn)p、q中，具有較小偏移角絕對(duì)值θp或θq的候選點(diǎn)可以規(guī)定更接近原始形狀數(shù)據(jù)的中心的重新采樣形狀。
將根據(jù)這一關(guān)系，依照下列確定標(biāo)準(zhǔn)，確定被用作采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)。
假設(shè)最接近原始形狀數(shù)據(jù)的候選點(diǎn)為p，次接近原始形狀數(shù)據(jù)的候選點(diǎn)為q，從候選點(diǎn)p到原始形狀的距離為Dp，從候選點(diǎn)q到原始形狀的距離為Dq，候選點(diǎn)p與候選點(diǎn)q之間的距離為Dpq，·在偏移角絕對(duì)值θp小于候選點(diǎn)q的偏移角絕對(duì)值θp的情況下，采用候選點(diǎn)p；以及·在偏移角絕對(duì)值θp大于候選點(diǎn)q的偏移角絕對(duì)值θp的情況下，(1)當(dāng)Dp/Dpq≤γ(γ是0.1量級(jí)的預(yù)先確定的常數(shù))時(shí)，采用候選點(diǎn)p；以及(2)在其它情況下，采用候選點(diǎn)q。
圖12中的流程圖描述了這一重新采樣過(guò)程。從步驟1到步驟3的過(guò)程與第一實(shí)施例(圖3)的過(guò)程相同。即，確定對(duì)對(duì)象道路進(jìn)行重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L、角度分辨率δ以及代表性角度(步驟1)，在從相鄰采樣點(diǎn)PJ-1起沿量化后的范圍內(nèi)的代表性角度的方向延伸的直線上，把距相鄰采樣點(diǎn)PJ-l距離L的點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)(步驟2)，然后計(jì)算每一候選點(diǎn)和原始形狀數(shù)據(jù)之間的距離Dn(步驟3)。
接下來(lái)，使用偏移角絕對(duì)值和Dn，把被用作采樣點(diǎn)的候選點(diǎn)確定為確定標(biāo)準(zhǔn)(步驟4)。
在圖11的情況下，盡管候選點(diǎn)q比候選點(diǎn)p離原始形狀的曲線更遠(yuǎn)，但由于候選點(diǎn)q的偏移角絕對(duì)值θp小于候選點(diǎn)p的偏移角絕對(duì)值θp，因此根據(jù)確定標(biāo)準(zhǔn)，把候選點(diǎn)q用作采樣點(diǎn)PJ。
重復(fù)這一過(guò)程，直至達(dá)到對(duì)象道路的目的地(步驟7)。
在這一重新采樣方法中，可以通過(guò)簡(jiǎn)單和容易的方法獲得代表原始形狀的曲線的直線。可以在已向其傳輸了重新采樣形狀的數(shù)據(jù)的接收方再現(xiàn)最接近原始形狀的形狀。另外，還可以在不超過(guò)預(yù)先確定的允許誤差的情況下，延長(zhǎng)重新采樣長(zhǎng)度，從而能夠提高將傳輸數(shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。
(第五實(shí)施例)在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，將描述一種通過(guò)本發(fā)明的壓縮方法的應(yīng)用提供交通信息的交通信息提供系統(tǒng)。
如圖13中所示，這一系統(tǒng)包括信息傳輸設(shè)備20和信息利用設(shè)備40，其中，信息傳輸設(shè)備20用于提供交通信息，信息利用設(shè)備40，例如車載導(dǎo)航系統(tǒng)或個(gè)人計(jì)算機(jī)，用于利用如此提供的交通信息。信息傳輸設(shè)備20包括事件信息輸入單元21，有關(guān)交通阻塞或交通事故的信息輸入該單元；形狀數(shù)據(jù)抽取單元23，用于從數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)A22抽取對(duì)象道路路段的道路形狀數(shù)據(jù)；允許誤差確定單元24，用于確定在重新采樣形狀和原始形狀數(shù)據(jù)之間的允許的誤差；重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元25，用于根據(jù)所允許的誤差確定重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26，用于通過(guò)對(duì)形狀數(shù)據(jù)抽取單元23所抽取的道路形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行重新采樣，產(chǎn)生采樣點(diǎn)的位置的數(shù)據(jù)串；可變長(zhǎng)度編碼處理單元28，用于對(duì)形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼；壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元27，用于存儲(chǔ)壓縮編碼的道路形狀數(shù)據(jù)，以把所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)提供至外部媒體；以及形狀數(shù)據(jù)傳輸單元29，用于傳輸壓縮編碼的道路形狀數(shù)據(jù)。
信息利用設(shè)備40包括形狀數(shù)據(jù)接收單元41，用于接收如此提供的道路形狀數(shù)據(jù)；編碼數(shù)據(jù)解碼單元42，用于對(duì)壓縮編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；形狀數(shù)據(jù)恢復(fù)單元43，用于恢復(fù)重新采樣形狀；映射匹配單元45，用于使用數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)B46的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行映射匹配，以標(biāo)識(shí)數(shù)字地圖上的采樣點(diǎn)所代表的道路路段；以及信息利用單元44，用于利用如此給出的交通信息。
在信息傳輸設(shè)備20中，重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元25根據(jù)在允許誤差確定單元24處所確定的允許誤差，確定重新采樣處理中所使用的重新采樣長(zhǎng)度L、角度分辨率δ以及代表性角度。形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26，使用所確定的重新采樣長(zhǎng)度L、角度分辨率δ以及代表性角度，對(duì)形狀數(shù)據(jù)抽取單元23所抽取的對(duì)象道路的道路形狀數(shù)據(jù)重新采樣。
當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26使用根據(jù)第一至第四實(shí)施例的任何一種重新采樣方法對(duì)道路形狀數(shù)據(jù)重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)。接下來(lái)，形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26通過(guò)偏移角量化后的值表示采樣點(diǎn)的位置信息，并且產(chǎn)生作為對(duì)象道路的道路形狀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串，在該數(shù)據(jù)串中，排列了指示重新采樣長(zhǎng)度L的變化位置和L的長(zhǎng)度的重新采樣路段長(zhǎng)度改變代碼、以及各采樣點(diǎn)的偏移角量化后的值。
可變長(zhǎng)度編碼處理單元28對(duì)道路形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。把已經(jīng)通過(guò)可變長(zhǎng)度編碼壓縮了數(shù)據(jù)的道路形狀數(shù)據(jù)記錄在外部媒體上，用于提供，或從形狀數(shù)據(jù)傳輸單元29加以傳輸。
在已經(jīng)接收到道路形狀數(shù)據(jù)的信息利用設(shè)備40中，編碼數(shù)據(jù)解碼單元42對(duì)壓縮編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，形狀數(shù)據(jù)恢復(fù)單元43恢復(fù)采樣點(diǎn)的位置信息，從而再現(xiàn)了其中鏈接了采樣點(diǎn)的重新采樣形狀。該重新采樣形狀被疊置在信息利用設(shè)備40的顯示屏幕上的數(shù)字地圖上，以顯示。
另外，為了精確地標(biāo)識(shí)所傳輸?shù)牡缆仿范?，映射匹配單?5使用數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)B46中的地圖數(shù)據(jù)，實(shí)施采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的映射匹配，從而在數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)B46的地圖數(shù)據(jù)上標(biāo)識(shí)對(duì)象道路。
信息利用單元44通過(guò)把如此獲得的交通信息顯示在屏幕上，或者把這一信息用于搜尋線路，來(lái)利用這一信息。
于是，在該交通信息提供系統(tǒng)中，由于信息傳輸設(shè)備20通過(guò)根據(jù)第一至第四實(shí)施例的重新采樣方法對(duì)對(duì)象道路的道路形狀數(shù)據(jù)重新采樣，因此已向其提供了信息的信息利用設(shè)備40可以再現(xiàn)最接近對(duì)象道路的道路形狀的重新采樣形狀。另外，由于使用了根據(jù)第一至第四實(shí)施例的重新采樣方法，因此從信息傳輸設(shè)備20提供的道路形狀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量少。
(第六實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例中，將描述一種其中使用本發(fā)明的壓縮方法來(lái)壓縮將加以收集的探測(cè)信息的探測(cè)信息收集系統(tǒng)。
如圖14中所示，這一系統(tǒng)包括探測(cè)車車載設(shè)備60和探測(cè)信息收集中心50，其中，探測(cè)車車載設(shè)備60用于提供探測(cè)信息，探測(cè)信息收集中心50用于收集探測(cè)信息。探測(cè)車車載設(shè)備60包括自身車輛位置確定單元61，用于根據(jù)從GPS天線73所接收的信息和由陀螺儀74所檢測(cè)的信息來(lái)確定自身車輛的位置；傳感器70，用于檢測(cè)速度；傳感器71，用于檢測(cè)方向盤的駕駛角度；傳感器72，用于檢測(cè)橫向加速度(橫向G)；數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)69；允許誤差確定單元67，用于確定在重新采樣形狀和道路的形狀之間的所允許的誤差；重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元68，用于確定重新采樣處理中所使用的重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ；行駛路徑存儲(chǔ)單元62，用于存儲(chǔ)自身車輛的行駛路徑；行駛路徑形狀重新采樣處理單元63，用于對(duì)行駛路徑重新采樣，以產(chǎn)生采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串；可變長(zhǎng)度編碼處理單元64，用于對(duì)行駛路徑形狀重新采樣處理單元63所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼；壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元65，用于存儲(chǔ)壓縮編碼的行駛路徑形狀數(shù)據(jù)；以及行駛路徑傳輸單元66，用于傳輸壓縮編碼的行駛路徑形狀數(shù)據(jù)。
探測(cè)信息收集中心50包括行駛路徑接收單元51，用于接收從探測(cè)車車載設(shè)備60所提供的行駛路徑形狀數(shù)據(jù)；編碼數(shù)據(jù)解碼單元52，用于對(duì)如此接收的壓縮編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；行駛路徑形狀恢復(fù)單元53，用于從如此解碼的數(shù)據(jù)中恢復(fù)行駛路徑形狀；行駛路徑和測(cè)量信息利用單元54，用于利用從探測(cè)車車載設(shè)備60所收集的行駛路徑和測(cè)量信息，產(chǎn)生交通信息。
把自身車輛位置確定單元61所檢測(cè)的自身車輛的位置，作為其行駛路徑順序地存儲(chǔ)在探測(cè)車車載設(shè)備60的行駛路徑存儲(chǔ)單元62中。重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元68根據(jù)傳感器70、71、72所檢測(cè)的關(guān)于速度、方向盤駕駛角度以及橫向G的信息、以及從數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)69所獲得的道路形狀，確定行駛路徑的曲率的量值，然后，根據(jù)如此確定的曲率的量值和在允許誤差確定單元67處所確定的允許誤差，確定重新采樣處理中所使用的重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ。
行駛路徑形狀重新采樣處理單元63在探測(cè)信息被傳輸時(shí)讀出存儲(chǔ)在行駛路徑存儲(chǔ)單元62中的行駛路徑數(shù)據(jù)，并且使用由重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元68所確定的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率δ、以及代表性角度，來(lái)對(duì)行駛路徑形狀重新采樣。
當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，行駛路徑形狀重新采樣處理單元63通過(guò)根據(jù)第一至第四實(shí)施例的任何一種重新采樣方法來(lái)對(duì)行駛路徑數(shù)據(jù)重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)。然后，行駛路徑形狀重新采樣處理單元63通過(guò)偏移角量化后的值表示采樣點(diǎn)的位置信息，并且產(chǎn)生作為行駛路徑數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)串，在該數(shù)據(jù)串中，安排了各采樣點(diǎn)的偏移角量化后的值。
可變長(zhǎng)度編碼處理單元64對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，以壓縮這些數(shù)據(jù)。把壓縮編碼的數(shù)據(jù)傳輸至探測(cè)信息收集中心50。另外，還可能存在這樣一種情況把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部媒體中，以提供至探測(cè)信息收集中心50。
在探測(cè)信息收集中心50中，編碼數(shù)據(jù)解碼單元52對(duì)從探測(cè)車車載設(shè)備60所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，行駛路徑形狀恢復(fù)單元53恢復(fù)采樣點(diǎn)的位置信息，以再現(xiàn)行駛路徑的重新采樣形狀。與測(cè)量信息，諸如在探測(cè)車車載設(shè)備60處所測(cè)的速度，一起使用關(guān)于行駛路徑的信息，以產(chǎn)生交通信息。
于是，在該探測(cè)信息收集系統(tǒng)中，由于探測(cè)車車載設(shè)備60通過(guò)根據(jù)第一至第四實(shí)施例的重新采樣方法對(duì)行駛路徑重新采樣，因此探測(cè)信息收集中心50可以再現(xiàn)最接近行駛路徑的重新采樣形狀。另外，從探測(cè)車車載設(shè)備60提供的行駛路徑數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量少。
應(yīng)該加以注意的是，在每一個(gè)實(shí)施例中，盡管已描述了為了進(jìn)行傳輸而對(duì)數(shù)字地圖上的道路形狀進(jìn)行重新采樣的情況，但本發(fā)明不僅可應(yīng)用于數(shù)字地圖上的道路的傳輸，而且也可應(yīng)用于數(shù)字地圖上的向量形狀的傳輸，向量形狀諸如河流和鐵路、行政管轄邊界以及等高線。另外，除了數(shù)字地圖，還可以把本發(fā)明應(yīng)用于各種類型圖案以及指紋的形狀的傳輸。
另外，本發(fā)明的向量數(shù)據(jù)壓縮方法不僅可應(yīng)用于數(shù)據(jù)的傳輸，而且也可應(yīng)用于地圖、圖案以及指紋的形狀以壓縮方式存儲(chǔ)與保留。
(第七實(shí)施例)在本發(fā)明的第七實(shí)施例中，將描述一種通過(guò)根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L改變角度分辨率(即，量化單位)δ而使重新采樣較小，從而設(shè)置距采樣點(diǎn)的道路位置的偏離的方法。
如以上已加以描述的，當(dāng)通過(guò)角度分量的量化單位δ對(duì)道路的形狀重新采樣時(shí)，采樣點(diǎn)的位置和道路的位置之間的誤差Ea的最大值大體上等于(L×|san(δ/2)|)。
圖20中示出了距離誤差Ea的最大值與重新采樣長(zhǎng)度L和量化單位δ之間的關(guān)系。錯(cuò)誤匹配的發(fā)生主要與道路形狀和采樣點(diǎn)之間的距離誤差Ea相關(guān)，距離誤差Ea越大，錯(cuò)誤匹配的可能性越高，而距離誤差Ea越小，錯(cuò)誤匹配的可能性越低。
如從圖20中所看到的，在δ＝3°重新采樣長(zhǎng)度L為1280mm的情況下，出現(xiàn)33.5m的誤差。與此相比，在重新采樣長(zhǎng)度L短的情況下，即使當(dāng)δ＝6°時(shí)(換句話說(shuō)，即使當(dāng)存在略微的偏離時(shí))，也使得距離誤差Ea落入幾米的范圍內(nèi)，而且錯(cuò)誤匹配的可能性變低。
另一方面，通過(guò)壓縮編碼所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小，當(dāng)δ變得較大時(shí)減小，而當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度L變長(zhǎng)時(shí)也減小。
因此，當(dāng)把重新采樣長(zhǎng)度L設(shè)置得長(zhǎng)時(shí)，即使在為了抑制距離誤差Ea而把δ設(shè)置得小時(shí)，也可以避免數(shù)據(jù)大小的增加，而當(dāng)把重新采樣長(zhǎng)度L設(shè)置得短時(shí)，即使在通過(guò)把δ設(shè)置得大來(lái)抑制數(shù)據(jù)大小的情況下，也可以把距離誤差Ea抑制為小的值。
圖16示例性地示出了這一實(shí)施例的位置信息壓縮方法中所設(shè)置的重新采樣長(zhǎng)度L和量化單位δ之間的關(guān)系。圓的半徑代表重新采樣長(zhǎng)度L，多個(gè)所劃分的扇形中的每一個(gè)扇形的中心角度代表δ。圖16(b)中的重新采樣長(zhǎng)度Lb具有圖16(a)中的重新采樣長(zhǎng)度La的兩倍的長(zhǎng)度，并且把圖16(b)中的量化單位δ設(shè)置為，圖16(b)中的每一路段的弧長(zhǎng)等于圖16(a)中的每一路段的弧長(zhǎng)。在這一情況下，δb大體上為δa的一半。由此，180°范圍的角度由圖16(a)中的9個(gè)量化后的量加以表示，而在圖16(b)中由17個(gè)量化后的量對(duì)其加以表示。
于是，在把重新采樣長(zhǎng)度L和量化單位δ之間的關(guān)系設(shè)置為每一路段的弧長(zhǎng)變?yōu)槌?shù)的情況下，距離誤差Ea的最大值變?yōu)槌?shù)，而不論重新采樣長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度如何。因此，可以通過(guò)根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L改變量化單位δ的重新采樣方法，把距離誤差Ea抑制在允許誤差內(nèi)。
另外，把量化范圍內(nèi)的角度全部四舍五入成代表其量化量的角度(代表性角度)。把相應(yīng)量化范圍的中心值(或最大值、最小值或者預(yù)先確定的值)設(shè)置為代表性角度。在圖16(b)中，以箭頭跟虛線的方式示出了由+3所表示的量化范圍的代表性角度。另外，由從偏移角0起的量化值(0、+1、-1、+2、-2、…)表示每一量化范圍的代表性角度。因此，當(dāng)使用圖16(a)中所示的重新采樣長(zhǎng)度和量化單位實(shí)施重新采樣時(shí)，由0、+/-1、+/-2、+/-3、+/-4的9個(gè)量化值代表180°范圍內(nèi)的角度，而當(dāng)使用圖16(b)中的重新采樣長(zhǎng)度L和量化單位進(jìn)行重新采樣時(shí)，由0、+/-1、+/-2、+/-3、+/-4、+/-5、+/-6、+/-7、+/-8的17個(gè)量化值代表180°范圍內(nèi)的角度。
圖19描述了在實(shí)施這一實(shí)施例的位置信息壓縮方法的發(fā)送方進(jìn)行的重新采樣過(guò)程，圖17說(shuō)明了通過(guò)該方法提供交通信息的交通信息提供系統(tǒng)的配置。
這一系統(tǒng)包括用于提供交通信息的信息傳輸設(shè)備20和諸如車載導(dǎo)航系統(tǒng)或個(gè)人計(jì)算機(jī)的信息利用設(shè)備40。信息傳輸設(shè)備包括事件信息輸入單元21，把有關(guān)交通阻塞或交通事故的信息輸入該單元；形狀數(shù)據(jù)抽取單元23，用于從數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)A22抽取交通信息的對(duì)象道路路段的形狀數(shù)據(jù)；允許誤差確定單元24，用于確定采樣點(diǎn)和道路位置之間所允許的誤差；重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元25，用于根據(jù)如此確定的所允許的誤差來(lái)確定重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26，用于通過(guò)對(duì)在形狀數(shù)據(jù)抽取單元23處所抽取的形狀數(shù)據(jù)重新采樣，來(lái)產(chǎn)生采樣點(diǎn)的量化后的位置的數(shù)據(jù)串；可變長(zhǎng)度編碼處理單元28，用于對(duì)形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼；壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元27，用于存儲(chǔ)壓縮編碼的道路形狀數(shù)據(jù)，以提供至外部媒體；以及形狀數(shù)據(jù)傳輸單元29，用于傳輸壓縮編碼的道路形狀數(shù)據(jù)。
與之相對(duì)比，信息利用設(shè)備40包括形狀數(shù)據(jù)接收單元41，用于接收如此提供的道路形狀數(shù)據(jù)；編碼數(shù)據(jù)解碼單元42，用于對(duì)壓縮編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；形狀數(shù)據(jù)恢復(fù)單元43，用于恢復(fù)采樣點(diǎn)的位置數(shù)據(jù)；映射匹配單元45，用于使用數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)B46來(lái)進(jìn)行映射匹配，以在數(shù)字地圖上標(biāo)識(shí)由采樣點(diǎn)所代表的道路路段；以及信息利用單元44，用于利用如此獲得的交通信息。
在信息傳輸設(shè)備20中，如圖19中的流程圖所示，重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元25根據(jù)在允許誤差確定單元24處所確定的允許誤差，確定每一重新采樣長(zhǎng)度的角度分辨率δ(步驟1)。例如，如圖18中所示，根據(jù)這一確定，設(shè)置依賴于重新采樣長(zhǎng)度的角度分辨率的定義表?？梢葬槍?duì)信息利用設(shè)備40預(yù)先確定這一定義表中的數(shù)據(jù)，或者也可以在提供交通信息時(shí)把這一定義表中的數(shù)據(jù)傳輸至信息利用設(shè)備40。
形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26把在形狀數(shù)據(jù)抽取單元23處所抽取的對(duì)象道路的形狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲率函數(shù)(步驟2)，并且根據(jù)偏移角確定針對(duì)每一路段的重新采樣長(zhǎng)度L(步驟3)。于是，如圖21中所示，對(duì)道路形狀曲率小(＝偏移角小)的路段，根據(jù)其相應(yīng)的偏移角確定對(duì)其進(jìn)行等距離重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L1，而對(duì)道路形狀曲率大(＝偏移角大)的路段，根據(jù)其相應(yīng)的偏移角確定對(duì)其進(jìn)行等距離重新采樣的重新采樣長(zhǎng)度L2(＜L1)。
已經(jīng)確定了對(duì)象道路各路段的重新采樣長(zhǎng)度L的形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26，根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L從定義表(圖18)讀出角度分辨率δ，并且通過(guò)角度分辨率δ的代表性角度對(duì)各路段重新采樣(步驟4)。
在通過(guò)代表性角度進(jìn)行重新采樣的處理中，如圖22中所示，當(dāng)對(duì)采樣點(diǎn)PJ重新采樣時(shí)，把從采樣點(diǎn)PJ-1起沿各量化后的范圍的代表性角度的方向延伸的直線上與先前采樣點(diǎn)PJ-1相距重新采樣距離L的點(diǎn)臨時(shí)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ的候選點(diǎn)，并且在這些候選點(diǎn)中，把最接近道路形狀的候選點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)PJ。
形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理單元26通過(guò)量化值表示采樣點(diǎn)的偏移角，以產(chǎn)生數(shù)據(jù)串來(lái)作為對(duì)象道路的形狀數(shù)據(jù)，在該數(shù)據(jù)串中，安排了示出重新采樣長(zhǎng)度L的變化位置和長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度的重新采樣路段長(zhǎng)度改變代碼、以及各采樣點(diǎn)的量化后的值(偏移角量化后的值)(步驟5)。然后，可變長(zhǎng)度編碼處理單元28對(duì)形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼(步驟6)。
通過(guò)如上所述進(jìn)行重新采樣，信息傳輸設(shè)備20可以提供關(guān)于采樣點(diǎn)的位置信息，該信息能夠以小的傳輸量傳輸，而且其與對(duì)象道路的距離誤差小。
應(yīng)該加以注意的是，通過(guò)直接考察在角度分辨率δ的代表性角度上所設(shè)置的候選點(diǎn)與道路形狀之間的距離，進(jìn)行重新采樣。在步驟4中，在不采用以上所描述的方法的情況下，當(dāng)在道路形狀上對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行重新采樣時(shí)，由精細(xì)角度(例如，以1°為單位)表示來(lái)自重新采樣處理的位置信息，然后通過(guò)δ量化角度，會(huì)出現(xiàn)鏈接重新采樣點(diǎn)的重新采樣形狀很大地偏離原始道路形狀的現(xiàn)象。例如，在以1°為單位對(duì)采樣點(diǎn)重新采樣，然后由3°的角度分辨率量化如此獲得的角度數(shù)據(jù)之后所得到的重新采樣形狀疊置在地圖上，在量化處理中，在彎曲和拐角處，會(huì)出現(xiàn)偏移角的偏離，此后，方位的偏離會(huì)導(dǎo)致距道路形狀的偏離擴(kuò)大。
另一方面，當(dāng)從開(kāi)始即使用步驟4中的方法以3°為角度分辨率單位進(jìn)行重新采樣時(shí)所得到的重新采樣形狀中，不會(huì)出現(xiàn)偏離道路形狀的情況。這是因?yàn)?，在使用這一方法的情況下，即使在量化處理的某一步驟出現(xiàn)了偏移角的偏離時(shí)，也可以在下一重新采樣點(diǎn)處消除這樣的誤差，從而偏離不會(huì)繼續(xù)造成進(jìn)一步的影響。
另外，在采用了其中根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L改變量化單位δ的重新采樣方法的情況下，可以提升將被可變長(zhǎng)度編碼的數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)偏倚，從而使得能夠通過(guò)編碼提高數(shù)據(jù)的壓縮系數(shù)。將使用圖23對(duì)這一方面加以描述。
在道路形狀為直線以及重新采樣長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，如圖23(c)中所示，在道路形狀數(shù)據(jù)中，在偏移角0°處，數(shù)據(jù)的比例極高。在道路形狀為曲線以及重新采樣長(zhǎng)度短的情況下，如圖23(a)中所示，在道路形狀數(shù)據(jù)中，在偏移角0°處，數(shù)據(jù)的比例不那么高。在由偏移角表示道路形狀數(shù)據(jù)的情況下，由于圖23(a)和圖23(c)中所示的狀態(tài)混合存在，所以在偏移角0°處，道路形狀數(shù)據(jù)的集中程度不像圖23(b)中所示那么高。
與之相對(duì)比，當(dāng)使用本發(fā)明的重新采樣方法量化表示道路形狀數(shù)據(jù)時(shí)，由于采用了大量化單位δ，因此量化值0上的道路形狀數(shù)據(jù)的集中程度增大，如圖23(d)中所示。另外，在重新采樣長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，由于在偏移角0°處集中程度初始較高，因此即使是在實(shí)施量化表示的情況下，也不會(huì)降低量化值0上的集中程度，如圖23(e)中所示。因此，當(dāng)量化表示道路形狀數(shù)據(jù)時(shí)，在量化值0的周圍集中了大量的數(shù)據(jù)，如圖23(f)中所示。
由此，提高了通過(guò)可變長(zhǎng)度編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的壓縮系數(shù)。
接下來(lái)，將通過(guò)使用實(shí)際重新采樣的結(jié)果描述這樣的一種情況當(dāng)使用本發(fā)明的重新采樣方法時(shí)，可以獲得與道路形狀有小距離誤差的重新采樣形狀。
圖24(a)說(shuō)明了當(dāng)以δ＝2°對(duì)山區(qū)中的彎曲的道路重新采樣時(shí)所得到的重新采樣形狀，這一重新采樣形狀將被疊置在地圖上。根據(jù)下列公式設(shè)置重新采樣長(zhǎng)度LL＝Kr·ρ(其中，ρ表示道路形狀的曲率半徑，Kr代表系數(shù))，得到Kr＝0.4。由于在山區(qū)中的道路上ρ小，所以重新采樣長(zhǎng)度L短。
另外，圖24(b)說(shuō)明了對(duì)于該山區(qū)中的同一道路，僅把δ改變成δ＝6°，而其它條件仍與圖24(a)的情況中的條件相同的情況下，進(jìn)行重新采樣所得到的重新采樣形狀。
在圖24(a)和24(b)的任意一個(gè)圖中，重新采樣形狀和道路形狀之間的距離誤差小。因此，可以從中明顯看出，在重新采樣長(zhǎng)度長(zhǎng)的情況下，即使把δ設(shè)置得大，也可以獲得具有小距離誤差的重新采樣形狀。
另外，圖25(a)說(shuō)明了在與圖24(a)中的條件相同的條件下對(duì)適度彎曲的高速公路重新采樣時(shí)所得到的重新采樣形狀。對(duì)于這條道路，由于ρ大，所以重新采樣長(zhǎng)度L長(zhǎng)。注意，地圖的比例尺與圖24(a)中的地圖的比例尺相同。
另外，圖25(b)說(shuō)明了當(dāng)僅把δ改變成δ＝6°，而其它條件仍與圖25(a)中的條件相同的情況下對(duì)該高速公路重新采樣時(shí)所得到的重新采樣形狀。
在圖25(a)中，重新采樣形狀和道路形狀之間的距離誤差小。然而，在圖25(b)中，這一距離誤差大。因此，可以從中明顯看出，當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度L長(zhǎng)時(shí)，為了減小重新采樣形狀和道路形狀之間的距離誤差，需要把角度分辨率δ設(shè)置得小。
另外，圖26示出了當(dāng)分別對(duì)圖24(a)、24(b)、25(a)以及25(b)中所示的重新采樣形狀的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼時(shí)所得到的數(shù)據(jù)大小。
可以從中明顯看出，在重新采樣長(zhǎng)度L短的情況下，通過(guò)把角度分辨率δ設(shè)置得大，可以減少數(shù)據(jù)量，同時(shí)維持在重新采樣形狀和道路形狀之間的距離誤差為小，而在重新采樣長(zhǎng)度L長(zhǎng)的情況下，通過(guò)把角度分辨率δ設(shè)置得小，可以減少距離誤差，同時(shí)抑制數(shù)據(jù)量的增長(zhǎng)。
應(yīng)該加以注意的是，盡管此處已說(shuō)明了已接收了對(duì)象道路上的交通信息的道路形狀數(shù)據(jù)的信息利用設(shè)備40實(shí)施了映射匹配以標(biāo)識(shí)數(shù)字地圖上的對(duì)象道路，但在信息傳輸設(shè)備20發(fā)送如圖8B、24(b)以及25(a)所示的、距道路形狀誤差小的重新采樣形狀的形狀數(shù)據(jù)的情況下，在接收方不必要求映射匹配。
另外，盡管此處已經(jīng)描述了傳輸數(shù)字地圖上的道路形狀的情況，但本發(fā)明的位置信息壓縮方法不僅可應(yīng)用于道路位置信息的傳輸，而且也可應(yīng)用于關(guān)于數(shù)字地圖上各種類型線性圖案的位置信息的傳輸，所述線性圖案諸如河流和鐵路、行政管轄邊界以及等高線。
(第八實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第八實(shí)施例中，將描述一種緩解出現(xiàn)在直線道路重新采樣形狀中鋸齒形現(xiàn)象的方法。
圖27(a)說(shuō)明了重新采樣形狀(實(shí)線)在道路形狀(虛線)的彎曲位置偏離道路，以及此后以鋸齒形方式跟蹤道路形狀的情況。鋸齒形現(xiàn)象會(huì)自然出現(xiàn)，因?yàn)楫?dāng)跟蹤設(shè)置了角度分辨率δ的道路形狀時(shí)，可用角度受到限制。另外，由于當(dāng)δ的值變得更大時(shí)可用角度進(jìn)一步受到限制，所以這種現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率增加，并且距道路形狀的距離誤差的最大值變大。由此，在諸如東京和京都等按網(wǎng)格方式密集地建造了許多道路的市區(qū)區(qū)域，出現(xiàn)了在相鄰道路上實(shí)施匹配的可能性。另外，在出現(xiàn)這種現(xiàn)象的情況下，即使對(duì)于直線道路，數(shù)據(jù)壓縮的系數(shù)降低。
為了緩解鋸齒形現(xiàn)象，如圖28中所示，在偏移角0附近，把角度分辨率δ的值設(shè)置得小，而在偏移角大的地方，把角度分辨率δ的值設(shè)置得大。使用這些設(shè)置，如圖27(b)中所示，盡管由于在偏移角增大的道路形狀的彎曲位置角度分辨率δ大因而出現(xiàn)了鋸齒形現(xiàn)象，但由于在偏移角近似于0的道路形狀的直線部分角度分辨率δ小因而減少了鋸齒形現(xiàn)象發(fā)生的頻率，從而抑制了鋸齒形現(xiàn)象的出現(xiàn)，或者，即使出現(xiàn)鋸齒形現(xiàn)象，也減小了距道路形狀的誤差。
由此，盡管在沿道路的彎曲之前和之后距離誤差暫時(shí)增大，但可以沿跟隨其這一彎曲的道路的直線部分精確地跟蹤道路形狀，從而能夠提高整個(gè)重新采樣形狀的質(zhì)量。
注意，在考慮到對(duì)象道路形狀的情況下，適當(dāng)?shù)卮_定精細(xì)地設(shè)置了角度分辨率δ的偏移角范圍。
圖29說(shuō)明了根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L和偏移角范圍定義了角度分辨率δ的定義表的例子?？梢灶A(yù)先在傳輸所編碼道路形狀數(shù)據(jù)的發(fā)送方(編碼器)和對(duì)如此傳輸?shù)乃幋a道路形狀數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的接收方(解碼器)之間關(guān)于這一定義表中的數(shù)據(jù)達(dá)成協(xié)議，或者也可以將這一定義表中的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)從編碼器傳輸至解碼器。
另外，也可以由公式表示角度分辨率的定義，并且可以預(yù)先在編碼器和解碼器之間就其參數(shù)達(dá)成協(xié)議。或者，也可以預(yù)先在編碼器和解碼器之間就角度分辨率的定義公式達(dá)成協(xié)議，以及僅把其參數(shù)從編碼器傳輸至解碼器。
例如，使用標(biāo)準(zhǔn)重新采樣長(zhǎng)度(LO)和相應(yīng)于被視為δO°的標(biāo)準(zhǔn)偏移角的角度分辨率，當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度為L(zhǎng)時(shí)，把角度分辨率δ定義如下·當(dāng)|θ|≤10時(shí)，δ＝Min(Round(1.0×δO×(LO/L)，δ1)(注意，Round意味著對(duì)小數(shù)部分進(jìn)行四舍五入。δ是對(duì)(1.0×δO×(LO/L))進(jìn)行四舍五入時(shí)所得到的值、或者δ1兩者中較小的。
·當(dāng)10＜|θ|≤30時(shí)，δ＝Min(Round(1.3×δO×(LO/L)，δ2)·當(dāng)30＜|θ|時(shí)，δ＝Min(Round(2.5×δO×(LO/L)，δ3)然后，把LO、δO、δ1、δ2、δ3的值從編碼器傳輸至解碼器。
根據(jù)這一定義公式，當(dāng)|θ|10時(shí)，δ不超過(guò)δ1，當(dāng)10＜|θ|≤30時(shí)，δ不超過(guò)δ2，當(dāng)30＜|θ|時(shí)，δ不超過(guò)δ3。即，對(duì)于每一偏移角范圍，δ1、δ2、δ3的值表示角度分辨率δ的最大值。
圖30中所示的流程圖說(shuō)明了這一情況中的重新采樣的過(guò)程。
針對(duì)每一重新采樣長(zhǎng)度的每個(gè)偏移角，確定角度分辨率δ(步驟1)，把對(duì)象道路的形狀數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲率函數(shù)(步驟2)，并且根據(jù)偏移角確定每一路段的重新采樣長(zhǎng)度L(步驟3)。接下來(lái)，根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度L和偏移角δ，通過(guò)角度分辨率δ的代表性角度，對(duì)每一路段重新采樣(步驟40)。此后的處理與圖19中的步驟5和6中的處理相同。
于是，可根據(jù)偏移角絕對(duì)值的量值，改變角度分辨率的量值，通過(guò)把偏移角的絕對(duì)值小時(shí)的角度分辨率設(shè)置得小，可以抑制鋸齒形現(xiàn)象。
(第九實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第九實(shí)施例中，將描述一種其中根據(jù)已預(yù)先給定的允許誤差來(lái)確定角度分辨率δ的重新采樣處理。
在已預(yù)先給定道路的形狀和重新采樣形狀之間的允許誤差Eo的情況下，根據(jù)公式Ea的最大值＝L×|sin(δ/2)|需要滿足δ≤2·sin-1(Eo/L)。
由此，確定δ的最大值δa，并且根據(jù)下列公式(5)確定δδ＝Min(Round(2·sin-1(Eo/L))，δ2)(5)此處，由于設(shè)置了最大值δa，所以即使在重新采樣長(zhǎng)度短，而且沒(méi)有達(dá)到Eo的情況下，也可以設(shè)置適當(dāng)?shù)慕嵌确直媛省?br> 圖31說(shuō)明了這一情況下的重新采樣處理的過(guò)程。確定允許誤差Eo(步驟20)，根據(jù)公式(5)確定針對(duì)每一重新采樣長(zhǎng)度的角度分辨率δ，并且計(jì)算代表性角度(步驟21)。此后的過(guò)程與圖30中的步驟2～6的過(guò)程相同。
(第十實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第十實(shí)施例中，將描述一種根據(jù)已預(yù)先給定的允許誤差限制重新采樣長(zhǎng)度的重新采樣處理。
在預(yù)先給定道路的形狀和重新采樣形狀之間的允許誤差的情況下，根據(jù)公式Ea的最大值＝L×|sin(δ/2)|，L需要滿足由下列公式(6)所表示的關(guān)系。
在由圖18和29中所示的定義表規(guī)定L和δ之間的關(guān)系的情況下，僅使用滿足公式(6)的條件的重新采樣長(zhǎng)度L來(lái)實(shí)施重新采樣處理。
圖32說(shuō)明了這一情況下的重新采樣處理的過(guò)程。確定允許誤差Eo(步驟20)，確定針對(duì)每一重新采樣長(zhǎng)度的每一偏移角的角度分辨率δ(步驟10)，根據(jù)公式(6)，依照定義表中所規(guī)定的Eo和δ，確定可使用的重新采樣長(zhǎng)度(步驟30)。此后的過(guò)程與圖30中的步驟2～6的過(guò)程相同。
(第十一實(shí)施例)在根據(jù)本發(fā)明的第十一實(shí)施例中，將描述一種使用本發(fā)明的位置信息壓縮方法收集所壓縮的數(shù)據(jù)的探測(cè)信息收集系統(tǒng)。
如圖33中所示，這一系統(tǒng)包括探測(cè)車車載設(shè)備60和探測(cè)信息收集中心50，其中，探測(cè)車車載設(shè)備60用于提供探測(cè)信息，探測(cè)信息收集中心50用于收集探測(cè)信息。探測(cè)車車載設(shè)備60包括自身車輛位置確定單元61，用于根據(jù)從GPS天線73所接收的信息和由陀螺儀74所檢測(cè)的信息來(lái)確定自身車輛的位置；傳感器70，用于檢測(cè)速度；傳感器71，用于檢測(cè)方向盤的駕駛角度；傳感器72，用于檢測(cè)橫向加速度(橫向G)；數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)69；允許誤差確定單元67，用于確定重新采樣形狀和道路位置之間所允許的誤差；重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率檢測(cè)單元68，用于確定重新采樣處理中所使用的重新采樣長(zhǎng)度L和角度分辨率δ；行駛路徑存儲(chǔ)單元62，用于存儲(chǔ)自身車輛的行駛路徑；行駛路徑形狀重新采樣處理單元63，用于對(duì)行駛路徑重新采樣，以產(chǎn)生重新采樣形狀的數(shù)據(jù)；可變長(zhǎng)度編碼處理單元64，用于對(duì)由行駛路徑形狀重新采樣處理單元63所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼；壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元65，用于存儲(chǔ)壓縮編碼的行駛路徑形狀；以及行駛路徑傳輸單元66，用于傳輸壓縮編碼的行駛路徑形狀數(shù)據(jù)。
另一方面，探測(cè)信息收集中心50包括行駛路徑接收單元51，用于接收從探測(cè)車車載設(shè)備60所提供的行駛路徑形狀數(shù)據(jù)；編碼數(shù)據(jù)解碼單元52，用于對(duì)如此接收的壓縮編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼；行駛路徑形狀恢復(fù)單元53，用于從所解碼的數(shù)據(jù)中恢復(fù)行駛路徑形狀；行駛路徑和測(cè)量信息利用單元54，用于利用從探測(cè)車車載設(shè)備60所收集的行駛路徑、和測(cè)量信息，以產(chǎn)生交通信息。
把自身車輛位置確定單元61所檢測(cè)的自身車輛的位置順序地存儲(chǔ)在探測(cè)車車載設(shè)備60的行駛路徑存儲(chǔ)單元62中。重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元68根據(jù)分別由傳感器70、71、72所檢測(cè)的關(guān)于速度、方向盤駕駛角度以及橫向G的信息、和從數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)69所獲得的道路形狀，確定行駛路徑的曲率的量值，并根據(jù)如此確定的曲率的量值和在允許誤差確定單元67處所確定的允許誤差，確定重新采樣處理中所使用的重新采樣長(zhǎng)度、和角度分辨率δ。
當(dāng)傳輸探測(cè)信息時(shí)，行駛路徑形狀重新采樣處理單元63讀出存儲(chǔ)在行駛路徑存儲(chǔ)單元62中的行駛路徑數(shù)據(jù)，使用在重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元68處所確定的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率δ來(lái)對(duì)行駛路徑形狀重新采樣，并且產(chǎn)生數(shù)據(jù)串，在該數(shù)據(jù)串中安排了偏移角量化后的值。
可變長(zhǎng)度編碼處理單元64對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，以壓縮這些數(shù)據(jù)。把壓縮編碼的數(shù)據(jù)傳輸至探測(cè)信息收集中心50。另外，還可能存在這樣一種情況把這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部媒體中，以提供至探測(cè)信息收集中心50。
探測(cè)信息收集中心50對(duì)從探測(cè)車車載設(shè)備60所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，接下來(lái)，恢復(fù)行駛路徑形狀，并且與測(cè)量信息，諸如由探測(cè)車車載設(shè)備60所測(cè)的速度，一起使用如此恢復(fù)的行駛路徑形狀，以產(chǎn)生交通信息。
探測(cè)車車載設(shè)備60的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定單元68和行駛路徑形狀重新采樣處理單元63使用第七至第十實(shí)施例中所描述的重新采樣方法來(lái)確定重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率δ，并且執(zhí)行對(duì)行駛路徑的重新采樣。
由此，探測(cè)車車載設(shè)備60能夠以少量數(shù)據(jù)精確地傳輸行駛路徑。
注意，本發(fā)明的位置信息壓縮方法不僅可應(yīng)用于道路的壓縮，而且也可應(yīng)用于數(shù)字地圖的其它地圖數(shù)據(jù)的壓縮。
于是，在第一至第十一實(shí)施例中，盡管描述了使用形狀向量執(zhí)行映射匹配的例子，但位置標(biāo)識(shí)處理可不必局限于映射匹配。另外，盡管已把本發(fā)明描述為適用于關(guān)于線性形狀，諸如對(duì)象道路和行駛路徑的位置信息的壓縮，但也可把本發(fā)明應(yīng)用于關(guān)于建筑物和某些區(qū)域的位置信息的壓縮。例如，可以沿建筑物的周邊或某一區(qū)域的邊界線設(shè)置采樣點(diǎn)，從而可以由各采樣點(diǎn)的角度表示位置。
另外，本專利申請(qǐng)的內(nèi)容對(duì)安裝在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)中的或者由通信裝置加以傳輸?shù)牡貓D數(shù)據(jù)本身有效。
因此，盡管已經(jīng)詳細(xì)地、并參照具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員將會(huì)明顯意識(shí)到，在不背離本發(fā)明的構(gòu)思與范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變更與修改。本發(fā)明基于2003年6月11日提交的日本專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?003-166503)以及2003年6月12日提交的日本專利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)枮?003-167780)，并且將它們的內(nèi)容并入此處，以作參考。
工業(yè)實(shí)用性從以上所進(jìn)行的描述中可以看出，在根據(jù)本發(fā)明的向量數(shù)據(jù)壓縮方法中，可以以少量數(shù)據(jù)產(chǎn)生可傳輸最接近原始形狀的形狀的數(shù)據(jù)，并且可以在接收數(shù)據(jù)的接收方再現(xiàn)原始形狀。
另外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還可以實(shí)施向量數(shù)據(jù)壓縮方法。
而且，在根據(jù)本發(fā)明的位置信息壓縮方法中，還可以把數(shù)字地圖上的諸如道路的線性形狀的位置信息轉(zhuǎn)換成能夠以少量數(shù)據(jù)精確地再現(xiàn)原始形狀的壓縮的數(shù)據(jù)。
由此，可以降低數(shù)據(jù)的傳輸成本和傳輸負(fù)擔(dān)，而且在將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)媒體并傳輸?shù)那闆r下，可以提高存儲(chǔ)媒體的存儲(chǔ)效率。另外，由于與原始線性形狀的誤差小，所以可以根據(jù)所傳輸?shù)男畔⑷菀椎貥?biāo)識(shí)數(shù)字地圖上的線性形狀的位置，而且在通過(guò)實(shí)施映射匹配來(lái)標(biāo)識(shí)線性形狀的位置的情況下，可以避免錯(cuò)誤匹配的發(fā)生。
另外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備還能夠通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的位置信息壓縮方法，以較少的數(shù)據(jù)量產(chǎn)生壓縮的數(shù)據(jù)，以傳輸。
權(quán)利要求
1.一種壓縮向量數(shù)據(jù)的方法，所述向量數(shù)據(jù)指示數(shù)字地圖上的位置信息，并且具有由坐標(biāo)點(diǎn)系列所表示的形狀，所述方法其特征在于，包括下列步驟以在采樣點(diǎn)之間鏈接的直線和向量形狀之間的距離誤差不偏離至該直線長(zhǎng)度方向的左側(cè)或右側(cè)的方式，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)向量形狀重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)；由指示采樣點(diǎn)位置的角度信息的數(shù)據(jù)串表示向量形狀；以及對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮向量數(shù)據(jù)的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置采樣點(diǎn)時(shí)，考慮位于直線和該直線右側(cè)的向量形狀之間的區(qū)域與位于直線和該直線左側(cè)的向量形狀之間的區(qū)域之間的差，來(lái)設(shè)置采樣點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮向量數(shù)據(jù)的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置采樣點(diǎn)時(shí)，考慮位于直線右側(cè)的向量形狀的線路段的長(zhǎng)度與位于該直線左側(cè)的向量形狀的線路段的長(zhǎng)度之間的差，來(lái)設(shè)置采樣點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮向量數(shù)據(jù)的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置采樣點(diǎn)時(shí)，考慮在直線和位于該直線右側(cè)的向量形狀之間的最大距離誤差與該直線和位于該直線左側(cè)的向量形狀之間的最大距離誤差之間的差，來(lái)設(shè)置采樣點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮向量數(shù)據(jù)的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置采樣點(diǎn)時(shí)，考慮在直線和位于該直線右側(cè)的向量形狀之間的最大距離誤差與該直線和位于該直線左側(cè)的向量形狀之間的最大距離誤差之中的較大最大距離誤差，來(lái)設(shè)置采樣點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓縮向量數(shù)據(jù)的方法，其特征在于當(dāng)設(shè)置采樣點(diǎn)時(shí)，考慮直線的偏移角絕對(duì)值，來(lái)設(shè)置采樣點(diǎn)。
7.一種信息提供設(shè)備，用于提供包含數(shù)字地圖上的位置信息的數(shù)據(jù)，其特征在于，包括形狀數(shù)據(jù)抽取裝置，用于從數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫(kù)抽取對(duì)象道路的道路形狀數(shù)據(jù)；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理裝置，以在采樣點(diǎn)之間鏈接的直線和道路形狀數(shù)據(jù)之間的距離誤差不偏離至該直線的左側(cè)或右側(cè)的方式，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)道路形狀數(shù)據(jù)重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)，并且由指示采樣點(diǎn)位置的量化的角度信息的數(shù)據(jù)串表示對(duì)象道路；可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼；以及提供裝置，用于提供由可變長(zhǎng)度編碼裝置所編碼的數(shù)據(jù)。
8.一種探測(cè)車車載設(shè)備，用于提供關(guān)于行駛路徑的信息，其特征在于，包括自身車輛位置檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)自身車輛的位置；存儲(chǔ)裝置，用于順序地存儲(chǔ)由自身車輛位置檢測(cè)裝置所檢測(cè)的自身車輛的位置，作為行駛路徑；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理裝置，以在采樣點(diǎn)之間鏈接的直線和行駛路徑之間的距離誤差不偏離至該直線的左側(cè)或右側(cè)的方式，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)行駛路徑重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)，并且由指示采樣點(diǎn)位置的量化的角度信息的數(shù)據(jù)串表示行駛路徑；可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼；以及傳輸裝置，用于傳輸由可變長(zhǎng)度編碼裝置所編碼的數(shù)據(jù)。
9.一種壓縮數(shù)字地圖上位置信息的方法，其特征在于，包括下列步驟根據(jù)規(guī)定了重新采樣間隔的重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，改變構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；把包含在數(shù)字地圖中的線性形狀劃分成一或多個(gè)路段，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)路段中的線性形狀重新采樣；由指示采樣點(diǎn)位置的量化的角度信息的數(shù)據(jù)串表示線性形狀的位置；以及對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮方法，其特征在于在設(shè)置角度分辨率時(shí)，當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度短時(shí)，把角度分辨率的量值設(shè)置得大。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮方法，其特征在于在設(shè)置角度分辨率時(shí)，重新采樣長(zhǎng)度或角度分辨率被設(shè)置為，線性形狀和重新采樣形狀之間的距離誤差不超過(guò)預(yù)先所規(guī)定的允許誤差。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的壓縮方法，其特征在于，還包括步驟設(shè)置角度分辨率的上限。
13.根據(jù)權(quán)利要求9～12中的任何一個(gè)權(quán)利要求所述的壓縮方法，其特征在于在設(shè)置角度分辨率時(shí)，根據(jù)偏移角絕對(duì)值的量值改變角度分辨率的量值，以使當(dāng)該偏移角的絕對(duì)值小時(shí)，把角度分辨率設(shè)置得小。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的壓縮方法，其特征在于在對(duì)線性形狀進(jìn)行重新采樣時(shí)，從相鄰采樣點(diǎn)起，在量化的角度所取的各方向上，在距離為重新采樣長(zhǎng)度的位置設(shè)置多個(gè)候選點(diǎn)；以及在這些候選點(diǎn)中，把最接近線性形狀的候選點(diǎn)設(shè)置為采樣點(diǎn)。
15.一種信息提供設(shè)備，用于提供數(shù)字地圖上的位置信息，其特征在于，包括角度分辨率確定裝置，用于根據(jù)規(guī)定了重新采樣間隔的重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，設(shè)置構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；形狀數(shù)據(jù)重新采樣處理裝置，用于把包含在數(shù)字地圖中的對(duì)象道路的道路形狀劃分成一或多個(gè)路段，使用固定重新采樣長(zhǎng)度和根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度設(shè)置的角度分辨率，對(duì)路段中的道路形狀重新采樣，并且產(chǎn)生指示采樣點(diǎn)位置的量化的角度信息的數(shù)據(jù)串；以及可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，而且，其特征在于，可變長(zhǎng)度編碼裝置所編碼的數(shù)據(jù)作為對(duì)象道路的位置信息而被提供。
16.一種探測(cè)車車載設(shè)備，用于提供關(guān)于行駛路徑的信息，其特征在于，包括自身車輛位置確定裝置，用于檢測(cè)自身車輛的位置；存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)行駛路徑；重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定裝置，用于根據(jù)行駛路徑的形狀或安裝在車輛上的傳感器的信息，確定規(guī)定重新采樣間隔的重新采樣長(zhǎng)度，并且用于根據(jù)重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，確定構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；行駛路徑重新采樣處理裝置，用于使用由重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率確定裝置所確定的重新采樣長(zhǎng)度和角度分辨率，對(duì)行駛路徑重新采樣，并且產(chǎn)生指示采樣點(diǎn)位置的量化的角度信息的數(shù)據(jù)串；以及可變長(zhǎng)度編碼裝置，用于對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，而且其特征在于，可變長(zhǎng)度編碼裝置所編碼的數(shù)據(jù)作為關(guān)于行駛路徑的信息而被提供。
17.一種程序，用于執(zhí)行對(duì)向量數(shù)據(jù)的壓縮，所述向量數(shù)據(jù)指示數(shù)字地圖上的位置信息，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以在采樣點(diǎn)之間鏈接的直線和向量形狀之間的距離誤差不偏離至該直線長(zhǎng)度方向的左側(cè)或右側(cè)的方式，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)向量形狀重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)；由指示采樣點(diǎn)位置的角度信息的數(shù)據(jù)串表示向量形狀；以及對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
18.一種程序，用于執(zhí)行對(duì)數(shù)字地圖上位置信息的壓縮，其特征在于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)規(guī)定了重新采樣間隔的重新采樣長(zhǎng)度，設(shè)置構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；把包含在數(shù)字地圖中的線性形狀劃分成一或多個(gè)路段，并且以固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)路段中的線性形狀重新采樣；由指示采樣點(diǎn)位置的量化角度信息的數(shù)據(jù)串表示線性形狀的位置；以及對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
19.一種壓縮數(shù)字地圖上位置信息的方法，其特征在于，包括下列步驟以在對(duì)象道路路段上采樣點(diǎn)之間鏈接的直線和對(duì)象道路路段之間的距離誤差不偏離至該直線長(zhǎng)度方向的左側(cè)或右側(cè)的方式，按固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)對(duì)象道路路段重新采樣，以設(shè)置采樣點(diǎn)；由指示采樣點(diǎn)位置的角度信息的數(shù)據(jù)串表示對(duì)象道路路段；以及對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
20.一種壓縮數(shù)字地圖上位置信息的方法，其特征在于，包括下列步驟根據(jù)規(guī)定了重新采樣間隔的重新采樣長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，設(shè)置構(gòu)成角度的量化單位的角度分辨率；把包含在數(shù)字地圖中的道路劃分成一或多個(gè)路段，并且以固定重新采樣長(zhǎng)度對(duì)路段重新采樣；由指示采樣點(diǎn)位置的量化的角度信息的數(shù)據(jù)串表示路段的位置；以及對(duì)該數(shù)據(jù)串的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。
全文摘要
一種壓縮關(guān)于位置信息的數(shù)據(jù)的方法與設(shè)備。對(duì)對(duì)象道路路段的形狀向量重新采樣，并且由數(shù)字化的角度信息表示采樣點(diǎn)。例如，在一種適當(dāng)?shù)卮_定用作角度數(shù)字化單位的角度分辨率δ，以壓縮位置信息的方法中，根據(jù)預(yù)先確定的重新采樣長(zhǎng)度L，確定重新采樣間隔，把數(shù)字地圖中所示的道路的形狀劃分成一或多個(gè)路段，使用預(yù)先確定的重新采樣長(zhǎng)度L，對(duì)每一路段中的道路的形狀重新采樣，由代表采樣點(diǎn)位置的數(shù)字化的角度信息的數(shù)據(jù)序列來(lái)表示道路形狀的位置，把這一數(shù)據(jù)序列上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可變長(zhǎng)度代碼，然后傳輸這些代碼。角度分辨率δ隨重新采樣長(zhǎng)度L而變化，以致當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度長(zhǎng)時(shí)，可以使角度分辨率δ小，或者當(dāng)重新采樣長(zhǎng)度短時(shí)，可以使角度分辨率δ大。于是，能夠以少量的數(shù)據(jù)正確傳輸諸如道路的位置的信息。
文檔編號(hào)G06T9/20GK1806266SQ200480016389
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月11日
發(fā)明者足立晉哉 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社