用于基于定位信号进行道路匹配的设备和方法
【专利摘要】提供一种用于基于定位信号进行道路匹配的设备和方法。所述设备包括：接收单元，用于接收用户的定位信号；信号评价单元，用于确定接收到的定位信号的质量；以及匹配单元，用于根据定位信号的质量来确定用户位置与道路的匹配程度。根据所述方法和设备，能够消除信号质量带来的不利影响，更为准确地实现道路匹配。
【专利说明】用于基于定位信号进行道路匹配的设备和方法
【技术领域】
[0001] 本发明总体说来涉及导航技术，具体说来，涉及一种基于定位信号的质量来进行 道路匹配的设备和方法。
【背景技术】
[0002] 随着定位技术和移动互联网技术的发展，导航产品得到越来越广泛的应用。通过 这样的导航产品，可基于测得的用户位置找到在地图上匹配的道路（这里，道路已被标注 在地图上，具有相应的位置和方向），从而实现导航功能。相应地，其中的道路匹配方案在鲁 棒性和灵敏度方面的表现成为衡量导航产品性能的重要方面。
[0003] 在现有的导航产品中，一般基于获取的定位信号（例如，GPS定位信号或基站定位 信号）来确定与道路的匹配程度。
[0004] 然而，在确定与道路的匹配程度时，通常直接应用接收到的定位信号，此时，并不 考虑信号的来源，也不考虑信号质量上的变化对确定结果有何影响。
[0005] 例如，当车载导航设备高速行驶或进入隧道等地段时，定位信号本身的质量会发 生变化，然而，由于在确定与道路的匹配程度时，不考虑信号本身质量的影响，因此，难以精 确地获得不同情况下的道路匹配情况。
【发明内容】
[0006] 本发明的示例性实施例在于提供一种用于基于定位信号进行道路匹配的设备和 方法，以克服定位信号质量变差时道路匹配准确度下降的缺陷。
[0007] 根据本发明的一方面，提供一种用于基于定位信号进行道路匹配的设备，包括：接 收单元，用于接收用户的定位信号；信号评价单元，用于确定接收到的定位信号的质量；以 及匹配单元，用于根据定位信号的质量来确定用户位置与道路的匹配程度。
[0008] 可选地，匹配单元基于以下项中的至少一个来确定用户位置与道路的匹配程度： 用户位置投影到道路的垂直距离；用户行进方向与道路方向之间的当前偏差；用户行进方 向与道路方向之间的历史偏差累计，其中，匹配单元根据定位信号的质量来调整所述垂直 距离、所述当前偏差或所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
[0009] 可选地，所述用户的定位信号包括用户的GPS定位信号，其中，所述用户的GPS定 位信号包括以下项中的至少一个：用户的GPS坐标、用户的GPS方向和GPS定位信号的精 度，其中，用户的GPS坐标指示用户位置，用户的GPS方向指示用户行进方向，并且，信号评 价单元基于GPS定位信号的精度来确定GPS定位信号的质量，或者，信号评价单元追踪用户 的GPS方向与道路方向之间的偏差，并基于追踪的偏差来确定GPS定位信号的质量。
[0010] 可选地，在信号评价单元基于GPS定位信号的精度确定GPS定位信号的质量差的 情况下，匹配单元减小所述垂直距离对匹配程度的影响。
[0011] 可选地，在信号评价单元追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于追 踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元减小所述当前偏差和/或 增大所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
[0012] 可选地，匹配单元通过如下方式来确定用户位置与道路的匹配程度：
[0013] M(t) = dXD(t)+aXA(t)+hXH,
[0014] 其中，M(t)表示在t时刻用户位置与道路的匹配程度，D(t)表示在t时刻用户的 GPS坐标投影到道路的垂直距离，A(t)表示在t时刻GPS方向与道路方向之间的偏差，Η表 示在t时刻之前的预定时段内GPS方向与道路方向之间的历史偏差累计，d、a和h分别为 加权系数，其中，匹配单元根据GPS定位信号的质量来调整所述加权系数中的至少一个。
[0015] 可选地，在信号评价单元基于GPS定位信号的精度确定GPS定位信号的质量差的 情况下，匹配单元将d值减小。
[0016] 可选地，在信号评价单元追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于追 踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元将a值减小和/或将h值 增大。
[0017] 根据本发明的另一方面，提供一种用于基于定位信号进行道路匹配的方法，包括： (a)接收用户的定位信号；(b)确定接收到的定位信号的质量；以及（c)根据定位信号的质 量来确定用户位置与道路的匹配程度。
[0018] 可选地，在步骤（c)中，基于以下项中的至少一个来确定用户位置与道路的匹配 程度：用户位置投影到道路的垂直距离；用户行进方向与道路方向之间的当前偏差；用户 行进方向与道路方向之间的历史偏差累计，
[0019] 其中，根据定位信号的质量来调整所述垂直距离、所述当前偏差或所述历史偏差 累计对匹配程度的影响。
[0020] 可选地，所述用户的定位信号包括用户的GPS定位信号，其中，所述用户的GPS定 位信号包括以下项中的至少一个：用户的GPS坐标、用户的GPS方向和GPS定位信号的精 度，其中，用户的GPS坐标指示用户位置，用户的GPS方向指示用户行进方向，
[0021] 并且，在步骤（b)中，基于GPS定位信号的精度来确定GPS定位信号的质量，或者， 追踪用户的GPS方向与道路方向之间的偏差，并基于追踪的偏差来确定GPS定位信号的质 量。
[0022] 可选地，在步骤（b)中基于GPS定位信号的精度确定GPS定位信号的质量差的情 况下，在步骤（c)中减小所述垂直距离对匹配程度的影响。
[0023] 可选地，在步骤（b)中追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于追踪到 的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，在步骤（c)中减小所述当前偏差和/或 增大所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
[0024] 可选地，在步骤（c)中，通过如下方式来确定用户位置与道路的匹配程度：
[0025] M(t) = dXD(t)+aXA(t)+hXH,
[0026] 其中，M(t)表示在t时刻用户位置与道路的匹配程度，D(t)表示在t时刻用户的 GPS坐标投影到道路的垂直距离，A(t)表示在t时刻GPS方向与道路方向之间的偏差，Η表 示在t时刻之前的预定时段内GPS方向与道路方向之间的历史偏差累计，d、a和h分别为 加权系数，
[0027] 其中，根据GPS定位信号的质量来调整所述加权系数中的至少一个。
[0028] 可选地，在步骤（b)中基于GPS定位信号的精度确定GPS定位信号的质量差的情 况下，在步骤（C)中将d值减小。
[0029] 可选地，在步骤（b)中追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于追踪到 的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，在步骤（c)中将a值减小和/或将h值 增大。
[0030] 在根据本发明示例性实施例的用于基于定位信号进行道路匹配的设备和方法中， 能够根据定位信号的质量来动态地调整确定匹配程度的方式，以克服信号变差时对匹配准 确度的不良影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的描述，本发明示例性实施例的上 述和其它目的和特点将会变得更加清楚，其中：
[0032] 图1示出根据本发明示例性实施例的用于基于定位信号进行道路匹配的设备的 框图；
[0033] 图2示出根据本发明示例性实施例的用于确定GPS方向与道路方向之间的偏差的 示例；
[0034] 图3示出根据本发明示例性实施例的GPS坐标投影到道路的垂直距离；
[0035] 图4示出根据本发明示例性实施例的用于基于定位信号进行道路匹配的方法的 流程图。
【具体实施方式】
[0036] 现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标 号始终指的是相同的部件。
[0037] 图1示出根据本发明示例性实施例的用于基于定位信号进行道路匹配的设备的 框图。这里，作为示例，所述设备可以是专门的导航设备（例如，车载导航仪），也可以是集 成到便携式终端中的相关导航产品，还可以是安装在便携式终端中的导航应用，这里，便携 式终端可包括以下项中的至少一个：移动通信终端、个人计算机、平板电脑、游戏机、数字多 媒体播放器等。
[0038] 如图1所示，根据本发明示例性实施例的道路匹配设备包括：接收单元10、信号评 价单元20和匹配单元30。这些装置可由数字信号处理器、现场可编程门阵列等通用硬件处 理器来实现，也可通过专用芯片等专用硬件处理器来实现，还可完全通过计算机程序来以 软件方式实现，例如，被实现为安装在终端中用于实现导航的应用中的各个模块。
[0039] 具体说来，接收单元10用于接收用户的定位信号。这里的定位信号可以是GPS定 位信号，也可以是基站定位信号等其它能够实现定位的信号，相应地，接收单元可以是直接 从GPS卫星接收GPS定位信号或直接从基站接收基站定位信号的接收器，也可以是从上述 接收器接收信号的接口装置。
[0040] 信号评价单元20用于确定接收到的定位信号的质量。具体说来，信号评价单元20 可采用各种适合的方式来确定接收到的定位信号的质量。例如，信号评价单元20可通过 读取指示当前定位信号的质量的指标信息来确定接收到的定位信号的质量。以用户的GPS 定位信号为例，其可包括GPS坐标（用于指示用户位置）、GPS方向（用于指示用户行进方 向）、定位精度中的至少一个。在这种情况下，信号评价单元20可从GPS定位信号读取定位 精度，并基于读取的定位精度来确定GPS定位信号的质量。例如，如果负责直接接收GPS定 位信号的部件（例如，专用芯片）的性能不佳，则信号评价单元20从接收到的GPS定位信 号读取的定位精度较低，并能够以此确定GPS定位信号的质量较差。或者，信号评价单元20 可持续统计接收到的GPS定位信号的定位精度，这样，当从普通道路进入特定地段（例如， 树林茂密处）时，信号评价单元20可判断出接收到的GPS定位信号的定位精度相比之前明 显变差，在这种情况下，信号评价单元20可确定GPS定位信号的质量变差。
[0041] 以上描述的GPS定位信号以及用于确定定位信号质量的方式仅仅作为示例，本领 域技术人员应清楚：诸如基站定位信号等其它定位信号同样适用于本发明。此外，还可通过 读取或统计其它相关的质量指标来确定定位信号的质量。
[0042] 例如，信号评价单元20可追踪GPS方向与道路方向之间的偏差，并基于追踪的偏 差来确定GPS定位信号的质量。
[0043] 以下将结合图2来描述根据本发明示例性实施例的用于确定GPS方向与道路方向 之间的偏差的不例。
[0044] 具体说来，如图2所示，角度R表示道路100的方向，该方向可从用于导航的地图 中直接获取。此外，可实时获取指示用户200的行进方向的GPS方向。例如，假设用户一直 在道路100上沿着与角度R -致的方向行进，但是在t时刻，由于GPS定位信号本身质量出 现问题，导致出现了较大的方向偏移（例如，GPS方向变为G(t))，在这种情况下，由于信号 评价单元20持续追踪GPS方向与道路方向之间的偏差，因此，信号评价单元20可确定在t 时刻GPS方向与道路方向之间的偏差A(t)异常，S卩，GPS方向发生异常漂移，从而确定在t 时刻GPS定位信号的质量变差。
[0045] 应理解，上述确定定位信号质量的方式仅作为示例，而非用于限制本发明的范围。
[0046] 匹配单元30用于根据定位信号的质量来确定用户位置与道路的匹配程度。具体 说来，为了在导航地图中标注用户当前所在的道路，匹配单元30需要确定用户装置与每条 候选道路的匹配程度，并将匹配程度最高（即，与用户当前位置差异最小）的道路作为用户 当前所在的道路。根据本发明的示例性实施例，匹配单元30在确定用户位置与道路的匹配 程度时，将考虑定位信号本身的质量。也就是说，在衡量用户的当前位置与各个道路之间的 差异时，匹配单元30将根据定位信号的质量动态地调整确定匹配程度的方式，以抵消定位 信号质量带来的不利影响。例如，如果定位信号本身质量较差或由于周围环境而导致定位 信号质量变差，则匹配单元30在确定用户位置与道路之间的匹配程度时，可降低当前时刻 的定位信号在确定匹配程度方面的影响，从而排除由于定位信号质量（而非用户实际位置 变动）带来的匹配差异。
[0047] 例如，匹配单元30可基于用户位置投影到道路的垂直距离来确定用户位置与道 路的匹配程度。通常，用户位置投影到道路的垂直距离越远，用户位置与道路的匹配程度越 低。或者，匹配单元30可基于用户行进方向与道路方向之间的当前偏差来确定用户位置与 道路的匹配程度。通常，用户行进方向与道路方向之间的当前偏差越大，用户位置与道路的 匹配程度越低。或者，匹配单元30可基于用户行进方向与道路方向之间的历史偏差累计来 确定用户位置与道路的匹配程度。通常，用户行进方向与道路方向之间的历史偏差累计越 大，用户位置与道路的匹配程度越低。应注意，匹配单元30在确定用户位置与道路的匹配 程度时，可综合考虑上述垂直距离、当前偏差和历史偏差累计中的至少一个。
[0048] 根据本发明的示例性实施例，匹配单元30可根据定位信号的质量来调整所述垂 直距离、所述当前偏差或所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
[0049] 假设定位信号为GPS信号，例如，在信号评价单元20基于GPS定位信号的精度确 定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元30可减小所述垂直距离对匹配程度的影响。
[0050] 又例如，在信号评价单元20追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于 追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元30可减小所述当前偏差 对匹配程度的影响。
[0051] 又例如，在信号评价单元20追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于 追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元30可增大所述历史偏差 累计对匹配程度的影响。
[0052] 具体说来，匹配单元30可通过以下方式来确定用户位置与道路的匹配程度：
[0053] M(t) = dXD(t)+aXA(t)+hXH (1)，
[0054] 其中，M(t)表示在t时刻用户位置与道路的匹配程度。这里，M(t)用于衡量用户 位置与道路之间的差异，因此，M(t)值越小，表明用户位置与道路的匹配程度越高。
[0055] D(t)表示在t时刻用户的GPS坐标投影到道路的垂直距离，参照图3, D(t)表示 在t时刻用户200的GPS坐标与道路100之间的投影距离。如果用户200在道路100上， 则上述投影距离为0。
[0056] A(t)表示在t时刻GPS方向与道路方向之间的偏差，以上已经参照图2描述了 A (t)的示例。
[0057] Η表示在t时刻之前的预定时段内GPS方向与道路方向之间的历史偏差累计。由 于道路在空间上的延续性，因此，在确定用户位置与道路之间的匹配程度时，可考虑用户与 所述道路在先前一段时间的方向一致性，以帮助确定用户是否沿道路行进。这里，所述预定 时间段的长度可被预先设置，也可根据实际的道路情况进行动态的调整。
[0058] d、a和h分别为加权系数，用于衡量上述各项差异在确定匹配程度M(t)时的比重。
[0059] 根据本发明的示例性实施例，匹配单元30可根据GPS定位信号的质量来调整所述 加权系数中的至少一个。
[0060] 作为示例，当信号评价单元20从GPS定位信号读取的定位精度较低（例如，定位 精度一直较低或相较于之前变低）时，信号评价单元20将基于上述定位精度确定GPS定位 信号的质量较差，相应地，匹配单元30可将d值减小以抵消定位精度的影响。这里，由于定 位精度较低，因此，GPS坐标投影到道路的垂直距离可能由于精度关系而相对于真实情况变 大，相应地，通过降低加权系数d值，可抵消精度不佳导致的位置差异，从而更为客观地确 定匹配程度。这里，匹配单元30可根据定位精度的具体变化来相应地调整d值。
[0061] 作为另一示例，当信号评价单元20追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常， 并基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量变差时，匹配单元30可将a值减小以抵 消偏差异常的影响。例如，当用户处于GPS信号不佳的情况（例如，进入隧道、高架桥、森林、 遭遇天气异常等）时，会出现GPS方向与道路方向之间的偏差异常，这种角度的漂移明显区 别于正常换路时的角度变化，信号评价单元20可基于统计出的角度变化轨迹，根据相关的 道路耦合情况，确定此时GPS定位信号的质量变差。相应地，匹配单元30可将a值减小以 抵消由于上述角度偏差导致的用户位置与道路之间的非真实差异，从而提高确定匹配程度 时的准确性。
[0062] 作为另一示例，当信号评价单元20追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常， 并基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量变差时，匹配单元30可将h值增大以抵 消偏差异常的影响。例如，通过增大h值，可在确定用户位置与道路之间的匹配程度方面更 加依赖过去的方向匹配情况。
[0063] 附加地，匹配单元30可在减小a值以降低当前方向偏差在确定匹配程度方面的影 响的同时，将h值增大以进一步抵消偏差异常的影响，从而进一步修正当前角度漂移引起 的非真实差异。
[0064] 应注意，以上虽然示出了针对GPS定位信号的质量来动态地确定用户位置与道路 之间的匹配程度的各个示例，但这些示例并非用于限制本发明的范围。任何通过调整匹配 程度的确定以抵消定位信号变差导致的非正常差异的【具体实施方式】均可应用于本发明以 解决其技术问题。
[0065] 以下，将结合图4来描述根据本发明示例性实施例的用于基于定位信号进行道路 匹配的方法。所述方法可以由图1所示的设备来完成，也可通过计算机程序来实现。例如， 所述方法可通过专门的导航设备（例如，车载导航仪）或集成到便携式终端中的相关导航 产品来实现，还可通过安装在便携式终端中的导航应用来实现，这里，便携式终端可包括以 下项中的至少一个：移动通信终端、个人计算机、平板电脑、游戏机、数字多媒体播放器等。 [0066] 图4示出根据本发明示例性实施例的用于基于定位信号进行道路匹配的方法的 流程图。
[0067] 参照图4,在步骤S10,接收用户的定位信号。这里的定位信号可以是GPS定位信 号，也可以是基站定位信号等其它能够实现定位的信号，相应地，可直接从GPS卫星接收 GPS定位信号或直接从基站接收基站定位信号，也可通过特定接口从接收上述信号的接收 器接收相应的定位信号。
[0068] 接下来，在步骤S20,确定接收到的定位信号的质量。具体说来，可采用各种适合的 方式来确定接收到的定位信号的质量。例如，可通过读取指示当前定位信号的质量的指标 信息来确定接收到的定位信号的质量。以用户的GPS定位信号为例，其可包括GPS坐标（用 于指示用户位置）、GPS方向（用于指示用户行进方向）、定位精度中的至少一个。在这种 情况下，可从GPS定位信号读取定位精度，并基于读取的定位精度来确定GPS定位信号的质 量。例如，如果负责直接接收GPS定位信号的部件（例如，专用芯片）的性能不佳，则从接 收到的GPS定位信号读取的定位精度较低，并能够以此确定GPS定位信号的质量较差。或 者，可持续统计接收到的GPS定位信号的定位精度，这样，当从普通道路进入特定地段（例 如，树林茂密处）时，可判断出接收到的GPS定位信号的定位精度相比之前明显变差，在这 种情况下，可确定GPS定位信号的质量变差。
[0069] 以上描述的GPS定位信号以及用于确定定位信号质量的方式仅仅作为示例，本领 域技术人员应清楚：诸如基站定位信号等其它定位信号同样适用于本发明。此外，还可通过 读取或统计相关的质量指标来确定定位信号的质量。
[0070] 例如，可追踪GPS方向与道路方向之间的偏差，并基于追踪的偏差来确定GPS定位 信号的质量。
[0071] 以下将结合图2来描述根据本发明示例性实施例的用于确定GPS方向与道路方向 之间的偏差的不例。
[0072] 具体说来，如图2所示，角度R表示道路100的方向，该方向可从用于导航的地图 中直接获取。此外，可实时获取指示用户200的行进方向的GPS方向。例如，假设用户一直 在道路100上沿着与角度R -致的方向行进，但是在t时刻，由于GPS定位信号本身质量出 现问题，导致出现了较大的方向偏移（例如，GPS方向角变为G(t))，在这种情况下，由于持 续追踪GPS方向与道路方向之间的偏差，因此，可确定在t时刻GPS方向与道路方向之间的 偏差A(t)异常，S卩，GPS方向发生异常漂移，从而确定在t时刻GPS定位信号的质量变差。
[0073] 应理解，上述确定定位信号质量的方式仅作为示例，而非用于限制本发明的范围。
[0074] 参照回图4,在步骤S30,根据定位信号的质量来确定用户位置与道路的匹配程 度。具体说来，为了在导航地图中标注用户当前所在的道路，需要确定用户装置与每条候选 道路的匹配程度，并将匹配程度最高（即，与用户当前位置差异最小）的道路作为用户当前 所在的道路。根据本发明的示例性实施例，在确定用户位置与道路的匹配程度时，将考虑定 位信号本身的质量。也就是说，在衡量用户的当前位置与各个道路之间的差异时，将根据定 位信号的质量动态地调整确定匹配程度的方式，以抵消定位信号质量带来的不利影响。例 如，如果定位信号本身质量较差或由于周围环境而导致定位信号质量变差，则在确定用户 位置与道路之间的匹配程度时，可降低当前时刻的定位信号在确定匹配程度方面的影响， 从而排除由于定位信号质量（而非用户实际位置变动）带来的匹配差异。
[0075] 例如，在步骤S30,可基于用户位置投影到道路的垂直距离来确定用户位置与道路 的匹配程度。通常，用户位置投影到道路的垂直距离越远，用户位置与道路的匹配程度越 低。或者，可基于用户行进方向与道路方向之间的当前偏差来确定用户位置与道路的匹配 程度。通常，用户行进方向与道路方向之间的当前偏差越大，用户位置与道路的匹配程度越 低。或者，可基于用户行进方向与道路方向之间的历史偏差累计来确定用户位置与道路的 匹配程度。通常，用户行进方向与道路方向之间的历史偏差累计越大，用户位置与道路的匹 配程度越低。应注意，在确定用户位置与道路的匹配程度时，可综合考虑上述垂直距离、当 前偏差和历史偏差累计中的至少一个。
[0076] 根据本发明的示例性实施例，可根据定位信号的质量来调整所述垂直距离、所述 当前偏差或所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
[0077] 假设定位信号为GPS信号，例如，在步骤S20中基于GPS定位信号的精度确定GPS 定位信号的质量差的情况下，在步骤S30中可减小所述垂直距离对匹配程度的影响。
[0078] 又例如，在步骤S20中追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于追踪到 的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，在步骤S30中可减小所述当前偏差对匹 配程度的影响。
[0079] 又例如，在步骤S20中追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并基于追踪到 的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，在步骤S30中可增大所述历史偏差累计 对匹配程度的影响。
[0080] 具体说来，在步骤S30,可通过以下方式来确定用户位置与道路的匹配程度：
[0081] M(t) = dXD(t)+aXA(t)+hXH (1)，
[0082] 其中，M(t)表示在t时刻用户位置与道路的匹配程度。这里，M(t)用于衡量用户 位置与道路之间的差异，因此，M(t)值越小，表明用户位置与道路的匹配程度越高。
[0083] D(t)表示在t时刻用户的GPS坐标投影到道路的垂直距离，参照图3, D(t)表示 在t时刻用户200的GPS坐标与道路100之间的投影距离。如果用户200在道路100上， 则上述投影距离为0。
[0084] A(t)表示在t时刻GPS方向与道路方向之间的偏差，以上已经参照图2描述了 A (t)的示例。
[0085] Η表示在t时刻之前的预定时段内GPS方向与道路方向之间的历史偏差累计。由 于道路在空间上的延续性，因此，在确定用户位置与道路之间的匹配程度时，可考虑用户与 所述道路在先前一段时间的方向一致性，以帮助确定用户是否沿道路行进。这里，所述预定 时间段的长度可被预先设置，也可根据实际的道路情况进行动态的调整。
[0086] d、a和h分别为加权系数，用于衡量上述各项差异在确定匹配程度M(t)时的比重。
[0087] 根据本发明的示例性实施例，可根据GPS定位信号的质量来调整所述加权系数中 的至少一个。
[0088] 作为示例，在步骤S20,如果从GPS定位信号读取的定位精度较低（例如，定位精 度一直较低或相较于之前变低），则可基于上述定位精度确定GPS定位信号的质量较差，相 应地，在步骤S30,可将d值减小以抵消定位精度的影响。这里，由于定位精度较低，因此， GPS坐标投影到道路的垂直距离可能由于精度关系而相对于真实情况变大，相应地，通过降 低加权系数d值，可抵消精度不佳导致的位置差异，从而更为客观地确定匹配程度。这里， 可根据定位精度的具体变化来相应地调整d值。
[0089] 作为另一示例，在步骤S20,如果追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并 基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量变差，则相应地，在步骤S30,可将a值减小 以抵消偏差异常的影响。例如，当用户处于GPS信号不佳的情况（例如，进入隧道、高架桥、 森林、遭遇天气异常等）时，会出现GPS方向与道路方向之间的偏差异常，这种角度的漂移 明显区别于正常换路时的角度变化，因此，可基于统计出的角度变化轨迹，根据相关的道路 耦合情况，确定此时GPS定位信号的质量变差。相应地，可将a值减小以抵消由于上述角度 偏差导致的用户位置与道路之间的非真实差异，从而提高确定匹配程度时的准确性。
[0090] 作为另一示例，在步骤S20,如果追踪到GPS方向与道路方向之间的偏差异常，并 基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量变差，则相应地，在步骤S30,可将h值增大 以抵消偏差异常的影响。例如，通过增大h值，可在确定用户位置与道路之间的匹配程度方 面更加依赖过去的方向匹配情况。
[0091] 附加地，在步骤S30,可在减小a值以降低当前方向偏差在确定匹配程度方面的影 响的同时，将h值增大以进一步抵消偏差异常的影响，从而进一步修正当前角度漂移引起 的非真实差异。
[0092] 应注意，以上虽然示出了针对GPS定位信号的质量来动态地确定用户位置与道路 之间的匹配程度的各个示例，但这些示例并非用于限制本发明的范围。任何通过调整匹配 程度的确定以抵消定位信号变差导致的非正常差异的【具体实施方式】均可应用于本发明以 解决其技术问题。
[0093] 综上所述，在根据本发明示例性实施例的道路匹配设备和方法中，能够根据定位 信号的质量来动态地调整确定匹配程度的方式，以克服信号变差时对匹配准确度的不良影 响。
[0094] 应注意，本发明的以上各个实施例仅仅是示例性的，而本发明并不受限于此。本领 域技术人员应该理解：在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行改变， 其中，本发明的范围在权利要求及其等同物中限定。
【权利要求】
1. 一种用于基于定位信号进行道路匹配的设备，包括： 接收单元，用于接收用户的定位信号； 信号评价单元，用于确定接收到的定位信号的质量；以及 匹配单元，用于根据定位信号的质量来确定用户位置与道路的匹配程度。
2. 如权利要求1所述的设备，其中，匹配单元基于以下项中的至少一个来确定用户位 置与道路的匹配程度： 用户位置投影到道路的垂直距离； 用户行进方向与道路方向之间的当前偏差； 用户行进方向与道路方向之间的历史偏差累计， 其中，匹配单元根据定位信号的质量来调整所述垂直距离、所述当前偏差或所述历史 偏差累计对匹配程度的影响。
3. 如权利要求2所述的设备，其中，所述用户的定位信号包括用户的GPS定位信号，其 中，所述用户的GPS定位信号包括以下项中的至少一个：用户的GPS坐标、用户的GPS方向 和GPS定位信号的精度，其中，用户的GPS坐标指示用户位置，用户的GPS方向指示用户行 进方向， 并且，信号评价单元基于GPS定位信号的精度来确定GPS定位信号的质量，或者，信号 评价单元追踪用户的GPS方向与道路方向之间的偏差，并基于追踪的偏差来确定GPS定位 信号的质量。
4. 如权利要求3所述的设备，其中，在信号评价单元基于GPS定位信号的精度确定GPS 定位信号的质量差的情况下，匹配单元减小所述垂直距离对匹配程度的影响。
5. 如权利要求3所述的设备，其中，在信号评价单元追踪到GPS方向与道路方向之间的 偏差异常，并基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元减小 所述当前偏差和/或增大所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
6. 如权利要求3所述的设备，其中，匹配单元通过如下方式来确定用户位置与道路的 匹配程度： M(t) = dXD(t)+aXA(t)+hXH, 其中，Μ⑴表示在t时刻用户位置与道路的匹配程度，D(t)表示在t时刻用户的GPS 坐标投影到道路的垂直距离，A(t)表示在t时刻GPS方向与道路方向之间的偏差，Η表示 在t时刻之前的预定时段内GPS方向与道路方向之间的历史偏差累计，d、a和h分别为加 权系数， 其中，匹配单元根据GPS定位信号的质量来调整所述加权系数中的至少一个。
7. 如权利要求6所述的设备，其中，在信号评价单元基于GPS定位信号的精度确定GPS 定位信号的质量差的情况下，匹配单元将d值减小。
8. 如权利要求6所述的设备，其中，在信号评价单元追踪到GPS方向与道路方向之间 的偏差异常，并基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，匹配单元将a 值减小和/或将h值增大。
9. 一种用于基于定位信号进行道路匹配的方法，包括： (a) 接收用户的定位信号； (b) 确定接收到的定位信号的质量；以及 (C)根据定位信号的质量来确定用户位置与道路的匹配程度。
10. 如权利要求9所述的方法，其中，在步骤（C)中，基于以下项中的至少一个来确定用 户位置与道路的匹配程度： 用户位置投影到道路的垂直距离； 用户行进方向与道路方向之间的当前偏差； 用户行进方向与道路方向之间的历史偏差累计， 其中，根据定位信号的质量来调整所述垂直距离、所述当前偏差或所述历史偏差累计 对匹配程度的影响。
11. 如权利要求10所述的方法，其中，所述用户的定位信号包括用户的GPS定位信号， 其中，所述用户的GPS定位信号包括以下项中的至少一个：用户的GPS坐标、用户的GPS方 向和GPS定位信号的精度，其中，用户的GPS坐标指示用户位置，用户的GPS方向指示用户 行进方向， 并且，在步骤（b)中，基于GPS定位信号的精度来确定GPS定位信号的质量，或者，追踪 用户的GPS方向与道路方向之间的偏差，并基于追踪的偏差来确定GPS定位信号的质量。
12. 如权利要求11所述的方法，其中，在步骤（b)中基于GPS定位信号的精度确定GPS 定位信号的质量差的情况下，在步骤（c)中减小所述垂直距离对匹配程度的影响。
13. 如权利要求11所述的方法，其中，在步骤（b)中追踪到GPS方向与道路方向之间的 偏差异常，并基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，在步骤（c)中减 小所述当前偏差和/或增大所述历史偏差累计对匹配程度的影响。
14. 如权利要求11所述的方法，其中，在步骤（c)中，通过如下方式来确定用户位置与 道路的匹配程度： M(t) = dXD(t)+aXA(t)+hXH, 其中，M(t)表示在t时刻用户位置与道路的匹配程度，D(t)表示在t时刻用户的GPS 坐标投影到道路的垂直距离，A(t)表示在t时刻GPS方向与道路方向之间的偏差，Η表示 在t时刻之前的预定时段内GPS方向与道路方向之间的历史偏差累计，d、a和h分别为加 权系数， 其中，根据GPS定位信号的质量来调整所述加权系数中的至少一个。
15. 如权利要求14所述的方法，其中，在步骤（b)中基于GPS定位信号的精度确定GPS 定位信号的质量差的情况下，在步骤（c)中将d值减小。
16. 如权利要求14所述的方法，其中，在步骤（b)中追踪到GPS方向与道路方向之间的 偏差异常，并基于追踪到的偏差异常确定GPS定位信号的质量差的情况下，在步骤（c)中将 a值减小和/或将h值增大。
【文档编号】G01C21/30GK104154923SQ201410397722
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】李炳国, 步俊飞 申请人:百度在线网络技术（北京）有限公司