[發明專利]使用離散全球網格系統進行位置表示的系統和方法

在審

• 申請號: 201980029329.1
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN112204340A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: K·薩赫爾
• 申請（專利權）人: 南俄勒岡大學
• 主分類號: G01B7/28
• 分類號: G01B7/28;G06K9/36;G06K9/48
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

球面三角形在平面表面上的嵌入允許將球體上的位置表示為平面表面上的單元格。嵌入可以基于球體上的一組或多組大圓來限定路徑，而大圓又可以基于二十面體繞各種軸的旋轉。與需要浮點運算的傳統的基于緯度/經度的系統不同，位置之間的距離以及位置本身可以被確定為整數值。一些位置對應于由一組或多組大圓限定的不同路徑上的單元格。可以將兩個位置之間的距離估計為與不同路徑上的單元格位置相關聯的距離中的最小值。用于處理相對于三維空間中的原點限定的數據的方法包括：建立一組以原點為其起始點的同心球形殼體；和在每個同心球殼上建立離散全球網格。使用在球形殼體上的相應索引在三維空間中分配目標位置。

相關申請的交叉引用

本申請要求2018年3月6日提交的美國臨時申請第62/639,285號的權益，其公開內容在此通過引用以其整體并入。

技術領域

本公開涉及基于位置的數據的存儲和處理。

背景技術

通常使用緯度和經度來建立車輛的位置，緯度和經度可以通過例如從全球定位系統(GPS)衛星接收的多個導航信號之間的時間差來計算。然后，使用計算出的緯度和經度來確定位置之間的路線和距離。

盡管基于緯度/經度的定位系統可以提供合適的距離和位置估計，但是這樣的系統往往過于復雜，并且相關的位置/距離計算需要浮點(實數)運算。這些緯度和經度計算比涉及處理器非常適合的整數值的計算占用更多的處理器資源。另外，由于實數的存在，所以建立和更新包括位置相關信息的數據庫變得很復雜，并且地球物理數據和其他位置相關數據的布置可能需要僅提供浮點數處理的附加處理器能力。需要改進的系統和方法。

發明內容

用于處理相對于球形表面限定的數據的計算機實現的方法包括：將球形表面上的目標單元格分配給相關聯的球形數據值；和基于所選的大圓路徑和單元格取向，建立覆蓋球形表面的至少一部分的網格。網格的至少一部分被嵌入在平面表面上，并且確定被嵌入的網格中的與球形表面上的所分配的目標單元格相對應的單元格。在一些示例中，所分配的目標單元格是第一目標單元格，并且該方法還包括：確定被嵌入的網格中的與球形表面上的第二目標單元格相對應的單元格；和估計從第一目標單元格到被嵌入的網格中的第二目標單元格的距離。在其他示例中，估計從第一目標單元格到被嵌入的網格中的第二目標單元格的多個距離，并在多個距離中選擇最短的距離。在一些情況下，顯示被嵌入的網格中的相關聯路徑。在其他可替代方案中，建立包括在單個網格分辨率下的單元格的單元格陣列或單元格的分層陣列。在另外的進一步示例中，處理器被聯接以基于一個或多個球面三角形在平面上的嵌入來建立分層網格，并且單元格陣列基于至少一組大圓路徑。在某些情況下，大圓路徑與I類、II類或III類大圓或其組合相關聯。在特定示例中，單元格陣列是單元格的分層陣列，其包括與第一分辨率和第二分辨率相關聯的單元格。在進一步的實施例中，目標單元格位于所選的最小公分母三角形中。在其他代表性示例中，目標單元格被分配整數坐標，并且基于整數坐標，將到第二單元格的距離確定為整數值。導航系統包括：位置接收器，其被定位成檢測多個位置信號；以及處理器，其被聯接到位置接收器，以基于檢測到的位置信號來建立位置，將所建立的位置分配給單元格陣列中的單元格，其中，單元格陣列包括位于由二十面體的表面的至少一部分的嵌入而限定的路徑上的單元格，二十面體的表面的至少一部分與球形表面的相關聯部分相對應，并且基于與所建立的位置相關聯的單元格以及與目的地相關聯的目的地單元格來估計從所建立的位置到目的地位置的距離。在一些示例中，單元格陣列限定在單個網格分辨率下的單元格或單元格的分層網格，并基于與單元格相關聯的坐標確定距離，這些單元格與位置和目的地相關聯。在典型示例中，位置接收器是GPS接收器，并且處理器被聯接以基于將一個或多個球面三角形嵌入到平面上來建立分層網格。在進一步示例中，目的地位置與多個路徑相關聯，并且估計的距離是由多個路徑限定的距離中的最小距離。在一些示例中，單元格陣列基于至少一組大圓，并且大圓是I類大圓、I類和II類大圓、I類和III類大圓或其組合。在實際示例中，位置被建立為經度和緯度，并且單元格陣列是單元格的分層陣列，其包括與第一分辨率和第二分辨率相關聯的單元格。在典型示例中，與所建立的位置相關聯的單元格位于所選的最小公分母三角形中。