(57)【要約】      （修正有）【課題】デジタル高度モデルを提供する方法及び装置を提供する。【解決手段】方法は、地理的領域のためのデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために高度データを処理することを含む。階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、複数のレベルの各々は、異なる解像度のデジタル高度モデルを表す。デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、複数の制御ポイントの各々は、地図高度データから決定される高度データポイントに関連付けられる。【選択図】図１
2019096316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地理的領域に対するデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために、プロセッサによって、地図高度データを処理し、
前記階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、
前記複数のレベルの各々は、異なる解像度で前記デジタル高度モデルを表し、
前記デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、前記複数の制御ポイントのそれぞれは、前記地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる、デジタル高度モデルを提供する方法。
【請求項２】
複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルについて、複数の高度データポイントを含む接平面にタイルの地図高度データを投影することによって局所的なデジタル高度モデルを作成するステップと、
前記複数の高度データポイントに対して、確率地図を計算し、前記確率地図は、複数の高度データポイントの各々は対応する高度値に関連付けられているそれぞれの確率データを示し、
補間された局所的なデジタル高度モデルを作成するために、前記確率地図に基づいて、前記複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記各確率データが閾値を上回る前記複数の高度データポイントの第１のセットを識別するステップと、
対応する高度値が存在しない複数の高度データポイントの第２のセットを識別するステップと、を含み、
補間された局所的なデジタル高度モデルは、第１のセットから第２のセットへの地図高度データを補間することによって生成される、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
補間された局所的なデジタル高度モデルに基づいて確率地図を更新する、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の解像度レベルの各々に対する前記地図高度データは、複数の異なるデータソースから検索され、前記方法は、
前記複数の解像度レベルのそれぞれについて前記複数の異なるデータソース間でクロスレベル整列、同一レベル整列、またはそれらの組み合わせを実行するステップを含み、
階層的解像度タイル表現の作成は、クロスレベル整列、同一レベル整列、またはそれらの組み合わせにさらに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記クロスレベル整列は、前記複数の解像度レベルの２つの非隣接解像度レベルの間で実行される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記同じレベルの位置合わせは、前記複数の解像度レベルのうちの同じ位置で発生する２つの高度データの観察間の重み付けされた反復近ポイントマッチングに基づく、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の解像度レベルの少なくとも１つは、ポイントクラウドデータから決定された高精細デジタル高度モデルに基づく、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の解像度レベルのうちの少なくとも１つをベースライン解像度レベルとして指定するステップを含み、
指定された少なくとも１つの解像度レベルからの地図高度データは、より低い解像度レベルで高度データの要求に応じて圧縮され、
指定された少なくとも１つの解像度レベルからの地図高度データは、より高い解像度レベルの高度データに対する別の要求に応じて補間される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
解像度閾値よりも低い複数の解像度レベルについて１つ以上の非ポイントクラウドソースから地図高度データを取り出すステップと、
解像度閾値を上回る複数の解像度レベルについて、１つ以上のポイントクラウドソースから地図高度データを取り出すステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのプロセッサと、
１つ以上のプログラムのためのコンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、を含み、
前記少なくとも１つのメモリおよび前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサを用いて、前記装置に、少なくとも、
地理的領域に対するデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために地図高度データを処理させるように構成され、
前記階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、前記複数のレベルの各々は、異なる解像度で前記デジタル高度モデルを表し、
前記デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、前記複数の制御ポイントのそれぞれは、前記地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる、デジタル高度モデルを提供するための装置。
【請求項１２】
前記装置はさらに、
複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルについて、複数の高度データポイントを含む接平面にタイルの地図高度データを投影することによって局所的なデジタル高度モデルを作成し、
前記複数の高度データポイントのそれぞれが対応する高度値に関連するそれぞれの確率データを示す確率地図を前記複数の高度データポイントについて計算し、
補間された局所的なデジタル高度モデルを作成するために、前記確率地図に基づいて前記複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間するようにさせる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記装置はさらに、それぞれの確率データが閾値を上回る複数の高度データポイントの第１のセットを特定し、
対応する高度値が存在しない複数の高度データポイントの第２のセットを特定し、
補間された局所的なデジタル高度モデルは、第１のセットから第２のセットへの地図高度データを補間することによって生成される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数の解像度レベルのそれぞれについての前記地図高度データは、複数の異なるデータソースから検索され、前記装置はさらに、
前記複数の解像度レベルのそれぞれについて、複数の異なるデータソース間でクロスレベル整列、同一レベル整列、またはその組み合わせを実行し、
階層的解像度タイル表現の作成は、クロスレベル整列、同一レベル整列、またはそれらの組み合わせにさらに基づく、請求項１１に記載の装置。
【請求項１５】
前記装置はさらに、
前記複数の解像度レベルのうちの少なくとも１つをベースライン解像度レベルとして指定し、指定された少なくとも１つの解像度レベルからの地図高度データは、より低い解像度レベルで高度データの要求に応じて圧縮され、
指定された少なくとも１つの解像度レベルからの地図高度データは、より高い解像度レベルの高度データに対する別の要求に応じて補間される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１６】
デジタル高度モデルを提供し、１つ以上のプロセッサによって実行されたとき、装置に、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを実行させるための非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
地理的領域のデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために地図高度データを処理し、
前記階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、前記複数のレベルの各々は、異なる解像度で前記デジタル高度モデルを表し、
前記デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、前記複数の制御ポイントのそれぞれは、前記地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１７】
前記装置はさらに、
複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルについて、複数の高度データポイントを含む接平面にタイルの地図高度データを投影することによって局所的なデジタル高度モデルを作成するステップと、
前記複数の高度データポイントのそれぞれが対応する高度値に関連付けられているそれぞれの確率データを示す確率地図を前記複数の高度データポイントについて計算するステップと、
補間された局所的なデジタル高度モデルを作成するために、前記確率地図に基づいて前記複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間する、ようにさせる、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１８】
前記装置はさらに、
前記各確率データが閾値を上回る前記複数の高度データポイントの第１のセットを識別し、
対応する高度値が存在しない複数の高度データポイントの第２のセットを識別し、
補間された局所的なデジタル高度モデルは、第１のセットから第２のセットへの地図高度データを補間することによって生成される、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項１９】
前記複数の解像度レベルの各々に対する前記地図高度データは、複数の異なるデータソースから検索され、
前記装置は、
前記複数の解像度レベルのそれぞれについて前記複数の異なるデータソース間でクロスレベル整列、同一レベル整列、またはそれらの組み合わせを実行し、
階層的解像度タイル表現の作成は、クロスレベル整列、同一レベル整列、またはそれらの組み合わせにさらに基づく、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【請求項２０】
前記装置はさらに、
前記複数の解像度レベルのうちの少なくとも１つをベースライン解像度レベルとして指定し、
指定された少なくとも１つの解像度レベルからの地図高度データは、より低い解像度レベルで高度データの要求に応じて圧縮され、
指定された少なくとも１つの解像度レベルからの地図高度データは、より高い解像度レベルの高度データに対する別の要求に応じて補間される、請求項１６に記載の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
マッピング関連サービスプロバイダ（例えば、地図データプロバイダ、ナビゲーションサービスプロバイダなど）は、エンドユーザサービスおよびアプリケーションによって要求される詳細レベルまたは解像度レベルで地図データを生成する際に、かなりの技術的課題に直面する。例えば、関心のある地形または表面（例えば路面）の高度データは、広範囲のサービスおよびアプリケーション（例えば、自律走行、天気モデリングなど）でますます使用されているタイプの地図データの一例である。）。しかし、これらのサービスおよびアプリケーションのそれぞれは、異なる解像度または詳細要件（例えば、気象モデルのためのメートルレベル精度に対する自律走行のためのセンチメートルレベルの精度）を有することができる。したがって、高度データに関しては、サービスプロバイダは、サービスまたはアプリケーションの要件に基づいて異なる解像度に拡張できる効率的で高品質のデジタル高度モデル（ＤＥＭ）を提供することに課題がある。
【０００２】
［いくつかの実施形態］
したがって、階層的タイルベースのデジタル高度モデルを生成するアプローチが必要とされている。
【０００３】
一実施形態によれば、方法は、地図高度データを処理して地理的領域のデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成することを含む。階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、複数のレベルの各々は、異なる解像度のデジタル高度モデルを表す。デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、複数の制御ポイントの各々は、地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる。一実施形態では、本方法は、複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルに対して、複数の高度データポイントを含む接平面にタイルの地図高度データを投影することによって局所的なデジタル高度モデルを作成するステップをさらに含む。この方法は、複数の高度データポイントの確率地図を計算することをさらに含み、確率地図は、複数の高度データポイントのそれぞれが対応する高度値に関連するそれぞれの確率データを示す。方法は、補間された局所的なデジタル高度モデルを生成するために、確率地図に基づいて複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間するステップをさらに含む。
【０００４】
別の実施形態によれば、装置は、少なくとも１つのプロセッサと、１つ以上のコンピュータプログラムのためのコンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリとを備え、少なくとも１つのメモリおよびコンピュータプログラムコードは、少なくとも部分的には、前記装置が地図高度データを処理して、地理的領域に対する前記デジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成することを含む。階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、複数のレベルの各々は、異なる解像度のデジタル高度モデルを表す。デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、複数の制御ポイントの各々は、地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる。一実施形態では、装置は、複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルに対して、タイルの地図高度データを複数の高度データポイントを含む接平面に投影することによって、局所的なデジタル高度モデルを作成する。装置はさらに、複数の高度データポイントに対する確率地図を計算させ、確率地図は、複数の高度データポイントのそれぞれが対応する高度値に関連するそれぞれの確率データを示す。装置はさらに、補間された局所的なデジタル高度モデルを生成するために、確率地図に基づいて複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間するようにされる。
【０００５】
別の実施形態によれば、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、１つ以上のプロセッサによって実行されると、少なくとも部分的に、地理的領域のデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために、装置が地図の高度データを処理する、１つ以上の命令の１つ以上のシーケンスを有する。階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、複数のレベルの各々は、異なる解像度のデジタル高度モデルを表す。デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、複数の制御ポイントの各々は、地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる。一実施形態では、装置は、複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルに対して、タイルの地図高度データを複数の高度データポイントを含む接平面に投影することによって局所的なデジタル高度モデルを作成する。装置はさらに、複数の高度データポイントの確率地図を計算させ、確率地図は、複数の高度データポイントのそれぞれが、対応する高度値に関連付けられている、それぞれの確率データを示す。装置はさらに、補間された局所的なデジタル高度モデルを生成するために、確率地図に基づいて、複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間するようにされる。
【０００６】
別の実施形態によれば、装置は、地理的領域に対するデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために、地図高度データを処理する手段を備える。階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、複数のレベルの各々は、異なる解像度のデジタル高度モデルを表す。デジタル高度モデルは、複数の制御ポイントを含み、複数の制御ポイントの各々は、地図高度データから決定された高度データポイントに関連付けられる。一実施形態では、本装置は、複数の解像度レベルの１つのレベルのタイルについて、複数の高度データポイントを含む接平面に、タイルの地図高度データを投影することによって、局所的なデジタル高度モデルを作成する手段をさらに含む。
【０００７】
この装置は、複数の高度データポイントの確率地図を計算する手段をさらに備え、確率地図は、複数の高度データポイントのそれぞれが、対応する高度値と関連する、それぞれの確率データを示す。この装置は、補間された局所的なデジタル高度モデルを生成するために、確率地図に基づいて、複数の高度データポイントのうちの１つ以上を補間するための手段をさらに備える。
【０００８】
さらに、本発明のさまざまな実施例に対して、以下が適用可能である。方法は、少なくとも部分的に、本発明の任意の実施例に適切な、本願に開示された、任意の１つ、あるいは、方法の任意の組み合わせ、に基づく（あるいは、そこから少なくとも一部派生した）、（１）データおよび／または（２）情報および／または（３）少なくとも１つ信号の処理を容易にする、および／または、処理することを含む。
【０００９】
本発明の様々な例示的な実施形態では、以下のものも適用可能である。方法は、少なくとも１つのサービスへのアクセスを可能にするようにすることを含み、少なくとも１つのサービスは、この出願で開示されている、ネットワークまたはサービスプロバイダの方法の、任意の１つ、または任意の組み合わせを実行するように構成される。
【００１０】
本発明の様々な例示的な実施形態では、以下のものも適用可能である。方法は、（１）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース要素および／または（２）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース機能の作成を容易にし、および／または、修正を容易にすることを含み、（１）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース要素、および／または（２）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース機能は、本発明のいずれかの実施形態に関連して、本出願に開示される方法またはプロセスの１つまたは任意の組み合わせから生じるデータおよび／または情報に、少なくとも部分的に基づく。
【００１１】
本発明の様々な例示的な実施形態では、以下のものも適用可能である。方法は、少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース要素および／または（２）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース機能を作成および／または変更することを含み、（１）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース要素、および／または（２）少なくとも１つのデバイスユーザインターフェース機能は、本発明の任意の実施形態に関連して本出願に開示される方法（またはプロセス）の１つまたは任意の組み合わせから生じる、データおよび／または情報、および／または、本発明の様々な実施形態に関連して本出願に開示される方法（またはプロセス）の１つまたは任意の組み合わせから生じる信号に少なくとも一部基づく。
【００１２】
様々な例示的実施形態では、方法（またはプロセス）は、サービスプロバイダ側またはモバイルデバイス側で、またはサービスプロバイダとモバイルデバイスとの間の任意の共有方法で、双方で実行されるアクションによって達成することができる。
【００１３】
様々な例示的実施形態では、以下が適用可能である。装置は、請求項の方法を実施するための手段を含む。
【００１４】
本発明のさらに他の態様、特徴および利点は、以下の詳細な説明から、本発明を実施するために考えられる最良の形態を含むいくつかの特定の実施形態および実施形態を単に示すことによって容易に明らかになる。本発明は、他の異なる実施形態も可能であり、そのいくつかの詳細は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、様々な明白な点で変更することができる。  したがって、図面および説明は、本質的に例示的であるとみなされるべきであり、限定的ではないとみなされるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の実施形態は、限定ではなく例として、添付の図面に示されている。
【図１】一実施形態による、タイルベースのデジタル高度モデルを提供することができるシステムの図である。
【図２】一実施形態による高度補正に基づく高度データの差の例を示す図である。
【図３Ａ−Ｂ】一実施形態による、階層的タイルベースのデジタル高度モデルを示す図である。
【図４】一実施形態による、デジタル高度モデルプラットフォームの構成要素の図である。
【図５】一実施形態による、タイルベースのデジタル高度モデルを提供するためのプロセスのフローチャートである。
【図６Ａ−Ｃ】一実施形態による、局所的なデジタル高度モデルおよび対応する確率地図に基づいてタイルの高度データポイントを補間する例を示す図である。
【図７Ａ−Ｂ】一実施形態による、タイルに基づくデジタル高度モデルの同じレベルの整列の一例を示す図である。
【図８】一実施形態による、異なる解像度レベルでの高度ピクセルの例を示す図である。
【図９】一実施形態による、地理データベースの図である。
【図１０】本発明の実施形態を実施するために使用することができるハードウェアの図である。
【図１１】本発明の実施形態を実施するために使用することができるチップセットの図である。
【図１２】本発明の実施形態を実施するために使用することができる移動端末（例えば、ハンドセット）の図である。
【００１６】
［いくつかの実施形態の説明］
タイルベースのデジタル高度モデル（ＤＥＭ）を提供するための方法、装置、およびコンピュータプログラムの例が開示される。以下の説明では、説明のために、本発明の実施形態の完全な理解を提供するために、多くの具体的な詳細を説明する。しかしながら、当業者には、本発明の実施形態は、これらの特定の詳細なしに、または同等の構成で実施され得ることは明らかである。他の例では、本発明の実施形態を不必要に不明瞭にすることを避けるために、周知の構造およびデバイスをブロック図の形態で示す。
【００１７】
図１は、一実施形態による、タイルベースのＤＥＭを提供することができるシステムの図である。デジタル高度モデリング（ＤＥＭ）は、気候および地質学の研究から、様々な移行パターンの時間的進化を通して、地理情報システム（ＧＩＳ）に至るまで、幅広い応用分野で幅広く使用されている。しかし、従来のＤＥＭの方法論やシステムは、自律走行、車両のローカリゼーション、ドローン、ダイナミックに進化する高性能のスマートシティモデリングの近年の発展に伴い、要求に追いつくために直接的に拡張することはできない。新しい課題は、高精度、わずかな高度データ圧縮、リアルタイム効率的検索、およびイントラソースデータ統合の要求である。換言すれば、従来のＤＥＭシステムは、一般に、異なる資源からＤＥＭへの高度データの統合または更新、ポイントクラウドデータなどの高精細（ＨＤ）源からのＤＥＭ生成、および高度データの高速取得の分野では技術的に欠けている。
【００１８】
例えば、高度データを表現するために、従来の地図データエディタおよび自動化アルゴリズムは、結果として得られる地図データを編集する困難さ、または計算コストを減らすために、典型的には、検出された地形特徴（例えば、ポイントクラウドデータ、航空写真／透視画像などから決定された地理的特徴）を局所接平面に投影した。しかしながら、この従来のアプローチは、関心のある地理的領域の局所的な地図表現のすべての制御ポイントが同じ高さに位置するようにする。これにより、高度値が欠落している（例えば、当該技術分野において「高度がない」と呼ばれる）地図データが得られ、または高度値が全域にわたって同じ値に一般化される。この高度データが欠落していると問題になることがある。たとえば、いくつかの山道では、左と右の車線の間に１ｍ以上の高度差がある。図２は、従来的に決定された道路モデル２０３（例えば、実線で示される）が、生成された高度が補正された道路モデル２０５（例えば、点線で示される）に対して高度に対して補正された位置から実質的に異なることを例示する。高度が欠落している連続する道路セグメントがレンダリングされると、結果として得られる地図表示は突然のジャンプを示し、道路セグメントの１つの高度から隣接する次の高度までの滑らかな遷移がない「階段ケース」効果を引き起こす。
【００１９】
さらに、従来のＤＥＭは、土地測量、気候および地質学的研究、ＧＩＳなどの従来の仕事に対する三次元の特徴（例えば、特定の地形または表面の高度）を反映するデジタル表現を提供することを目的としている。しかしながら、これらの従来の仕事は、一般に自律走行のリアルタイム動作をサポートするために高度データを検索するための迅速な応答時間を必要とする自律走行のような新しい仕事とは異なり、厳しい応答時間を要求しない。さらに、従来のＤＥＭの照会機能は制限される可能性があり、例えば、典型的な相互作用は、（矩形の）クリッピング領域を定義し、それを関心領域にドラッグして関心領域の高度データを取り出すことを含む。
【００２０】
上述の技術上の課題（例えば、ＨＤ  ＤＥＭ生成、異なる高度データソース間のＤＥＭ統合、およびＤＥＭデータ取得時間）に基づいて、図１のシステム１００は、異なる解像度レベルを含む階層的解像度タイルベースのＤＥＭを提供する能力を導入する。一実施形態では、異なる解像度レベルにデータを入れるための高度データは、レベルの対応する解像度に応じて異なる高度データソースから取り出すことができる。タイルに基づくＤＥＭの解像度レベルは、任意のプロセスに従って指定することができる。限定するものではないが、一例として、レベル１が最低解像度レベルとして、レベルを増加することに基づいて解像度を特定する。この例示的な階層の下では、最低詳細、または解像度レベル（例えば、レベル０）であり、地図は固定解像度（例えば５１２×５１２ピクセル）で表すことができる。その後、解像度が上がるにつれて、地図解像度は倍増し、レベル１の解像度は１０２４×１０２４に、レベル２の解像度は２０４８に、以下同様になる。地図が固定されたサイズ（例えば、地球の表面）である場合、連続する各レベルの各ピクセルは、より小さい地理的領域または地上解像度に対応する。たとえば、レベル０の地球地図全体では、地上解像度は１ピクセルあたり約７８００万メートルであり、レベル２２では地上解像度はピクセルあたり約０．０２メートルである。一実施形態では、各ピクセルは、タイルベースのＤＥＭにおいてタイルと呼ぶこともできる。
【００２１】
図３Ａは、一実施形態による例示的な階層的タイルベースのＤＥＭを示す。図示のように、タイル３０１は、レベル０の高度データに対応する。地図タイル３０３は、レベル１の４つのタイルであり、タイル３０１によってカバーされる同じ地理的領域に対応する、より高い解像度の高度データを提供する。次のレベル２では、地図タイル３０５は、タイル３０１と同じ地理的領域に対応するより高い解像度の高度データを提供する１６タイルである。次のレベル３では、地図タイル３０７は６４タイルであり、タイルと同じ地理的領域に対応するさらに高い解像度の高度データを提供する。解像度レベルは増加し続けることができるが、一実施形態では、システム１００は、各ピクセルまたはタイルがセンチメートルまたはそれ以下に対応するレベル２２または２３で停止することができる。一実施形態では、各タイルは、そのグランドエリアに対応する局所的なＤＥＭを表すことができる。例えば、レベル３の地図３０９は、地形または表面３１１の高度データに対応する。一実施形態では、表面３１１の高度データは、３Ｄ高度データの２Ｄ表現３１３を使用するタイル３０９の局所的なＤＥＭによって表される。この場合、２Ｄ表現の各ピクセルは、３Ｄ表面３１１に基づく高度データ値に対応するように陰影付けすることができる。
【００２２】
一実施形態では、各解像度レベルは、レベルの対応する解像度でＤＥＭを生成するための入力として、高度データの異なるソースに基づくことができる。例えば、比較的低い解像度レベル（例えば、レベル０〜１６）では、システム１００は、米国地質調査（ＵＳＧＳ）、国家海洋および大気管理（ＮＯＡＡ）および／または他のパブリックデータセットなどのソースから入手可能な低解像度高度データを使用することができる。より高い解像度レベル（例えば、１７〜２２）および／または都市／道路領域について、システム１００は、ポイントクラウドデータ（例えば、ＬｉＤＡＲデータ）を使用して、より高い解像度でタイルのＨＤＤＥＭを生成することができる。一実施形態では、システム１００は、異なるソースのＤＥＭを階層的タイルベースのＤＥＭデータ構造に集める。一実施形態では、システム１００は、同じ解像度レベルまたは異なる解像度レベルにわたって異なるソースのＤＥＭを整列させることもできる。このようにして、高度クエリが受信されるたびに（例えば、単一ポイントまたはバウンディングボックスによって照会し、所望の解像度レベルを指定する）、システム１００はそれぞれ高度値または高度地図を返す。
【００２３】
例えば、図３Ｂに示すように、システム１００は、マッピングされた領域３２１内の位置（例えば、位置（ｄ、４））を指定する高度クエリを受信する。クエリが解像度レベル１６で高度データを要求する場合、高度出力は、解像度レベル１６で、全タイル囲み位置（ｄ、４）に対して一般化された高度出力３２３になる。この例では、解像度１６で、高度出力３２３は、断面３２５に示されるように、全領域が１つの高度であるように見せる（例えば、地図化された領域３２１内に存在する道路の方向に垂直な高度）。しかしながら、クエリが解像度レベル１９で高度データを指定する場合、得られる高度出力３２７は、位置（ｄ、４）が、断面３２９に示すように、地図化された領域３２１内の他の位置に対してわずかに上昇しているように示す。データ構造内に複数の解像度レベルを含むタイルベースのＤＥＭを提供することにより、システム１００は、従来行われるように、異なるデータソースを別個に照会する必要なく、適切な解像度レベルで高度データの柔軟な検索および迅速な検索を可能にする。例えば、階層的タイルベースのＤＥＭがなければ、システム１００は、ＵＳＧＳまたはＮＯＡＡなどの低解像度データベースからレベル１６の位置（ｄ、４）の高度データを検索しなければならない。次に、システム１００が別のデータソース（例えば、ＬｉＤＡＲポイントクラウドソースから）からレベル１９で同じ場所を別々に検索しなければならない。これにより、複数のクエリと取得を実行する必要が生じ、それによって、階層的タイルベースのＤＥＭを照会するのに比べてリソースが浪費され、応答時間が長くなる。したがって、階層的タイルベースのＤＥＭを使用することによって、システム１００は、有利にはリソースを削減し、高度クエリのクエリ応答時間を改善する。
【００２４】
図１に示すように、システム１００は、例えば、説明された様々な実施形態による階層的タイルベースのＤＥＭデータの収集、処理、および／または配信を提供するように構成されたＤＥＭプラットフォーム１０１を含む。一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、ここに記述された階層的タイルに基づくアプローチの実施形態を使用して、他のタイプの地理的または地図データ（例えば、交通事故報告、位置に基づくイベント、気象データ、および／またはジオタグ付きデータの任意の他のレポート）を提供する一般的なマッピングプラットフォームとしても機能することができる。一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、通信ネットワーク１０７を介して、接続された車両１０３ａ−１０３ｎ（また、車両１０３と総称される）および／または他の接続装置（例えば、ユーザ機器（ＵＥ）１０５）から、およびそこへ、情報（例えば、ＤＥＭ関連データ）の配信を提供するデジタル輸送インフラストラクチャの一部である。一実施形態では、このデジタル輸送インフラストラクチャを作成する一環として、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、車両１０３用の自律駆動のような、サービスおよびアプリケーションをサポートするためのＤＥＭデータなどの地理的データを受信して配信する。例えば地理データベース１１１に格納されたタイルベースの階層的データ構造に編成されたＤＥＭデータに関して、様々な実施の形態が議論されているが、他のタイプの地理的データ地理データベース１１１の位置データ（例えば、地理的座標）を含む、またはタグ付けされた地理的データも考慮される。
【００２５】
図４は、一実施形態による、ＤＥＭプラットフォームの構成要素の図である。一例として、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、本明細書に記載の様々な実施形態による階層的タイルベースＤＥＭを提供するための１つ以上の構成要素を含む。これらの構成要素の機能は、同等の機能の他の構成要素によって組み合わされて実行されてもよいと考えられる。一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、ＤＥＭ生成モジュール４０１、ＤＥＭ統合モジュール４０３、およびＤＥＭ圧縮／検索モジュール４０５を含む。ＤＥＭプラットフォーム１０１の上記のモジュールおよび構成要素は、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせによって、実施される。図１では別個の物として描かれているが、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、システム１００の任意の構成要素（例えば、サービスプラットフォーム１１９の構成要素、サービスプラットフォームのサービス１１７ａ〜１１７ｍ、車両１０３、  ＵＥ１０５、等）のモジュールとして実施されてもよい。別の実施形態では、モジュール４０１〜４０５のうちの１つ以上は、クラウドベースのサービス、局所的なサービス、ネイティブアプリケーション、またはそれらの組み合わせとして実装されてもよい。ＤＥＭプラットフォーム１０１およびモジュール４０１〜４０５の機能は、以下の図５−８に関して論じられる。
【００２６】
図５は、一実施形態による、タイルベースのデジタル高度モデルを提供するためのプロセスのフローチャートである。様々な実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１および／または図４に示すＤＥＭプラットフォーム１０１のモジュール４０１〜４０５のいずれかが、プロセス５００の１つ以上の部分を実行してもよく、たとえば、図１１に示すようなプロセッサおよびメモリを含むチップセットで実装されてもよい。このように、ＤＥＭプラットフォーム１０１および／またはモジュール４０１〜４０５は、プロセス５００の様々な部分を達成するための手段と、システム１００の他の構成要素に関連して本明細書で説明される他のプロセスの実施形態を達成するための手段を供給する。プロセス５００は、一連のステップとして図示され説明されているが、プロセス５００の様々な実施形態は、任意の順序または組み合わせで実行され、示されたステップのすべてを含む必要はないと考えられる。
【００２７】
上述したように、一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、階層的タイルベースのＤＥＭを作成するために、異なる解像度レベルの様々なソースから高度データを取り込むことができる。言い換えれば、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、地理的領域に対するデジタル高度モデルの階層的解像度タイル表現を作成するために、地図高度データを処理する。階層的解像度タイル表現は、複数の解像度レベルを含み、複数のレベルの各々は、異なる解像度のデジタル高度モデルを表す。さらに、デジタル高度モデルは、複数の制御ポイント（例えば、ピクセル、位置ポイントなど）を含み、複数の制御ポイントのそれぞれは、地図高度データから決定される高度データポイントに関連付けられる。
【００２８】
一実施形態では、タイルベースのＤＥＭを作成するための高度データソースは、一般に、高度データポイントを生成するためにポイントクラウドデータを使用しない低解像度ソースと、高度データを生成するためにポイントクラウドデータを使用する高解像度ソースデータ（例えば、ＬｉＤＡＲデータ）に分割される。例えば、低解像度（１０メートルレベルのカテゴリ）では、例えば、米国地質調査所（ＵＳＧＳ）や地球リモートセンシングデータ解析センター（ＥＲＤＡＣ）、国立海洋大気局ＮＯＡＡ）のような、ほとんどのプロバイダまたはソースは、広域（例えば、郡レベルから全国レベルまで）を調査するために、リモートセンシング衛星や空中レーザスキャナなどの飛行プラットフォームを使用する。しかしながら、これらのアプローチは、通常、低いデータ精度をもたらし、より高い測定誤差を示す。低解像度ＤＥＭデータ（例えば、１０メートルレベルのＤＥＭデータ）の利点は、利用可能性およびカバレッジ（例えば、多くの公共のソースまたは低解像度の高度データが世界中をカバーする）である。
【００２９】
高解像度カテゴリ（例えば、メーターレベル解像度またはそれ以上）では、高度データがはるかに高い精度で取得される。しかし、高解像度高度データは、通常、カバレッジが限られている。例えば、このような高解像度データは、通常、より小さな地理的領域、および／または、世界中のほとんどの都市をカバーするが、より多くの田舎または遠隔地をカバーすることができない特定の現象（例えば、汚染、微気候変動）に関連した領域をカバーする。最も高い解像度のカテゴリでは、地上ベースのＬｉＤＡＲからＤＥＭデータを生成することができる。例えば、空中ベースのデータ（例えば、衛星画像、リモートセンシング、またはドローンベースのＬｉＤＡＲ）と比較して、地上ベースのＬｉＤＡＲは、はるかに高い精度の利点を有する。しかし、一般的には、それは、カバー率がはるかに低く、買収費用が高くなる。一般に、地上ベースのＬｉＤＡＲソースは、自律駆動アプリケーションにおいて最も需要が高い。
【００３０】
したがって、一実施形態では、本明細書に記載の様々な実施形態による階層的タイルベースＤＥＭを生成するために、プロセス５００は、高解像度レベル（例えば、レベル１７−２２以上）のＤＥＭデータを生成するための高レベルＤＥＭプロセス５０１と、低解像度レベル（例えば、レベル０〜１６）のＤＥＭデータを生成す低解像度ＤＥＭプロセス５０３に分離される。例として、高レベルＤＥＭプロセス５０１および低レベルＤＥＭプロセス５０３は、高レベルＤＥＭプロセス５０１が、低レベルのＤＥＭプロセス５０３のＤＥＭ変換プロセス５０７の代わりにＤＥＭ生成プロセス５０５を含む、という例外で似ている。ＤＥＭ生成プロセス５０５は、生センサデータ（例えば、ＬｉＤＡＲポイントクラウドデータ）から関心領域の高度地図を生成することを含む。比較すると、ＤＥＭ変換プロセス５０７は、階層的タイルベースＤＥＭの対応する解像度レベルの要件を満たすように、既存の高度地図を変更または変換することを含む。これは、上述したように、様々な公共源（例えば、ＵＳＧＳ、ＮＯＡＡなど）からの解像度高度地図データが一般に既に存在し、したがって、低解像度高度を生成するための新しいセンサデータが一般に必要とされないからである。しかしながら、そのような既存の高度地図データが利用可能でない場合、低レベルＤＥＭプロセス５０３は、生のセンサデータ（例えば、衛星／航空画像、空中ベースのＬｉＤＡＲ、など）からの低解像度の高度地図データを生成するために、ＤＥＭプロセス５０５をさらに採用することができる。
【００３１】
高レベルＤＥＭプロセス５０１のプロセス５０５において、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、ストリートポイントクラウドデータ５０９ａ（例えば、地上ベースのＬｉＤＡＲデータ）および／または等価な他のソース５１１ａの高解像度高度データまたは関連情報を取り出すことによって、ＨＤ  ＤＥＭ生成プロセスを開始する。歴史的に、ポイントクラウドからのＨＤ  ＤＥＭ生成は、高度な高度モデルを持つ最も一般的な方法であった。従来のＨＤ  ＤＥＭ方法は一般的には単純である。例えば、既知の車両位置が与えられると、従来のＨＤ  ＤＥＭは、車両構成（例えば、車両中心座標系におけるセンサ位置）によって車両の足跡を見つける。表面領域は、このフットプリントから、いくつかの制限に達するまで（例えば、局所的なプレーンの標準偏差、局所的なプレーン内のポイント数など）まで増加する。この従来の方法は、単一のドライブから局所的なサーフェスまたは高度データのみを生成することができる「路面検出」アプローチによく似ている。この従来のアプローチでは、ＨＤ地図自動化をオンザフライで実行して高度データを生成し、それによって道路表面上の計算を再利用可能ではなく「使い捨て」にするときに、高度情報も制御ポイントに割り当てる必要がある。また、路面は局所的なものであるため、例えば、従来のアプローチでは、車両が運転していた路面（道路の片側）のみを注意し、他の面との間にグローバルな相関関係が形成されていないため、異なるソース（異なるクロスドライブなどから）からの高度地図を整列するのは困難である。というのは、それらは、同じ領域の表面のいくつかの孤立した部分であるためである。
【００３２】
低レベルＤＥＭプロセス５０３のＤＥＭ変換プロセス５０７に関して、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、低解像度地図データの異なるソースまたはセット間のグローバル座標参照または相関の欠如の問題に潜在的に直面する可能性がある。示されているように、低解像度地図および／またはセンサデータは、ストリートポイントクラウドデータ５０９ｂ（例えば、より低い解像度の空中ＬｉＤＡＲポイントクラウドデータ）および／または他の低解像度高度データ源５１１ｂから取り出すことができ、それぞれが、局所的なの基準点（例えば、データ取得装置の位置または他の局所的な座標）に対して局所化された潜在的な高度データを有するか、または、そうでなければ、それらをグローバル座標系に相関させる解像度で記録された基準ポイントを有する。
【００３３】
この問題に対処するために、一実施形態では、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、階層的タイルベースＤＥＭのグローバル座標または基準システムに、作成されたおよび／または変換された高度地図を整列させるために、例えば、同じレベルの整列（例えば、高レベルＤＥＭプロセス５０１における同じレベルのＤＥＭ整列プロセス５１３ａ、および低レベルＤＥＭプロセス５０３の同じレベルの整列プロセス５１３ｂ）、およびクロスレベル整列（例えば、高レベルＤＥＭプロセス５０１の同じレベルのＤＥＭ整列プロセス５１３ａ、および低レベルＤＥＭプロセス５０３の同じレベルの整列プロセス５１３ｂ）の両方を使用してデータ整列プロセスを実行することができる。例えば、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、特定の地域またはストリートセグメントについて得られた地上ベースのＬｉＤＡＲデータに記録されクロスドライブまたはポイントクラウドセッション／観測の同一レベルまたはクロスレベルの整列を実行することによって、階層的タイルベースのＤＥＭの高解像度レベルのＨＤＤＥＭを生成する。同様に、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、利用可能なデータセット（例えば、ＵＳＧＳ、ＮＯＡＡなど）から得られた異なる低解像度高度データセットの同じレベルまたはクロスレベルの整列を実行する。
【００３４】
一実施形態では、データを整列させる前に、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、検索された高度地図またはセンサデータにおけるデータ希薄性をチェックすることができる。希薄性は、例えば、高度データを有さないか、無効な高度データ（例えば、閾値、外れ値などの確率を有する高度データ）の１つ以上のピクセルまたはロケーションポイントを有するデータセットを指す。希薄性またはデータ不足は、いくつかのピクセルまたは場所で高度データが収集されないことがある、閉鎖や、限られたカバレッジエリアなどのために、地面に基づくＬｉＤＡＲポイントクラウドデータなどの高解像度データセットでは、特に問題となる可能性がある。
【００３５】
一実施形態では、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、希薄なピクセルまたは位置を識別し、次いで、それらのピクセルまたは位置の高度データを補間することができる。言い換えると、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、それぞれの確率データが閾値を上回るＤＥＭの複数の高度データポイントの第１のセットと、対応する高度値のない複数の高度データポイントの第２のセットを識別する。補間された局所的なデジタル高度モデルは、第１のセットから第２のセットへの地図高度データを補間することによって作成される。例えば、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、各異なるデータセット（例えば、高解像度ストリートポイントクラウドデータ５０９ａまたは低解像度ポイントクラウドデータ５０９ｂのある特定の領域における各ドライブまたはデータ取得セッション）について、特定の高度値（例えば、局所的な高度地図５１５ａおよび５１５ｂ、既存の局所的な高度地図５１７ａおよび５１７ｂ、およびそれらの対応する確率地図）を有する高度地図の各「ロケーション」またはポイントの確率を有する補間された高度地図を生成する。補間された地図および計算された確率に基づいて、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、最終的な高レベル局所高度地図５１７（例えば最終ＨＤ  ＤＥＭ）および／または低レベル局所仰地図５２１と、階層的タイルベースＤＥＭの所与の解像度レベルに対するオプションのそれぞれの確率地図とを生成するために、異なる高度地図を相互検証して登録する。
【００３６】
図６Ａは、一実施形態による、確率地図に基づいて道路セグメントの高度データポイントを補間するための例示的なシナリオを示す。図６Ａのシナリオでは、２方向の道路の一片、すなわちセグメントが示され、そこでは、道路６０１の舗装面が湾曲しており、道路６０１の境界にガードレールがある。すなわち、図６Ａは、地上のＬｉＤＡＲセンサを備えた取得車両６０３によって収集された路面のポイントクラウドデータを示す。図示されているように、現在検出されている表面のガードレール（例えば、ポイントクラウドデータから検出される）は、ＬｉＤＡＲのいくつかのレーザ走査線をブロックして、ガードレールの遠方の路面の一部がブロックされる（例えば、ガードレールの左側の暗い領域）。一実施形態では、道路６０１および利用可能なポイントクラウドデータが与えられると、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、道路６０１のセグメントの局所高度地図を作成し、道路６０１の表面、他の道路様表面、および／または任意の他の関連する表面に対応する局所高度地図の部分を識別する。次いで、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、局所的な高度地図によってカバーされる同じ地理的領域に対応する確率地図を計算する。一実施形態では、確率地図は、局所的なＤＥＭまたは高度地図の各「ピクセル」、タイル、またはロケーションポイントについてのそれぞれの確率を計算することによって作成され、確率は、確率地図における道路表面の、識別されたピクセル、タイル、位置ポイントなどの、それぞれが、対応するポイントクラウドデータおよび／または他の高度データ源から決定された高度値を有する、可能性を表す。
【００３７】
図６Ｂは、本明細書に記載の様々な実施形態に従って作成された局所的な高度地図６２１およびその対応する確率地図６２３の例を示す。一実施形態では、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、局所的なＤＥＭ６２１を生成するために、各ピクセルの決定された高度（例えば、ポイントクラウドデータから決定された）を局所的な接平面に投影する。図６Ｂに示した局所的なＤＥＭ６２１の視覚表示において、陰影のないピクセル（例えば、色が白い画素）は、画素が決定された高度を有していないことを示す（例えば、画素にはそれにヒットするポイントがない）。この実施例では、確率地図６２３は、局所的なＤＥＭ６２１の元のまたは補間されていない高度値の確率を表す。一実施形態では、確率地図６２３は、法線方向分散、高度差、小さな局所的なプラント／領域のポイントの数、および／または他の同等のパラメータに基づいて計算される。
【００３８】
一実施形態では、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、補間が必要な場合がある、ピクセルとして、高度値を有さない（例えば、白い色）または無効な高度値（例えば、閾値以下の確率を有する高度値）を有する、局所的なＤＥＭ６２１内のピクセルを識別する。次に、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、高度値を持たないピクセル（例えば、ＬｉＤＡＲレーザ走査が遮断される領域）または低い確率の高度値を有するピクセルに高確率の高度ポイント（例えば、閾値を超える確率）を有するピクセルから補間する。一実施形態では、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、三角測量法（例えば、Ｄｅｌａｕｎａｙ  Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ）および／または地理情報システム（ＧＩＳ）用の他の同等のプロセスを使用することによって、局所的なＤＥＭ６２１の高度地図を補間することができる。一実施形態では、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、補間された地図を反映するために確率地図６２３を任意に更新することもできる。
【００３９】
図６Ｃは図６Ｂの続きで、補間された局所的なＤＥＭ６４１（例えば、補間された高度地図）、および対応する更新された確率地図６４３を示す。図６Ｃの補間された局所的なＤＥＭ  ６４１に示すように、高度値を持たない元の局所的なＤＥＭ６２１のピクセル（例えば、色が白い）は、局所的なＤＥＭ６２１の高確率ピクセルに基づいて補間高度値を今は有する。図示のように、補間された、対応する高度値を示さないように白で塗られている、局所ＤＥＭ６４１にピクセルは存在しない。さらに、ＤＥＭ生成モジュール４０１は、補間された高度値に基づいて確率を再計算して、更新確率地図６４３を生成することができる。この例では、更新された確率地図６４３は、補間されないピクセルより低い確率値を概して有する補間された局所ＤＥＭ６４１の補間画素を示す。
【００４０】
一実施形態では、補間された局所的なＤＥＭ６４１を作成した後、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、同じレベルのＤＥＭ整列を開始することができる（例えば、高レベルＤＥＭプロセス５０１の同じレベルの整列プロセス５１３ａおよび／または低レベルＤＥＭプロセス５０３の同じレベルの位置合わせプロセス５１３ｂ）。一般に、より低い解像度での同じレベルのＤＥＭ整列５１３ｂは、高解像度（例えば、同じレベルの整列プロセス５１３ａ）の２つのＤＥＭデータソースを整列させる場合よりも計算上要求が少ない。前述したように、ＤＥＭまたは高度地図は、典型的には、ピクセルの２Ｄアレイとして表され、アレイの各要素（すなわち、ピクセル）は、そのピクセルの決定された高度値を表す特定の値を有する。一例として、より低い解像度のＤＥＭは広い領域で取得され、多くの場合、各画素が明確な値を有するという意味で連続的である。言い換えれば、隣接画素間に「連続性」がある可能性が高い。高解像度のＤＥＭデータに関しては、より狭いサンプリング領域を考慮すると、より広い領域に対応するＤＥＭアレイは、未定義の値を有するピクセルを有する場合がある。
【００４１】
一実施形態では、同じレベルのＤＥＭ整列プロセス５１３ａおよび５１３ｂは、それらが統一された座標システム値および／または境界で表されるように、整列されるべき２つ以上のデータセットの、（少なくとも１つ）を変換し、そして、各固有ピクセルで両方のソースからのデータを融合することができる。ＤＥＭ統合モジュール４０３は、当技術分野で知られている任意のプロセスを使用して、同じレベルのＤＥＭ整合プロセス５１３ａおよび５１３を実行することができると考えられる。例えば、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、低解像度高度地図データ用の反復最近ポイント（ＩＣＰ）マッチングアルゴリズムを適用することができる。
【００４２】
しかしながら、高解像度の端では、前述したように、データセットに希薄な状態で終わる場合が多い。この希薄性にはさまざまな原因があるが、限定されるものではないが、オブジェクトオクルージョン、ＬｉＤＡＲ密度、その他の影響要因（収集車両の特性、センサ操作パラメータなど）が含まれる。例えば、地上ベースのＬｉＤＡＲデバイスを搭載した取得車両を高速で動作させると、ＬｉＤＡＲデバイスの動作速度が向上する。この動きの速さは、次に、より希薄なポイントクラウドデータセットをもたらす。したがって、古典的なＩＣＰアプローチは、この仕事には適していない可能性がある。
【００４３】
この問題に対処するために、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、「重み付け」ＩＣＰアプローチを使用する能力を導入する。一実施形態では、重み付きＩＣＰアプローチは、例えば、各セッションまたはドライブの確率地図、または他の指定された重み付け係数に基づいて、同じ道路セグメントまたは領域について高度データを検出または収集するために使用される、２つの異なるセッション間でマッチングされるポイントに適用する重みを決定する。図７Ａ及び図７Ｂは、ＤＥＭの同一レベルの整列のための重み付けされたＩＣＰアプローチの一例を示す図である。高度地図７０１は、対応する道路セグメントの地面真理高度データを表す路面の側面図を示す。高度地図７０３ａおよび７０３ｂは、地上ベースのＬｉＤＡＲ装置を備えたデータ取得車両によって道路セグメント上の２つのドライブで収集された高度データを表す。道路セグメントの検出された側面高度プロファイルに対応するピクセルは、それらの計算された確率（例えば、明るい影は、対応する高度が地面の真理と一致する確率がより低いことを示し、暗い影は、より高い確率を示す）に従って陰影付けされる。
【００４４】
図６Ｂに示すように、一実施形態では、２つのドライブ７０３ａおよび７０３ｂを整列させるために重み付きＩＣＰアプローチを適用するために、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、閾値を上回る確率を有するこれらの高度ポイントについて、２つのドライブ７０３ａおよび７０３ｂ（または任意の数の候補ドライブ）間の一対のポイントを一致させる。一実施形態では、その後、１つ以上の変換ベクトル７２１が計算されて、確率閾値を満たす確率で一致したピクセルに基づいて２つのドライブ７０３ａ〜７０３ｂを整列させる。一実施形態では、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、ドライブ７０３ａ〜７０３ｂ間のマッチングされたポイントの各対に対して変換ベクトル７２１を計算することができる。一例として、変換ベクトル７２１は、地図７０３ａ〜７０３ｂのうちの１つからのマッチポイントを他の地図のマッチしたポイントに変換するための変換パラメータを提供する。変換パラメータには、シフト、回転、スケールなどが含まれるが、これらに限定されない。一実施形態では、変換ベクトル７２１は、特定の基準ドライブまたはＤＥＭに対する、候補ドライブまたはＤＥＭＳの各対、またはすべての候補ドライブを決定することができる。次いで、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、変換ベクトル７２１を２つのドライブ７０３ａ〜７０３ｂに適用して、グローバル座標系および／または境界を使用して候補ドライブを表す融合高度地図７２３を生成することができる。
【００４５】
同じレベルの整列に加えて、またはこれに代わるものとして、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、一実施形態による階層的タイルベースＤＥＭの解像度レベル間のクロスレベルＤＥＭ整列５２３を実行することができる。このようにして、本明細書に記載の実施形態による階層的タイルベースのＤＥＭ表現を生成するために、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、複数の解像度レベルのそれぞれに対して複数の異なるデータソース間でクロスレベル整列、同一レベル整列、またはそれらの組み合わせを実行することができる。一実施形態では、クロスレベルＤＥＭ整列は、データソースからのＤＥＭを異なる解像度で整列することを目的とする。一実施形態では、ここでのクロスレベルＤＥＭ整列は、階層的タイルベースＤＥＭの非隣接レベル間の整列に使用することができる。上記の例のデータソースによれば、例えば、レベル１６以下のＤＥＭデータは、ＵＳＧＳまたは他の同等の高度データソースから決定される。比較すると、レベル１９などのより高い解像度レベルは、ＨＤソース（例えば、地上ベースのＬｉＤＡＲポイントクラウドデータ）に基づいている。したがって、一実施形態では、クロスレベルＤＥＭ整列プロセス５２３は、ｎとｎ＋ｋ（ｋは１以上の整数である）レベルとの間の整列を処理する。隣接する解像度レベルを整列するために、ｋは１に等しくてもよい。隣接していないレベル間を整列させるために、ｋは２以上にすることができる。
【００４６】
一実施形態では、クロスレベル整列プロセス５２３は、グローバル座標系に整列することも含む。しかしながら、このプロセスには別の問題がある。つまり、クロスレベルのエラーをどのように減らすかである。説明するために、レベルｎとｎ＋ｋに２つのＤＥＭが存在すると仮定する。ここで、ｎ⊂［０、１７］、ｋ⊂［１，５］）である。レベルｎの特定のタイルは、ｎ＋ｋレベルからの２ｋ個のタイルを含み、これはシフトエラーが次のようになることを意味する。
【００４７】
【数１】
2019096316.tif 000003
【００４８】
これは、言い換えると、２つのＤＥＭが直接整列されている場合、レベルｎでの地上解像度に等しい。
【００４９】
この課題に対処するために、ＤＥＭ統合モジュール４０３はサーベイポイントを使用することができる。たとえば、サードパーティのシングルポイント測量による測量ポイントが利用可能な場合、そのポイントはグラウンドトゥルースポイントとみなされ、階層的タイルベースのＤＥＭシステム全体を調整してこのポイントに合わせることができる。一実施形態では、細かい単一ポイント測量がタイルベースのＤＥＭの高解像度ＤＥＭと位置合わせされる。言い換えれば、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、より低い解像度の（しかし、より広い領域をカバーする）ＤＥＭに、単一のポイントをどこに配置すべきかを知らないかもしれない。しかしながら、一実施形態では、ＤＥＭ統合モジュール４０３は、「修正された」高解像度データを反復して使用して、階層的タイルベースＤＥＭのより低い解像度の層での位置合わせをさらに改善することができる。
【００５０】
一実施形態では、階層的タイルベースのＤＥＭを生成し整列させた後、ＤＥＭ圧縮モジュール４０５は、タイルベースのＤＥＭをさらに処理して（例えば、圧縮プロセス５２５ａ〜５２５ｃを介して）データ圧縮を改善し、メモリおよびディスクリソース使用率の有利な減少、高度データ検索速度の向上を実現する。例えば、先に説明したように、より高い解像度のタイルからのいくつかのピクセルは空であり、その結果、特に高解像度レベルでデータが希薄になることがある。また、一実施形態では、解像度レベルｎは、階層的タイルベースＤＥＭ内のレベルｎ＋１の粗い表現である。
【００５１】
例示として、以下があげられる。
【００５２】
・米国における都市部のカバレッジの合計は２７５，５３８．４７平方キロメートルであり、これは米国国勢調査局によると、面積の３．６０％である。これらは、スマートシティイニシアチブおよびその他の同様の目的に関連したさまざまなモデリング目的のために、ＤＥＭデータのメーターレベルの解像度を必要とする地域である。
【００５３】
・米国の陸地面積の０．６１％は、自律走行などのアプリケーションをサポートするために、サブメートルレベルのＤＥＭを必要とするすべての種類の道路によってカバーされている。
【００５４】
したがって、高解像度高度データ（例えば、サブメータレベルのデータ）は、一般に、世界地図の広い領域に必要とされないか、または利用可能ではない。換言すれば、レベルｎにおいて、レベルｎ＋１のサブタイルのいくつかは、より深い情報を含まないことを意味する。このデータ希薄性の一例を図８に示す。図８は、ＤＥＭ８０１の各ピクセルがレベル１９の解像度に対応するＤＥＭ８０１を示す。この例では、最も暗い影付きのピクセルは、レベル１９（例えば、道路に対応する）で利用可能な高度値を有するピクセルを示し、他のすべてのピクセルは空である。比較すると、レベル１６の画素サイズは境界８０３によって示され、レベル１７の画素サイズは境界８０５によって示され、レベル１７の画素サイズは境界８０７によって示され、レベル１８の画素サイズは境界８０９で示される。
【００５５】
一実施形態では、異なるレベル間のデータ希薄性の観察に基づいて、ＤＥＭ圧縮モジュール４０５は、例えば、ベースラインの解像度レベルとして、タイルベースのＤＥＭの複数の解像度レベルのうちの少なくとも１つを指定することによって、タイルベースのＤＥＭを圧縮することができる。ＤＥＭ圧縮モジュールは、次に、タイルベースのＤＥＭの他の選択されていない解像度レベルからのＤＥＭデータを、指定された解像度レベルに融合することができる。このようにして、階層的タイルベースのＤＥＭのすべてのＤＥＭは、選択された１つの解像度レベルのデータで表され、記憶スペースの必要性が低減され、データ検索時間が短縮される。例えば、ＨＤ  ＤＥＭシステム５２７（例えば、ＤＥＭプラットフォーム１０１）は、指定されたレベルで要求された高度データ出力５３１を生成するために指定されたレベルを高度クエリ５２７に指示することによって、指定レベルの高度データに対する高度クエリ５２９に応答することができる。
【００５６】
例えば、高度クエリ５２９に応答する指定された解像度レベルの地図高度データは、指定された解像度レベルよりも低い解像度レベルを指定する高度データの要求に応答するように圧縮することができる。一実施形態では、データを圧縮することは、要求された解像度レベルのピクセル領域に等しいピクセルまたはタイルを組み合わせて、結合タイルまたはピクセルの高度値に基づいて高度を返すことを含む（例えば、平均、最小、最大、中央値など）。同様に、高度クエリ５２９に応答する指定解像度レベルの地図高度データは、指定解像度レベルよりも高い解像度レベルを指定する高度データの要求に応答するように補間することができる。一実施形態では、過剰補間を回避するために、ＤＥＭ圧縮モジュール４０５は、タイルベースのＤＥＭからのすべてのＤＥＭデータが融合されるレベルとして比較的高解像度のレベル（例えば、レベル１７以上）を指定することができる。
【００５７】
図１に戻って、一実施の形態では、システム１００の車両１０３およびＵＥ１０５は、ＤＥＭプラットフォーム１０１によって提供されるデジタル輸送インフラストラクチャの一部である。言い換えれば、前述のように、車両１０３および／またはＵＥ１０５は、ＤＥＭプラットフォーム１０１による処理のために地理的データ（例えば、高度データ、インシデントレポート、イベントレポートなど）を送信または収集する地理的データ収集システムの一部である。一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、地図または高度データ（地理データベース１１１の追加の説明は、図９に関して以下に提供される）のタイル投影を含む、道路ネットワークに関するデータ（例えば、異なる解像度の高度データを含む）をマッピングすることを含む、地理データベース１１１への接続性またはアクセスを有する。一実施形態では、本明細書に記載の様々な実施形態に従う生成された階層的解像度タイルベースのＤＥＭ表現は、エンドユーザへの配布のためにＤＥＭプラットフォーム１０１によって地理データベース１１１に格納することもできる。加えて、またはこれに代えて、階層的タイルベースＤＥＭおよび／または関連情報は、ＤＥＭプラットフォーム１０１による後続の検索および処理のために、地理データベース１１１内のシステム１００の別の構成要素によって格納され得る。
【００５８】
一実施形態では、車両１０３および／またはＵＥ１０５は、ソフトウェアアプリケーション１１３を実行して、ＤＥＭプラットフォーム１０１によって生成された階層的タイルベースＤＥＭを照会、提示、または使用することができる。例えば、アプリケーション１１３がナビゲーションアプリケーションである場合、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、道路網内を移動する際により良い状況認識を提供するために、リアルタイムでタイルベースの高度データをアプリケーション１１３に送信または発行することができる。一実施形態では、タイルベースのＤＥＭデータを受信する車両１０３は、自律走行行動または車両１０３の制御を計算するために高度データを使用することができる自律型または高度に支援された走行車両とすることができる。例えば、タイルベースのＤＥＭデータは、ルーティング情報を決定し、潜在的に問題のある領域の通知などを提供するために使用することができる。
【００５９】
一例として、ＵＥ１０５は、組み込みナビゲーションシステム、パーソナルナビゲーションデバイス、モバイルハンドセット、ステーション、ユニット、デバイス、マルチメディアコンピュータ、マルチメディアを含む任意のタイプの組み込みシステム、モバイル端末、固定端末、ノートブックコンピュータ、ネットブックコンピュータ、タブレットコンピュータ、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）装置、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、オーディオ／ビデオプレーヤ、デジタルカメラ／ビデオカメラ、位置決め装置、テレビジョン受信機、ラジオ放送受信機、電子書籍機器、ゲーム機器、またはこれらの機器の付属品および周辺機器を含むそれらの任意の組み合わせ、またはそれらの任意の組み合わせを含み、これらの装置のアクセサリおよびこれらの装置の周辺機器、またはその任意の組合わせを含む、任意の組み込みシステム、携帯端末、固定端末、またはポータブル端末である。ＵＥ１０５は、ユーザに対する任意のタイプのインターフェース（例えば、「ウェアラブル」回路など）をサポートすることもできると考えられる。一実施形態では、ＵＥ１０５は、車両１０３（例えば、自動車）、車両１０３の構成部品、モバイルデバイス（例えば、電話）、および／またはそれらの組み合わせに関連付けられてもよい。同様に、車両１０３は、ＵＥ１０５の機能のすべてまたは一部を実行することができるコンピューティング構成要素を含むことができる。
【００６０】
一例として、アプリケーション１１３は、車両制御アプリケーション、マッピングアプリケーション、位置ベースのサービスアプリケーション、ナビゲーションアプリケーション、コンテンツ提供サービス、カメラ／イメージングアプリケーション、メディアプレーヤアプリケーション、ソーシャルネットワーキングアプリケーション、カレンダーアプリケーションなどを含む、車両１０３および／またはＵＥ１０５で実行可能な任意のタイプのアプリケーションであってもよい。一実施形態では、アプリケーション１１３は、ＤＥＭプラットフォーム１０１のクライアントとして機能し、ＤＥＭプラットフォーム１０１の１つ以上の機能を単独で、またはＤＥＭプラットフォーム１０１と組み合わせて実行することができる。
【００６１】
一実施形態では、車両１０３および／またはＵＥ１０５は、地理的データ（例えば、高度データを含む）を生成または収集するための様々なセンサで構成されている。一例として、センサは、限定されるものではないが、地上ベースのＬｉＤＡＲ、位置データ（ＧＰＳなど）を収集するための全地球測位センサ、異なる短距離通信用の無線信号または受信機を検出するためのネットワーク検出センサ（例えば、ブルートゥース（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｌｉ−Ｆｉ、近距離通信（ＮＦＣ）など）、時間情報センサ、画像データ（例えば、カメラセンサは、分析のために、道路標識情報、道路障害物の画像などを自動的に取り込んでもよい）を収集するためのカメラ／画像センサ、音声データを集める音声レコーダ、自動車のステアリングホイールに取り付けられた速度センサ、１つ以上の車両スイッチが接続されているかどうかを判断するためのスイッチセンサなどを含むことができる。
【００６２】
車両１０３および／またはＵＥ１０５のセンサの他の例は、光センサ、高さセンサおよび加速度センサ（例えば、加速度計が加速度を測定することができ、車両の向きを決定するために使用することができる）で増強された方位センサ、移動経路に沿った車両の上昇または下降の程度を検出するための傾斜センサ、湿度センサ、圧力センサなどを含むことができる。さらなる例示的な実施形態では、車両周辺のセンサは、車線からの車両の相対距離、他の車両の存在、歩行者、信号機、窪みおよび他の物体の存在、またはそれらの組み合わせを検出してもよい。１つのシナリオでは、センサは気象データ、交通情報、またはそれらの組み合わせを検出することができる。１つの例示的な実施形態では、車両１０３および／またはＵＥ１０５は、プローブデータを生成するために車両１０３および／またはＵＥ１０５に関連する現在の位置および時間を決定するために、衛星１１５から地理座標を取得するＧＰＳ受信機を含むことができる。さらに、位置は、Ａ−ＧＰＳ、原点のセル、または他の位置外挿技術などの三角測量システムによって決定することができる。さらに別の実施形態では、センサは、ワイパーの作動、ブレーキペダルの使用、加速ペダルの使用、ステアリングホイールの角度、ハザードライトの作動、などのような自動車の様々な制御要素の状態を決定することができる。
【００６３】
システム１００の通信ネットワーク１０７は、データネットワーク、無線ネットワーク、電話ネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせなどの１つ以上のネットワークを含む。データネットワークは、任意の局所的なエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、公衆データネットワーク（例えば、インターネット）、近距離無線ネットワーク、またはその他のいずれかであってもよい商業的に所有されている独自のパケット交換ネットワーク、例えば専用ケーブルまたは光ファイバネットワークなど、またはそれらの任意の組み合わせなどの適切なパケット交換ネットワークであってもよいことが考えられる。さらに、無線ネットワークは、例えば、セルラーネットワークであってもよく、グローバルに展開する強化されたデータ速度（ＥＤＧＥ）、一般的なパケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、携帯通信用グローバルシステム（ＧＳＭ（登録商標））、インターネットプロトコルマルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）、ユニバーサル移動通信システム（ＵＭＴＳ）など、と同様に、例えば、広範囲で利用可能な高速無線通信技術（ＷｉＭＡＸ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、マルチメディアサブシステム（ＩＭＳ）、のような他の適切な無線媒体、無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、インターネットプロトコル（ＩＰ）データキャスティング、衛星、モバイルアドホックネットワーク（ＭＡＮＥＴ）、および同様の、またはそれらの任意の組み合わせを含む、様々な技術を採用してもよい。
【００６４】
一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、複数の相互接続された構成要素を有するプラットフォームであってもよい。ＤＥＭプラットフォーム１０１は、複数のサーバ、インテリジェントネットワーキングデバイス、コンピューティングデバイス、構成要素、および地図データ分析のための軌道バンドルを提供するための対応するソフトウェアを含むことができる。さらに、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、システム１００の別個の物、サービスプラットフォーム１１９、または車両１０３および／またはＵＥ１０５内に含まれる、１つ以上のサービス１１７ａ〜１１７ｍの一部（集合的にサービス１１７と呼ばれる）、ことに注意のこと。
【００６５】
サービスプラットフォーム１１９は、ＤＥＭプラットフォーム１０１によって提供されるタイルベースのＤＥＭデータを処理または使用するように構成された任意のタイプのサービス１１７を含むことができる。一例として、サービス１１７は、第三者サービスであってもよく、自立車両サービス、マッピングサービス、ナビゲーションサービス、旅行計画サービス、通知サービス、ソーシャルネットワーキングサービス、コンテンツ（例えば、オーディオ、ビデオ、画像など）プロビジョニングサービス、アプリケーションサービス、ストレージサービス、コンテキスト情報決定サービス、位置ベースのサービス、情報ベースのサービス（例えば、天候、ニュース等）、を含む。一実施形態では、サービスプラットフォーム１１９は、サービス１１７を提供するために、ＤＥＭプラットフォーム１０１、車両１０３、および／またはＵＥ１０５と対話することができる。
【００６６】
一実施形態では、コンテンツプロバイダ１２１ａ〜１２１ｋ（集合的にコンテンツプロバイダ１２１と呼ばれる）は、車両１０３および／またはＵＥ１０５、ＤＥＭプラットフォーム１０１、および／またはサービス１１７へのコンテンツまたはデータ（例えば、地理データを含む）を提供してもよい。提供されるコンテンツは、テキストコンテンツ、オーディオコンテンツ、ビデオコンテンツ、画像コンテンツなどの任意のタイプのコンテンツとすることができる。一実施形態では、コンテンツプロバイダ１２１は、ＤＥＭプラットフォーム１０１によって受けられた地理的データが指示された交通インシデントおよび／または他の位置ベースのイベントの検出および分類を補助するコンテンツを提供してもよい。一実施形態では、コンテンツプロバイダ１２１は、車両１０３、ＵＥ１０５、ＤＥＭプラットフォーム１０１、および／またはサービス１１７に関連するコンテンツを格納することもできる。別の実施形態では、コンテンツプロバイダ１２１は、データの中央リポジトリへのアクセスを管理し、高度データ、タイルベースのＤＥＭデータ、プローブデータのリポジトリなどのデータに対する一貫した標準インターフェースを提供することができる。１つ以上のソースからの道路リンクの特徴を検索および／またはアクセスするための、既知のまたはまだ開発中の方法、技術またはプロセスは、ＤＥＭプラットフォーム１０１によって使用されてもよい。
【００６７】
一例として、ＤＥＭプラットフォーム１０１、車両１０３、ＵＥ１０５、サービスプラットフォーム１１９、およびコンテンツプロバイダ１２１は、周知の、新規の、またはまだ開発中のプロトコルを使用して、システム１００の互いおよび他の構成要素と通信する。この文脈において、プロトコルは、通信リンクを介して送信される情報に基づいて、通信ネットワーク１０７内のネットワークノードが互いにどのように相互作用するのかを規定する１組の規則を含む。プロトコルは、様々なタイプの物理的信号の生成および受信から、それらの信号を伝送するためのリンクの選択、それらの信号によって示される情報のフォーマットへの選択、それらの信号によって示される情報のフォーマット、情報を送信または受信するコンピュータシステムで実行されるソフトウェアアプリケーションの識別まで、各ノード内での操作の異なる層で有効である。ネットワークを介して情報を交換するための概念的に異なるプロトコルの層は、オープンシステム相互接続（ＯＳＩ）参照モデルに記載されている。
【００６８】
ネットワークノード間の通信は、典型的には、個別のデータパケットを交換することによって行われる。各パケットは、典型的には、（１）特定のプロトコルに関連するヘッダ情報と、（２）ヘッダ情報に続き、その特定のプロトコルとは独立して処理され得る情報を含むペイロード情報とを含む。いくつかのプロトコルでは、パケットは、（３）ペイロードに続き、ペイロード情報の終わりを示すトレーラ情報を含む。ヘッダは、パケットの送信元、宛先、ペイロードの長さ、プロトコルで使用されるその他のプロパティなどの情報が含む。
【００６９】
多くの場合、特定のプロトコルのペイロード内のデータは、ＯＳＩ参照モデルの異なる上位層に関連付けられた異なるプロトコルのヘッダとペイロードが含まれる。特定のプロトコルのヘッダは、通常、そのペイロードに含まれる次のプロトコルのタイプを示す。上位層のプロトコルは、下位層のプロトコルにカプセル化されると言われている。インターネットなどの複数の異種ネットワークを横断するパケットに含まれるヘッダは、物理的（層１）ヘッダ、データリンク（層２）ヘッダ、インターネットワーク（層３）ヘッダおよびトランスポート（層４）ヘッダ、ＯＳＩ参照モデルで定義されているさまざまなアプリケーション（層５、層６、および層７）ヘッダが含まれる。
【００７０】
図９は、例示的な実施形態による、システム１００の地理データベース１１１の図である。例示的な実施形態では、クラスタリングされた地理的データは、地理的データベース１１１またはそのデータに格納され、関連付けられ、および／またはリンクされ得る。一実施形態では、地理データベース１１１は、例示的な実施形態による、パーソナライズされたルート決定などのマッピングおよび／またはナビゲーション関連サービスに使用される（または使用のためにコンパイルされるように構成される）地理データ９０１を含む。例えば、地理データベース１１１は、ノードデータレコード９０３、道路セグメントまたはリンクデータレコード９０５、ＰＯＩデータレコード９０７、タイルベースのＤＥＭレコード９０９、他のレコード９１１、およびインデックス９１３を含む。より多く、より少ない、または異なるデータ記録を提供することができる。一実施形態では、追加のデータ記録（図示せず）は、地図作成（「カート」）データ記録、経路指定データ、および操縦データを含むことができる。一実施形態では、索引９１３は、地理データベース１１１におけるデータ検索操作の速度を向上させることができる。索引９１３は、アクセスされるたびに地理データベース１１１内のすべての行を検索する必要なしに、素早くデータを位置決めするために使用してもよい。
【００７１】
例示的な実施形態では、道路セグメントデータレコード９０５は、例示的な実施形態による、１つ以上のパーソナライズされたルートを決定するための計算されたルートまたは記録されたルート情報に使用される道路、通りまたはパスを表すリンクまたはセグメントである。ノードデータレコード９０３は、道路セグメントデータレコード９０５のそれぞれのリンクまたはセグメントに対応するエンドポイントである。道路リンクデータレコード９０５およびノードデータレコード９０３は、車両、自動車、および／または他の物で使用されるような、道路ネットワークを表す。あるいは、地理データベース１１１は、例えば、車両道路記録データに加えて、またはその代わりに、歩行者経路または領域を表す経路セグメントおよびノードデータレコードまたは他のデータを含むことができる。
【００７２】
道路／リンクセグメントおよびノードは、ガソリンスタンド、ホテル、レストラン、美術館、スタディアム、オフィス、自動車ディーラショップ、自動車修理工場、建物、店、駐車場などのＰＯＩだけでなく、地理的座標、街路名、住所範囲、速度限界、交差ポイントにおける回転制限、および他のナビゲーション関連属性などの属性と関連付けることができる。地理データベース１１１は、ＰＯＩに関するデータと、ＰＯＩデータレコード９０７内のそれぞれの位置とを含むことができる。地理的データベース１１１は、都市、町、または他のコミュニティなどの場所についてのデータ、および水域、山脈などの他の地理的特徴に関するデータを含むことができる。そのような場所または特徴データは、ＰＯＩデータレコード９０７の一部、または、ＰＯＩまたはＰＯＩデータレコード９０７（都市の位置を表示または表すために使用されるデータポイントなど）に関連付けることができる。
【００７３】
一実施形態では、地理データベース１１１は、階層的または多レベルのタイル投影に従って提示される。このタイル投影（例えば、階層的タイルベースのＤＥＭデータ）に関連した情報は、タイルベースのＤＥＭ記録９０９に格納される。より具体的には、一実施形態では、地理データベース１１１は、正規化されたメルカトル投影法に従って定義されてもよい。他の投影法を用いてもよい。一例として、メルカトルまたは類似の投影の地図タイルグリッドは、マルチレベルグリッドである。地図タイルグリッドのレベル内の各セルまたはタイルは、同じレベルのグリッドの同じタイル数に割り切れる。換言すれば、地図タイルグリッドの初期レベル（例えば、最低ズームレベルのレベル）は、４つのセルまたは矩形に分割可能である。これらのセルのそれぞれは、４つのセル等に分割され、投影の最高のズームまたは解像度レベルに達するまで続く。
【００７４】
一実施形態では、タイル識別子（タイルＩＤ）を定義するために、地図タイルグリッドに系統的に番号を付けてもよい。例えば、左上のタイルには００が付けられ、右上のタイルには０１が付けられ、左下のタイルには１０が付けられ、右下のタイルには番号１１が付けられてもよい。一実施形態では、各セルは、親タイルＩＤと新しいタイル位置とを連結することによって番号付けされる。さまざまな番号付けスキームも可能である。ますます小さくなる地理的領域を有する任意の数のレベルが、地図タイルグリッドを表すことができる。地図タイルグリッドのどのレベル（ｎ）にも２（ｎ＋１）のセルがある。したがって、レベル（ｎ）の任意のタイルは、Ａ／２（ｎ＋１）の地理的エリアを有し、ここで、Ａは、ワールドの総地理的エリアまたは地図タイルグリッド１０の総面積である。番号付けシステムのために、地図タイルグリッドまたは投影の任意のレベルにおける任意のタイルの正確な位置は、タイルＩＤから一意的に決定されてもよい。
【００７５】
一実施形態では、システム１００は、地図タイルグリッドのタイルのタイルＩＤに基づいて決定されたクワッドキーによってタイルを識別することができる。たとえば、クワッドキーは、数値を含む１次元配列である。一実施形態では、クワッドキーは、特定のレベルでグリッド内のタイルの行および列座標のビットをインターリーブすることによって計算または決定することができる。インターリーブされたビットは、所定のベース番号（例えば、ベース１０、ベース４、１６進数）に変換することができる。一例では、クワドキーの一次元配列の長さを一定に保つために、地図タイルグリッドのレベルにかかわらず、先行ゼロを挿入または保持する。別の例では、クワッドキーの１次元配列の長さは、地図タイルグリッド１０内の対応するレベルを示すことができる。一実施形態では、クワッドキーは、地理的データポイントが位置するタイルを識別するために使用できる地理的データポイントのそれぞれのハッシュまたは符号化方式の例である。
【００７６】
一実施形態では、タイルベースのＤＥＭ記録９０９はまた、本明細書に記載の様々な実施形態に従って生成された階層的なタイルベースのＤＥＭを記憶する。一実施形態では、ＤＥＭプラットフォーム１０１は、階層的タイルベースのＤＥＭデータのリアルタイムまたは実質的にリアルタイムの配信を（例えば、自律型車両操作のために）サポートする。タイルベースのデータレコード９０９を提供する。一実施形態では、リアルタイムまたは実質的にリアルタイムとは、入力（例えば、高度クエリ）を受信してから所定の時間内に出力（例えば、タイルベースのＤＥＭデータの分布）を生成することを指す。この所定の期間は、システム１００がどのようにリアルタイムまたは実質的にリアルタイムのスケールを示すように構成されているかに応じて、データ収集のミリ秒から数秒または数分またはそれ以上に構成することができる。
【００７７】
一実施形態では、地理データベース１１１は、サービスプラットフォーム１１９（例えば、地図開発者）に関連してコンテンツプロバイダ１２１によって維持することができる。地図の開発者は、地理的データを収集して、地理的データベース１１１を生成および強化することができる。データを収集するために地図の開発者が使用する様々な方法があり得る。これらの方法には、地方自治体またはそれぞれの地理的当局のような他の情報源からデータを取得することが含まれ得る。さらに、地図開発者は、地理的領域全体の道路沿いに車で移動して地物を観察したり、地物の情報を記録したりすることができる。また、航空写真や衛星写真などのリモートセンシングも使用できる。
【００７８】
地理データベース１１１は、更新、保守、および開発を容易にするフォーマットで記憶されたマスター地理データベースであってもよい。例えば、マスター地理データベース１１１またはマスター地理データベース１１１内のデータは、開発または生産の目的のために、Ｏｒａｃｌｅ空間フォーマットまたは他の空間フォーマットにすることができる。Ｏｒａｃｌｅの空間フォーマットまたは開発／運用データベースは、地理データ・ファイル（ＧＤＦ）フォーマットなどの配信フォーマットにコンパイルできる。生産および／または配信フォーマットのデータは、エンドユーザのナビゲーションデバイスまたはシステムで使用することができる、地理データベース製品またはデータベースを形成するようにコンパイルまたはさらにコンパイルすることができる。
【００７９】
例えば、地理的データは、例えば、車両１０３またはＵＥ１０５などのナビゲーションデバイスによって、自律車両操作、ルート計算、経路案内、地図表示、速度計算、距離および移動時間機能、および他の機能のような、ナビゲーション関連機能および／またはサービスを実行するためのデータを編成および／または構成するために（プラットフォーム仕様書式（ＰＳＦ）形式などに）コンパイルされる。ナビゲーション関連機能は、車両ナビゲーション、歩行者ナビゲーション、または他のタイプのナビゲーションに対応することができる。エンドユーザデータベースを作成するためのコンパイルは、地図開発者とは別のパーティまたは物によって実行することができる。例えば、ナビゲーションデバイス開発者または他のエンドユーザデバイス開発者のような地図開発者の顧客は、受け取った地理データベースを配信フォーマットで実行して、１つ以上のコンパイル済みナビゲーションデータベースを生成することができる。
【００８０】
上述したように、地理データベース１１１はマスター地理データベースとすることができるが、代替の実施形態では、地理データベース１１１は、エンドユーザデバイス（例えば、車両１０３、ＵＥ１０５など）を使用してナビゲーション関連機能を提供する。例えば、地理データベース１１１は、エンドユーザにナビゲーション機能を提供するためにエンドユーザデバイスとともに使用することができる。そのような場合、地理データベース１１１は、アプリケーション１１３などのエンドユーザデバイス（例えば、車両１０３、ＵＥ１０５など）にダウンロードまたは格納することができ、またはエンドユーザデバイスは、（例えば、サーバおよび／または通信ネットワーク１０７を介した）無線または有線接続を含むことができる。
【００８１】
一実施形態では、エンドユーザ装置は、車載ナビゲーションシステム、自律車両制御システム、パーソナルナビゲーションデバイス（ＰＮＤ）、ポータブルナビゲーションデバイス、携帯電話、携帯電話、パーソナルデジタル  （ＰＤＡ）、腕時計、カメラ、コンピュータ、および／またはデジタル経路指定および地図表示などのナビゲーション関連機能を実行することができる他の装置を含むことができる。一実施形態では、ナビゲーションデバイス（例えば、ＵＥ１０５）は携帯電話であってもよい。エンドユーザは、例えば、ガイダンスおよび地図表示などのデバイスナビゲーション機能を使用することができ、例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの識別された関心地ポイントへの経路情報の決定が可能になる。
【００８２】
階層的タイルベースのＤＥＭを提供するための本明細書で説明するプロセスは、ソフトウェア、ハードウェア（例えば、汎用プロセッサ、デジタル信号処理（ＤＳＰ）チップ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など）、ファームウェア、またはそれらの組み合わせを介して、有利に実施されてもよい。説明された機能を実行するためのそのような例示的なハードウェアを以下に詳述する。
【００８３】
図１０は、本発明の実施形態をその上に実装することができるコンピュータシステム１０００を示す。コンピュータシステム１０００は、本明細書に記載の階層的タイルベースＤＥＭを提供するように（例えば、コンピュータプログラムコードまたは命令を介して）プログラムされ、コンピュータシステム１０００の他の内部および外部構成要素間で情報を渡すためのバス１０１０などの通信メカニズムを含む。情報（データとも呼ばれる）は、測定可能な現象、典型的には電圧であるが、他の実施形態では、磁気、電磁気、圧力、化学、生物学、分子、原子、量子相互作用を含む、物理的な表現として表される。例えば、北および南磁場、またはゼロおよび非ゼロ電圧は、２進数（ビット）の２つの状態（０，１）を表す。他の現象は、より高いベースの数字を表すことができる。測定前の複数の同時量子状態の重ね合わせは、量子ビット（量子ビット）を表す。１つ以上の数字のシーケンスは、文字の番号またはコードを表すために使用されるデジタルデータを構成する。いくつかの実施形態では、アナログデータと呼ばれる情報は、特定の範囲内の測定可能な値のほぼ連続した値によって表される。
【００８４】
バス１０１０は、情報がバス１０１０に結合されたデバイス間で迅速に転送されるように、情報の１つ以上の並列導体を含む。情報を処理するための１つ以上のプロセッサ１００２がバス１０１０に結合される。
【００８５】
プロセッサ１００２は、階層的タイルベースのＤＥＭを提供することに関連するコンピュータプログラムコードによって指定された情報に関する一連の操作を実行する。コンピュータプログラムコードは、特定の機能を実行するためのプロセッサおよび／またはコンピュータシステムの動作のための命令を提供する命令または命令のセットである。例えば、コードは、プロセッサのネイティブ命令セットにコンパイルされたコンピュータプログラミング言語で書かれてもよい。コードは、ネイティブ命令セット（例えば、機械語）を使用して直接書き込むこともできる。オペレーションのセットは、バス１０１０から情報を取り込み、バス１０１０上に情報を配置することを含む。典型的には、オペレーションのセットは、ＯＲ、排他的ＯＲ（排他的論理和）（ＸＯＲ）、および論理積（ＡＮＤ）のような加算または乗算または論理演算による、２つ以上の情報ユニットの比較、情報ユニットの位置のシフト、および２つ以上の情報ユニットの組み合わせを含む。プロセッサによって実行され得る一連の操作の各操作は、１つ以上の数字の操作コードなどの命令と呼ばれる情報によってプロセッサに表される。一連のオペレーションコードのような、プロセッサ１００２によって実行される一連の動作は、コンピュータシステム命令または単純にコンピュータ命令とも呼ばれるプロセッサ命令を構成する。プロセッサは、機械的、電気的、磁気的、光学的、化学的または量子構成要素として、とりわけ単独でまたは組み合わせて実施されてもよい。
【００８６】
コンピュータシステム１０００はまた、バス１０１０に結合されたメモリ１００４を含む。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）または他の動的記憶装置などのメモリ１００４は、階層的タイルベースのＤＥＭを提供するためのプロセッサ命令を含む情報を記憶する。動的メモリは、そこに記憶された情報がコンピュータシステム１０００によって変更されることを可能にする。ＲＡＭは、メモリアドレスと呼ばれる場所に記憶された情報の単位を、隣接するアドレスの情報とは独立して記憶および検索することを可能にする。メモリ１００４は、プロセッサ命令の実行中に一時的な値を記憶するためにプロセッサ１００２によっても使用される。コンピュータシステム１０００はまた、コンピュータシステム１０００によって変更されない命令を含む静的情報を記憶するために、バス１０１０に結合された読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１００６または他の静的記憶装置を含む。メモリの中には、電力が失われたときにそこに格納されている情報を失うものからなる。また、バス１０１０には、コンピュータシステム１０００の電源が切られていても、失われても保持される命令を含む情報を記憶するための、不揮発性（永続的）記憶装置１００８、例えば磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュカードが結合される。
【００８７】
階層的タイルベースのＤＥＭを提供するための命令を含む情報が、人間のユーザまたはセンサによって操作される英数字キーを含むキーボードなどの外部入力装置１０１２からプロセッサによって使用されるためにバス１０１０に提供される。センサは、その近傍の状態を検出し、コンピュータシステム１０００内の情報を表すために使用される測定可能な現象に適合する物理的表現にそれらの検出を変換する。バス１０１０に結合された主として人間と対話するために使用される他の外部装置は、陰極線管（ＣＲＴ）または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のような表示装置、またはテキストまたは画像を表示するためのプラズマスクリーンまたはプリンタ、ならびにマウスまたはトラックボールまたはカーソル方向キーなどのポインティングデバイス１０１６、あるいは、ディスプレイ１０１４上に提示される小さなカーソル画像の位置を制御し、ディスプレイ１０１４上に提示されたグラフィック要素に関連するコマンドを発行するために使用される、動きセンサを含む。例えば、コンピュータシステム１０００が人間の入力なしで自動的にすべての機能を実行する実施形態では、外部入力装置１０１２、表示装置１０１４およびポインティング装置１０１６のうちの１つまたは複数が省略されている。
【００８８】
図示された実施形態では、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１０２０などの専用ハードウェアがバス１０１０に結合されている。専用ハードウェアは、特殊目的のためにプロセッサ１００２によって迅速に実行されない動作を実行するように構成される。アプリケーション特有のＩＣの例には、ディスプレイ１０１４のための画像を生成するためのグラフィックスアクセラレータカード、ネットワークを介して送信されたメッセージを暗号化および解読するための暗号化ボード、音声認識、およびロボットアームや、ハードウェアでより効率的に実装されるいくつかの複雑な操作シーケンスを繰り返し実行する、医療走査装置などの特殊な外部装置へのインターフェースを含む。
【００８９】
コンピュータシステム１０００はまた、バス１０１０に結合された通信インターフェース１０７０の１つ以上のインスタンスを含む。通信インターフェース１０７０は、プリンタ、スキャナ、および外付けディスクのような、それ自体のプロセッサで動作する様々な外部デバイスへの一方向または双方向通信結合を提供する。一般に、結合は、それ自体のプロセッサが接続された様々な外部装置に接続されている局所的なネットワーク１０８０に接続されたネットワークリンク１０７８との接続である。例えば、通信インターフェース１０７０は、パーソナルコンピュータ上のパラレルポートまたはシリアルポートまたはユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ポートであってもよい。いくつかの実施形態では、通信インターフェース１０７０は、対応するタイプの電話回線に情報通信接続を提供する統合サービスデジタルネットワーク（ＩＳＤＮ）カードまたはデジタル加入者線（ＤＳＬ）カードまたは電話モデムである。いくつかの実施形態では、通信インターフェース１０７０は、バス１０１０上の信号を同軸ケーブルを介した通信接続用の信号に変換するケーブルモデム、または光ファイバケーブルを介した通信接続用の光信号に変換するケーブルモデムである。別の例として、通信インターフェース１０７０は、イーサネット（登録商標）などの互換性のあるＬＡＮにデータ通信接続を的なエリアネットワーク（ＬＡＮ）カードであってもよい。無線リンクを実装することもできる。無線リンクの場合、通信インターフェース１０７０は、デジタルデータなどの情報ストリームを運ぶ赤外線および光信号を含む電気信号、音響信号または電磁信号を送信または受信し、または受信する。例えば、携帯電話のような携帯電話のような無線ハンドヘルドデバイスでは、通信インターフェース１０７０は、無線トランシーバと呼ばれる無線帯域電磁送信器および受信器を含む。特定の実施形態では、通信インターフェース１０７０は、階層的タイルベースＤＥＭを提供するために通信ネットワーク１０７に接続することを可能にする。
【００９０】
コンピュータ読み取り可能な記憶媒体という用語は、ここでは、実行のための命令を含む情報をプロセッサ１００２に提供することに関与する任意の媒体を指すために使用される。そのような媒体は、非揮発性媒体、揮発性媒体および伝送媒体を含むが、これに限定されない多くの形態をとることができる。揮発性媒体には、例えば、ダイナミックメモリ１００４が含まれる。伝送媒体には、例えば、同軸ケーブル、銅線、光ファイバケーブル、および無線、光、赤外線などの音波や電磁波などの電線やケーブルを使わずに空間を通過する搬送波が含まれる。信号には、振幅、周波数、位相、偏波、または伝送媒体を介して伝送される他の物理的特性の人為的過渡変動が含まれる。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体の一般的な形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の任意の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤＲＷ、ＤＶＤ、他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、光学マークシート、穴または他の光学的に認識可能な印のパターンを有する任意の他の物理的媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、他のメモリチップまたはカートリッジ、搬送波、あるいはコンピュータが読むことができる、任意の他の媒体を含む。
【００９１】
図１１は、本発明の実施形態を実装することができるチップセット１１００を示す。チップセット１１００は、本明細書で説明されるような階層的タイルベースのＤＥＭを提供するようにプログラムされ、例えば、１つ以上の物理的パッケージ（例えば、チップ）に組み込まれている、図１０に関して記載されたプロセッサおよびメモリ構成要素を含む。一例として、物理的パッケージは、物理的強度、サイズの保存、および／または電気的相互作用の制限のような１つ以上の特性を提供するために、１つ以上の材料、構成要素、および／または、構造アセンブリ（例えば、ベースボード）上の配線を含む。特定の実施形態では、チップセットを単一のチップに実装することができると考えられる。
【００９２】
一実施形態では、チップセット１１００は、チップセット１１００の構成要素間で情報を渡すためのバス１１０１などの通信機構を含む。プロセッサ１１０３は、バス１１０１への接続を有し、命令を実行し、例えば、メモリ１１０５に格納された情報を処理する。プロセッサ１１０３は、各コアが独立して実行するように構成された１つ以上の処理コアを含むことができる。マルチコアプロセッサは、単一の物理パッケージ内でマルチプロセッシングを可能にする。マルチコアプロセッサの例には、２つ、４つ、８つ、またはそれ以上の数の処理コアが含まれる。これに代えてまたは加えて、プロセッサ１１０３は、バス１１０１を介してタンデムに構成され、命令の独立した実行、パイプライン化、およびマルチスレッディングを可能にする１つ以上のマイクロプロセッサを含むことができる。プロセッサ１１０３は、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１０７、または１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１１０９などの特定の処理機能およびタスクを実行するための、１つ以上の特殊コンポーネントを伴ってもよい。ＤＳＰ１１０７は、典型的に、プロセッサ１１０３に独立して、リアルタイムに実世界の信号を（例えば、音）を処理するように構成される。同様に、ＡＳＩＣ１１０９は、汎用プロセッサによって容易に実行されない特別な機能を実行するように構成することができる。本明細書で説明される本発明の機能を実行するのを助ける他の特化されたコンポーネントは、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）（図示せず）、１つ以上のコントローラ（図示せず）または１つ以上の他の専用コンピュータチップを含む。一実施形態では、チップセット１１００は、チップセット１１００の構成要素間で情報を渡すためのバス１１０１などの通信機構を含む。プロセッサ１１０３は、バス１１０１への接続を有し、命令を実行し、プロセッサ１１０３は、各コアが独立して実行するように構成された１つ以上の処理コアを含むことができる。マルチコアプロセッサは、単一の物理パッケージ内でマルチプロセッシングを可能にする。マルチコアプロセッサの例には、２つ、４つ、８つ、またはそれ以上の数の処理コアが含まれる。これに代えてまたは加えて、プロセッサ１１０３は、バス１１０１を介してタンデムに構成され、命令の独立した実行、パイプライン化、およびマルチスレッディングを可能にする１つ以上のマイクロプロセッサを含むことができる。プロセッサ１１０３は、１つ以上のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１１０７、または１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）１１０９などの特定の処理機能および仕事を実行するための１つ以上の特殊構成要素を伴ってもよい。ＤＳＰ１１０７同様に、ＡＳＩＣ１１０９は、汎用プロセッサによって容易に実行されない特別な機能を実行するように構成することができる。本明細書で説明される本発明の機能を実行するのを助ける他の特化された構成要素は、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）（図示せず）、１つ以上のコントローラ（図示せず）または１つ以上の他の専用コンピュータチップを含む。
【００９３】
プロセッサ１１０３および添付された構成要素はバス１１０１を介してメモリ１１０５に接続される。メモリ１１０５は、階層的タイルベースのＤＥＭを提供するために、本明細書で説明される発明のステップが実行されたとき、実行可能な命令を格納するための、ダイナミックメモリ（例えば、ＲＡＭ、磁気ディスク、書込み可能な光ディスクなど）とスタティックメモリ（例えば、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭなど）の両方を含む。メモリ１１０５はまた、本発明のステップの実行によって関連付けられるか、または本発明のステップの実行によって生成されるデータを記憶する。
【００９４】
図１２は、本発明による、図１のシステムにおいて動作可能な移動局（例えば、ハンドセット）の例示的な構成要素の図である。一般的に、無線受信器は、フロントエンド特性およびバックエンド特性の観点から定義されることが多い。受信機のフロントエンドは無線周波数（ＲＦ）回路のすべてを包含し、バックエンドはベースバンド処理回路のすべてを包含する。電話機の適切な内部構成要素は、主制御ユニット（ＭＣＵ）１２０３、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２０５、およびマイクロホン利得制御ユニットおよびスピーカ利得制御ユニットを含む受信機／送信機ユニットを含む。メインディスプレイユニット１２０７は、自動接触マッチングを提供する様々なアプリケーションおよび移動局機能をサポートするために、ユーザにディスプレイを提供する。音声機能回路１２０９は、マイク１２１１と、マイク１２１１から出力された音声信号を増幅するマイクアンプとを含む。マイク１２１１から出力された増幅音声信号は、コーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）１２１３に供給される。図１２は、図１のシステムにおいて動作可能な移動局（例えば、ハンドセット）の例示的な構成要素の図である。
【００９５】
１つの実施形態によれば、一般に、無線受信機は、フロントエンド特性およびバックエンド特性の観ポイントから定義されることが多い。受信機のフロントエンドは無線周波数（ＲＦ）回路のすべてを包含し、バックエンドはベースバンド処理回路のすべてを包含する。電話機の適切な内部構成要素は、主制御ユニット（ＭＣＵ）１２０３、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）１２０５、およびマイクロホン利得制御ユニットおよびスピーカ利得制御ユニットを含む受信機／送信機ユニットを含む。メインディスプレイユニット１２０７は、自動接触マッチングを提供する様々なアプリケーションおよび移動局機能をサポートするために、ユーザにディスプレイを提供する。音声機能回路１２０９は、マイク１２１１と、マイク１２１１から出力された音声信号を増幅するマイクアンプとを含む。マイク１２１１から出力された増幅音声信号は、コーダ／デコーダ（ＣＯＤＥＣ）１２１３に供給される。
【００９６】
無線部１２１５は、アンテナ１２１７を介して、移動体通信システムに含まれる基地局と通信するために、電力を増幅し、周波数を変換する。電力増幅器（ＰＡ）１２１９および送信／変調回路は、ＭＣＵ１２０３に接続され、デュプレクサ１２２１またはサーキュレータまたはアンテナスイッチに結合されたＰＡ１２１９からの出力は、当技術分野では周知である。ＰＡ１２１９はまた、バッテリインタフェースおよび電力制御ユニット１２２０に結合する。使用時には、移動局１２０１のユーザは、マイクロホン１２１１に向かって話し、検出されたバックグラウンドノイズと共に彼または彼女の声がアナログ電圧に変換される。次に、アナログ電圧は、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１２２３を介してデジタル信号に変換される。制御ユニット１２０３は、デジタル信号を、音声符号化、チャネル符号化、暗号化、およびインターリーブなどの処理を行うＤＳＰ１２０５に送る。一実施形態では、処理された音声信号は、グローバルエボリューション（ＥＤＧＥ）、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、グローバル通信システム（ＧＳＭ（登録商標））、インターネットプロトコルマルチメディア（ＷｉＭＡＸ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）ネットワーク、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、無線（例えば、無線アクセスネットワーク）、無線通信システム忠実度（ＷｉＦｉ）、衛星などを含む。
【００９７】
符号化された信号は、その後、位相及び振幅歪みのような大気中の送信中に生じる任意の周波数依存性障害の補償のために等化器１２２５に送られる。ビットストリームを等化した後、変調器１２２７は、ＲＦインターフェース１２２９で生成されたＲＦ信号と信号を結合する。変調器１２２７は、周波数または位相変調によって正弦波を生成する。送信用の信号を準備するために、アップコンバータ１２３１は、変調器１２２７から出力された正弦波を、合成器１２３３によって生成された別の正弦波と結合して、所望の送信周波数を達成する。その後、信号はＰＡ１２１９を介して送信され、信号を適切な電力レベルに増加させる。実際のシステムでは、ＰＡ１２１９は可変利得増幅器として動作し、その利得はネットワーク基地局から受信した情報からＤＳＰ１２０５によって制御される。次いで、信号は、デュプレクサ１２２１内でフィルタリングされ、インピーダンスを整合させて最大の電力伝達を提供するために、アンテナカプラ１２３５に任意に送られる。最後に、信号は、アンテナ１２１７を介して局所的な基地局に送信される。自動利得制御（ＡＧＣ）を供給して、受信機の最終段の利得を制御することができる。信号はそこから、別の携帯電話、公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）、または他の電話網に接続された他の携帯電話または地上回線であってもよい遠隔電話に転送されてもよい。
【００９８】
移動局１２０１に送信された音声信号は、アンテナ１２１７を介して受信され、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１２３７によって直ちに増幅される。復調器１２４１はＲＦを除去し、ビットストリームのみを残す一方で、ダウンコンバータ１２３９は搬送波周波数を下げる。次いで、信号は等化器１２２５を通過し、ＤＳＰ１２０５によって処理される。デジタルアナログ変換器（ＤＡ０Ｃ）１２４３が信号を変換し、その結果出力がスピーカ１２４５を介してユーザに送信される。これらは全て主制御ユニット（ＭＣＵ）１２０３で制御され、それは、中央処理装置（ＣＰＵ）（図示せず）として実施することができる。
【００９９】
ＭＣＵ１２０３は、キーボード１２４７からの入力信号を含む様々な信号を受信する。キーボード１２４７および／またはＭＣＵ１２０３は、他のユーザ入力コンポーネント（例えば、マイクロホン１２１１）と組み合わせて、ユーザ入力を管理するユーザインターフェイス回路を含む。ＭＣＵ１２０３は、階層的タイルベースのＤＥＭを提供するために移動局１２０１の少なくともいくつかの機能のユーザ制御を容易にするユーザインタフェースソフトウェアを実行する。ＭＣＵ１２０３は、また、ディスプレイ１２０７およびスピーチ出力スイッチングコントローラにそれぞれ表示コマンドおよびスイッチコマンドを送る。さらに、ＭＣＵ１２０３は、ＤＳＰ１２０５との間で情報のやりとりを行い、オプションで組み込まれたＳＩＭカード１２４９やメモリ１２５１にアクセスすることができる。また、ＭＣＵ１２０３は、ステーションに必要な各種制御機能を実行する。ＤＳＰ１２０５は、実装に応じて、音声信号上の様々な従来のデジタル処理機能のいずれかを実行することができる。さらに、ＤＳＰ１２０５は、マイクロホン１２１１によって検出された信号から局所的な環境のバックグラウンドノイズレベルを決定し、マイクロホン１２１１の利得を、移動局１２０１のユーザの自然な傾向を補償するために選択されたレベルに設定する。
【０１００】
ＣＯＤＥＣ１２１３は、ＡＤＣ１２２３とＤＡＣ１２４３とを含む。メモリ１２５１は、着信音データを含む各種データを記憶し、例えばグローバルインターネットを介して受信した音楽データを含む他のデータを記憶することができる。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、レジスタ、または非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を含む当技術分野で知られている書き込み可能なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の他の形態で存在することができる。例えば、メモリデバイス１２５１は、単一のメモリ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、光ストレージ、またはデジタルデータを記憶することができる他の任意の不揮発性または非一時的な記憶媒体であってもよい。
【０１０１】
オプションとして組み込まれたＳＩＭカード１２４９は、例えば、携帯電話番号、キャリア供給サービス、加入詳細、およびセキュリティ情報などの重要な情報を搬送する。ＳＩＭカード１２４９は、主に、無線ネットワーク上の移動局１２０１を識別するために使用される。カード１２４９はまた、個人電話番号レジストリ、テキストメッセージ、およびユーザ固有の移動局設定を記憶するためのメモリを含む。
【０１０２】
本発明は、多くの実施形態および実施形態に関連して記載されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる様々な明白な変更および均等な構成を含む。本発明の特徴は、特許請求の範囲の中で特定の組み合わせで表現されているが、これらの特徴は、任意の組合せおよび順序で配列することができると考えられる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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