[发明专利]搜索数据库的方法、生成索引结构的导航设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及在导航设备中使用的数据库搜索方法和设备。本发明尤其涉及使用索引结构搜索导航设备数据库的方法、生成索引结构的导航设备和方法。

背景技术

众所周知，导航设备执行诸如在两个位置之间的路线搜索的功能。现代导航设备还可提供附加功能，诸如起到行程向导的作用，其根据需求输出关于兴趣点(POI)的信息。这样的信息可包括街道或POI的名称，而且还可包括附加文本或多媒体信息。例如，一些导航设备可包括行程向导功能，以文本和/或多媒体的形式输出关于对象的详细解释。

鉴于在现代导航设备之中使用的数据库的大小，在该数据库中进行搜索是相当大的挑战。尤其是在执行对文本字符串、音位字符串(phoneme string)、多媒体对象，或在欧几里得(Euclidean)空间中未定义出的其它对象的搜索的时候。在2D或3D空间中定义的对象的几何坐标可使得这些对象能够基于它们的坐标被编入索引，用于基于坐标的搜索。这样的编入索引对于诸如文本字符串、音位字符串、多媒体对象，或在欧几里得空间中未定义出的其它对象更具有挑战性。

进一步地，当针对诸如文本字符串、音位字符串，或多媒体对象进行搜索时，用户可能不仅对获得准确的命中感兴趣，用户还可能会对获得关于与查询近似但不必相同的搜索结果的信息感兴趣。对于许多应用，诸如输入路线搜索的起始和终点位置、中间点或转接点，或输入POI时，用户可能不知道对该名称的正确文本表达。在数据库中依据字符串首字母搜索准确匹配的常规技术在当这些首字母中出现拼写错误时可能会失败。

进一步地，在导航设备中，由于存储空间限制所强加的约束和可用的运算时间的界限，使得实现高效的容错(fault-tolerant)的搜索尤其具有挑战性。

发明内容

据此，存在对提供能够进行容错搜索的方法和导航设备的需求。尤其是对使容错搜索能够被高效地执行的这样的方法和导航设备的需求。

这种需求通过独立权利要求中所述的设备和方法来解决。从属权利要求定义了各种实施方式。

依据一个方面，提供了一种在导航设备数据库中执行相似性搜索的方法。该相似性搜索是使用一种索引结构执行的。该数据库包括多个对象，并且该索引结构包括多个节点。接收查询对象。访问与多个对象中的至少一个对象相关联的索引结构的节点。对于所访问节点中的至少一个对象，依据距离度量(distance metric)确定在查询对象和该对象之间的距离。基于所确定的距离，选择性地访问索引结构的另一节点。

该方法使用相似性搜索。这使得模糊搜索能够被实现成，模糊搜索不仅提供关于准确匹配的信息，而且还在数据库中检索出了关于最相似对象的信息。在该方法中，确定出在查询对象和索引结构的节点中的对象之间的距离，以识别出将要访问哪个(些)其它的节点。这使得该搜索能够被高效地执行。不需要访问既不包括也不指向距查询对象的距离大于阈值的对象的节点。通过使用依据距离度量确定的距离，定量地评估出查询对象和在索引结构中包括的对象之间的相似性或非相似性。

该索引结构可被存储在导航设备的存储设备中。

该索引结构可以是度量索引结构。依据常规术语，度量索引结构是仅考虑对象之间(而非它们在多维空间中的坐标之间)的相对距离的索引，以对该索引进行分割。该索引结构可尤其是M树(M-tree)、优势点树(vantage-point tree)，或依据距离度量组织的任意其它的树结构。该索引结构是按照距离函数组织的，其与用于确定查询对象和执行搜索的对象之间距离的距离相同。

使用常规术语，“距离度量”或“度量”在此被理解为指示满足自反性、对称性和三角不等性的基本条件的距离函数。

使用常规术语，术语“相似性搜索”在此被用于指示对对象的搜索，这些对象满足关于相对于查询对象的相似性或非相似性的给定准则。例子包括，搜索具有非相似性的对象，该非相似性是作为依据小于固定阈值的距离度量的距离而被测量的，或者，搜索具有最小非相似性的对象，该最小非相似性是作为依据被索引的对象当中距查询对象的距离度量的距离而被测量的。

可以但不必确定出在查询对象和由该搜索中访问的节点表示的所有对象之间的准确距离。针对沿着穿过该索引结构的路径的节点中的至少一些，可足以确定出该查询对象和该索引结构中相应的对象之间距离的下界。