專利名稱：導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子導(dǎo)航技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)分包括三層，從下至上分別有圖像引擎層、原始數(shù)據(jù)讀取層、應(yīng)用層，其 中圖形引擎層，用于圖像界面顯示、模擬導(dǎo)航顯示；原始數(shù)據(jù)讀取層，用于提供原始地圖數(shù) 據(jù)；應(yīng)用層用于進(jìn)行路徑規(guī)劃、模擬導(dǎo)航、興趣點(diǎn)査詢。應(yīng)用層的路徑規(guī)劃功能直接采用原 始數(shù)據(jù)讀取層提供的原始地圖數(shù)據(jù)(包括圖形數(shù)據(jù)與拓?fù)鋽?shù)據(jù))。在用戶輸入起點(diǎn)與終點(diǎn)后 ，應(yīng)用層會(huì)把整個(gè)城市的道路拓?fù)潢P(guān)系讀入，再進(jìn)行路徑規(guī)劃，這樣在顯示界面上會(huì)有很多 不必要的道路。對(duì)這些不必要道路的顯示將增加道路信息處理量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種實(shí)時(shí)創(chuàng)建局部道路間拓?fù)潢P(guān)系并進(jìn)行路徑規(guī)劃 的導(dǎo)航方法。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，導(dǎo)航方法，包括以下步驟
a、 根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)名稱獲取相應(yīng)坐標(biāo)；
b、 以起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)范圍，并獲取該范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)；
c、 對(duì)獲取范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)中的道路進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算與路徑規(guī)劃；
d、 將路徑規(guī)劃后的地圖坐標(biāo)序列傳遞至應(yīng)用層；
e、 顯示路徑規(guī)劃結(jié)果。
所述范圍為橢圓范圍；所述坐標(biāo)為經(jīng)緯度坐標(biāo)或相對(duì)坐標(biāo)；所述步驟b具體為連接起 點(diǎn)和終點(diǎn)建立一條線段，對(duì)所述線段進(jìn)行緩沖區(qū)(buffer)操作形成一個(gè)范圍，并獲取該范 圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)；
步驟c具體包括以下步驟
1) 遍歷原始地圖數(shù)據(jù)中的道路層，找出在所述范圍內(nèi)的道路，組成一個(gè)道路的集合；
2) 把所述道路集合添加到新創(chuàng)建的拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)中；
3) 對(duì)所述拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)涮幚?，所述拓?fù)涮幚戆z査拓?fù)鋽?shù)據(jù)的正確性，刪 除懸點(diǎn)，偽點(diǎn)；
4) 把所述拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為最短距離算法所需要的鄰接表；
5)利用最短距離算法進(jìn)行最短距離、最少交叉路口的路徑規(guī)劃。
本發(fā)明的有益效果是，只對(duì)范圍內(nèi)的道路進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算，路徑規(guī)劃只需要處理范圍 內(nèi)的道路，在保證準(zhǔn)確性的前提下，減少了大量的道路信息處理，在一定的范圍內(nèi)提高了路 徑規(guī)劃的速度。在進(jìn)行實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃的基礎(chǔ)上，便于以后實(shí)時(shí)交通數(shù)據(jù)的輸入，有利于功能 的擴(kuò)展。在復(fù)雜的交通系統(tǒng)中更有利于智能的獲取最佳行駛路徑。
具體實(shí)施例方式
為了支持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新、地圖匹配、路徑規(guī)劃、路徑引導(dǎo)、地圖顯示和相關(guān)點(diǎn)的査詢， 導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)考慮了四個(gè)方面的問(wèn)題內(nèi)容、組織、關(guān)系和存取方法。設(shè)計(jì)的導(dǎo)航地 圖數(shù)據(jù)按照其性質(zhì)劃分為兩類圖形數(shù)據(jù)和拓?fù)鋽?shù)據(jù)。
圖形數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)導(dǎo)航地圖的可視化，內(nèi)容是各種地物的抽象表示，如某行政區(qū)域邊界點(diǎn) 經(jīng)緯度坐標(biāo)序列及它的渲染色代號(hào)和渲染方式等。
拓?fù)鋽?shù)據(jù)存放的是地圖的核心數(shù)據(jù)——交通網(wǎng)絡(luò)的抽象描述，如上海市南京路的起始 信息點(diǎn)代號(hào)，終結(jié)信息點(diǎn)代號(hào)，相關(guān)的信息點(diǎn)代號(hào)等。
導(dǎo)航系統(tǒng)整體框架分為四層從下至上依次包括圖像引擎層、原始數(shù)據(jù)讀取層、拓?fù)潢P(guān) 系實(shí)現(xiàn)及路徑規(guī)劃層、應(yīng)用層；
圖形引擎層，用于圖像界面顯示、模擬導(dǎo)航顯示；
原始數(shù)據(jù)讀取層，用于提供原始地圖數(shù)據(jù)；
拓?fù)潢P(guān)系實(shí)現(xiàn)及路徑規(guī)劃層，用于以起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)范圍，并獲取 該范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)，對(duì)獲取范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)中的道路進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算與路徑 規(guī)劃，將路徑規(guī)劃后的地圖經(jīng)緯度坐標(biāo)序列傳遞至應(yīng)用層；
應(yīng)用層，用于顯示路徑規(guī)劃結(jié)果。
路徑規(guī)劃在現(xiàn)有導(dǎo)航系統(tǒng)中是作為一個(gè)應(yīng)用層能提供的功能體現(xiàn)出來(lái)的。本發(fā)明之所以 提出拓?fù)潢P(guān)系實(shí)現(xiàn)及路徑規(guī)劃層是因?yàn)楸景l(fā)明中路徑規(guī)劃需要的數(shù)據(jù)來(lái)源(拓?fù)鋽?shù)據(jù))是在拓 撲關(guān)系實(shí)現(xiàn)及路徑規(guī)劃層中實(shí)時(shí)創(chuàng)建的。也正因?yàn)橛辛送負(fù)潢P(guān)系實(shí)現(xiàn)及路徑規(guī)劃層的拓?fù)潢P(guān) 系網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)創(chuàng)建，才能體現(xiàn)與其它導(dǎo)航系統(tǒng)的區(qū)別。
相應(yīng)的，導(dǎo)航方法包括以下步驟
a、 根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)名稱獲取相應(yīng)經(jīng)緯度坐標(biāo)；
b、 以起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)范圍，并獲取該范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)；
c、 對(duì)獲取范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)中的道路進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算與路徑規(guī)劃；
d、 將路徑規(guī)劃后的地圖坐標(biāo)序列傳遞至應(yīng)用層；
e、顯示路徑規(guī)劃結(jié)果。 步驟c具體包括以下步驟
1) 遍歷原始地圖數(shù)據(jù)中的道路層，找出在所述范圍內(nèi)的道路，組成一個(gè)道路的集合；
2) 把所述道路集合添加到新創(chuàng)建的拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)中；
3) 對(duì)所述拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)涮幚?，所述拓?fù)涮幚戆z査拓?fù)鋽?shù)據(jù)的正確性，刪 除懸點(diǎn)，偽點(diǎn)；
4) 把所述拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為最短距離算法所需要的鄰接表；
5) 利用最短距離算法進(jìn)行最短距離、最少交叉路口的路徑規(guī)劃。
最優(yōu)選的，步驟b中，連接起點(diǎn)和終點(diǎn)建立一條線段，對(duì)所述線段進(jìn)行緩沖區(qū)(buffer )操作形成一個(gè)范圍，采用橢圓形狀來(lái)進(jìn)行所述范圍劃分，從而選擇性地創(chuàng)建拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)
緩沖(buffering)是一種用于計(jì)算包含在一個(gè)幾何圖形特定距離區(qū)域內(nèi)所有點(diǎn)的的操 作。在數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)中，這被稱為通過(guò)一個(gè)與緩沖區(qū)相等的圓的半徑去計(jì)算幾何圖形的閔可夫斯 基(Minkowski)總和。發(fā)現(xiàn)正的(positive)和負(fù)的(negative)緩沖，有時(shí)與操作的腐 蝕(erosion)和膨脹(dilation)有關(guān)。在CAD/CAM，緩沖曲線被稱為偏移曲線(offset curves)。
通過(guò)Geometry buffer (幾何圖形緩沖)方法或者Bufferop (幾何圖形對(duì)象)類，去計(jì) 算一個(gè)圖形的緩沖區(qū)。緩沖操作所輸入的幾何圖形可以是任何類別(包括任意的幾何圖形集 合)。緩沖操作的結(jié)果通常是一種區(qū)域類型(多邊形或者橢圓)。
可以通過(guò)正的和負(fù)的緩沖距離去計(jì)算緩沖。正距離緩沖的緩沖器(Buffers)經(jīng)常包含輸 入幾何圖形。負(fù)距離緩沖的緩沖器經(jīng)常被包含在輸入幾何圖形的內(nèi)部。
代碼
Geometry g = 〃原始幾何要素(線段)
Buf f er0p *buf 0p = new Buf f er0p (g); 〃構(gòu)造一個(gè)Buf f erOp
bufOp. setEndCapStyle(BufferOp. CAP—BUTT); 〃設(shè)置buffer操作的樣式
Geometry buffer = buf Op. getResultGeometry (distance); 〃設(shè)置幾何要素的膨脹
程度，最終得到buffer 操作后的橢圓范圍
樣式名稱描述
CAP_ROUND普通的圓形帽末端形狀，可以形成橢圓范圍
CAP_BUTT在線路末端被削平的帽末端形狀
CAP_SQUARE在線路末端緩沖距萬(wàn)之后的地方被弄成方形的帽形末端
在眾多圖形中，橢圓能包括的范圍是最適合路徑規(guī)劃的。因?yàn)樵诼窂剿惴ㄖ袕钠瘘c(diǎn)到終 點(diǎn)是一個(gè)發(fā)散，到集中的過(guò)程。從起點(diǎn)出發(fā)需要發(fā)散的尋找道路，到終點(diǎn)的時(shí)候就需要集中 。并且在創(chuàng)建橢圓的時(shí)候，需要根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)的設(shè)置橢圓的半徑，以滿足 發(fā)散的程度保證能正確的找到合適的路徑。用其它的形狀也是可以達(dá)到目的的。例如使用矩 形范圍，但是這個(gè)范圍需要計(jì)算的道路量就會(huì)增加，會(huì)包括部分與本次路徑規(guī)劃無(wú)關(guān)的道路 信息。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1導(dǎo)航方法，其特征在于，包括以下步驟a、根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)名稱獲取相應(yīng)坐標(biāo)；b、根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)范圍，并獲取該范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)；c、對(duì)獲取范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)中的道路進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算與路徑規(guī)劃；d、將路徑規(guī)劃后的地圖坐標(biāo)序列傳遞至應(yīng)用層；e、顯示路徑規(guī)劃結(jié)果。
2、如權(quán)利要求l所述導(dǎo)航方法，其特征在于，步驟b中所述根據(jù)起點(diǎn) 和終點(diǎn)的距離長(zhǎng)度動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)范圍具體為連接起點(diǎn)和終點(diǎn)建立一條線段，對(duì)所述線段進(jìn) 行緩沖區(qū)操作形成一個(gè)范圍。
3、如權(quán)利要求l所述導(dǎo)航方法，其特征在于，所述步驟c具體包括以下步驟1) 遍歷原始地圖數(shù)據(jù)中的道路層，找出在所述范圍內(nèi)的道路，組成一個(gè)道路的集合.2) 把所述道路集合添加到新創(chuàng)建的拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)中；3) 對(duì)所述拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)涮幚?，所述拓?fù)涮幚戆z査拓?fù)鋽?shù)據(jù)的正確性 ，刪除懸點(diǎn)，偽點(diǎn)；4) 把所述拓?fù)潢P(guān)系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為最短距離算法所需要的鄰接表；5) 利用最短距離算法進(jìn)行最短距離、最少交叉路口的路徑規(guī)劃。4、如權(quán)利要求l所述導(dǎo)航方法，其特征在于，所述范圍為橢圓范圍。5、如1至4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述導(dǎo)航方法，其特征在于，所述坐標(biāo)為經(jīng)緯度坐標(biāo)或相對(duì)坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明涉及電子導(dǎo)航技術(shù)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種實(shí)時(shí)創(chuàng)建局部道路間拓?fù)潢P(guān)系并進(jìn)行路徑規(guī)劃的導(dǎo)航方法，包括以下步驟a.根據(jù)起點(diǎn)和終點(diǎn)名稱獲取相應(yīng)坐標(biāo)；b.以起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)動(dòng)態(tài)創(chuàng)建一個(gè)范圍，并獲取該范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)；c.對(duì)獲取范圍內(nèi)的原始地圖數(shù)據(jù)中的道路進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算與路徑規(guī)劃；d.將路徑規(guī)劃后的地圖坐標(biāo)序列傳遞至應(yīng)用層；e.顯示路徑規(guī)劃結(jié)果。本發(fā)明適用于GPS引擎和相關(guān)的GPS產(chǎn)品。
文檔編號(hào)G01C21/30GK101382436SQ200810304790
公開日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者爽 明 申請(qǐng)人:四川長(zhǎng)虹電器股份有限公司