專利名稱:導航系統及道路匹配方法與裝置的制作方法
技術領域:
本發明涉及導航領域,特別涉及一種導航系統及道路匹配方法與裝置。
背景技術:
目前車輛導航定位的三大重要技術是全球定位系統(GPS, Global Position System)、航位推算(DR, Dead Reckoning)以及地圖匹配(MM, Map Matching)。
目前由于受GPS定位精度的影響,而且在城市路段復雜的情況下,往往會出現高 樓和高架橋阻擋接收機的信號,使GPS定位信息有較大的偏差甚至失去信號,單純用GPS定 位很難得到滿意的定位效果。航位推算可以實現車輛的自主導航,但是它需要車輛初始位 置的輸入,并且慣性器件(例如陀螺儀、加速度儀等)的漂移誤差和標定誤差將使累計誤差 隨時間而增大。而地圖匹配這一軟件糾錯技術恰恰避免了以上兩種定位技術無法克服的 局限性。地圖匹配是一種通過軟件方法和相應的匹配電路,校正定位(例如GPS定位或者 航位推算定位)誤差的技術,即將其他定位方法獲得的車輛位置或行駛軌跡,與車載的電 子地圖數據庫中的道路數據相比較、匹配,找到車輛所在的道路,計算出車輛在道路上的位 置,進而校正定位誤差,因而能夠極大地提供車輛的定位精度,減少定位誤差。
地圖匹配指的就是其他定位技術獲得的定位信息(例如GPS定位信息)和電子地 圖數據庫中的道路數據的匹配。地圖匹配除了能將這兩者匹配起來之外,它還可以滿足一 些終端用戶的需要,比如說終端用戶要求定位信息還能滿足交通規則的要求,如車輛在我 們國家應該是靠右行駛,某些路段只是單行道等。地圖匹配根據其匹配目的的不同,可將其 分為道路匹配和非道路匹配。道路匹配是將定位信息匹配到地理信息系統中的道路上,而 非道路匹配是建立在道路匹配的基礎上,是指車輛進入加油站、停車場或者其他地方作短 暫的旅行,偏離道路時候的匹配。為了使道路匹配更加有效,在進行匹配之前首先提出兩個 前提(1)車輛總是行駛在路上;(2)使用電子地圖的精度要遠大于GPS定位精度。對于這 二個條件總是滿足的,否則匹配結果會難以讓人想象。事實上,在正常的交通情況下,和飛 機導航與海洋運輸不同,公路運輸車輛局限于有限的公路網絡系統,僅僅是進入停車場或 其他的短暫旅行(如加油站)作為例外情況,因而條件(I)是可以滿足的。條件(2)可以 通過使用高精度的電子地圖數據庫來實現。很明顯,用于車載導航的數字電子地圖必須相 對準確,否則導航系統將產生錯誤的位置輸出,這種錯誤輸出會嚴重降低導航系統的性能。 因而數字電子地圖允許的誤差范圍為15m(真實地面距離)。
傳統的導航系統一般使用GPS提供的定位信息(主要是經緯度和航向)來進行路 段匹配,其具體實現通常如下
(I)設定匹配路段的最小閾值D,只有定位的車輛位置(通過GPS對車輛位置進行 定位后,將經緯度轉換為電子地圖的坐標,顯示于電子地圖上的位置)與目標路段的距離 小于此值,才認為是匹配到該路段。
(2)求定位的車輛位置到路段的距離的方法
路段是由一系列線段組成的折線,由當前點(定位的車輛位置)對這些線段依次作垂線,求出點到垂足的距離dl、d2、d3. . . dn,取這些距離中的最小值作為點到目標路段的 距離。圖1是定位的車輛位置到路段的距離的示意圖,如圖1所示,點P為定位的車輛位置, RU R2、R3、R4分別為點P附近的4條路段,由點P分別對線段Rl、R2、R3、R4作垂線,得到 定位的車輛位置到路段的距離,即點P到垂足的距離分別為dl、d2、d3、d4。
(3)根據經緯度在電子地圖數據庫中搜索距定位的車輛位置較近的若干條路段的 集合A,如圖1所示,集合A包括路段Rl、R2、R3和R4。
(4)根據航向掃描路段的集合A,從路段的集合A中選擇出路段的通行方向與航向 接近的路段的集合B,如圖1所示,假設車輛的航向為東西航向(自東向西或者自西向東,如 圖1所示的均為雙向通行的路段),則選出的集合B包括Rl和R3,從路段的集合B中確定 距離最近的路段,從dl、d3取最小值作為點P至目標路段的距離,dl為最小值,則Rl作為 目標路段。
(5)如果dl < D,則匹配到該條路段Rl,可認為車輛行駛于路段Rl上;否則匹配 到空地。
這樣的方法對于平面中的相距較遠的路段可以很好的區分,但是對于平面中距離 較近的且航向相同的平行路段就會無法區分,從而造成匹配錯誤的情況。此時,根據車輛 行駛時,只能從一條道路運動到另一條與其有連接關系的道路,不可能從一條道路突然“飛 行”到與其沒有連接關系的道路這一事實,一般還可以通過道路網絡拓撲關系(即連接關 系)進行區分。具體地,在步驟⑷中,除了選擇路段的通行方向與航向接近的路段的集合 B,需要進一步在路段的集合B中選擇出與上次匹配的路段具有連接關系的路段的集合C, 再從路段的集合C中確定距離最近的路段,之后再進行步驟(5)。如此便能解決當車輛行駛 在平面中距離較近且依靠平面坐標無法區分的路段上時,更準確地匹配到正確的路段。
然而,如果當航向相同的平行路段處于不同的水平面,并且處于較高水平面的路 段覆蓋了處于較低水平面的路段(即具有覆蓋關系),路段之間具有連接關系,那么從一個 水平面的路段駛向另一個水平面的路段時,即使依靠道路網絡拓撲關系也無法準確地匹配 到正確的路段。最為典型的例子是高架道路與位于高架道路之下的地面道路。圖2是具有 覆蓋關系以及連接關系的高架道路與地面道路示意圖,如圖2所示,當車輛由地面道路經 上高架的匝道駛向高架道路時,獲取衛星的定位信息進行道路匹配時,即使考慮道路網絡 拓撲關系也仍然無法區別出是駛向高架道路還是仍走地面道路。同理,當車輛由高架道路 經下高架的匝道駛向地面道路時同樣無法準確地匹配到正確的路段。
關于道路匹配的相關技術,還可參考公開號為CN101363907A的中國專利申請,該 專利申請公開了一種基于衛星定位的道路匹配方法和系統。發明內容
本發明解決的問題是現有技術中航向相同的平行路段處于不同的水平面,并且具 有覆蓋關系以及連接關系,當車輛從一個水平面的路段駛向另一個水平面的路段時,無法 準確地匹配到正確的路段。
為解決上述問題,本發明的技術方案提供一種道路匹配方法,包括
接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度信息以及航向信息;
基于所述經緯度信息以及航向信息在電子地圖數據庫中搜索出定位的車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段;
在所述通行方向與航向接近的路段中選擇與上次匹配的路段具有連接關系的路 段;
從所述與上次匹配的路段具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位置之間的 距離最小且所述距離小于第一預設閾值的路段;
若確定的路段的數量為一條,則匹配到該路段,否則獲取所確定的路段的實時交 通信息,基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態,并基于所確定 的路段的實時交通信息匹配路段,所匹配的路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應。
可選的,所確定的路段的實時交通信息包括路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行 狀態,若識別出車輛的運動狀態為快行,則匹配到處于暢通狀態的路段,若識別出車輛的運 動狀態為緩行,則匹配到處于緩行狀態的路段,若識別出車輛的運動狀態為時停時開,則匹 配到處于擁堵狀態的路段。
可選的,若識別出車輛的運動狀態為快行,且所確定的路段中不存在處于暢通狀 態的路段,則匹配到處于緩行狀態的路段;若識別出車輛的運動狀態為緩行,且所確定的路 段中不存在處于緩行狀態的路段,則匹配到處于暢通狀態的路段。
可選的,所述基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態包 括獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值,求所有采樣值的算術平均值,若所求得 的算術平均值大于第二預設閾值,則判斷小于所述第二預設閾值的采樣值非連續出現的次 數是否大于或等于預定數量,是則識別出車輛的運動狀態為時停時開,否則當所求得的算 術平均值小于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為緩行,當所求得的算術平均值大于 或等于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為快行。
可選的,所述獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值是在判斷出所述定位 的車輛位置與行駛方向上最近的交叉路口之間的距離小于或等于第四預設閾值時開始進 行的。
可選的,所確定的路段的實時交通信息包括路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行 狀態,若識別出車輛的運動狀態為勻速運動或加速運動,則匹配到處于暢通狀態的路段,若 識別出車輛的運動狀態為減速運動,則匹配到處于緩行狀態或擁堵狀態的路段。
可選的,所述車輛的移動速度是從所述定位信息中獲取的或者是從車載的車速傳 感器中獲取的。
可選的,所述道路匹配方法還包括當所確定的路段中存在一條以上路段的實時 交通信息與所述車輛的運動狀態對應時,則獲取用于定位的衛星的數量和/或信號強度, 判斷第二預定時間內衛星數量和/或衛星信號強度的變化量是否超過各自的預定值,是則 匹配到與上次匹配的路段的道路屬性不同的路段,否則匹配到與上次匹配的路段的道路屬 性相同的路段。
可選的,所述上次匹配的路段的道路屬性為地面道路,若判斷出所述第二預定時 間內衛星數量的增加量和/或衛星信號強度的增強量超過各自的預定值,則匹配道路屬性 為高架道路的路段,否則匹配道路屬性為地面道路的路段。
可選的,所述上次匹配的路段的道路屬性為高架道路,若判斷出所述第二預定時間內衛星數量的減少量和/或衛星信號強度的減弱量超過各自的預定值,則匹配道路屬性為地面道路的路段,否則匹配道路屬性為高架道路的路段。
可選的,所述道路匹配方法還包括存儲所匹配的路段的歷史記錄。
可選的,所述定位信息為GPS衛星定位信息或北斗衛星定位信息。
為解決上述問題,本發明的技術方案還提供了一種道路匹配裝置,包括
接收單元,用于接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度信息以及航向信息;
搜索單元,用于基于所述經緯度信息以及航向信息在電子地圖數據庫中搜索出定位的車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段;
選擇單元,用于在所述通行方向與航向接近的路段中選擇與上次匹配的路段具有連接關系的路段;
確定單元,用于從所述與上次匹配的路段具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位置之間的距離最小且所述距離小于第一預設閾值的路段;
第一獲取單元,用于獲取車輛的移動速度和所確定的路段的實時交通信息;
第一識別單元,用于基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態;
第一匹配單元,用于若確定的路段的數量為一條,則匹配到該路段,否則基于所確定的路段的實時交通信息匹配路段,所匹配的路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應。
為解決上述問題,本發明的技術方案還提供了一種包括上述道路匹配裝置的導航系統。
與現有技術相比,本技術方案具有以下優點
通過獲取所確定的一條以上路段的實時交通信息,并基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態,進而基于所述車輛的運動狀態和路段的實時交通信息之間的對應關系匹配路段,由此在航向相同的平行路段處于不同的水平面,并且具有覆蓋關系以及連接關系,當車輛從一個水平面的路段駛向另一個水平面的路段時,能夠快速、 準確地匹配到正確的路段。
當所確定的路段中存在一條以上路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應時,基于所述車輛的運動狀態和路段的實時交通信息難以快速匹配路段,則通過對第二預定時間內衛星數量和/或衛星信號強度的變化量進行分析,基于衛星數量和/或衛星信號強度的變化情況確定所要匹配的路段,也能實現準確地匹配到正確的路段。
圖1是定位的車輛位置到路段的距離的示意圖;圖2是具有覆蓋關系以及連接關系的高架道路與地面道路示意圖; 圖3是本發明實施例一提供的道路匹配方法的流程示意4是本發明實施例一提供的道路匹配裝置的結構示意5是本發明實施例二提供的道路匹配方法的流程示意6是本發明實施例二提供的道路匹配裝置的結構示意圖。
具體實施方式
現有技術中,航向相同的平行路段處于不同的水平面,并且具有覆蓋關系以及連 接關系,當車輛從一個水平面的路段駛向另一個水平面的路段時,無法準確地匹配到正確 的路段。本技術方案通過獲取所確定的一條以上路段的實時交通信息,并基于第一預定時 間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態,進而基于所述車輛的運動狀態和路段的 實時交通信息之間的對應關系匹配路段,由此能夠快速、準確地匹配到正確的路段。
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂,下面結合附圖對本發明 的具體實施方式
做詳細的說明。在以下描述中闡述了具體細節以便于充分理解本發明。但 是本發明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來實施,本領域技術人員可以在不違背本 發明內涵的情況下做類似推廣。因此本發明不受下面公開的具體實施方式
的限制。
實施例一
圖3是本發明實施例一提供的道路匹配方法的流程示意圖。如圖3所示,本實施 例提供的道路匹配方法包括
步驟S101,接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度信息以及航向信
步驟S102,基于所述經緯度信息以及航向信息在電子地圖數據庫中搜索出定位的 車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段;
步驟S103,在所述通行方向與航向接近的路段中選擇與上次匹配的路段具有連接 關系的路段;
步驟S104,從所述與上次匹配的路段具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位 置之間的距離最小且所述距離小于第一預設閾值的路段;
步驟S105,判斷所確定的路段的數量是否為一條;
是則執行步驟S106,匹配到該路段,否則執行步驟S107,獲取所確定的路段的實 時交通信息;
步驟S108,基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態;
執行步驟S109,基于所確定的路段的實時交通信息匹配路段,所匹配的路段的實 時交通信息與所述車輛的運動狀態對應。
下面對上述道路匹配方法的步驟作詳細說明。
首先,執行步驟S101,接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度信息以 及航向信息。本實施例中,所述定位信息具體為GPS衛星定位信息,在其他實施例中,所述 定位信息也可以為北斗衛星定位信息。具體地,可通過車載的GPS接收機接收GPS衛星傳 送的所述定位信息,該定位信息中包括用于確定車輛位置的經緯度坐標、行駛方向(航向) 等信息。此外,所述定位信息中還包括車輛的行駛速度、所能接收到衛星信號的衛星數量、 接收的衛星信號的強度等信息。
然后執行步驟S102,基于所述經緯度信息以及航向信息在電子地圖數據庫中搜索 出定位的車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段。
本領域技術人員知曉,在車載導航系統中,通常以現有的城市地圖作為背景,然后 把車輛的定位信息實時顯示在背景圖(電子地圖)上。導航過程中,由于車輛始終在道路上行駛,因此現有的電子地圖數據庫中的道路網絡數據可以提供道路信息,而用其他信息作 為背景顯示。在車載導航過程中,要求實時地把車輛定位在電子地圖上,而對于龐大的城市 道路網絡數據來說,不采取合理的數據結構來組織數據是難以滿足導航的實時要求的。因 此,一般可采取分帶索引的方式,所謂分帶索引就是對處于電子地圖坐標系中的整個城市 的道路網絡,沿著X軸方向(或Y軸方向)按照一定的間隔進行分帶,帶寬可以根據實際需 要而定(例如,可取IOOm或200m);然后將每帶的起始位置從小到大或從大到小進行存儲, 同時將每條道路賦予一個唯一的道路標識號(ID),將道路邊界矩形(道路的最大最小坐標 范圍)落在帶內道路的ID號與該帶的起始坐標對應存儲。特別地,當對處于電子地圖坐標 系中的整個城市的道路網絡,沿著X軸方向以及Y軸方向同時進行分帶時,則形成了目前應 用較為廣泛的網格化存儲結構。在這種結構中,每一塊網格一般存儲了一條或多條道路的 某一段(也可能為整條道路),又可稱為路段。本實施例中正是基于網格化存儲結構對路段 進行搜索和匹配,步驟S102中所述的預設區域即指每一塊網格。
將接收到的經緯度信息(經緯度坐標)經轉換后對應到電子地圖坐標系中后,可 以根據轉換后的坐標搜索出定位的車輛位置具體處于哪一塊網格之中,由此可以獲得該網 格中存儲的所有路段的集合a,然后再基于所述航向信息從路段的集合a中搜索出路段的 通行方向與航向接近的路段,形成路段的集合b。例如,如果車輛當前正由西往東行駛(航 向自西向東),那么從路段的集合a中應該搜索出接近東西走向的路段,而南北走向的路段 則不屬于路段的集合b中的路段。此外,如果存在單向行駛的路段,那么限定自東向西通行 的路段則同樣不屬于路段的集合b中的路段。至于判斷路段的通行方向是否與航向接近, 可根據現有技術中常用手段實現,在此不再贅述。
搜索出上述路段的集合b后,執行步驟S103,在所述通行方向與航向接近的路段 中選擇與上次匹配的路段具有連接關系的路段,即從路段的集合b中選擇與上次匹配的路 段具有連接關系的路段,形成路段的集合C。在道路網絡中,一條道路雖然被分為多條路段 存儲于不同網格之中,但是這些路段與路段之間是具有連接關系的;另一方面,一條道路的 路段與其他一條或多條道路的路段之間也可能存在連接關系。因此,路段的起點與終點都 可稱為結點,通過對道路網絡中所有的結點進行編號,路段與路段之間的連接處因具有相 同的結點,所以編的號是相同的,如此便能夠將所有路段之間的連接關系存儲于電子地圖 數據庫中。舉例來說,假設某條道路的ID號為302,這條路被分為4段,分別存儲于4塊網 格之中,這4條路段具有5個不同編號的結點,如果編號分別為1、2、3、4、5,那么可以將這 4條路段表示為1-2、2-3、3-4、4-5。另外,還能夠表示出路段的通行方向,例如,1_2與2_1 分別表示該路段不同的通行方向,如果該路段屬于單向行駛的,那么存儲的僅為1-2或者 2-1,如果是雙向行駛的,則將1-2和2-1同時存儲。假設還有條道路的ID號為303,被分為 2段,其中一條路段與ID號為302的道路連接,也具有編號為2的結點,這兩條路段其余結 點的編號如果是6和7,那么ID號為303的道路的這兩條路段可以分別表示為2-6、6-7(或 者分別表示為2-7、7-6)。
由于上一次匹配的路段中包括其結點的編號(起點和終點),因此只要根據搜索 出的路段的集合b中的各路段的結點的編號,選擇出結點的編號相同的路段,便是與上一 次匹配的路段具有連接關系的路段,由此形成路段的集合C。
選擇出上述路段的集合c后,然后執行步驟S104,從所述與上次匹配的路段具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位置之間的距離最小且所述距離小于第一預設閾值 的路段。具體地,從路段的集合c中確定與定位的車輛位置之間距離最小的路段,并將該距 離值與第一預設閾值進行比較,判斷是否小于所述第一預設閾值,是則確定匹配到該路段, 否則匹配到空地。所述第一預設閾值即為背景技術中所述的最小閾值D,是界定匹配到路段 還是匹配到空地的臨界值,一般可根據實際情況進行設定。至于確定定位的車輛位置與路 段的集合c中路段的距離,可通過當前點(定位的車輛位置)對路段的集合c中的路段依 次作垂線,求出點到垂足的距離dl、d2、d3. . . dn,取這些距離中的最小值作為點到目標路段 的距離。
接著執行步驟S105至S109。
步驟S105,判斷所確定的路段的數量是否為一條。如背景技術中所述,如果當航向 相同的平行路段處于不同的水平面,路段之間具有連接關系以及覆蓋關系,那么從一個水 平面的路段駛向另一個水平面的路段時,即使依靠道路網絡拓撲關系也無法準確地匹配到 正確的路段。例如,當車輛由地面道路經上高架的匝道駛向高架道路時,獲取衛星的定位信 息進行道路匹配時,即使考慮道路網絡拓撲關系也仍然無法區別出是駛向高架道路還是仍 走地面道路,因為通過步驟S104確定出與定位的車輛位置之間的距離最小且所述距離小 于第一預設閾值的路段的數量不止一條,既包括上高架的匝道以及高架道路,也包括繼續 行駛在地面道路。同理,當車輛由高架道路經下高架的匝道駛向地面道路時同樣無法準確 地匹配到正確的路段。因此,需要通過步驟S105進行判斷,如果是則執行步驟S106,匹配 到該路段,否則執行步驟S107,獲取所確定的路段的實時交通信息(TMC,Traffic Message Channel)。
所述實時交通信息就是我們常說的實時交通路況,最早是作為歐洲的輔助GPS導 航的功能系統。全球主要有三種此類系統,分別為美國的TravTek系統、日本的VICS系統 以及歐洲的RDS-TMC (RDS =Radio Data System)系統。其中,歐洲的RDS-TMC是一種基于FM 廣播的實時交通路況發送和接收系統。目前,TMC已經不僅僅局限于交通路況信息,還可以 傳輸天氣信息,而最終的發展演變可能可以傳送停車場車位、電影院入座、餐館就餐等許多 即時資訊。當然,從提供的信息來看,現階段TMC更多的作用是告知駕駛員道路擁堵程度、 突發交通事件、交通管制等交通信息。最簡單的實時交通信息的應用是用不同的顏色來表 示電子地圖上的道路的交通狀況。比如道路呈綠色表示交通狀況良好,一般平均車速高于 60公里/小時;黃色表示交通略有阻塞(緩行),一般平均車速高于30公里/小時;紅色表 示交通堵塞,一般車速不高于10公里/小時。因此,所述確定的路段的實時交通信息包括 路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行狀態,通過獲取所確定的路段的實時交通信息便能得 知路段所處的狀態。車輛在道路上行駛時,如果某個路段是暢通的,那么車輛在該路段上行 駛的狀態為快速行駛的狀態(快行),如果某個路段是緩行或擁堵狀態,則車輛在該路段上 行駛的狀態為緩速行駛的狀態(緩行),甚至是時停時開的。正是基于以上事實,發明人考 慮,如果對一段采樣時間內車輛的移動速度進行分析,識別出車輛在這段時間內的運動狀 態,那么再結合獲取到的路段的實時交通信息(通過車載導航系統獲取),當所確定的路段 中僅存在一條路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應時,則應當匹配到車輛的運 動狀態與路段的實時交通信息具有對應關系的那條路段。
具體實施時,若通過步驟S105判斷出所確定的路段的數量為兩條,并且通過步驟S107獲取的所確定的這兩條路段的實時交通信息相同時,則這兩條路段的實時交通信息都 可能與所述車輛的運動狀態對應,此時依靠本實施例后續步驟便難以判定應匹配到哪條路 段,于是執行步驟S108便顯得意義不大了。因此,在執行步驟S107之后,執行步驟S108之 前,還可以進行一個預判的步驟,即如果判斷出所確定的路段的數量為兩條,且這兩條路 段的實時交通信息相同(這兩條路段都處于暢通、緩行或者時停時開),則不需要執行后續 步驟,此時需要采用其他方法(詳見實施例二)才能匹配所確定的路段。
當然,通過步驟S105判斷出所確定的路段的數量也可能為兩條以上,例如從某 地面道路經上高架的匝道駛向高架道路或是經下隧道的匝道駛向隧道道路(地下道路), 此時所確定的路段的數量就可能為三條。這種情況下,在步驟S107與步驟S108之間增加 上述預判的步驟就不能完全適用了(僅適用判斷出三條路段的實時交通信息都相同的情 況,而其中兩條路段的實時交通信息相同則不適用,需要進一步分析),此時應在步驟S107 獲取到所確定的路段的實時交通信息之后,執行步驟S108,基于第一預定時間內車輛的移 動速度變化識別出車輛的運動狀態。
具體地,所述基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態包 括獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值,求所有采樣值的算術平均值,若所求得 的算術平均值大于第二預設閾值,則判斷小于所述第二預設閾值的采樣值非連續出現的次 數是否大于或等于預定數量,是則識別出車輛的運動狀態為時停時開,否則當所求得的算 術平均值小于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為緩行,當所求得的算術平均值大于 或等于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為快行。所述第二預設閾值是界定車輛處于 停止狀態還是行駛狀態(運動狀態)的臨界值,所述第三預設閾值是界定車輛的運動狀態 處于緩行還是快行的臨界值,明顯地,第三預設閾值大于第二預設閾值。一般地,當一段時 間內采樣的車輛的移動速度的平均值小到一定程度,可判定此時車輛處于停止狀態,該判 定標準即為所述第二預設閾值,例如可將所述第二預設閾值設定為2(米/秒)。而由于車 輛行駛狀態的快慢都是相對而言的,并無明確的標準,因此在具體實施時,可根據實際情況 對所述第三預設閾值進行設定,例如可依據路段處于暢通狀態或緩行狀態的判定標準對第 三預設閾值進行設定。
舉例來說,假設所述第一預定時間為15秒,每秒獲取車輛的移動速度的I個采樣 值,共15個車輛的移動速度的采樣值(單位米/秒),所述第二預設閾值為2 (米/秒), 所述預定數量為3,所述第三預設閾值為6 (米/秒)。
表I
權利要求
1.一種道路匹配方法,其特征在于,包括接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度信息以及航向信息;基于所述經緯度信息以及航向信息在電子地圖數據庫中搜索出定位的車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段;在所述通行方向與航向接近的路段中選擇與上次匹配的路段具有連接關系的路段;從所述與上次匹配的路段具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位置之間的距離最小且所述距離小于第一預設閾值的路段;若確定的路段的數量為一條,則匹配到該路段,否則獲取所確定的路段的實時交通信息,基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態,并基于所確定的路段的實時交通信息匹配路段,所匹配的路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應。
2.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,所確定的路段的實時交通信息包括路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行狀態,若識別出車輛的運動狀態為快行,則匹配到處于暢通狀態的路段,若識別出車輛的運動狀態為緩行,則匹配到處于緩行狀態的路段,若識別出車輛的運動狀態為時停時開,則匹配到處于擁堵狀態的路段。
3.根據權利要求2所述的道路匹配方法,其特征在于,若識別出車輛的運動狀態為快行,且所確定的路段中不存在處于暢通狀態的路段,則匹配到處于緩行狀態的路段;若識別出車輛的運動狀態為緩行,且所確定的路段中不存在處于緩行狀態的路段,則匹配到處于暢通狀態的路段。
4.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,所述基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態包括獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值,求所有采樣值的算術平均值,若所求得的算術平均值大于第二預設閾值,則判斷小于所述第二預設閾值的采樣值非連續出現的次數是否大于或等于預定數量,是則識別出車輛的運動狀態為時停時開,否則當所求得的算術平均值小于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為緩行,當所求得的算術平均值大于或等于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為快行。
5.根據權利要求4所述的道路匹配方法,其特征在于,所述獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值是在判斷出所述定位的車輛位置與行駛方向上最近的交叉路口之間的距離小于或等于第四預設閾值時開始進行的。
6.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,所確定的路段的實時交通信息包括路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行狀態,若識別出車輛的運動狀態為勻速運動或加速運動,則匹配到處于暢通狀態的路段,若識別出車輛的運動狀態為減速運動,則匹配到處于緩行狀態或擁堵狀態的路段。
7.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,所述車輛的移動速度是從所述定位信息中獲取的或者是從車載的車速傳感器中獲取的。
8.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,還包括當所確定的路段中存在一條以上路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應時,則獲取用于定位的衛星的數量和/或信號強度,判斷第二預定時間內衛星數量和/或衛星信號強度的變化量是否超過各自的預定值,是則匹配到與上次匹配的路段的道路屬性不同的路段,否則匹配到與上次匹配的路段的道路屬性相同的路段。
9.根據權利要求8所述的道路匹配方法,其特征在于,所述上次匹配的路段的道路屬性為地面道路,若判斷出所述第二預定時間內衛星數量的增加量和/或衛星信號強度的增強量超過各自的預定值,則匹配道路屬性為高架道路的路段,否則匹配道路屬性為地面道路的路段。
10.根據權利要求8所述的道路匹配方法,其特征在于,所述上次匹配的路段的道路屬性為高架道路,若判斷出所述第二預定時間內衛星數量的減少量和/或衛星信號強度的減弱量超過各自的預定值,則匹配道路屬性為地面道路的路段,否則匹配道路屬性為高架道路的路段。
11.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,還包括存儲所匹配的路段的歷史記錄。
12.根據權利要求1所述的道路匹配方法,其特征在于,所述定位信息為GPS衛星定位信息或北斗衛星定位信息。
13.一種道路匹配裝置,其特征在于,包括接收單元,用于接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度信息以及航向信搜索單元,用于基于所述經緯度信息以及航向信息在電子地圖數據庫中搜索出定位的車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段;選擇單元,用于在所述通行方向與航向接近的路段中選擇與上次匹配的路段具有連接關系的路段;確定單元,用于從所述與上次匹配的路段具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位置之間的距離最小且所述距離小于第一預設閾值的路段;第一獲取單元,用于獲取車輛的移動速度和所確定的路段的實時交通信息;第一識別單元,用于基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態;第一匹配單元,用于若確定的路段的數量為一條,則匹配到該路段,否則基于所確定的路段的實時交通信息匹配路段,所匹配的路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應。
14.根據權利要求13所述的道路匹配裝置,其特征在于,所確定的路段的實時交通信息包括路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行狀態,若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為快行,則所述第一匹配單元匹配到處于暢通狀態的路段,若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為緩行,則所述第一匹配單元匹配到處于緩行狀態的路段,若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為時停時開,則所述第一匹配單元匹配到處于擁堵狀態的路段。
15.根據權利要求14所述的道路匹配裝置,其特征在于,若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為快行,所述第一匹配單元在所確定的路段中不存在處于暢通狀態的路段時,匹配到處于緩行狀態的路段;若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為緩行,所述第一匹配單元在所確定的路段中不存在處于緩行狀態的路段時,匹配到處于暢通狀態的路段。
16.根據權利要求13所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述第一獲取單元獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值,所述第一識別單元求所有采樣值的算術平均值,若所求得的算術平均值大于第二預設閾值,則判斷小于所述第二預設閾值的采樣值非連續出現的次數是否大于或等于預定數量,是則識別出車輛的運動狀態為時停時開,否則當所求得的算術平均值小于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為緩行,當所求得的算術平均值大于或等于第三預設閾值,識別出車輛的運動狀態為快行。
17.根據權利要求16所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述第一獲取單元包括獲取啟動單元,所述第一獲取單元獲取第一預定時間內車輛的移動速度的采樣值是在所述獲取啟動單元判斷出所述定位的車輛位置與行駛方向上最近的交叉路口之間的距離小于或等于第四預設閾值時開始進行的。
18.根據權利要求13所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述第一獲取單元獲取的所確定的路段的實時交通信息包括路段處于暢通狀態、擁堵狀態或緩行狀態,若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為勻速運動或加速運動,則所述第一匹配單元匹配到處于暢通狀態的路段,若所述第一識別單元識別出車輛的運動狀態為減速運動,則所述第一匹配單元匹配到處于緩行狀態或擁堵狀態的路段。
19.根據權利要求13所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述車輛的移動速度是所述第一獲取單元從所述接收單元接收的定位信息中獲取的或者從車載的車速傳感器中獲取的。
20.根據權利要求13所述的道路匹配裝置,其特征在于,還包括第二獲取單元,用于當所確定的路段中存在一條以上路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應時,獲取用于定位的衛星的數量和/或信號強度;判斷單元,用于判斷第二預定時間內衛星數量和/或衛星信號強度的變化量是否超過各自的預定值;第二識別單元,用于對路段的道路屬性進行識別;第二匹配單元,用于當判斷出所述第二預定時間內衛星數量和/或衛星信號強度的變化量超過各自的預定值時,則匹配到與上次匹配的路段的道路屬性不同的路段,否則匹配與上次匹配的路段的道路屬性相同的路段。
21.根據權利要求20所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述第二識別單元識別出所述上次匹配的路段的道路屬性為地面道路,若所述判斷單元判斷出所述第二預定時間內衛星數量的增加量和/或衛星信號強度的增強量超過各自的預定值,則由所述第二匹配單元匹配道路屬性為高架道路的路段,否則匹配道路屬性為地面道路的路段。
22.根據權利要求20所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述第二識別單元識別出所述上次匹配的路段的道路屬性為高架道路,若所述判斷單元判斷出所述第二預定時間內衛星數量的減少量和/或衛星信號強度的減弱量超過各自的預定值,則由所述第二匹配單元匹配道路屬性為地面道路的路段,否則匹配道路屬性為高架道路的路段。
23.根據權利要求13至22任一項所述的道路匹配裝置,其特征在于,還包括存儲單元, 用于存儲所匹配的路段的歷史記錄,所述存儲單元與所述選擇單元、第一匹配單元連接,或者與所述選擇單元、第一匹配單元以及第二匹配單元連接。
24.根據權利要求13所述的道路匹配裝置,其特征在于,所述定位信息為GPS衛星定位信息或北斗衛星定位信息。
25.一種導航系統,其特征在于,包括權利要求13至24任一項所述道路匹配裝置。
全文摘要
一種導航系統及道路匹配方法與裝置,所述道路匹配方法包括接收定位信息,所述定位信息包括車輛位置的經緯度、航向;基于經緯度以及航向在電子地圖數據庫中搜索出定位的車輛位置所在的預設區域內所有的路段中通行方向與航向接近的路段;在與航向接近的路段中選擇與上次匹配的路段具有連接關系的路段;從具有連接關系的路段中確定與定位的車輛位置之間的距離最小且小于預設閾值的路段;若確定路段數量為一條,則匹配到該路段,否則基于第一預定時間內車輛的移動速度變化識別出車輛的運動狀態,并基于所確定的路段的實時交通信息匹配路段,所匹配的路段的實時交通信息與所述車輛的運動狀態對應。本技術方案能快速、準確地匹配到正確的路段。
文檔編號G01C21/30GK103033832SQ201110295878
公開日2013年4月10日 申請日期2011年9月30日 優先權日2011年9月30日
發明者李軍 申請人:上海博泰悅臻電子設備制造有限公司