CN101251388B - 路径比对方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种路径比对方法，包括以下步骤：实时获取当前点的GPS经纬度数据；计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离；判断所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；若是则确定偏离预先设定路径；否则认为未偏离。本发明提供一种路径比对方法及路径比对系统，既能达到路径对比的效果，又能减少实现成本。

Description

路径比对方法及系统

技术领域

本发明涉及一种路径比对方法和系统，尤指一种基于GPS的实时路径比对方法和系统。

背景技术

现有路径比对方法，例如现有的车载终端是将GPS(Global PositioningSystem，全球定位系统)定位信息实时通过CDMA(Code Division MultipleAccess，码分多址)或者GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)无线通信技术发送到后台，再通过GIS(地理信息系统)，在GIS的地图界面上直接显示车辆位置，用户通过地图界面上显示的车辆位置和车辆实际的位置认为判断是否偏移规定的路径。

在现有技术中，车载终端或者移动终端不仅需要GPS定位模块，还需要CDMA或是GPRS无线通信模块将GPS定位信息通过无线方式发送到后台GIS系统，这就需要给运营商交纳一定费用。而且还需要在后台搭建GIS系统进行分析。现有的路径比对方法所采用的设备成本和运行成本都较高。

因此，如何提供一种路径比对方法和系统，既能达到路径比对的效果，又能减少实现成本，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种路径比对方法和系统，既能达到路径比对的效果，又能减少实现成本。

为解决上述问题，本发明提供一种路径比对方法，包括以下步骤：

实时获取当前点的GPS经纬度数据；

计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离；

判断所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；若是则确定偏离预先设定路径；否则认为未偏离。

优选地，所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值时，确定偏离预先设定路径，记录实际的路径信息。

优选地，所述偏差距离是实时获得的点到所述预先设定路径的距离。

优选地，所述预先设定路径是若干离散的点组成。

优选地，所述实时获取GPS经纬度数据后包括：

将所述实时获取GPS经纬度数据转化为本地数据结构。

优选地，所述偏差距离是实时获得的点到所述预先设定路径的每两个相邻离散点组成线段的距离。

本发明提供一种路径比对系统，所述路径比对系统包括：

获取单元，用于实时获取当前点的GPS经纬度数据；

计算单元，用于计算所述获取单元获得当前点的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离；

判断单元，用于判断所述计算单元计算得到的所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；

输出单元，用于当所述计算单元计算得到的所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值时确定输出偏离预先设定路径的结果；当所述计算单元计算得到的所述偏差距离小于预先设定的阈值则输出未偏离，或不输出任何结果。

优选地，所述路径比对系统进一步包括转换单元，用于将所述获取单元获取的当前点GPS经纬度数据转换为本地数据结构。

优选地，所述路径比对系统进一步包括记录单元，用于在所述判断单元确定所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值，所述输出单元输出偏离预先设定路径时，记录实际的路径信息。与上述现有技术相比，本发明实施例所述路径比对方法，通过实时获取当前点的GPS经纬度数据；然后计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离，通过判断所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；确定是否偏离出预先设定路径。本发明实施例所述路径比对方法能够应用在移动的车载终端设备，实现对车辆行驶路径的位置实时判断，确定所述车辆是否偏离了预先设定路线。本发明所述路径比对方法能够直接在移动终端上实现与预先设定路径位置的比较，从而判断车载终端设备所在的车辆是否偏离了预先设定路线，有效地实现了监管。

附图说明

图1是本发明所述路径比对方法第一种实施例流程图；

图2是本发明所述路径比对系统第一种实施例结构图；

图3是本发明所述路径比对系统第二种实施例结构图。

具体实施方式

本发明提供一种路径比对方法，既能达到路径比对的效果，又能减少实现成本。

参见图1，该图为本发明所述路径比对方法第一种实施例流程图。

本发明第一种实施例所述路径比对方法，包括以下步骤：

S100、实时获取当前点的GPS经纬度数据。

本发明实施例所述路径比对方法可以应用于移动的车载终端设备，通过在车载终端设备上设置GPS模块，实现实时获取当前点的GPS经纬度数据。

所述实时获取GPS经纬度数据后，可以将所述实时获取GPS经纬度数据转化为本地数据结构。

S200、计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离。

所述车载终端设备可以通过计算，确定所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离。

所述偏差距离具体为所述实时获得的点到所述预先设定路径的距离。

所述偏差距离可以是所述实时获得的点到所述预先设定路径的每两个相邻离散点组成的线段的距离。

关于地面上两点之间距离的计算：

设地球半径为R，地面上有一点P，其经度为α，纬度为β。且所述经度、纬度均使用弧度表示。

假设地球半径均匀，若给定空间中的地球球心点O，则P点在空间中的位置可以用(R，α，β)三个量来唯一确定。

地面上某一点P在立体坐标系中的表示方法，其中O为地心，R为地球半径，P’为P到赤道平面的投影。

设点P到地轴的距离为r，P点所在纬圆的周长为d，则：

r＝R×cosβ

d＝2πr＝2πR×cosβ

假定地面上有两点P1和P2，分别过P1和P2做平行于赤道和垂直于赤道的直线，两条直线相交于点O。设O与P2的距离为Δx，O与P1的距离为Δy。则如果P1与P2之间的距离很小的话，可以用毕达哥拉斯定理求出两点之间的距离D。

如果两点之间距离远小于地球曲率造成的误差，则可以近似地用两点间的直线距离来代替实际的地面距离：

$D=\sqrt{{\mathrm{\Δx}}^2+{\mathrm{\Δy}}^2}$

根据上面介绍的球面上两点间距离的表示法，则点P1和点P2可以分别表示为P1(R，α1，β1)和P2(R，α2，β2)。

在计算过程中可以取两个点中纬度较小的点的纬度作为计算因子，在实际计算中可以任取一个作为计算因子。

如果取两个点中纬度较小的点的纬度作为计算因子，则：

Δx＝|α1-α2|×d

   ＝|α1-α2|×2πR·cos(min(β1|，|β2|))

Δy＝R×Δβ

   ＝R×|β1-β2|

代入 $D=\sqrt{\mathrm{\Δ}{x}^2+{\mathrm{\Δy}}^2}$ 可求出点P1和点P2之间的近似距离。

关于地面上点到线段距离的计算：

如果不考虑误差，地面可以近似地认为是一个平面。平面上点到线段的距离实际上是未定义的一个概念。

这里对其进行一个简单的定义：设平面上有两个点B和C，过这两点做一条线段，设Dn为线段上的点，线段BC上所有点的集合为S，则S＝{D1，D2，Dn，……}。

直线外有一点P3，设P3到线段上某点Dx的距离为distance(P3，Dx)，则定义P3到线段B的距离d为：

d＝min(distance(P，Dn))Dn∈S

这是一个抽象的定义，在实际应用的算法中可以分为以下两种情况来考虑：

第一种情况：如果点的投影在线段上。

P3到线段BC的距离等于P3点到线段BC的垂线段的长度。P3点到线段BC的垂足为O1。

则，d＝distance(P3，O1)

第二种情况：如果点的投影在线段外。

P3到线段BC的距离等于P3点到线段BC距离较近的那个端点的距离。

d＝distance(P3，B)，或者d＝distance(P3，C)

S300、判断所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值？若是执行步骤S400；否则执行步骤S500。

S400、确定偏离预先设定路径。

S500、认为未偏离。

上文描述了点到线段的距离的定义，下面对判别点到线段距离是否在允许的范围内的算法进行描述。

点到线段距离，设R1为允许的点到线段的最大距离即预先设定的阈值。MN为一条线段，分别以M、N为圆心，R1为半径作圆；A1C1、B1D1分别是两圆在线段MN两侧的公切线。

显然，由A1C1、B1D1、外侧的弧A1B1、弧C1D1围成的区域就是当前点未偏离的范围即允许的范围。

设平面上有一个点P4，过点P4做线段MN的垂线段，MN的长度为d1，则P4点落在这个区域内的充分必要条件是：

distance(P4，M)＜R1，或，

distance(P4，N)＜R1，或，

distance(P4，D1)＜R1 and distance(D1，M)＜d1 and distance(D1，N)＜d1。

当d1、P4M、P4N、R1已知时，就可以用以上的条件来判定点是否在当前点未偏离的范围即允许的范围之内。

关于路径的表示和存储：

实际的预先设定路径可以近似理解为一条平面上的曲线。本发明所述路径比对方法需要将这条曲线数字化才能实现路径比对的功能。

所述预先设定路径可以由若干离散的点代替实现。

预先设定路径的数字化表示，点A2和点B2分别是一条预先设定路径的两个端点，则预先设定路径为平面上的一条连续的曲线。将此曲线被离散的点划分为若干个更小的曲线。如果用相邻两个点之间的线段来近似地代替两点间的曲线，那么如果取的点足够多的话，这一系列离散的点就可以近似代替A2与B2之间的实际路径。

用上述方法来表示这些离散的点，那么实际的预先设定路径就可以实现数字化的存储。

根据车载终端设备当前的位置判断车辆是否偏移了预先设定路径，实际上就是计算点到曲线之间距离是否在所述的预先设定阈值内。如果点到曲线之间距离等于或高出阈值，则可以认为车载终端设备已偏离预先设定路线，否则认为未偏离。

与现有技术相比较，本发明实施例所述路径比对方法，通过实时获取当前点的GPS经纬度数据；然后计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离，通过判断所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；确定是否偏离出预先设定路径。本发明实施例所述路径比对方法能够应用在移动的车载终端设备实现对车辆行驶路径的位置实时判断，确定所述车辆是否偏离了预先设定路线。本发明所述路径比对方法能够直接在移动终端上实现与预先设定路径位置的比较，从而判断车载终端设备是否偏离了预先设定路线，有效地实现了监管。

本发明实施例所述路径比对方法不需要CDMA或是GPRS无线通信模块，而且也不需要将GPS定位信息通过无线方式发送到后台GIS系统。因此，本发明实施例所述路径比对方法实现成本较低。

当所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值时，确定偏离预先设定路径，可以记录下实际的路径信息。

本发明还提供一种路径比对系统，既能达到路径对比的效果，又能减少实现成本。

参见图2，该图为本发明所述路径比对系统第一种实施例流程图。

本发明第一种实施例所述路径比对系统，所述路径比对系统包括：获取单元11、计算单元12、判断单元13和输出单元14。

获取单元11，用于实时获取当前点的GPS经纬度数据。

计算单元12，用于计算所述获取单元11获得当前点的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离。

判断单元13，用于判断所述计算单元12计算得到的所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值。

输出单元14，用于当所述计算单元12计算得到的所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值，输出偏离预先设定路径的结果；当所述计算单元12计算得到的所述偏差距离小于预先设定的阈值，则输出未偏离的结果，或者不输出任何信息。

本发明实施例所述路径比对系统，通过获取单元11实时获取当前点的GPS经纬度数据，然后计算单元12计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离，再通过判断单元13判断所述偏差距离是否大于等于预先设定的阈值；确定是否偏离出预先设定路径。通过输出单元14输出最终结果。本发明实施例所述路径比对系统，能够应用在移动的车载终端设备，实现对车辆行驶路径的位置实时判断，确定是否偏离了预先设定路线。本发明所述路径比对系统能够直接在移动终端上实现与预先设定路径位置的比较，从而判断车载终端设备是否偏离了预先设定路线，有效地实现了监管。

参见图3，该图为本发明所述路径比对系统第二种实施例流程图。

本发明所述路径比对系统第二种实施例相对于第一实施例，增加了与所述获取单元11相连的转换单元15。

转换单元15，用于将所述获取单元11获取的当前点GPS经纬度数据转换为本地数据结构。

所述计算单元12根据所述转换单元15转换后的当前点GPS经纬度数据，计算所述获取单元11获得当前点的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离。

本发明实施例所述比对系统还可以包括记录单元16，用于在所述判断单元13确定所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值，所述输出单元14输出偏离预先设定路径的信息时，记录实际的路径信息。

以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种路径比对方法，其特征在于，所述路径比对方法包括以下步骤：

实时获取当前点的GPS经纬度数据；

计算所述GPS实时获得的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离；

判断所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；若是则确定当前点的GPS经纬度数据偏离预先设定路径；否则认为当前点的GPS经纬度数据未偏离预先设定路径。

2.根据权利要求1所述的路径比对方法，其特征在于，所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值时，确定偏离预先设定路径，记录实际的路径信息。

3.根据权利要求1所述的路径比对方法，其特征在于，所述偏差距离是实时获得的点到所述预先设定路径的距离。

4.根据权利要求1所述的路径比对方法，其特征在于，所述预先设定路径是若干离散的点组成。

5.根据权利要求4所述的路径比对方法，其特征在于，所述实时获取GPS经纬度数据后包括：

将所述实时获取GPS经纬度数据转化为本地数据结构。

6.根据权利要求4所述的路径比对方法，其特征在于，所述偏差距离是实时获得的点到所述预先设定路径的每两个相邻离散点组成线段的距离。

7.一种路径比对系统，其特征在于，所述路径比对系统包括：

获取单元，用于实时获取当前点的GPS经纬度数据；

计算单元，用于计算所述获取单元获得当前点的经纬度数据与预先设定路径的经纬度之间的偏差距离；

判断单元，用于判断所述计算单元计算得到的所述偏差距离是否大于或等于预先设定的阈值；

输出单元，用于当所述计算单元计算得到的所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值时确定输出偏离预先设定路径的结果；当所述计算单元计算得到的所述偏差距离小于预先设定的阈值则输出未偏离，或不输出任何结果。

8.根据权利要求7所述的路径比对系统，其特征在于，所述路径比对系统进一步包括转换单元，用于将所述获取单元获取的当前点GPS经纬度数据转换为本地数据结构。

9.根据权利要求7或8所述的路径比对系统，其特征在于，所述路径比对系统进一步包括记录单元，用于在所述判断单元确定所述偏差距离大于或等于预先设定的阈值，所述输出单元输出偏离预先设定路径时，记录实际的路径信息。

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