CN102261918A - 导航数据中多元交通规制三元化的方法 - Google Patents

导航数据中多元交通规制三元化的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供在导航电子地图数据编译过程中，将多元交通规制转化为三元交通规制的方法。其包括以下步骤：1)调整源数据中规制信息的组织形式；2)根据规制信息探索可通行的路径；3)调整规制信息和可通行路径的表示方式；4)按照加权的方式找出可以代替原有规制信息的三元规制；5)找出与三元规制冲突的可通行路径，并通过增加虚LINK的方式保证新的三元规制不会影响原有的可通行路径。

Description

导航数据中多元交通规制三元化的方法
技术领域
本发明属于电子地图领域，特别是涉及一种导航电子地图数据编译过程。
背景技术
交通规制信息是导航领域中必不可少的元素，在车载导航系统中它主要用来进行道路计算；地图数据提供商提供规制信息的形式也有多种，有的以三元规制的形式提供，有的以三元规制和多元规制混合的形式提供等等；由于许多电子地图数据格式以及车载导航仪应用程序不支持多元交通规制，因此，在进行导航电子地图数据编译过程中，当遇到目标数据格式不支持多元交通规制时，需要将多元交通规制转化为三元规制。现有的处理该问题的方法主要是通过程序处理与手工处理相结合的方法来解决，但是利用该方法进行处理的效率很低，而且程序能够处理的CASE有限，只能处理80％的多元交通规制信息，其余的需要通过手工处理来完成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：在导航电子地图数据编译过程中，将多元交通规制转化为三元交通规制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：导航数据中多元交通规制三元化的方法包括以下步骤：
步骤一、获取导航电子地图中用于表示道路连通网络而虚拟出来的结点NODE和用于表示NODE与NODE之间通路的曲线型对象路段LINK；其中将结点数大于1的路口定义为复合路口，复合路口内的LINK为交叉点内LINK，与复合路口相连的LINK为外LINK，导航路线中走向结点NODE方向的LINK为进入LINK，从结点NODE方向走出的LINK为退出LINK；
步骤二、根据步骤一得到的结点NODE、路段LINK和复合路口建立起导航线路的规制，由多条进入LINK、一个退出NODE和一条退出LINK组成的规制为多元规制，由一条进入LINK、一个退出NODE和一条退出LINK组成的规制为三元规制；
步骤三、根据步骤二建立的导航路线规制建立通行序列表，调整源数据中规制信息的组织形式；
步骤四、根据规制信息探索可通行的路径；
步骤五、调整规制信息和可通行路径的表示方式；
步骤六、按照加权的方式找出可以代替原有规制信息的三元规制；
步骤七、找出与三元规制冲突的可通行路径，并通过增加虚LINK的方式保证新的三元规制不会影响原有的可通行路径。
优选的，上述步骤三包括以下步骤：
S301)从源数据中取出进入LINK或者退出LINK不为外LINK的规制信息；
S302)根据LINK的通行方向，探索以外LINK进入和外LINK退出，并且途径步骤S301中规制信息的所有规制序列。
优选的，上述步骤四包括以下步骤：
S401)分别找出所有可以进入复合路口和退出复合路口的外LINK；
S402)在满足LINK的通行方向的前提下，找出所有从进入复合路口的LINK到退出复合路口的LINK中可以通行的路径序列；
S403)将从步骤S402中找出的序列中与禁止规制冲突的序列删除。
优选的，上述步骤六包括以下步骤：
S601)计算每个三元组分别在禁止通行序列和可通行序列中出现的次数，将某个三元组在禁止通行序列中出现的次数减去在可通行序列中出现的次数称为该三元组的度数；
S602)取出度数最大的三元组，如果度数最大的三元组有多个，优先选择进入LINK和退出LINK都是交叉点内LINK的三元组，其次取进入LINK的ID最大的，最后取退出LINK的ID最大的；并将该三元组作为三元禁止规制放在目标规制集合M中；
S603)判断集合M中的三元禁止规制是否与原有规制等价，如果等价，则步骤六处理完毕；否则，更新步骤S602中三元组的度数；
S604)重复以上步骤直至规制集合M中的三元禁止规制与原有规制等价。
优选的，上述步骤七包括以下步骤：
S701)在可通行序列中找出与已经生成的三元禁止规制冲突的可通行序列N；
S702)找出序列N中沿着通行序列方向的第一个复合路口结点N1和最后一个复合路口结点N2；
S703)在该复合路口处增加虚LINK，N1和N2分别为该虚LINK的两个结点；
S704)将序列N中除了第一条进入LINK和退出LINK之外的所有LINK的形点作为该虚LINK的形点；
S705)将该虚LINK的属性定义为交叉点内LINK；
S706)如果序列N中的所有LINK都是双向通行，则将该虚LINK的通行方向设置为双向通行；否则将该虚LINK的通行方向设置为沿着序列N的方向。
本文提供的发明能够较好的将多元交通规制信息进行三元化，较现有的方法相比，进行了一系列的优化，并且不需要进行手工处理，同时也能够较好的维持道路形状。
附图说明
图1为复合路口示意图；
图2为本发明实施流程图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
首先对本发明的相关名词进行解释：
NODE(结点)
导航电子地图中用于表示道路连通网络，虚拟出来的结点对象。可以近似的理解为现实道路的一个路口。
LINK(路段)
导航电子地图中用于表示NODE与NODE之间通路的曲线型对象，由两个NODE和若干形状点组成。可以近似的理解为现实道路连接两个路口的一段道路。
复合路口
结点数量大于1的路口称为复合路口。
交叉点内LINK
复合路口内的LINK称为交叉点内LINK。
外LINK(路口接续LINK)
与复合路口相连的LINK称为外LINK。
虚LINK
本发明中为解决新增规制会影响原有可通行路径的问题时，在导航地图中增加具有特殊属性的LINK。
多元规制
本发明认为规制要素大于3，即由多条进入LINK、一个退出NODE和一条退出LINK组成的规制称为多元规制。
三元规制
本发明认为规制要素等于3，即由一条进入LINK、一个退出NODE和一条退出LINK组成的规制称为三元规制。
如图1所示，由4个结点组成的复合路口，它们分别是N1、N2、N3、N4，其中黑色虚线箭头描述的是3条无条件禁止通行的规制。根据这3条规制可以找出该复合路口处以外LINK进入，外LINK退出的禁止通行序列和可通行序列，分别如下表1和表2所示。
表1为禁止通行序列
表1
  序号   禁止通行序列
  1   L8->L13->L12->L11->N4->L1
  2   L8->N3->L7
  3   L8->L13->L12->L11->L10->N3->L7
  4   L2->L10->L13->L12->L11->N4->L1
  5   L4->L11->L10->L13->L12->N1->L3
  6   L6->L12->L11->L10->L13->N2->L5
表2为可通行序列
表2
  序号   可通行序列
  1   L8->L13->N2->L5
  2   L8->L13->L12->N1->L3
  3   L2->N4->L1
  4   L2->L10->N3->L7
  5   L2->L10->L13->N2->L5
  6   L2->L10->L13->L12->N1->L3
  7   L4->N1->L3
  8   L4->L11->N4->L1
  9   L4->L11->L10->N3->L7
  10   L4->L11->L10->L13->N2->L5
  11   L6->N2->L5
  12   L6->L12->N1->L3
  13   L6->L12->L11->N4->L1
  14   L6->L12->L11->L10->N3->L7
将表1和表2中的序列分解为三元组的形式，例如禁止序列L8->N3->L13->N2->L12->N1->L11->N4->L1可以分解为L8->N3->L13、L13->N2->L12、L12->N1->L11以及L11->N4->L1这4个三元组，将某个三元组在禁止通行序列中出现的次数减去在可通行序列中出现的次数称为该三元组的度数，即该复合路口处的三元组以及三元组的度数如下表3所示。
表3为三元组信息
表3
  三元组   度数
  L13->N2->L12   2
  L12->N1->L11   2
  L8->N3->L7   1
  L8->N3->L 13   -1
  L11->N4->L10   0
  L10->N3->L13   0
  L11->N4->L1   -1
  L2->N4->L1   -1
  L4->N1->L3   -1
  L6->N2->L5   -1
  L10->N3->L7   -2
  L2->N4->L10   -2
  L4->N1->L11   -2
  L12->N1->L3   -2
  L6->N2->L12   -2
  L13->N2->L5   -2
在表3中找出度数最大的三元组，当度数最大的三元组有多个时，优先选择进入LINK和退出LINK都是交叉点内LINK的三元组。表3中度数最大的三元组是L13->N2->L12，由于该三元组不能与原有规制等价，此时需要更新三元组的度数，继续选择三元组，使得选出的三元组与原有规制等价，更新三元组度数的步骤如下：
将最大三元组从原有的三元组集合中删除，该例中将表3中的L13->N2->L12删除；
将由最大三元组所在的禁止规制序列中分解的所有三元组的度数分别减1。比如该例中L13->N2->L12存在与禁止规制序列L8->N3->L13->N2->L12->N1->L11->N4->L1中，那么L8->N3->L13、L13->N2->L12、L12->N1->L11、L11->N4->L1这4个三元组的度数都需要减1。更新后的度数如下表4所示。
表4为更新后的三元组信息
表4
  三元组   度数
  L12->N1->L11   -1
  L8->N3->L7   1
  L8->N3->L13   -3
  L11->N4->L10   -2
  L10->N3->L13   -2
  L11->N4->L1   -3
  L2->N4->L1   -1
  L4->N1->L3   -1
  L6->N2->L5   -1
  L10->N3->L7   -3
  L2->N4->L10   -3
  L4->N1->L11   -3
  L12->N1->L3   -3
  L6->N2->L12   -2
  L13->N2->L5   -2
在表4中找出度数最大的三元组L8->N3->L7，判断L13->N2->L12和L8->N3->L7两个三元规制合起来是否能够与原有规制等价，可发现它们不能与原有规制等价，此时需要继续按照同样的方法更新三元组度数，寻找三元组，最终可以找出L13->N2->L12、L8->N3->L7以及L12->N1->L11这三个三元规制结合起来可以与原有禁止规制等价。
那么，由L13->N2->L12、L8->N3->L7以及L12->N1->L11这三个三元组组成的三元禁止规制信息就能够代替原有规制，但是增加的这些三元禁止规制可能会使原本可以通行的序列，由于增加了禁止规制而变为不可通行，此时需要找出与三元禁止规制冲突的可通行序列。具体操作步骤如下：
在表2中找出与L13->N2->L12的三元禁止规制冲突的可通行序列，找出的结果为L8->N3->L13->N2->L12->N1->L3和L2->N4->L10->N3->L13->N2->L12->N1->L3。
在表2中找出与L8->N3->L7的三元禁止规制冲突的可通行序列，没有与该规制冲突的通行序列。
在表2中找出与L12->N1->L11的三元禁止规制冲突的可通行序列，找出的结果为L6->N2->L12->N1->L11->N4->L1和L6->N2->L12->N1->L11->N4->L10->N3->L7。
为这4个与规制冲突的可通行序列增加可通行的路径(虚LINK)，使得原本与三元规制冲突的可通行序列能够存在可通行路径。增加虚LINK的方法如下：
找出可通行序列中沿着通行序列方向的第一个复合路口结点(假设为N1)和最后一个复合路口结点(假设为N2)。
在该复合路口处新增一条虚LINK，N1和N2分别为该虚LINK的两个端点。
将该可通行序列中除了第一条进入LINK和退出LINK以外的所有LINK的形点作为该虚LINK的形点。
将该虚LINK的属性设置为交叉点内LINK。
经过以上步骤后，本发明在不影响复合路口原本的道路通行情况下，既能够较好的维持道路形状，又能够较好的将多元交通规制进行三元化，但是本发明不适用于含有通行条件不同的条件通行规制的复合路口。
以上所述，仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。

Claims (5)

1.一种导航数据中多元交通规制三元化的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、获取导航电子地图中用于表示道路连通网络而虚拟出来的结点NODE和用于表示NODE与NODE之间通路的曲线型对象路段LINK；其中将结点数大于1的路口定义为复合路口，复合路口内的LINK为交叉点内LINK，与复合路口相连的LINK为外LINK，导航路线中走向结点NODE方向的LINK为进入LINK，从结点NODE方向走出的LINK为退出LINK；
步骤二、根据步骤一得到的结点NODE、路段LINK和复合路口建立起导航线路的规制，由多条进入LINK、一个退出NODE和一条退出LINK组成的规制为多元规制，由一条进入LINK、一个退出NODE和一条退出LINK组成的规制为三元规制；
步骤三、根据步骤二建立的导航路线规制建立通行序列表，调整源数据中规制信息的组织形式；
步骤四、根据规制信息探索可通行的路径；
步骤五、调整规制信息和可通行路径的表示方式；
步骤六、按照加权的方式找出可以代替原有规制信息的三元规制；
步骤七、找出与三元规制冲突的可通行路径，并通过增加虚LINK的方式保证新的三元规制不会影响原有的可通行路径。
2.如权利要求1所述的导航数据中多元交通规制三元化的方法，其特征在于：所述步骤三包括以下步骤：
S301)从源数据中取出进入LINK或者退出LINK不为外LINK的规制信息；
S302)根据LINK的通行方向，探索以外LINK进入和外LINK退出，并且途径步骤S301中规制信息的所有规制序列。
3.如权利要求1所述的导航数据中多元交通规制三元化的方法，其特征在于：所述步骤四包括以下步骤：
S401)分别找出所有可以进入复合路口和退出复合路口的外LINK；
S402)在满足LINK的通行方向的前提下，找出所有从进入复合路口的LINK到退出复合路口的LINK中可以通行的路径序列；
S403)将从步骤S402中找出的序列中与禁止规制冲突的序列删除。
4.如权利要求1所述的导航数据中多元交通规制三元化的方法，其特征在于：所述步骤六包括以下步骤：
S601)计算每个三元组分别在禁止通行序列和可通行序列中出现的次数，将某个三元组在禁止通行序列中出现的次数减去在可通行序列中出现的次数称为该三元组的度数；
S602)取出度数最大的三元组，如果度数最大的三元组有多个，优先选择进入LINK和退出LINK都是交叉点内LINK的三元组，其次取进入LINK的ID最大的，最后取退出LINK的ID最大的；并将该三元组作为三元禁止规制放在目标规制集合M中；
S603)判断集合M中的三元禁止规制是否与原有规制等价，如果等价，则步骤六处理完毕；否则，更新步骤S602中三元组的度数；
S604)重复以上步骤直至规制集合M中的三元禁止规制与原有规制等价。
5.如权利要求1所述的导航数据中多元交通规制三元化的方法，其特征在于：所述步骤七包括以下步骤：
S701)在可通行序列中找出与已经生成的三元禁止规制冲突的可通行序列N；
S702)找出序列N中沿着通行序列方向的第一个复合路口结点N1和最后一个复合路口结点N2；
S703)在该复合路口处增加虚LINK，N1和N2分别为该虚LINK的两个结点；
S704)将序列N中除了第一条进入LINK和退出LINK之外的所有LINK的形点作为该虚LINK的形点；
S705)将该虚LINK的属性定义为交叉点内LINK；
S706)如果序列N中的所有LINK都是双向通行，则将该虚LINK的通行方向设置为双向通行；否则将该虚LINK的通行方向设置为沿着序列N的方向。
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Patentee before: WUHAN KOTEI INFORMATICS CO., LTD.

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
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Denomination of invention: Method of ternary traffic regulation in navigation data

Effective date of registration: 20210909

Granted publication date: 20121010

Pledgee: Wuhan Jiangxia sub branch of Bank of Communications Co., Ltd

Pledgor: WUHHAN KOTEL BIG DATE Corp.

Registration number: Y2021980009115