CN102829791B - 基于车载终端的导航装置及导航路径修正的方法 - Google Patents

Abstract

一种基于车载终端的导航路径修正的方法，包括：获取目的地信息和车辆的当前位置信息；规划导航路径开始导航；当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径。本发明实施例的基于车载终端的导航装置及导航路径修正的方法，能够精确有效的导航立体交通区域。

Description

基于车载终端的导航装置及导航路径修正的方法

技术领域

本发明涉及导航领域，尤其涉及车载终端的导航装置及导航路径修正的方法。

背景技术

目前，利用卫星导航系统，例如GPS(GlobalPositionSystem，全球定位系统)定位车辆当前位置的应用已经很普遍。由定位系统结合电子地图数据形成的导航装置，例如车载导航仪，也越来越多的应用到人们的日常生活中。

现有技术的导航系统使用GPS提供的数据例如经纬度信息和航向来进行路段匹配，其具体实现方式为：设定匹配路段的最小阈值D；根据经纬度在电子地图数据中搜索距当前位置较近的若干条线段，所述若干条线段构成一个集合；根据航向扫描所述集合，选择路段的通行方向于航向近似且距离相近的路段，设其距离为d；当d＜D时，则匹配到该路段，否则认为匹配到空地。

然而，现有的城市交通环境比较复杂，除了普通路面，还包括隧道、高架等立体交通区域。当遇到隧道、高架等立体交通区域时，所述隧道、高架等在平面中的投影为距离较近的平行路段甚至是重合路段，导航系统无法区分车辆是在隧道、普通路面还是高架上行驶，可能匹配错误造成无法正确导航的问题。

公开号为“CN101441262”的申请文件公开了一种立体交通导航方法和装置，采用比较接收的卫星信号的强度参数来判断车辆是否位于立体交通区域，以及在立体交通区域所处的道路层面。此种方法导航立体交通区域仍然不够准确有效。

发明内容

本发明的实施例解决的问题是提供一种导航立体交通区域的基于车载终端的导航装置及导航路径修正的方法。

为解决上述问题，本发明的实施例提供了一种基于车载终端的导航路径修正的方法，包括：

获取目的地信息和车辆的当前位置信息；

规划导航路径开始导航；

当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；

基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；

以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径。

可选地，所述车辆的当前位置信息从车载终端的卫星定位单元获取，或者由用户输入。

可选地，所述车辆行驶到立体交叉路口的判断方法为：当车辆行驶到分叉路口时，所述分叉路口同时连接了属性为上、中、下的道路或其中任意两种属性的道路。

可选地，在启动所述运动姿态识别算法模型之前，还包括以下步骤：设定位移距离阈值；设定所述车辆的运动姿态所对应的角度区间。

可选地，所述计算车辆的运动姿态的方法为：从启动所述运动姿态识别算法模型开始，计算车辆行驶的位移，在所述位移小于位移距离阈值的路段内，连续采样车辆当前的多个姿态识别信号，基于所述多个姿态识别信号，计算车辆与水平地面的平均夹角，根据所述平均夹角所在的角度区间，判断车辆在当前位移内的运动姿态。

可选地，所述计算车辆与水平地面的夹角的方法为中位值平均滤波法。

可选地，所述车辆的运动姿态包括水平行驶、上坡行驶和下坡行驶。

可选地，所述车辆的姿态识别信号为重力加速度信号或车辆的方向信号。

本发明实施例提供了一种基于车载终端的导航装置，包括：

获取单元，用于获取目的地信息和车辆的当前位置信息；

导航单元，用于规划导航路径开始导航；

启动单元，用于当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；

姿态识别单元，至少用于获得车辆的姿态识别信号；

计算单元，基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；

修正单元，以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径。

可选地，所述获取单元具备卫星定位单元接口，用于从车载终端的卫星定位单元获取所述车辆的当前位置信息；或者具备输入接口，用于接收用户输入的位置信息。

可选地，所述姿态识别信号由姿态识别传感器获得，所述姿态识别传感器为重力加速度计或者三轴陀螺仪。

可选地，还包括：判断单元，用于判断车辆是否行驶到立体交叉路口。

可选地，还包括：预设单元，用于在启动运动姿态识别算法模型前，设定位移距离阈值；设定所述车辆的运动姿态对应的角度区间。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

本发明的实施例的基于车载终端的导航路径的修正方法中，当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型，基于车辆的重力加速度等姿态识别信号计算车辆的运动姿态为水平行驶、下坡行驶或上坡行驶，从而判断是车辆即将行驶在普通路面、隧道或高架并且基于姿态识别信号、车辆当前位置和目的地信息等参数，对导航路径进行修正后开始导航，避免了在立体交叉路口出现匹配错误的问题。

本发明的实施例的基于车载终端的导航装置，包括判断单元、姿态识别单元、启动单元和计算单元。所述姿态识别单元具有姿态识别传感器，当判断单元判断车辆进入立体交叉路口时，启动单元启动运动姿态识别算法模型，姿态识别单元对位移距离阈值内的车辆的重力加速度信号或者方向信号进行连续采样，计算单元基于所述信号计算当前车子与水平面的夹角，进一步判断车辆当前的运动姿态为水平行驶、下坡行驶或上坡行驶，进行立体交叉路口的道路匹配，从而修正导航路径继续导航，导航的精确度高。

附图说明

图1是本发明实施例的基于车载终端的导航路径的修正方法的流程示意图；

图2是本发明一实施例的基于车载终端的导航装置的结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术的导航系统，当立体交叉在平面中的投影为距离较近的平行路段甚至是重合路段时难以区分，造成匹配错误从而导航错误的情况。

针对上述问题，本发明实施例的发明人经过研究后发现，在立体交叉路段，可以通过计算道路与水平地面的夹角来判断车辆的运动姿态，从而可以判断车辆是在高架、隧道或者普通路面上行驶，从而匹配到相应的路段。

本发明实施例的发明人经过进一步研究后发现，道路与水平地面的夹角可以通过姿态识别传感器，例如重力加速度计或者三轴陀螺仪等，测得的姿态识别信号进一步计算得到。

为使本发明的实施例的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明的实施例能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明的实施例不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1，本发明实施例的发明人提供了一种基于车载终端导航路径修正的方法，包括：

步骤S101，获取目的地信息和车辆的当前位置信息；

步骤S103，规划导航路径开始导航；

步骤S105，当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；

步骤S107，基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；

步骤S109，以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径。

首先，执行步骤S101，获取目的地信息和车辆的当前位置信息。

其中，所述目的地信息由用户输入；所述车辆的当前位置信息从车载终端的卫星定位单元例如GPS、北斗星等中获取，或者由用户输入。例如：用户输入当前位置信息“张江高科”和目的地信息“上海火车站”或者用户直接输入目的地信息“上海火车站”，导航系统直接从卫星定位单元中获得车辆的当前位置信息。

在本发明的实施例中，用户输入目的地信息为“上海火车站”，而车辆的当前位置信息由GPS获取。

然后，执行步骤S103，规划导航路径开始导航。

基于车辆的当前位置信息和目的地信息，在电子地图中搜索并规划合适的导航路径。

之后，执行步骤S105，当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型。

判断车辆所在的位置区域，当车辆所在的区域为立体交通区域时，则启动运动姿态识别算法。所述位置区域包括普通路面和立体交通区域，所述立体交通区域包括高架和隧道，所述普通路面为除高架和隧道以外的区域，但实际应用并不以此为限。

所述判断车辆所在的位置区域的方法为：当车辆行驶到分叉路口时，判断所述分叉路口的各个道路的属性，当所述分叉路口同时连接了属性为上、中、下的道路或其中任意两种属性的道路时，则所述车辆处于立体交叉路口。

其中，所述属性为上的道路，表示高架；所述属性为下的道路，表示隧道；所述属性为中的道路，表示为普通的路面。

所述运动姿态识别算法模型用于识别车辆在一段时间内的运动姿态，所述车辆的运动姿态包括水平行驶、上坡行驶和下坡行驶。

在启动所述运动姿态识别算法模型之前，还包括以下步骤：设定位移距离阈值S；设定所述车辆的运动姿态对应的角度区间，包括水平行驶的角度区间、上坡行驶的角度区间以及下坡行驶的角度区间。

在本发明的实施例中，设定位移阈值距离S为800米；水平行驶的角度区间为-10～10度、上坡行驶的角度区间为＞10度、下坡行驶的角度区间为＜-10度。

执行步骤S107，基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态。

所述姿态识别信号为重力加速度信号或车辆的方向信号。所述重力加速度信号可以由重力加速度计测得，所述车辆的方向信号可以由三轴陀螺仪测得。在本发明的实施例中，所述姿态识别信号为重力加速度信号，由安装在车载终端的重力加速度计测得。

所述计算车辆的运动姿态的方法为：从启动运动姿态识别算法模型开始，计算车辆行驶的位移，在所述位移小于位移距离阈值S的路段内，连续采样车辆当前的多个姿态识别信号，基于所述多个姿态识别信号，计算车辆与水平地面的平均夹角，根据所述平均夹角所在的角度区间，判断车辆在当前位移内的运动姿态。

本发明实施例的发明人发现，中位值平均滤波法的运算速度快，且精确度高。因此，在本发明的实施例中，计算车辆与水平地面的平均夹角的方法为中位值平均滤波法。具体地：去除所测得的多个姿态识别信号中的最大值和最小值，所述最大值和最小值可能由道路的颠簸或者有凹坑所导致的，应予以排除，计算剩余的姿态识别信号的算术平均值。

在本发明的实施例中，位移距离阈值800米的路段内，连续采样多个重力加速度信号g1，g2，......gn，根据所述每个重力加速度信号计算车辆与水平地面的夹角a1，a2，......an，采用中位值平均滤波法计算平均夹角，通过所述车辆与水平地面的平均夹角获取车辆的运动姿态。例如车辆与水平地面的夹角的大小为20，21，23，25，60，24，30，19，26，11，去除最大值60和最小值11，然后计算剩余的夹角20，21，23，25，24，30，19，26的算术平均值，为24，车辆的运动姿态为上坡行驶。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，还可以采用中位值平均滤波法计算平均重力加速度，然后计算车辆与水平地面的平均夹角，通过所述车辆与水平地面的平均夹角获取车辆的运动姿态。

执行步骤S109，以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径。

以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径的具体方法为：根据车辆的运动姿态和车辆当前位置，将车辆匹配到路段；然后基于所述路段和目的地信息，修正导航路径，继续导航。

在本发明的实施例中，所述车辆的运动姿态为上坡行驶，则与所述车辆匹配的路段应为属性为上的道路，即高架。

需要说明的是，在本发明的其他实施例中，所述车辆的运动姿态为下坡行驶，则与所述车辆匹配的路段应为属性为下的道路，即隧道；所述车辆的运动姿态为水平行驶，则与所述车辆匹配的路段应为属性为中的道路，即普通路面。

相应地，请参考图2，本发明实施例的发明人还提供了一种基于车载终端的导航装置，包括：

获取单元200，用于获取目的地信息和车辆的当前位置信息；

导航单元210，用于规划导航路径开始导航；

判断单元220，用于判断车辆是否行驶到立体交叉路口；

姿态识别单元240，至少用于获得车辆的姿态识别信号；

预设单元230，用于在启动运动姿态识别算法前，设定位移距离阈值；设定所述车辆的运动姿态对应的角度区间；

启动单元250，用于当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；

计算单元260，基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；

修正单元270，以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径。

其中，所述获取单元200具备卫星定位单元接口，用于从车载终端的卫星定位单元201获取所述车辆的当前位置信息；或者具备输入接口，用于接收用户从输入单元203输入的位置信息，并将所述目的地信息和车辆的当前位置信息发送至导航单元210。

需要说明的是，所述获取单元200还用于获取用户的导航命令。

所述导航单元210接收获取单元200发送的所述目的地信息和车辆的当前位置信息、以及接收所述获取单元200发送的用户导航命令，并根据获取单元200提供的目的地信息、车辆的当前位置信息和用户的导航命令，规划导航路径开始导航。

需要说明的是，所述导航单元210还用于获取包含道路属性和分叉口信息的电子地图的数据，将所述道路的属性和分叉口信息提供给判断单元220；提供车辆的当前位置信息给启动单元250。

所述判断单元220用于当车辆行驶到分叉口时，判断所述分叉口是否同时连接了属性为上、中、下的道路，或者是否同时连接了上、中、下中的任意两种属性的道路，并将判断结果提供给启动单元250。若所述分叉口同时连接了属性为上、中、下的道路，或者同时连接了上、中、下中的任意两种属性的道路，则表示该分叉口为立体交叉路口；反之，则为普通的交叉路口。

需要说明的是，在本发明实施例中，所述道路的属性和分叉口信息预先存储在电子地图的数据中，所述道路的属性和分叉口信息可以通过导航单元210提供给判断单元220。

所述预设单元230，用于在启动姿态识别算法模型前，预先设定道路的位移距离阈值S；以及车辆相应的运动姿态所对应的角度区间，并将位移距离阈值S和车辆相应的运动姿态所对应的角度区间提供给启动单元250。

所述姿态识别单元240，至少用于获得车辆的姿态识别信号，将所述姿态识别信号提供给计算单元260。所述姿态识别信号由姿态识别传感器获得，所述姿态识别传感器为重力加速度计或者三轴陀螺仪。在本发明的一个实施例中，所述姿态识别单元240包括重力加速度计，用于到达立体交叉路口时，连续采样多个重力加速度信号g1，g2，......gn，用于后续计算车辆与水平地面的夹角。

在本发明的另一实施例中，所述姿态识别单元240包括三轴陀螺仪，用于检测车辆的方向信号。

所述启动单元250获取判断单元220提供的判断结果，当判断单元220判断出车辆行驶到立体交叉路口时，启动单元250发送启动运动姿态识别算法模型的信号给计算单元260。

需要说明的是，所述启动单元250获取预设单元230发送的位移距离阈值S和车辆相应的运动姿态所对应的角度区间，并且接收导航单元210发送的车辆当前位置信息。

所述计算单元260在接收到启动单元250的启动运动姿态识别算法模型的信号后，基于车载终端的姿态识别单元240提供的姿态识别信号和启动单元250提供的车辆当前位置信息，计算在车辆行驶的位移小于或等于位移距离阈值S的路段内的车辆的运动姿态，将车辆的运动姿态提供给修正单元270。

所述修正单元270，用于根据计算单元260提供的车辆的运动姿态和导航单元提供的车辆当前位置信号，将车辆匹配到路段；然后基于所述路段和目的地信息，修正导航路径，继续导航。

综上，本发明实施例的基于车载终端的导航路径的修正方法中，当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法，基于车辆的重力加速度等姿态识别信号计算车辆的运动姿态为水平行驶、下坡行驶或上坡行驶，从而判断是车辆即将行驶在普通路面、隧道或高架并且基于姿态识别信号、车辆当前位置和目的地信息等参数，对导航路径进行修正后开始导航，避免了在立体交叉路口出现匹配错误的问题。

本发明的实施例的基于车载终端的导航装置，包括判断单元、姿态识别单元、启动单元和计算单元。所述姿态识别单元具有姿态识别传感器，当判断单元判断车辆进入立体交叉路口时，启动单元启动运动姿态识别算法模型，姿态识别单元对位移距离阈值内的车辆的重力加速度信号或者方向信号进行连续采样，计算单元基于所述信号计算当前车子与水平面的夹角，进一步判断车辆当前的运动姿态为水平行驶、下坡行驶或上坡行驶，进行立体交叉路口的道路匹配，从而修正导航路径继续导航，导航的精确度高。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于车载终端的导航路径修正的方法，包括：

获取目的地信息和车辆的当前位置信息；

规划导航路径开始导航；

其特征在于，还包括：

当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；

基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；

以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径；

其中在启动所述运动姿态识别算法模型之前，还包括以下步骤：设定位移距离阈值；设定所述车辆的运动姿态所对应的角度区间；

所述计算车辆的运动姿态的方法为：从启动所述运动姿态识别算法模型开始，计算车辆行驶的位移，在所述位移小于位移距离阈值的路段内，连续采样车辆当前的多个姿态识别信号，基于所述多个姿态识别信号，计算车辆与水平地面的平均夹角，根据所述平均夹角所在的角度区间，判断车辆在当前位移内的运动姿态。

2.如权利要求1所述的基于车载终端的导航路径修正的方法，其特征在于，所述车辆的当前位置信息从车载终端的卫星定位单元获取，或者由用户输入。

3.如权利要求1所述的基于车载终端的导航路径修正的方法，其特征在于，所述车辆行驶到立体交叉路口的判断方法为：当车辆行驶到分叉路口时，所述分叉路口同时连接了属性为上、中、下的道路或其中任意两种属性的道路。

4.如权利要求1所述的基于车载终端的导航路径修正的方法，其特征在于，所述计算车辆与水平地面的夹角的方法为中位值平均滤波法。

5.如权利要求1所述的基于车载终端的导航路径修正的方法，其特征在于，所述车辆的运动姿态包括水平行驶、上坡行驶和下坡行驶。

6.如权利要求1所述的基于车载终端的导航路径修正的方法，其特征在于，所述车辆的姿态识别信号为重力加速度信号或车辆的方向信号。

7.一种基于车载终端的导航装置，包括：

获取单元，用于获取目的地信息和车辆的当前位置信息；

导航单元，用于规划导航路径开始导航；

其特征在于，还包括：

启动单元，用于当车辆行驶到立体交叉路口时，启动运动姿态识别算法模型；

姿态识别单元，至少用于获得车辆的姿态识别信号；

计算单元，基于对车辆的姿态识别信号，计算车辆的运动姿态；

修正单元，以所述目的地信息、车辆当前位置、车辆的运动姿态为参数，修正导航路径；

其中所述装置还包括：预设单元，用于在启动运动姿态识别算法模型前，设定位移距离阈值；设定所述车辆的运动姿态对应的角度区间；

所述计算单元具体用于，从所述启动单元启动所述运动姿态识别算法模型开始，计算车辆行驶的位移，在所述位移小于位移距离阈值的路段内，连续采样车辆当前的多个姿态识别信号，基于所述多个姿态识别信号，计算车辆与水平地面的平均夹角，根据所述平均夹角所在的角度区间，判断车辆在当前位移内的运动姿态。

8.如权利要求7所述的基于车载终端的导航装置，其特征在于，所述获取单元具备卫星定位单元接口，用于从车载终端的卫星定位单元获取所述车辆的当前位置信息；或者具备输入接口，用于接收用户输入的位置信息。

9.如权利要求7所述的基于车载终端的导航装置，其特征在于，所述姿态识别信号由姿态识别传感器获得，所述姿态识别传感器为重力加速度计或者三轴陀螺仪。

10.如权利要求7所述的基于车载终端的导航装置，其特征在于，还包括：判断单元，用于判断车辆是否行驶到立体交叉路口。