CN103674038A - 一种基于本地导航与在线导航融合的导航系统及导航方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于本地导航与在线导航融合的导航系统和导航方法，导航系统包括本地导航主机系统（1）、GPS天线（6）、与本地导航主机系统（1）连接的触摸屏显示器（7）、扬声器（8）和无线收发模块（9）、为无线收发模块（9）和导航后台服务器（11）提供通讯链路的无线通讯网络（10）、导航后台服务器（11）以及导航后台数据库（12）。还公开了采用上述导航系统的导航方法。本发明利用无线网络使得本地导航与后台服务器建立起数据通讯连接，使得车主不仅可以在本地自由操作本地导航及在线导航，且在线导航的信息可以在本地直观的显示并提示，最终实现了两种导航的优势互补。
Description
技术领域
本发明属于导航领域，涉及一种车载导航系统，特别是涉及一种本地导航与在线导航交互的系统以及导航方法。
背景技术
目前市场上常用的车载导航系统大致分为两类，分别为：本地地图导航（又称自主导航）和在线导航。
本地地图导航是目前应用最广泛的一种导航形式：导航模块、导航引擎及地图都存在于本地，用户选择好目的地后，系统根据GPS天线及导航模块确认的当前位置启动本地导航引擎进行路线规划，且在导航过程中进行语音及界面提示。由于其地图更新周期长、升级成本高，而国内交通道路及POI（Point Of Interest：兴趣点）更新频率较高，从而导致这种方式的导航准确度越来越低，引起客户抱怨越来越高。
在线导航是与网络实时连接的，它可以通过网络连接到后台服务器做POI检索或路径规划，然后将计算数据发送到导航终端上，再由导航仪引导驾驶员行走。因此，在线导航又可分为两种实现方式：（1）后台根据客户需求将规划路线下发到车载设备，从而进行全程语音导航或伴有简单的转向提示，此方式导航显示不够直观；（2）后台根据客户需求将目的地下发到本地导航，本地导航进行路线规划及地图导航，这种方式的导航不能根据实时交通信息进行路线规划。
综上，本地导航与在线导航的区别就是本地导航就像是一个信息的孤岛，不能实时的更新地图路线及POI信息，而在线导航的服务会更及时更丰富，但在线导航规划的路线又无法直观的显示到本地地图上。
发明内容
本发明主要解决三大问题：（1）本地地图升级成本高，升级不及时造成的“误导”及无法查找最新POI信息；（2）在线导航操作复杂，提醒及显示不直观；（3）后台规划路线不能与本地地图相结合。
本发明具体公开了一种基于本地导航与在线导航融合的导航系统，包括：
本地导航主机系统，主要负责转换用户的导航需求、接收后台规划的路线，并将其叠加到本地地图、以及导航过程跟踪与提示；
GPS天线，接收GPS定位信息并发送给本地导航主机系统确定车辆当前所在位置；
与本地导航主机系统连接的触摸屏显示器、扬声器和无线收发模块。触摸屏显示器用于触控输入和显示导航地图、转向指示及路况信息，扬声器输出导航提示音频信息,无线收发模块发送本地导航主机系统请求的导航需求信息并接收导航后台服务器规划的路线及POI信息；
无线通讯网络，为无线收发模块和导航后台服务器提供通讯链路；
导航后台服务器，处理本地导航主机系统发来的导航请求，向导航后台数据库中查找POI信息并规划及下发导航路线；
导航后台数据库为导航后台服务器提供位置信息、POI信息及实时交通信息。
其中，本地导航主机系统包括主控MCU、GPS定位模块、地图库和导航引擎。
其中，无线收发模块是用户的手机，或者是车载内置通讯模块。
其中，导航后台数据库包含地图数据库、POI信息库和实时交通信息库。
本发明还公开了采用上述导航系统进行导航的方法，包括如下步骤：
1）用户在触摸屏显示器上查看并输入需要的POI信息并确定是使用本地或在线导航，本地导航主机系统接收请求并处理：
2）如采用本地导航，则本地导航主机系统进行路线规划，规划完成后根据GPS天线实时接收到的位置信息进行导航，且在触摸屏显示器和扬声器中显示并播报；
3）如采用在线导航，则本地导航主机系统将POI信息通过无线收发模块和无线通讯网络发送到导航后台服务器，导航后台服务器从POI信息库中查找到相关POI信息再反向反馈给本地导航主机系统，待客户选择需要在线导航的POI信息后，本地导航主机系统通过GPS天线和定位模块得到车辆当前所在位置信息与目的地POI一同打包发送到导航后台服务器，导航后台服务器结合导航后台数据库进行路线规划，并将规划的路线等信息打包发送给本地导航主机系统，本地导航主机系统解析路线规划信息并叠加到本地地图上显示，本地导航主机系统根据GPS天线实时接收到的位置信息进行导航，且在触摸屏显示器和扬声器中显示并播报。
其中在导航过程中，本地导航主机系统根据GPS天线实时接收到的位置信息判断当前车辆行驶轨迹是否偏离导航规划路线，如偏离规划路线，则本地导航主机系统发出偏航提醒。
其中，路线规划信息包含起始点与目的地及途中的转向提醒信息。导航引擎根据起始点及目的地信息，利用本地导航主机系统中的地图库进行路线规划。
本系统利用无线网络使得本地导航与后台服务器建立起数据通讯连接。车主使用本地导航界面输入POI名称或周边类型发送到后台，后台根据需求检索目的地并结合实时交通信息规划路线，车载端接收到后台规划的路线启动导航。在导航过程中本地导航界面显示目的地位置信息、导航规划后的路线及当前导航转向提示信息并进行语音播报。如行车过程中偏离导航路线，系统会自动或客户选择确认后，重新进行路线规划并导航。
本发明主要结合了本地导航和在线导航的优点,通过本地导航与在线导航的无缝融合，使得车主不仅可以在本地自由操作本地导航及在线导航，且在线导航的信息可以在本地直观的显示并提示，最终实现了两种导航的优势互补。此系统不仅降低了频繁升级导航地图带来的费用，同时也使得在线导航人机交互更加直观简洁。
附图说明
图1：导航系统结构原理图；
图2：导航规划流程图；
图3：在线导航运行流程图；
图4：本地导航运行流程。
附图标记说明：
1- 本地导航主机系统；
2- 主控MCU；
3- GPS定位模块；
4- 地图库；
5- 导航引擎；
6- GPS天线；
7- 触摸屏显示器；
8- 扬声器；
9- 无线收发模块；
10- 无线通讯网络；
11- 导航后台服务器；
12- 导航后台数据库；
13- 地图数据库；
14-POI信息库；
15- 实时交通信息库。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体说明。
如图1所示，本发明的导航系统包括本地导航主机系统1，主要负责转换用户的导航需求、接收后台规划的路线，并将其叠加到本地地图、以及导航过程跟踪与提示，其包括主控MCU2、GPS定位模块3、地图库4、导航引擎5；GPS天线6接收GPS定位信息发送给本地导航主机系统1确定车辆当前所在位置；本地导航主机系统1连接触摸屏显示器7、扬声器8和无线收发模块9，触摸屏显示器7主要触控输入和显示导航地图、转向指示及路况信息；扬声器8输出导航提示音频信息；无线收发模块9可以是用户的手机，也可以是车载内置通讯模块，其发送本地导航主机系统1请求的导航需求信息并接收导航后台服务器11规划的路线及POI信息；
无线通讯网络10为无线收发模块9和导航后台服务器11提供通讯链路；导航后台服务器11，处理本地导航主机系统1发来的导航请求，向导航后台数据库12中查找POI信息并规划及下发导航路线；
导航后台数据库12为导航后台服务器11提供位置信息、POI信息及实时交通信息，其包含地图数据库13、POI信息库14和实时交通信息库15。
如图1所示，用户在触摸屏显示器7上查看并输入需要的POI信息并确定是使用本地或在线导航，本地导航主机系统1接收请求并处理：
1）如采用本地导航，则本地导航主机系统1进行路线规划，规划完成后根据GPS天线6实时接收到的位置信息进行导航，且在显示器7和扬声器8中显示并播报；
2）如采用在线导航，则本地导航主机系统1将POI信息通过无线收发模块9和无线通讯网络10发送到导航后台服务器11，导航后台服务器11从POI信息库14中查找到相关POI信息再反向反馈给本地导航主机系统1，待客户选择需要在线导航的POI信息后，本地导航主机系统1通过GPS天线6和定位模块3得到车辆当前所在位置信息与目的地POI一同打包发送到导航后台服务器11，导航后台服务器11结合导航后台数据库12进行路线规划，并将规划的路线等信息打包发送给本地导航主机系统1，本地导航主机系统1解析路线规划信息并叠加到本地地图上显示，本地导航主机系统1根据GPS天线6实时接收到的位置信息进行导航，且在显示器7和扬声器8中显示并播报。
注：路线规划信息包含起始点与目的地及途中的转向提醒信息。
在导航过程中，本地导航主机系统1根据GPS天线6实时接收到的位置信息判断当前车辆行驶轨迹是否偏离导航规划路线，如偏离规划路线，则提示用户导航已偏离，是否需要重新规划，如客户选择是，则重新规划路线：使用当前位置点及预设目的地进行本地或在线规划，直至到达目的地，结束当次导航。
具体控制策略或控制方法如下：
一、 导航规划流程，如图2所示：
1 用户在触摸屏显示器7上查看并输入需要导航目的地关键字，确认使用本地导航还是在线导航，并将此信息同步到本地导航主机系统1；
2 本地导航主机系统1接收关键字信息并做出判断处理，如在1中选择了本地导航则执行3.1，如选择在线导航则执行3.2；
3.1 本地导航规划流程：
（1）本地导航主机系统1在地图库4中搜索与关键字相关联的POI，并将结果按顺序排列后显示到触摸屏显示器7上；
（2）用户在触摸屏显示器7查看POI列表，并选择需要导航的POI进行导航；
（3）本地导航主机系统1接收到需要导航POI信息，并根据GPS天线6和定位模块3确定车辆当前所在位置；
（4）导航引擎5根据起始点及目的地信息，利用地图库4进行路线规划；
（5）触摸屏显示器7在地图界面显示规划完成的路线；
（6） 本地导航主机系统1启动本地导航转到“三、本地导航运行流程”，并根据GPS天线6和定位模块3实时显示车辆当前位置。
3.2 在线导航规划流程：
（1） 本地导航主机系统1将用户选择的关键字通过无线收发模块9和无线通讯网络10发送到导航后台服务器11；
（2）导航后台服务器11在导航后台数据库12的POI信息库14中查找相关的POI；
（3）导航后台服务器11将所有相关的POI信息打包，并通过无线通讯网络10无线收发模块9将其发送给本地导航主机系统1；
（4） 本地导航主机系统1解析POI信息并按一定的顺序排列，通过触摸屏显示器7展示给用户；
（5） 用户通过触摸屏显示器7选择一个需要导航的POI，并确定进行在线导航；
（6） 本地导航主机系统1根据GPS天线6和定位模块3确定车辆当前所在位置信息；
（7） 本地导航主机系统1打包车辆当前位置信息及目的地POI信息并通过无线收发模块9和10无线通讯网络发送到导航后台服务器11；
（8） 导航后台服务器11解析起始点及目的地信息，并通过导航后台数据库12中的地图数据库13和交通信息库15进行路线规划；
（9）导航后台服务器11将规划好的路线打包，并通过无线通讯网络10无线收发模块9将其发送给本地导航主机系统1；
（10）本地导航主机系统1解析路线规划信息并处理，结合本地地图库4，将规划后的路线叠加到本地地图上；
（11）本地导航主机系统1启动在线导航转到“二、在线导航运行流程”，并根据GPS天线6和定位模块3实时显示车辆当前位置。
二、 在线导航运行流程，如图3所示：
1 在线导航开始后，本地导航主机系统1根据GPS天线6实时定位跟踪车辆当前位置，并判断是否偏离航线，如偏离航线则执行2.1，未偏离航线则执行2.2；
2.1 偏离导航路线时：
（1） 本地导航主机系统发出偏航提醒，通过触摸屏显示器7和扬声器8提醒用户；
（2） 用户选择重新规划路线，或默认延时一段时间后自动规划路线；
（3） 本地导航主机系统1根据GPS天线6和定位模块3确定车辆当前所在位置信息；
（4） 本地导航主机系统1将当前车辆所在位置打包，并通过无线收发模块9和无线通讯网络10发送到导航后台服务器11；
（5） 后台规划路线及本地开启导航流程同“一、导航规划流程”中的3.2在线导航规划流程。
2.2 未偏离航线时：
（1） 本地导航主机系统1根据路线规划信息和当前车辆信息判断前方是否有交叉路口；
（2） 如前方有交叉路口，本地导航主机系统1通过触摸屏显示器7和扬声器8，显示和播报转向信息；
（3） 本地导航主机系统1根据GPS天线6实时定位跟踪车辆当前位置，判断是否到达目的地，如未到达目的地则返回1，如到达目的地则导航结束。
三、本地导航运行流程，如图4所示：
1 本地导航开始后，本地导航主机系统1根据GPS天线6实时定位跟踪车辆当前位置，并判断是否偏离航线，如偏离航线则执行2.1，未偏离航线则执行2.2；
2.1 偏离导航路线时：
（1） 本地导航主机系统发出偏航提醒，通过触摸屏显示器7和扬声器8提醒用户；
（2） 用户选择重新规划路线，或默认延时一段时间后自动规划路线；
（3） 本地导航主机系统1根据GPS天线6和定位模块3确定车辆当前所在位置信息；
（4）本地导航规划流程同“一、导航规划流程”中的3.1本地导航规划流程。
2.2 未偏离航线时：
（1） 本地导航主机系统1根据路线规划信息和当前车辆信息判断前方是否有交叉路口；
（2） 如前方有交叉路口，本地导航主机系统1通过触摸屏显示器7和扬声器8，显示和播报转向信息；
（3） 本地导航主机系统1根据GPS天线6实时定位跟踪车辆当前位置，判断是否到达目的地，如未到达目的地则返回（1），如到达目的地则导航结束。
Claims (8)
1.一种基于本地导航与在线导航融合的导航系统，包括，
本地导航主机系统（1），主要负责转换用户的导航需求、接收后台规划的路线，并将其叠加到本地地图、以及导航过程跟踪与提示；
GPS天线（6），接收GPS定位信息并发送给本地导航主机系统（1）确定车辆当前所在位置；
与本地导航主机系统（1）连接的触摸屏显示器（7）、扬声器（8）和无线收发模块（9），触摸屏显示器（7）用于触控输入和显示导航地图、转向指示及路况信息，扬声器（8）输出导航提示音频信息,无线收发模块（9）发送本地导航主机系统1请求的导航需求信息并接收导航后台服务器（11）规划的路线及POI信息；
无线通讯网络（10），为无线收发模块（9）和导航后台服务器（11）提供通讯链路；
导航后台服务器（11），处理本地导航主机系统（1）发来的导航请求，向导航后台数据库（12）中查找POI信息并规划及下发导航路线；
导航后台数据库（12）为导航后台服务器（11）提供位置信息、POI信息及实时交通信息。
2.根据权利要求1所述的导航系统，其特征在于，本地导航主机系统（1）包括主控MCU（2）、GPS定位模块（3）、地图库（4）和导航引擎（5）。
3.根据权利要求1或2所述的导航系统，其特征在于，无线收发模块（9）是用户的手机，或者是车载内置通讯模块。
4.根据权利要求1-3任一项所述的导航系统，其特征在于，导航后台数据库（12）包含地图数据库（13）、POI信息库（14）和实时交通信息库（15）。
5.根据权利要求1-4任一项所述的导航系统进行导航的方法，包括如下步骤：
1）用户在触摸屏显示器（7）上查看并输入需要的POI信息并确定是使用本地或在线导航，本地导航主机系统（1）接收请求并处理：
2）如采用本地导航，则本地导航主机系统（1）进行路线规划，规划完成后根据GPS天线（6）实时接收到的位置信息进行导航，且在触摸屏显示器（7）和扬声器（8）中显示并播报；
3）如采用在线导航，则本地导航主机系统（1）将POI信息通过无线收发模块（9）和无线通讯网络（10）发送到导航后台服务器（11），导航后台服务器（11）从POI信息库（14）中查找到相关POI信息再反向反馈给本地导航主机系统（1），待客户选择需要在线导航的POI信息后，本地导航主机系统（1）通过GPS天线(6)和定位模块(3)得到车辆当前所在位置信息与目的地POI一同打包发送到导航后台服务器(11)，导航后台服务器(11)结合导航后台数据库(12)进行路线规划，并将规划的路线等信息打包发送给本地导航主机系统(1)，本地导航主机系统(1)解析路线规划信息并叠加到本地地图上显示，本地导航主机系统(1)根据GPS天线(6)实时接收到的位置信息进行导航，且在触摸屏显示器(7)和扬声器(8)中显示并播报。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在导航过程中，本地导航主机系统(1)根据GPS天线(6)实时接收到的位置信息判断当前车辆行驶轨迹是否偏离导航规划路线，如偏离规划路线，则本地导航主机系统（1）发出偏航提醒。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，路线规划信息包含起始点与目的地及途中的转向提醒信息。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，导航引擎（5）根据起始点及目的地信息，利用本地导航主机系统（1）中的地图库（4）进行路线规划。
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