CN103700314B - 一种位置定位方法、装置及电子地图 - Google Patents

Abstract

本发明实施例中提供了一种位置定位方法、装置及电子地图，通过参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，获取需要定位的公路里程桩号，根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。实现了公路里程桩号与三层路网模型的结合，方便了公路里程桩号在电子地图位置定位中的应用。

Description

一种位置定位方法、装置及电子地图

技术领域

本发明涉及智能交通，尤其涉及一种位置定位方法、装置及电子地图。

背景技术

随着社会和经济的发展，高速公路作为经济社会发展的产物，成为重要的交通基础设施，但是随着交通量的不断增加，高速公路上的交通事件（如交通事故、拥堵、汽车故障、恶劣天气、道路施工等）频频发生，为了减少交通事件的影响，需要及时定位并发布交通事件的位置信息，让车辆避开交通事件路段，减少事件带来的经济和财产损失。由于高速公路标志性建筑物大多间隔较远，无法精确描述交通事件发生的位置，因此，通常利用高速公路里程桩号描述交通事件发生的具体位置。实际高速公路中的里程桩号以相等距离表示（如间隔1千米或间隔1百米），这种表示方法能够帮助驾驶员判断在高速公路上的位置，但是在交通信息发布中，相等距离表示的里程桩号无法适应现有的电子地图的路网划分方式。目前的电子地图是基于节点、路段和路链的三层路网数据结构，地图匹配和路径推测以节点编号和路链编号为依据进行，由于节点和路链不包含公路里程桩号，导致公路里程桩号无法应用到基于三层路网数据结构的电子地图中进行事件定位和事件发布。

发明内容

本发明实施例中提供一种位置定位方法、装置及电子地图，解决了公路里程桩号不能应用到电子地图中进行定位的问题。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种位置定位方法，包括：

根据参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，其中，所述参考里程桩号包括参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号；

获取需要定位的公路里程桩号；

根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。

一种位置定位装置，包括：

计算模块，用于根据参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，其中，所述参考里程桩号包括参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号；

获取模块，用于获取需要定位的公路里程桩号；

定位模块，用于根据所述获取模块获取的所述需要定位的公路里程桩号和所述计算模块计算出的公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。

一种电子地图，所述电子地图由三层路网模型生成，所述三层路网模型包括节点对象、路段对象和路链对象，其中，所述路链对象中包括起点里程桩号和终点里程桩号，所述路链对象的起点里程桩号和所述路链对象的终点里程桩号由参考里程桩号和路链的长度生成，所述参考里程桩号包括参考点所在路链的起点里程桩号和参考点所在路链的终点里程桩号。

通过本发明实施例中提供了一种位置定位方法、装置及电子地图，通过参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，获取需要定位的公路里程桩号，根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。实现了公路里程桩号与三层路网模型的结合，方便了公路里程桩号在电子地图定位中的应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中提供的电子地图三层路网结构示意图；

图2为本发明实施例中提供的一种位置定位方法；

图3为本发明实施例中提供的一条高速公路里程桩号位置表示的示意图；

图4为本发明实施例中提供的一种位置定位装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为三层路网模型表示的三层路网结构图，路网结构由节点、路段和路链三层概念组成。节点是路网结构中最基本的概念，由经纬度坐标组成。根据角色的不同，节点可以分为连通性节点和普通节点，连通性节点是一条路链上的两个端点，一般为平交路口、道路起点和道路终点等，路网中的其它节点统称为普通节点。图1中列出了3个普通节点和2个连通性节点。

如果两个相邻节点中存在一条有向通路，成为一条路段，路段表示路网中的单向直线道路，拥有路段长度、方向等属性。图1中列出一条单向道路上划分的4条路段。如果两个相邻连通性节点之间存在一条有向通路，那么这条有向通路定义为路链。路段表示的是路网中的单向道路，这条有向通路定义为路链。路段表示的是路网中的单向道路，路链可能包含若干条路段，一条表示双向行驶的道路，根据方向不同应该分为方向相反的两条路链。上图中列出了一条单向道路上划分的路链1，它包括路段1、路段2、路段3和路段4，以及其它与路链1相连的路链，包括路链2、路链3、路链4、路链5和路链6。

图1中路链6-路链1-路链3可以认为一条高速公路的一部分，现有高速公路都有统一的编号，例如，G1、G2、G3……。图中的里程桩号为高速公路里程桩号，用来指示高速公路上的位置信息，比如G6（京藏高速）的124桩，表示G6高速的124公里处。

实施例一

本发明实施例一提供了一种位置定位方法，具体包括以下步骤：

步骤201、根据参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号；

其中，所述参考里程桩号包括参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号，公路单元可以为路段和/或路链，由于三层路网模型中的基本数据结构为节点对象、路段对象和路链对象，没有公路里程桩号对象，因此，需要采用三层路网模型中的基本数据结构来表示公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，具体可以为每个公路单元增加一个起点里程桩号的数据属性和一个终点里程桩号的数据属性，并由参考里程桩号和公路单元的长度来表示公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，而参考里程桩号包括：参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号，参考点为部分里程桩号已知的点（如起始点、收费站、服务区、立交桥和停车区等），通常情况下，由于高速公路存在断线和共线的情况，且部分规划路线还没有建成，不能完全利用高速公路起始点的里程桩号（K0+000）计算表示其后面的所有路链的里程桩号，因此，一般选择处于中间路链上收费站、服务区、立交桥和停车区等作为参考点。

图3为高速公路里程桩号位置表示的示意图，图中的高速公路分为正向和反向，中间虚线为高速公路的中心分界线，用STAKE_BEGIN（i）表示路链i的起点里程桩号，用STAKE_END（i）表示路链i的终点里程桩号，LEN（i）表示路链i的长度。图3中参考点Φ所在路链的起点里程桩号为STAKE_BEGIN（Ф），参考点所在路链的终点里程桩号为STAKE_END（Ф），下面通过STAKE_BEGIN（Ф）、STAKE_END（Ф）及路链长度LEN（i）计算路链i的STAKE_BEGIN（i）和STAKE_END（i），分四种情况分别进行计算，如下：

（1）当路链i为正向，且在参考点Ф下游时，

$\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(i\right)=\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(\mathrm{\Φ}\right)+\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{LEN}(i-j)$

STAKE_END（i）=STAKE_BEGIN（i）+LEN（i）

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数。

（2）当路链i为正向，且在参考点Ф上游时

$\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(i\right)=\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(\mathrm{\Φ}\right)-\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{LEN}(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数。

（3）当路链i为反向，且在参考点Ф下游时

$\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(i\right)=\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(\mathrm{\Φ}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{LEN}(i+j)$

STAKE_END（i）=STAKE_BEGIN（i）—LEN（i）

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数。

（4）当路链i为反向，且在参考点Ф上游时

$\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(i\right)=\mathrm{STAKE}\_\mathrm{BEGIN}\left(\mathrm{\Φ}\right)+\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{LEN}(i-j)$

STAKE_END（i）=STAKE_BEGIN（i）—LEN（i）

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数。

步骤201、获取需要定位的公路里程桩号；

其中，可以通过驾驶员的上报信息、交通管理部门的数据等方式获取需要定位的公路里程桩号。

步骤203、根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。

定位的情况可以包括：

（1）对需要定位的公路里程桩号的具体位置进行定位，包括：将需要定位的公路里程桩号与电子地图中的公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号进行匹配，确定所述需要定位的公路里程桩号所在的公路单元。例如：获取的需要定位的公路里程桩号为STAKE（i），匹配到STAKE（i）处于路链i的起点里程桩号STAKE_BEGIN（i）和终点里程桩号STAKE_END（i）之间，即STAKE_BEGIN（i）<STAKE（i）<STAKE_END（i）（路链i为正向情况下），则确定STAKE（i）处于路链i上，进一步地，在确定STAKE（i）处于路链i上之后，可以将起点里程桩号STAKE_BEGIN（i）或终点里程桩号STAKE_END（i）与STAKE（i）作差值，确定STAKE（i）的具体位置，例如：STAKE_BEGIN（i）为K40+200，而STAKE（i）为K50+500，则差值为10.3公里，如果路链为正向，则STAKE（i）在距离STAKE_BEGIN（i）10.3公里的位置。

（2）对需要定位的公路里程桩号进行定位，进而对交通事件的路链进行定位，交通事件包括交通事故、拥堵、恶劣天气、施工等。对交通事件的路链进行定位，包括：用STAKE_1表示高速公路上交通事件描述中需要定位的起点桩号，STAKE_2表示高速公路上交通事件描述中需要定位的终点桩号，则在路链为正向的情况下，交通事件起点路链M和交通事件结束路链P的匹配条件为：

STAKE_BEGIN（M）<STAKE_1<STAKE_END（M）；STAKE_BEGIN（P）<STAKE_2<STAKE_END（P）。

说明交通事件的起点位于路链M上，交通事件结束路链位于路链P上。另外，在路链为正向的情况下，如果路链K，满足：STAKE_1<STAKE_BEGIN（K）<STAKE_2；STAKE_1<STAKE_END（K）<STAKE_2，说明路链K为交通事件的途经路链。

本实施例中，对于步骤201和步骤202执行的先后顺序，不做具体限定。

本实施例中提供的位置定位方法，在实际应用中，需要预先获取公路的公路标识，以确定步骤201中获取的需要定位的公路里程桩号所属公路，例如当公路标识为G6时，表明该需要定位的公路里程桩号位于京藏高速上。

本发明实施例中提供的一种位置定位方法，通过参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，获取需要定位的公路里程桩号，根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。实现了公路里程桩号与三层路网模型的结合，方便了公路里程桩号在电子地图定位中的应用。

实施例二

本发明实施例二中提供了一种位置定位装置，如图4所示，该装置包括：

计算模块410，用于根据参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，其中，所述参考里程桩号包括参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号；

获取模块420，用于获取需要定位的公路里程桩号；

定位模块430，用于根据所述获取模块420获取的所述需要定位的公路里程桩号和所述计算模块410计算出的公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。

其中，所述获取模块420还用于获取所述公路的公路标识，以确定所述需要定位的公路里程桩号所在公路。

所述定位模块430具体用于将所述需要定位的公路里程桩号与公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号进行匹配，确定所述需要定位的公路里程桩号所在的公路单元。

实施例三

本发明实施例三中提供了一种电子地图，所述电子地图由三层路网模型生成，所述三层路网模型包括节点对象、路段对象和路链对象，其中，所述路链对象包括起点里程桩号和终点里程桩号，所述路链对象的起点里程桩号和所述路链对象的终点里程桩号由参考里程桩号和路链的长度生成，所述参考里程桩号包括参考点所在路链的起点里程桩号和参考点所在路链的终点里程桩号。

其中，所述参考点包括公路起始点、收费站、服务区、立交桥和停车区。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种位置定位方法，其特征在于，包括：

采用三层路网模型中的基本数据结构来表示公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，具体可以为每个公路单元增加一个起点里程桩号的数据属性和一个终点里程桩号的数据属性，根据参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，其中，所述参考里程桩号包括参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号；

起点里程桩号和终点里程桩号的具体计算方法如下：STAKE_BEGIN(i)表示路链i的起点里程桩号，STAKE_END(i)表示路链i的终点里程桩号，LEN(i)表示路链i的长度，参考点Φ所在路链的起点里程桩号为STAKE_BEGIN(Ф)，参考点所在路链的终点里程桩号为STAKE_END(Ф)；

当路链i为正向，且在参考点Ф下游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)+\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i-j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为正向，且在参考点Ф上游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为反向，且在参考点Ф下游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)-LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为反向，且在参考点Ф上游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)+\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i-j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)-LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

获取需要定位的公路里程桩号；

根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述公路单元包括路段和/或路链。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：

获取所述公路的公路标识，以确定所述需要定位的公路里程桩号所在公路。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考点包括公路起始点、收费站、服务区、立交桥和停车区。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述需要定位的公路里程桩号、公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位，包括：

将所述需要定位的公路里程桩号与公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号进行匹配，确定所述需要定位的公路里程桩号所在的公路单元。

6.一种位置定位装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于根据参考里程桩号和公路单元的长度，计算出公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，其中，所述参考里程桩号包括参考点所在公路单元的起点里程桩号和参考点所在公路单元的终点里程桩号；起点里程桩号和终点里程桩号的具体计算方法如下：STAKE_BEGIN(i)表示路链i的起点里程桩号，STAKE_END(i)表示路链i的终点里程桩号，LEN(i)表示路链i的长度，参考点Φ所在路链的起点里程桩号为STAKE_BEGIN(Ф)，参考点所在路链的终点里程桩号为STAKE_END(Ф)；

当路链i为正向，且在参考点Ф下游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)+\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i-j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为正向，且在参考点Ф上游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为反向，且在参考点Ф下游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)-LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为反向，且在参考点Ф上游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)+\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i-j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)-LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

获取模块，用于获取需要定位的公路里程桩号；

定位模块，用于根据所述获取模块获取的所述需要定位的公路里程桩号和所述计算模块计算出的公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号，对所述需要定位的公路里程桩号进行定位。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块还用于获取所述公路的公路标识，以确定所述需要定位的公路里程桩号所在公路。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述定位模块具体用于将所述需要定位的公路里程桩号与公路单元的起点里程桩号和公路单元的终点里程桩号进行匹配，确定所述需要定位的公路里程桩号所在的公路单元。

9.一种电子地图，其特征在于，所述电子地图由三层路网模型生成，所述三层路网模型包括节点对象、路段对象和路链对象，其中，所述路链对象包括起点里程桩号和终点里程桩号，所述路链对象的起点里程桩号和所述路链对象的终点里程桩号由参考里程桩号和路链的长度生成，所述参考里程桩号包括参考点所在路链的起点里程桩号和参考点所在路链的终点里程桩号，起点里程桩号和终点里程桩号的具体计算方法如下：STAKE_BEGIN(i)表示路链i的起点里程桩号，STAKE_END(i)表示路链i的终点里程桩号，LEN(i)表示路链i的长度，参考点Φ所在路链的起点里程桩号为STAKE_BEGIN(Ф)，参考点所在路链的终点里程桩号为STAKE_END(Ф)；

当路链i为正向，且在参考点Ф下游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)+\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i-j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为正向，且在参考点Ф上游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)+LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为反向，且在参考点Ф下游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)-\underset{j=1}{\overset{N+1}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i+j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)-LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数；

当路链i为反向，且在参考点Ф上游时，

$STAKE\_BEGIN\left(i\right)=STAKE\_BEGIN\left(\mathrm{\&phi;}\right)+\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}LEN(i-j)$

STAKE_END(i)＝STAKE_BEGIN(i)-LEN(i)

其中，N为参考点Ф所在路链与路链i相隔的路链个数。

10.根据权利要求9所述的电子地图，其特征在于，所述参考点包括公路起始点、收费站、服务区、立交桥和停车区。