CN104023313A - 基于路网确定可达区域的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种基于路网确定可达区域的方法和装置，所述方法包括：获得用户的当前位置和路网地图；基于路网地图生成道路节点图；在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点；基于搜索到的边界点确定可达区域。

Description

基于路网确定可达区域的方法和装置

技术领域

本发明涉及位置服务领域，更具体地，涉及一种基于路网来确定可达区域的方法和装置。

背景技术

基于位置服务(Location Based Service,LBS)用于获取终端设备的地理位置信息并根据获取的地理位置信息来为用户提供相关的信息服务。在提供信息服务时，周边检索是非常重要的一项服务。例如，各种地图应用APP可根据终端设备所在的地理位置提供周边的兴趣点(Point Of Interest,POI)信息，帮助用户使用终端设备来查询位置周围预定范围内的餐馆、电影院、公共设施等的位置。又例如，在出租车寻呼软件中，需要基于用户所在位置向预定范围内的出租车上的终端设备发送寻呼请求。

现有的可达区域的计算方式出于查询效率、稳定性的因素的考虑，广泛采用同心圆或者矩形作为用户的可到达范围。也就是说，在进行周边检索等服务时，以同心圆或视图显示区域作为结果过滤条件。现有做法实际上假设了用户如同在无限大的均一平面上具有各项同性的运动能力，而实际上用户的运动策略多为沿着路网行动，离开路网后移动的距离不会太长，因此用户的实际可达区域应当为用户可能延伸路径的缓冲区。现有做法中另一个问题是没有考虑封闭区域、水域、山体等用户无法跨越的地貌对于用户可达区域的影响，而基于路网的可达区域分析可一定程度上规避类似的问题。

然而，现有的基于路网的可达区域的计算方法的计算效率不高，计算代价高于基于同心圆或网格的可达区域计算方法。对北京区域内采样统计显示，2.3km以上的基于路网的查询用时会超过500ms，因此，对于基于路网的可达区域计算方式的效率方面仍需要改进。

发明内容

本发明的一方面提供一种基于路网确定可达区域的方法，包括：获得用户的当前位置和路网地图；基于路网地图生成道路节点图；在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点；基于搜索到的边界点确定可达区域。

根据本发明的一方面，其中，道路节点是道路的端点。

根据本发明的一方面，在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点的步骤包括：搜索用户的当前位置周围的道路节点；检查搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径；当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度大于最大行进距离时，在该最短路径上确定可达区域的边界点。

根据本发明的一方面，搜索用户的当前位置周围的道路节点的步骤包括：首先搜索与用户的当前位置最近的道路的道路节点。

根据本发明的一方面，在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点的步骤还包括：当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度小于最大行进距离时，搜索与该道路节点相邻的未被访问过的道路节点，并检查未被访问的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度。

根据本发明的一方面，确定可达区域的步骤包括：将连接搜索到的边界点的凸多边形中的区域确定为可达区域。

根据本发明的另一方面，提供了一种基于路网确定可达区域的装置，包括：位置信息获取单元，获取当前位置信息；道路节点图单元，生成和存储道路节点图数据；控制器，从位置信息获取单元获取用户当前位置信息，从道路节点图单元获取道路节点图，并在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点，基于搜索到的边界点确定可达区域。

根据本发明的另一方面，道路节点图单元基于预先存储的地图数据来生成道路节点图数据，或从外部接收道路节点图数据。

根据本发明的另一方面，控制器搜索用户的当前位置周围的道路节点，检查搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径，其中，当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度大于最大行进距离时，控制器在该最短路径上确定可达区域的边界点。

根据本发明的另一方面，当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度小于最大行进距离时，控制器搜索与该道路节点相邻的未被访问过的道路节点，并检查未被访问的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度。

根据本发明的另一方面，控制器将连接搜索到的边界点的凸多边形中的区域确定为可达区域。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本发明实施例的基于路网确定可达区域的方法的流程图；

图2(a)-图2(e)是示出根据本发明实施例的计算可达区域的过程的节点示意图；

图3是示出根据本发明实施例的计算可达区域的过程中确定起始道路节点的示意图；

图4是示出根据本发明实施例的基于路网确定可达区域的装置的示图。

具体实施方式

下面提供参照附图进行的描述以有助于全面理解如权利要求及其等同物所限定的本发明的示例性实施例。在所述描述中，除非明确指明，否则相同的变量具有相同的定义。所述描述包括各种详细的细节以有助于理解，而这些描述将被认为仅为示例性的。因此，本领域的普通技术人员将意识到在不脱离本发明的范围和精神的情况下可做出在此描述的各种改变和变型。另外，为了清晰和简洁，可省略对公知功能和构造的描述。

图1是示出根据本发明实施例的基于路网确定可达区域的方法的流程图。

如图1所示，首先在步骤S101，获得用户的当前位置和路网地图。这里，用户可携带有具有定位功能的装置，例如，具有GPS定位功能的手机、导航仪等。这样，可通过定位功能的装置获得用户的当前位置，并且获得在当前位置周围预定范围内的路网地图。路网地图可以是预先存储在手机或导航仪中的地图数据，也可以从外部获取。例如，可使用手机通过蜂窝网络连接互联网来从服务器下载路网地图。

接下来，在步骤S103，基于路网地图生成道路节点图。道路节点图是基于路网地图中的道路生成的拓扑图。稍后将参照图2详细说明道路节点图。这里，路网地图中的道路连接在道路节点之间。道路节点是道路上的端点，通常，这些端点是道路的端点，即，路口，诸如，十字路口、丁字路口等。当然端点也可以是道路的终点。用户可以位于路网的道路之上的任意位置，也可以位于被道路所划分的地图区域上的任何位置。

然后，在步骤S105，从用户的当前位置开始搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离D的边界点。这里，假设用户的运动速度为均匀的，那么，在预定的时间内，用户的可达区域是在距离用户的当前位置为最大行进距离D(例如，1公里)的范围内。具体地，基于用户的当前位置在道路上向周围区域延伸最大行进距离D以得到在可到达的道路的最远到达边界点。在本发明中，基于用户的当前位置得到与其位置相应的道路的起始道路节点，并从起始道路节点开始进一步搜索起始道路节点周围的道路节点，计算搜索的道路节点到用户的当前位置的最短路径。如果发现一道路节点到用户的当前位置的最短路径超过D，则可在该最短路径上确定可达区域的最远到达边界点。

最后，在步骤S107，根据在步骤S105确定的边界点来确定可达区域。这里，如果存在至少两个的最远到达边界点，则可根据用户的当前位置和至少两个最远到达边界点来形成可达区域。

将参照图2(a)-图2(e)来详细说明在道路节点图上基于道路节点来延伸最大行进距离D以计算可达区域的过程。

首先，如图2(a)所示，假设用户的当前位置在道路节点0处，而道路节点0的附近存在3个道路节点201、202和203，道路节点0与道路节点201、202和203之间的距离分别为6、1和2个单位。以下，将道路节点0称为起始道路节点。基于起始道路节点，可以生成一个包括与道路节点0直接连接的邻近道路节点201、202和203的邻近道路节点列表。可依次确定邻近道路节点列表中的每个邻近道路节点与起始道路节点之间的距离是否大于最大行进距离D。

以上考虑的是用户的当前位置与道路节点重合的情况。然而，在实际情况中，用户的当前位置很可能没有位于道路节点处，并且也很有可能没有位于路网的道路上，因此，可如图3所示确定起始道路节点。具体地，如图3所示，假设用户的当前位置(即，出发点)与最近的道路之间的最近距离(即，上路距离)为d，而上路点与道路的两个节点v1和v2之间的距离分别为W-w和w，假设W-w和w均小于最大行进距离D。这样，可以获得两个方向上的起始道路节点v1和v2，相应地，在起始道路节点v1处，在计算可达区域时，其使用的最大行进距离为D1＝D-d-(W-w)，而在起始道路节点v2处，在计算可达区域时，其使用的最大行进距离D2＝D-d-w。如图3所示，起始道路节点v1存在两个邻近道路节点v3和v4，而起始道路节点v2存在两个邻近道路节点v5和v6。这样，可以将步骤S105的基于用户的当前位置向当前位置的周围道路节点延伸最大行进距离D以计算可达区域的过程转化为一个双起始道路节点的延伸过程。

下面，参照回到图2(b)，在生成了起始道路节点的邻近道路节点列表之后，确定邻近道路节点列表中的各个邻近道路节点与起始道路节点之间的距离是否大于最大行进距离D。对于大于最大行进距离D的邻近道路节点，可将起始道路节点与该邻近道路节点之前的道路上的距离为D的位置确定为可达区域的边界点。然后，可将与起始道路节点0的距离小于最大行进距离D的邻近道路节点作为中间节点，查找中间节点的邻近道路节点，并重复以上的延伸过程，直到后续查找到所有的邻近道路节点与起始道路节点的距离均超过最大行进距离D。

具体地，在图2(b)中，确定道路节点201、202和203与起始道路节点0之间的距离是否大于D。这里，假设D＝5。从图2(b)可以看出，节点201与起始道路节点0之间的距离为6，由于该距离大于最大行进距离，因此，在节点0和节点201之间的道路上的点a被确定为可达区域的边界点。与节点201不同，节点202与起始道路节点0之间的距离为1，小于最大行进距离5，因此，将节点202设置为已访问的中间节点，以在后续的延伸计算中继续使用该节点，同时将节点202和节点202与起始道路节点0之间的距离1记录在中间节点列表。同样地，节点203与起始道路节点0之间的距离为2，同样小于最大行进距离5，因此，将节点203设置为已访问的中间节点，并将节点203和相应的距离2记录在中间节点列表。

接下来，获得中间节点列表中的道路节点的邻近道路节点，以更新邻近道路节点列表，并确定从起始道路节点通过中间节点列表中的道路节点到达邻近列表节点中的道路节点的距离是否超过最大行进距离D。如图2(c)所示，位于中间节点列表中的节点202的邻近道路节点包括节点201、203和204。通过节点202到达节点201的距离为1+2＝3，该距离小于最大行进距离5，因此，将节点201放入中间节点列表，并将节点201设置为已访问，同时记录距离3作为节点201到起始道路节点0的距离。通过节点202到达节点204的距离为1+2＝3<5，因此，将节点204设置为已访问，放入中间节点列表并记载相应的距离3。通过节点202到达节点203的距离为1+3＝4<5，但是由于节点203已经处于中间节点列表中且中间节点列表已经记录了起始道路节点0到节点203的距离为2，即，从起始道路节点0到节点203的最短路径距离为2，因此，不用更新节点203到起始道路节点0的距离。

接下来，如图2(d)所示，按照与以上参照图2(c)描述的相似的方式确定中间节点列表中的节点是否还存在没有被访问过的邻近道路节点，重复此过程直到中间节点列表中的节点的所有邻近道路节点都已经被访问。例如，在图2(d)中，节点201的邻近道路节点205和202中的节点205没有被访问，则确定从起始道路节点0通过节点202到节点205的距离是否超过最大行进距离。这里，由于从节点202到节点205的距离为4，因此，确定从起始道路节点0通过节点202到节点205的距离1+2+4＝7大于最大行进距离5，因此，将从节点202到节点205的道路上距离为2的点b确定为可达区域的边界点。同样地，从节点203到邻近道路节点206的距离为7而从起始道路节点0到节点203的最小距离为2，因此可以将从节点203到节点206的道路上的点c确定为可达区域的边界点。而对于节点204，由于除了已被访问过的道路节点202之外不存在邻近的道路节点，因此，节点204本身被确定为可达区域的边界点。这样，当中间节点列表中的所有节点都已被访问之后，最终可以得到可达区域的边界点a、b、c和204。

最后如图2(e)所示，将起始道路节点0和边界点a、b、c和204相连接形成凸多边形，可以看出，该凸多边形中的区域即最终的可达区域。

应理解，以上只是一种沿道路向邻近道路节点延伸以计算最远到达边界点的方式，还可以采用其它的算法来计算最远到达点。

下面将参照图4来说明根据本发明实施例的基于路网确定可达区域的装置400。

如图4所示，装置400包括位置信息获取单元410、道路节点图单元420和控制器430。

位置信息获取单元410用于获取装置400的当前位置信息。道路节点图单元420中用于生成和存储道路节点图数据。这里，道路节点图单元420可基于预先存储的地图数据来生成道路节点图数据，也可以通过通信单元(未示出)从外部接收道路节点图数据。

控制器430从位置信息获取单元410获取用户当前位置信息，从道路节点图单元420获取的道路节点图，并在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点，基于搜索到的边界点确定可达区域。

这里，控制器430在获取的道路节点图上基于用户的当前位置沿道路延伸最大行进距离，从而得到可达区域的边界点。控制器430可基于用户的当前位置搜索与用户最近的道路所连接的道路节点，检查搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径。当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度大于最大行进距离时，控制器430可在该最短路径上确定可达区域的边界点。当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度小于最大行进距离时，控制器430继续搜索与该道路节点相邻的未被访问过的道路节点，并检查未被访问的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度。重复执行以上的搜索和检查过程，直到搜索到的新的未访问的道路节点到用户的当前位置的最短路径的距离均超过了最大行进距离。这时候，控制器430根据在以上过程中得到的至少一个边界点，确定最终的可达区域。特别地，如果存在至少两个边界点，则控制器430可根据用户的当前位置和至少两个边界点，将连接搜索到的边界点的凸多边形中的区域确定为可达区域。

根据本发明的可达区域确定方法考虑了用户的当前位置与路网中的道路连接情况，从而可以更好地适应车辆交通特性，方便基于可达区域实现后续的服务。例如，可以将本发明的可达区域确定方式应用于打车软件，从而可以基于用户的当前位置在确定的可达区域内将打车请求推送到区域内的所有出租车。这样，可以更有效率、更准确地推送打车请求。

根据本发明的方法可被记录在包括执行由计算机实现的各种操作的程序指令的计算机可读介质中。介质也可以只包括程序指令或者包括与程序指令相结合的数据文件、数据结构等。计算机可读介质的例子包括磁介质(例如硬盘、软盘和磁带)；光学介质(例如CD-ROM和DVD)；磁光介质(例如，光盘)；以及特别配制用于存储并执行程序指令的硬件装置(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存等)。介质也可以是包括传输规定程序指令、数据结构等的信号的载波的传输介质(例如光学线或金属线、波导等)。程序指令的例子包括例如由编译器产生的机器码和包含可使用解释器由计算机执行的高级代码的文件。

尽管已经参照本发明的示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (12)

1.一种基于路网确定可达区域的方法，包括：

获得当前位置和路网地图；

基于路网地图生成道路节点图；

在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点；

基于搜索到的边界点确定可达区域。

2.如权利要求1所述的方法，其中，道路节点是道路的端点。

3.如权利要求1所述的方法，其中，在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点的步骤包括：

搜索用户的当前位置周围的道路节点；

检查搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径；

当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度大于最大行进距离时，在该最短路径上确定可达区域的边界点。

4.如权利要求3所述的方法，其中，搜索用户的当前位置周围的道路节点的步骤包括：首先搜索与用户的当前位置最近的道路的道路节点。

5.如权利要求3所述的方法，在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点的步骤包括：

当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度小于最大行进距离时，搜索与该道路节点相邻的未被访问过的道路节点，并检查未被访问的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度。

6.如权利要求1所述的方法，其中，确定可达区域的步骤包括：将连接搜索到的边界点的凸多边形中的区域确定为可达区域。

7.一种基于路网确定可达区域的装置，包括：

位置信息获取单元，获取当前位置信息；

道路节点图单元，生成和存储道路节点图数据；

控制器，从位置信息获取单元获取用户当前位置信息，从道路节点图单元获取道路节点图，并在道路节点图上搜索从用户的当前位置开始沿道路延伸最大行进距离的边界点，基于搜索到的边界点确定可达区域。

8.如权利要求7所述的装置，其中，道路节点是道路的端点。

9.如权利要求7所述的装置，其中，道路节点图单元基于预先存储的地图数据来生成道路节点图数据，或从外部接收道路节点图数据。

10.如权利要求7所述的装置，其中，控制器搜索用户的当前位置周围的道路节点，检查搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径，

其中，当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度大于最大行进距离时，控制器在该最短路径上确定可达区域的边界点。

11.如权利要求10所述的装置，其中，当搜索到的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度小于最大行进距离时，控制器搜索与该道路节点相邻的未被访问过的道路节点，并检查未被访问的道路节点到用户的当前位置的最短路径的长度。

12.如权利要求7所述的装置，其中，控制器将连接搜索到的边界点的凸多边形中的区域确定为可达区域。