CN104121915A - 一种道路实时导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种道路实时导航方法及系统，所述方法包括：车载终端每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器；所述车辆运行信息至少包括车辆的运行轨迹；所述服务器将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过所述施工路段的其它车载终端进行绕行。与现有技术相比，本发明能够弥补了现有单机版GPS导航地图相对固定，更新时间周期长，无法在道路发生维修时给予用户正确导航的缺陷。

Description

一种道路实时导航方法及系统

技术领域

本发明涉及地理信息导航技术领域，尤其涉及一种道路实时导航方法及系统。

背景技术

随着城市现代化建设步伐的加快，交通系统日新月异，城市道路及市政工程建设不断更新，同时也加剧了城市道路的复杂度。作为城市最为重要交通工具的汽车必须面对这时刻变换的城市交通，仅仅凭借司机记忆已无法应对如此迅猛的交通发展速度，人们需要一种能够准确进行道路引导的工具。

GPS（Global Positioning System，全球定位系统）民用导航技术应运而生，其基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置，再借助于GIS地理信息数据为用户供较为准确的道路指引。随着GPS定位技术精确度不断提升及导航设备的成本降低，在中国GPS导航设备普及率显著提高。近几年由电信运营商发起的A-GPS（Assisted GPS，辅助GPS）技术可以排除纯GPS因天气，遮掩物而导致信号衰弱或消失的缺点。采用电信运营商基站辅助定位和传输数据的方式更为精确的引导，但缺乏交互的GPS导航无法进行车辆定位和跟踪管理，不利于车辆的及时指引和调度，于是GPS导航中加入通信模块。

现有技术中，已有通过搭载GPS模块对车辆进行定位跟踪管理的方案，于此同时由移动通信公司建设的车务通系统也投入运转。对于定位及跟踪要求极高的出租车、公交车、公用车基本都安装了搭载移动通信模块的GPS导航，以便车辆管理中心能够及时监控车辆信息和调度，但现有GPS导航中地图信息都相对稳定，可视为在较长时间跨度范围内的静态数据，无法及时进行导航数据更新。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有的导航方案存在如下缺点：

现有GPS导航的地图数据可视为静态数据，在较长的时间跨度内不发生变化（一般为一年），且每年需要定期进行系统更新才具备进行新道路引导的能力，同时导航维护商也会对每次系统更新收取一定的维护费用。

现有技术中，由于紧急施工或计划性建设引起道路阻断导致GPS导航无法及时精确引导的问题一直不能得到有效的解决，现有GPS导航无法及时判断因紧急施工或计划性建设而引起的道路变更，当用户在习惯性驾驶或通过导航选取路径时无法给与用户及时的信息提示，导致用户行驶错误，耽误时间，特别是领导用车，救护车，警车等公用车辆，因道路行驶错误可能会引起一系列不良后果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种道路实时导航方法及系统。

一种道路实时导航方法，所述方法包括：

车载终端每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器；所述车辆运行信息至少包括车辆的运行轨迹；

所述服务器将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过所述施工路段的其它车载终端进行绕行。

所述服务器将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，包括：

所述服务器获取大量的所述车载终端发送的车辆运行信息后，获取道路地理数据及每条道路的多边形信息；

将所述道路地理数据网格化，并将车辆运行信息中的车辆运行轨迹对应到相应的道路网格中；

将网格中车辆运行轨迹密度与上一预设时间周期内的车辆运行轨迹密度进行比较，如果差异率大于预先设定的阀值，则判定所述道路网格为疑似施工路段。

所述方法还包括：

当判定道路网格为疑似施工路段时，进一步判定所述疑似施工路段的具体位置和施工范围，确认施工路段。

所述方法还包括：

当判定道路网格为疑似施工路段时，在经过所述疑似施工路段附近的车载终端中抽样选取预设数量的车载终端，向所述车载终端发送所述疑似施工路段信息，并在所述车载终端确认后，将所述疑似施工路段标记为施工路段。

所述方法还包括：

根据所述车辆运行信息确定所述车载终端已经运行到所述施工路段附近，指示所述车载终端进行绕行。

所述方法还包括：

所述车载终端在进行路径规划时，生成的路径中若包含所述施工路段，则为所述车载终端重新规划不包含所述施工路段的路径。

一种道路实时导航系统，所述系统包括车载终端和服务器，其中，

所述车载终端，用于每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器；所述车辆运行信息至少包括车辆的运行路线；

所述服务器，用于将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过所述道路的其它所述车载终端进行绕行。

所述服务器进一步包括移动网关模块、信息接收处理模块、基础信息存储模块和GIS服务模块，其中，

所述移动网关模块，用于实时接收所述车载终端发送的车辆运行信息，并发送给所述信息接收处理模块；

所述信息接收处理模块，用于将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，判断相关道路是否为施工路段，并将所述施工路段信息存储在所述基础信息存储模块；

所述基础信息存储模块，用于存储道路地理数据和施工路段信息；

所述GIS服务模块，用于根据所述道路地理数据和施工路段信息，指示通过所述施工路段的车载终端进行绕行。

所述系统还包括车辆管理控制模块，用于当判定道路网格为疑似施工路段时，在经过所述疑似施工路段附近的车载终端中抽样选取预设数量的车载终端，向所述车载终端发送所述疑似施工路段信息，并在所述车载终端确认后，将所述疑似施工路段标记为施工路段。

所述GIS服务模块还用于：在所述车载终端进行路径规划时，判断生成的路径中是否包含所述施工路段，若是，为所述车载终端重新规划不包含所述施工路段的路径。

本发明通过大量的车载终端不断的上报车辆运行信息，根据车辆运行信息与实际的道路地理数据相对比，从而判断车辆运行轨迹是否与实际的道路地理数据不符，若是，说明该道路地理数据存在改变，也就是相关道路可能为施工路段，据此来提示其它通过该路段的车载终端进行绕行。与现有技术相比，本发明弥补了现有单机版GPS导航地图相对固定，更新时间周期长，无法在道路发生维修时给予用户正确导航的缺陷，提出了采用道路网格后分析时间段车辆行驶密度的方法判断疑似道路维修、施工，并可以采用服务端抽样获取用户反馈的方式进一步获取道路信息，利用移动网关数据交互，判定用户在阻断道路上行驶时，利用GIS（Geographic Information System，地理信息系统）服务器具备道路切割自动选择最优道路的能力为用户提供最优路径及提示用户道路阻断，本发明可以承载于较为成熟的移动车务通系统，对系统改造小，成本低，并具有较强的经济效益。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的道路实时导航方法原理流程图；

图2为本发明实施例2提供的道路实时导航系统结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的系统中服务器结构示意图；

图4为本发明实施例4提供的道路实时导航方法原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。但本发明的实施方式不限于此。

本发明实施例的原理在于通过收集车辆搭载的GPS通信模块（车载终端）传输的车辆运动轨迹信息（车辆运行信息），并对该数据流进行快速分析处理，获取疑似新路径（施工路段），并可以通过服务器端抽样，用户反馈的模式确定施工路段信息，并当其它用户（车载终端）行驶至可判定阻断道路附近时及时提醒用户采取新的最优路径，或在用户被动查询点对点路径时更换原先提示的最优路径，以实现城市道路的实时精确指引。

本发明实施例中，对于施工路段的判定，是基于大量的车载终端上报的车辆运行信息确定的，而对于施工路段的定义，不仅仅是道路施工造成的道路阻断，还包括道路维修、道路临时管制等方式造成的道路阻断，并且，进一步的，利用本发明实施例的方案，也可以判定新道路的开通事宜，也即，根据车辆运行轨迹可以发现原本没有道路的地方出现大量的车辆行驶轨迹，从而可以知道该条新道路的开通。本发明实施例无意对实际方案应用的方式进行限定，只要采用本发明实施例的原理而实现的实时道路导航，都落入本发明实施例的保护范围。

如图1所示，为本发明实施例1提供的道路实时导航方法原理流程图，具体如下：

步骤10，车载终端每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器。

这里的车辆运行信息至少需要包括车辆的运行轨迹，也就是车辆在一定时间内所经过的路线或者是一系列的轨迹点。实际上，车载终端的目的就在于记录车辆的运行轨迹并根据一定的规则上报给服务器。这里的规则通常是一个预设的时长，也就是说，需要设定一个时间周期，在这个时间周期到期后，就上报相应的车辆运行信息。

这里的车载终端是大量的安装在行驶的车辆中的，少量的车载终端上报的数据实际上并不能准确的反映出道路实际状况的变化。只有对大量的数据进行分析比对，才能得出客观的、可靠的数据。

步骤20，服务器将车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过施工路段的其它车载终端进行绕行。

服务器接收到大量的车载终端发送的车辆运行信息后，首先需要获取道路地理数据及每条道路的多边形信息；将道路地理数据网格化，并将车辆运行信息中的车辆运行轨迹对应到相应的道路网格中；将网格中车辆运行轨迹密度与上一预设时间周期内的车辆运行轨迹密度进行比较，如果差异率大于预先设定的阀值，则判定道路网格为疑似施工路段。

这里的预设时间周期，也是通过预先设定的，也就是需要比对的车辆运行轨迹与道路地理数据是否相符合的时间周期，通常可以根据经验值来设定。

这里的差异率就是两个预设时间周期内，车辆运行信息中的车辆运行轨迹点与道路地理数据相符合的程度，两个时间周期内如果这个差异率变化很大，就说明道路信息裱花很大，极有可能存在道路的阻断或者新开道路，需要重点关注，相应的道路也会被设置为疑似施工道路，然后进行进一步的验证。

特别的，当判定道路网格为疑似施工路段时，需要进一步判定疑似施工路段的具体位置和施工范围，确认施工路段。具体位置可以根据车辆运行信息来确定，而施工范围其实就是受影响的范围，也是通过车辆运行信息和道路地理数据对比来获取。

而进一步的确认方案中，当判定道路网格为疑似施工路段时，在经过疑似施工路段附近的车载终端中抽样选取预设数量的车载终端，向选中的这些车载终端发送疑似施工路段信息，并在车载终端确认后，将疑似施工路段标记为施工路段。也就是说，在疑似施工路段确认后，需要在该施工路段附近的、或者经过该施工路段的、或者曾经经过该施工路段的车载终端中随机选取一些，选取的数量可以预先设定，根据需要来设定。选定的车载终端帮助完成信息的验证，也就是，服务器会发送该施工路段信息给这些车载终端，让这些车载终端确认。这些车载终端通过人工的方式进行确认（或者不确认）后，返回给服务器。如果大量的车载终端都确认该路段确实在施工，阻碍通行，那就将该疑似施工路段标定为施工路段。如果不确认，则重新发起确认流程或者取消该疑似施工路段的确认流程。

在确认和标定了相应的施工路段后，将该施工路段的信息写入具体的道路地理数据中，在根据更新后的道路地理数据对车载终端进行导航。也就是根据车辆运行信息确定车载终端已经运行到施工路段附近，指示车载终端进行绕行。

当然，车载终端如果在进行路径规划时，生成的路径中包含所述施工路段，则需要为车载终端重新规划不包含施工路段的路径，或者重新生成绕行路径。

本实施例中，利用车载终端传输车辆信息，利用分时段道路网格化点密集度算法分析判断道路疑似阻断，并进行采样反馈方式确认道路阻断；利用车载终端与服务器交互判断车辆是否行驶至道路阻断路径上，并通过GIS服务及时标注道路存在阻断和提供新计算的最优路径，防止用户继续错行；用户在进行点对点路径搜索或地图漫游时，只要经过阻断道路，即会标注道路存在阻断和提供新计算的最优路径。

如图2所示，为本发明实施例2提供的道路实时导航系统结构示意图，该系统包括车载终端和服务器，其中，

车载终端，用于每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器；车辆运行信息至少包括车辆的运行路线。

这里的车载终端，实际上是个搭载移动通讯装置的GPS模块，搭即直接面对用户使用模块，其主要功能为图形化道路识别、行驶轨迹指引、特殊障碍物标识、最优路径推荐，实时服务交互等，具体如下：

用户选择道路漫游时能直观查看已知路线的路况信息；用户通过点对点的路径搜索时能显示多种推荐路径，在地图上描绘预行驶轨迹并对车辆进行精确指引，当道路出现阻断时能够在道路上放置障碍标识以告知用户道路存在阻断。

还应包括实时通信功能，包括实时车辆运行信息传输、管理服务器信息交互等。例如，车辆在选择流量套餐后即可实现每隔一定周期与移动网关交互车辆运行信息，或者，服务器可以在终端界面显示用于交互的窗口，便于及时提醒用户或者获得用户的反馈信息。

服务器，用于将车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过道路的其它车载终端进行绕行。

如图3所示，为本发明实施例3提供的上述系统中服务器结构示意图，具体包括移动网关模块100、信息接收处理模块200、基础信息存储模块300和GIS服务模块400，其中，

移动网关模块100，用于实时接收车载终端发送的车辆运行信息，并发送给信息接收处理模块200。

移动网关模块100负责与车载终端进行信息传输，其主要功能包括实时接收来自车载终端传输信息，并将其转换成信息接收处理模块200能识别的规则数据，并传输至信息接收处理模块200。

信息接收处理模块200，用于将车辆运行信息与道路地理数据相比较，判断相关道路是否为施工路段，并将施工路段信息存储在基础信息存储模块300。

信息接收处理模块200负责对车载终端发送的车辆运行信息进行计算分析，功能包括但不限于如下：

具备识别道路是否发生阻断（或恢复）的能力，可参照以下思路进行分析：信息接收处理模块200获取大量的车辆位置信息后，从地图服务器获得的道路地理数据及每条道路的多边形信息，将道路网格化并将网格内车辆运行点轨迹密度与上一时间周期的车辆运行点轨迹密度进行比较，如差异率超过设定阀值，则判定该网格为疑似施工路段，至此可获得该路段中发生位置汇报点密度变化的网格，通过分析这些网格信息能够获得该路段中施工的具体位置及维修范围，根据实际需要如及时性要求较高可考虑引入复杂事件处理引擎进行海量数据流的快速分析。

另外，信息接收处理模块200还应该具备识别车辆是否行使至已发生阻断（或恢复）道路附近的能力。

基础信息存储模块300，用于存储道路地理数据和施工路段信息。

基础信息存储模块300负责对数据进行存储及进行简单分析，主要功能包括但不限于如下：

具备对关系型数据及非关系型数据（图像，视频）的储存、备份能力；

具备对地理空间数据进行存储、备份能力；

具备存储过程和定时任务管理能定时进行数据分析能力。

GIS服务模块400，用于根据道路地理数据和施工路段信息，指示通过施工路段的车载终端进行绕行。

GIS服务模块400还用于：在车载终端进行路径规划时，判断生成的路径中是否包含施工路段，若是，为车载终端重新规划不包含施工路段的路径。

GIS服务模块400服务提供车载终端能够运用的GIS数据，主要功能包括但不限于如下：

具备能够访问基础信息存储模块300关系型、非关系型、地理空间数据的能力;

具备修改GIS基础信息后能够及时计算出新路线信息的能力。

进一步的，上述系统还包括车辆管理控制模块500，用于当判定道路网格为疑似施工路段时，在经过疑似施工路段附近的车载终端中抽样选取预设数量的车载终端，向车载终端发送所述疑似施工路段信息，并在车载终端确认后，将疑似施工路段标记为施工路段。

车辆管理控制模块500主要负责与车载终端的交互，功能包括但不限于如下：

具备能够推送信息至车载终端，并能够从车载终端获取反馈信息的能力。

具备能够访问GIS服务并利用反馈信息能力；

具备数据解析和封装能力。

如图4所示，为本发明实施例4提供的具体导航流程示意图，其中，假设A道路进行了道路维修，搭载有车载终端（搭载移动通信装置的GPS模块）的一定基数的车辆进行了绕行，通过移动网关实时传输车辆数据，信息接收处理模块分析后识别为疑似道路阻断，之后由车辆管理控制模块进行用户抽样获取用户反馈，确认道路确实阻断后将相关信息存入基础信息存储模块，此时当车辆再行驶至该路段附近时车辆管理控制模块调用GIS服务模块更新搭载移动通信装置的GPS模块展示信息，用户即可知晓道路障碍及可使用新的道路，具体如下：

201、搭载移动通信装置的GPS模块（车载终端）每隔一定时间周期（预设时长）将装载有车辆运行信息发送至移动网关；

202、移动网关接收信息并将相关数据转发至信息处理模块；

203、道路阻断识别算法分析计算出疑似道路阻断的坐标信息，并触发数据存储行为；

204、基础信息存储模块存储疑似道路阻断数据；

205、车辆管理模块抽样推送该道路阻断是否真实的问题窗口至曾经绕行该路段车辆；

206、用户通过点击行为回答车辆管理模块提出的问题，确认道路阻断；

207、车辆管理系统根据抽样结果判定道路是否阻断，如判定为真即储存道路阻断信息及更新GIS基础信息；

208、用户行驶至阻断道路附件，发送车辆运行信号至移动网关；

209、移动网关接收信息并将和本发明相关数据转发至信息处理模块；

210、信息接收及处理模块判定该车辆已行驶至阻断道路附近，触发调用管理模块获取新的GIS服务数据行为；

211、管理服务模块调用GIS服务以获取新GIS服务数据，要求GIS服务重新计算路径并给与用户道路阻断提醒；

212、GIS服务获取新GIS基础数据；

213、GIS服务计算完成并将新路径数据反馈至车辆管理模块；

214、车辆服务模块进行数据封装并发送至移动网关；

215、移动网关接收信息并将相关数据转发至车载终端；

216、车载终端利用新数据标识重新生成最优路径并添加阻断标识，将其展示于界面；

217、用户利用新路径进行导航。

综上，本发明通过大量的车载终端不断的上报车辆运行信息，根据车辆运行信息与实际的道路地理数据相对比，从而判断车辆运行轨迹是否与实际的道路地理数据不符，若是，说明该道路地理数据存在改变，也就是相关道路可能为施工路段，据此来提示其它通过该路段的车载终端进行绕行。与现有技术相比，本发明弥补了现有单机版GPS导航地图相对固定，更新时间周期长，无法在道路发生维修时给予用户正确导航的缺陷，提出了采用道路网格后分析时间段车辆行驶密度的方法判断疑似道路维修、施工，并可以采用服务端抽样获取用户反馈的方式进一步获取道路信息，利用移动网关数据交互，判定用户在阻断道路上行驶时，利用GIS服务器具备道路切割自动选择最优道路的能力为用户提供最优路径及提示用户道路阻断，本发明可以承载于较为成熟的移动车务通系统，对系统改造小，成本低，并具有较强的经济效益。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种道路实时导航方法，其特征在于，所述方法包括：

车载终端每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器；所述车辆运行信息至少包括车辆的运行轨迹；

所述服务器将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过所述施工路段的其它车载终端进行绕行。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述服务器将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，包括：

所述服务器获取大量的所述车载终端发送的车辆运行信息后，获取道路地理数据及每条道路的多边形信息；

将所述道路地理数据网格化，并将车辆运行信息中的车辆运行轨迹对应到相应的道路网格中；

将网格中车辆运行轨迹密度与上一预设时间周期内的车辆运行轨迹密度进行比较，如果差异率大于预先设定的阀值，则判定所述道路网格为疑似施工路段。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判定道路网格为疑似施工路段时，进一步判定所述疑似施工路段的具体位置和施工范围，确认施工路段。

4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当判定道路网格为疑似施工路段时，在经过所述疑似施工路段附近的车载终端中抽样选取预设数量的车载终端，向所述车载终端发送所述疑似施工路段信息，并在所述车载终端确认后，将所述疑似施工路段标记为施工路段。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述车辆运行信息确定所述车载终端已经运行到所述施工路段附近，指示所述车载终端进行绕行。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述车载终端在进行路径规划时，生成的路径中若包含所述施工路段，则为所述车载终端重新规划不包含所述施工路段的路径。

7.一种道路实时导航系统，其特征在于，所述系统包括车载终端和服务器，其中，

所述车载终端，用于每隔预设时长将车辆运行信息发送至服务器；所述车辆运行信息至少包括车辆的运行路线；

所述服务器，用于将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，当确定相关道路为施工路段时，指示通过所述道路的其它所述车载终端进行绕行。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述服务器进一步包括移动网关模块、信息接收处理模块、基础信息存储模块和GIS服务模块，其中，

所述移动网关模块，用于实时接收所述车载终端发送的车辆运行信息，并发送给所述信息接收处理模块；

所述信息接收处理模块，用于将所述车辆运行信息与道路地理数据相比较，判断相关道路是否为施工路段，并将所述施工路段信息存储在所述基础信息存储模块；

所述基础信息存储模块，用于存储道路地理数据和施工路段信息；

所述GIS服务模块，用于根据所述道路地理数据和施工路段信息，指示通过所述施工路段的车载终端进行绕行。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括车辆管理控制模块，用于当判定道路网格为疑似施工路段时，在经过所述疑似施工路段附近的车载终端中抽样选取预设数量的车载终端，向所述车载终端发送所述疑似施工路段信息，并在所述车载终端确认后，将所述疑似施工路段标记为施工路段。

10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于，所述GIS服务模块还用于：在所述车载终端进行路径规划时，判断生成的路径中是否包含所述施工路段，若是，为所述车载终端重新规划不包含所述施工路段的路径。