CN104864882B - 一种基于车辆自组织网络的导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于车辆自组织网络的导航方法，所述方法以多台特定车辆和路边中继器为传输节点构造车辆自组织网络并利用位于所述起始地与所述目的地之间特定区域路段上的相应的所述特定车辆或所述路边中继器获取当前交通状况下所述特定区域路段上的车辆的平均车速；利用所述车辆自组织网络收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速从而计算获取当前交通状况下车辆分别驶过连接所述起始地与所述目的地的多条路线中的最小耗时路线；基于所述最小耗时路线进行从所述起始地到所述目的地的导航。本发明的导航方法基于实际的交通状况选择行车耗时较短的路线进行导航，大大提高了最终的导航服务效果。

Description

一种基于车辆自组织网络的导航方法

技术领域

本发明涉及交通领域，具体说涉及一种基于车辆自组织网络的导航方法。

背景技术

随着汽车的普及和道路的建设，城际间的经济往来更加频繁，活动的区域也越来越大；为了提高生活质量，大量的休闲活动、探险活动的举行使我们并不局限在自己认识的一小块区域中，不认识道路，找不到目的地的情况也屡有发生，就此，导航系统的应用越来越普及。

通常的导航方法，是基于电子地图获取并输出从出发地到目的地的路线从而实现导航指路。但在实际中，从出发地到目的地往往具有多条不同的路线。这就造成了导航系统会同时输出多条路线。用户需要从众多的路线中选择一条适合自己的路线。由于用户对路线实际情况的不了解，这样就造成了用户的选择困难，大大降低了最终的导航服务效果。

为解决上述问题，当前的导航系统在从出发地到目的地往往具有多条不同的路线的情况下通常会计算每条路线的总长度，并向用户提供最短的一条行车路线进行导航。但是在实际行车中，不同路线的实际交通状况是不同的，短的行程不等于行车耗时就少。因而依靠最短行车路线进行导航的最终导航服务效果并不理想。

因此，针对现有导航方法的最终导航服务效果并不理想的问题，需要一种新的导航方法以达到更为理想的导航服务效果。

发明内容

针对现有导航方法的最终导航服务效果并不理想的问题，本发明提供了一种基于车辆自组织网络的导航方法，所述方法包括以下步骤：

以多台特定车辆和路边中继器为传输节点构造车辆自组织网络；

获取起始地以及目的地的位置；

利用位于所述起始地与所述目的地之间特定区域路段上的相应的所述特定车辆或所述路边中继器获取当前交通状况下所述特定区域路段上的车辆的平均车速；

利用所述车辆自组织网络收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速从而计算获取当前交通状况下车辆分别驶过连接所述起始地与所述目的地的多条路线所需的行驶时间；

根据获取到的多个所述行驶时间确定多条所述路线中的最小耗时路线；

基于所述最小耗时路线进行从所述起始地到所述目的地的导航。

在一实施例中，在获取当前交通状况下所述特定区域路段上的车辆的平均车速的过程中：

以需要获取所述平均车速的所述特定车辆或所述路边中继器为发送节点；

所述发送节点利用所述车辆自组织网络发送车速获取请求到在所述特定区域路段上行驶的附近的其他的所述特定车辆；

接收到所述车速获取请求的所述特定车辆将当前车速返回到所述发送节点；

所述发送节点利用接收到的所述当前车速计算获取所述特定区域路段上的所述平均车速。

在一实施例中，在收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速的过程中：

生成请求信息包并从位于所述起始地的所述特定车辆或所述路边中继器传递所述请求信息包到位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器；

当所述请求信息包到达位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器时基于所述请求信息包生成回馈信息包并从位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器传递所述回馈信息包到位于所述起始地的所述特定车辆或所述路边中继器；

利用位于所述路线上的所述特定车辆或所述路边中继器为传输节点采用接力的方式沿所述路线传递所述请求信息包/所述回馈信息包；

在所述请求信息包/所述回馈信息包传递的过程中收集所述请求信息包/所述回馈信息包经过的所述传输节点对应的所述特定区域路段的位置以及所述平均车速。

在一实施例中，在收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速的过程中：

根据所述起始地以及所述目的地的位置获取连接所述起始地以及所述目的地的多条所述路线；

每个所述请求信息包/所述回馈信息包对应一条所述路线；

作为所述传输节点的所述特定车辆或所述路边中继器采用广播的方式向附近的所述特定车辆或所述路边中继器发送所述请求信息包/所述回馈信息包；

当接收到所述请求信息包/所述回馈信息包的所述特定车辆或所述路边中继器的位置不在所述请求信息包/所述回馈信息包对应的所述路线上时终止当前的所述请求信息包/所述回馈信息包的传递。

在一实施例中，在收集多条所述路线上多个所述区域路段上的车辆的平均车速的过程中：

获取连接所述起始地与所述目的地的多条所述路线中最短的所述路线；

沿最短的所述路线传递所述请求信息包；

当所述请求信息包到达位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器时生成多个所述回馈信息包并分别沿多条所述路线传递所述回馈信息包，其中，每个所述回馈信息包对应一条所述路线。

在一实施例中，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中所述特定车辆或所述路边中继器将所述回馈信息包以泛洪的方式向附近的所述特定车辆或所述路边中继器广播以实现所述回馈信息包的传递。

在一实施例中，所述回馈信息包包含时间阈值，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中：

接收到所述回馈信息包的所述特定车辆或所述路边中继器根据所述回馈信息包计算获取所述车辆驶过所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间；

当所述车辆驶过所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间大于所述时间阈值时丢弃所述回馈信息包。

在一实施例中，当所述请求信息包到达位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器时计算获取所述车辆驶过最短的所述路线所需的行驶时间，以所述车辆驶过最短的所述路线所需的行驶时间作为所述时间阈值。

在一实施例中，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中：

接收到所述回馈信息包的所述特定车辆或所述路边中继器根据所述回馈信息包判断所述特定车辆或所述路边中继器是否位于所述回馈信息包当前已经过的路线上；

当所述特定车辆或所述路边中继器位于所述回馈信息包当前已经过的路线上时丢弃所述回馈信息包。

在一实施例中，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中：

当所述特定车辆或所述路边中继器接收到多个不同的所述回馈信息包时分别计算获取所述车辆驶过每个所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间；

比较所述车辆驶过每个所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间的大小从而获取其中数值最小的所述行驶时间；

保留数值最小的所述行驶时间对应的所述回馈信息包并丢弃其他的所述回馈信息包。与现有技术相比，本发明的导航方法基于实际的交通状况选择行车耗时较短的路线进行导航，大大提高了最终的导航服务效果。

本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例方法执行流程图；

图2是根据本发明一实施例丁字路口传输节点分布示意图；

图3是根据本发明一实施例道路传输节点分布示意图；

图4是根据本发明一实施例部分街区传输节点分布示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

通常的导航方法，是基于电子地图获取并输出从出发地到目的地的路线从而实现导航指路。但在实际中，从出发地到目的地往往具有多条不同的路线。这就造成了导航系统会同时输出多条路线。当前的导航系统在从出发地到目的地往往具有多条不同的路线的情况下通常会计算每条路线的总长度，并向用户提供最短的一条行车路线进行导航。但是在实际行车中，不同路线的实际交通状况是不同的，短的行程不等于行车耗时就少。因而依靠最短行车路线进行导航的最终导航服务效果并不理想。

为解决上述问题，本发明提出了一种新的导航方法。本发明的导航方法首先收集当前的实际的交通状况。基于交通状况相对较好的路线进行导航就可以大大提高导航服务的最终服务效果。

本发明的导航方法的最终目的是基于交通状况最好的路线来进行导航。以从A地(起始地)到B地(目的地)为例。在本实施例中，不考虑A到B只有一条路线的情况。假设从A到B有多条可行的路线。那么就需要从这些路线中选出交通状况最好的路线。

在车辆实际行驶过程中，两地之间的交通状况十分复杂。在同一条路线上的交通情况并不是一致的，即一条路线上的某些路段上交通状况良好，但其他路段交通状况不佳。因此路线上的交通状况无法简单的量化表示，也就是说两条路线上的交通状况无法简单的定量比较。

一般情况下，交通状况好就意味着行车顺利，车速可以保持在一个相对较高的水平，可以在较短的时间完成整个行程。为了定量的比较不同路线上的交通状况，本实施例利用行驶时间来间接体现交通状况。即如果当前交通状况下车辆驶过特定的一条路线所需的行驶时间较短，那么这条路线上的交通状况就相对较好。这样，只需要利用当前交通状况下多条路线中所需的行驶时间最短的路线进行导航就可以获取相对较好的导航服务效果。

接下来基于流程图来详细描述根据本发明的方法的一实施例的具体执行过程。附图的流程图中示出的步骤可以在包含诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。虽然在流程图中示出了各步骤的逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

按照上面所描述的方法，不可避免的就涉及到数据传输和数据采集问题。具体的，例如每个特定区域路段对应的行驶时间的采集和传输。为了解决数据传输和数据采集问题。本实施例首先执行步骤S110，构造数据传输网络。

通常构造数据传输网络需要构造多个用于数据发送接收的传输节点。数据传输网络的覆盖面越广，所需的传输节点也就越多。传输节点的构造难度以及构造成本会大大影响整个数据传输网络的构造难度以及构造成本。为了降低数据传输网络的构造难度以及构造成本。本实施例利用路面上的特定车辆作为传输节点来构造车辆自组织网络(vehicularAd hoc Network，VANET)。同时，考虑到有些路段在某些时刻没有车辆行驶，在特定的路段还构造了路边中继器作为辅助的传输节点。

在本实施例中，在车辆自组织网络中使用专用短程通信技术(,Dedicated ShortRange Communication，DSRC)作为基础通信手段之一。DSRC能够提供高速、可靠的数据传输，有效的降低时延，从而保证车辆自组织网络数据传输的可靠性以及及时性。

在本实施例中，DSRC主要负责在特定车辆与路边中继器之间、特定车辆之间建立信息的双向传输。即车辆自组织网络包括两种数据传输形式：特定车辆与路边中继器之间通信(V2R)和特定车辆之间通信(V2V)。V2R通信是指特定车辆与路边中继器之间进行通信，多采用一跳的自组织网络模型；特定车辆之间通信是指作为传输节点的车辆与车辆之间的通信，通常采用多跳的自组织网络模型。

在这里，虽然车辆自组织网络中作为传输节点的特定车辆的位置是变化的，但是由于数据传输车速和实际车速差距很大，可以近似的认为在某一小时间段内车辆自组织网络中各节点的位置是固定的。

接下来就可以执行步骤S120，初始化步骤。在步骤S120中，获取起始地(A)以及目的地(B)的位置。

然后就可以开始获取当前交通状况下A与B之间行驶耗时最短的路线的步骤。

不难理解，车辆驶过特定的一条路线所需的行驶时间可以根据路线的长度以及车辆行驶的车速获取。但是由于交通状况的多变性，车辆行驶在一条路线上不会保持同一个车速。为了准确的获取车辆驶过特定的一条路线所需的行驶时间。在本实施例中，将路线划分为多个首尾相连的特定区域路段。

将每个特定区域路段上的交通状况近似的作为一个整体，即以该特定区域路段上车辆的平均车速和该特定区域路段的长度来获取车辆驶过该特定区域路段所需的行驶时间。最后只需叠加构成一条路线的所有特定区域路段对应的行驶时间就可以获得该路线对应的行驶时间。

为方便车速采集，并进一步降低构造成本，本发明利用构造好的车辆自组织网络的传输节点(特定车辆或路边中继器)进行平均车速的采集。在本实施例中，根据当前车辆自组织网络中的传输节点的分布情况划分特定区域路段，每个特定区域路段对应一个位于该特定区域路段上的传输节点。利用特定区域路段对应的特定车辆或路边中继器获取当前交通状况下特定区域路段上的车辆的平均车速。

不难理解，在划分特定区域路段的时候，特定区域路段越小，最后获取的行驶时间越准确。在本实施例中，划分特定区域路段时以相邻的两个传输节点(特定车辆或路边中继器)作为特定区域路段的头尾，每个传输节点(特定区域路段的头或尾部的传输节点)对应一个特定区域路段。忽略路面宽度对节点间距离造成的影响，这样，每两个相邻的传输节点之间的距离就是该特定区域路段的长度。

在这里，考虑到相邻的两个传输节点可能是并排行驶的两台或多台车辆，或者是并排的车辆与路边中继器，因此在划分特定区域路段时将位置相同(相近)的传输节点看作为同一个传输节点。

在本实施例中，首先以需要获取平均车速的特定车辆或路边中继器为发送节点；发送节点利用车辆自组织网络发送车速获取请求到在特定区域路段上行驶的附近的其他的特定车辆；接收到车速获取请求的特定车辆将当前车速返回到发送节点；发送节点利用接收到的当前车速计算获取特定区域路段上的平均车速。

在这里还需要考虑的是，在某些包含中央隔离的道路上，不同行驶方向上的交通状况可能是不同的。因此在获取车速时需要首先判断车辆的行驶方向。即发送节点首先根据采集需求(路线的延伸方向)生成包含行驶方向限定的车速获取请求，在特定区域路段上行驶的特定车辆在接收到车速获取请求时首先判断自身的行驶方向是否符合车速获取请求中的行驶方向限定。只有当车辆的行驶方向符合行驶方向限定时才将当前车速返回到发送节点。

为简化采集过程，在本发明另一实施例中，当特定区域路段对应的传输节点为特定车辆时可以将特定车辆自身当前的车速近似的作为该特定区域路段的平均车速。

这里需要考虑特殊情况。当特定区域路段对应的传输节点为路边中继器时且路面上没有车辆行驶时，则此时就有两种情况：

(一)车流量极少，交通状况极好。此时以该路段的最高限速作为对应的平均车速。

(二)此处路段不容许车辆行驶，此时以零为对应的平均车速。

在本实施例中，以路边中继器前一传输节点上的具体状况以及实际路况信息来判断具体情况属于哪种情况。具体的，例如当路边中继器前一传输节点为特定车辆且该车辆车速较高时，此特定区域路段属于交通状况极好。

获取到平均车速后就可以利用相应的特定区域路段的长度来计算获取当前交通状况下车辆驶过该特定区域路段所需的行驶时间。收集多个特定区域路段上的平均车速就计算获取当前交通状况下车辆分别驶过连接所述起始地与所述目的地的多条路线所需的行驶时间。在此过程中，为简化计算过程，当一较长路段上的车速变化范围不大时可以将多个特定区域路段的平均车速综合取其平均值，利用获得的平均值结合较长路段上的长度来获取行驶时间。

在本实施例中，利用车辆自组织网络收集多个特定区域路段上的平均车速。为了实现收集AB两地间多条路线上所有特定区域路段的平均车速的目的，本实施例采用了利用车辆自组织网络传递信息包的方法。即以位于AB两地间的特定车辆或路边中继器为传输节点采用接力的方式沿AB两地间的特定路线传递请求信息包/回馈信息包。

首先执行步骤S132，传递请求信息包步骤。在步骤S132中，生成请求信息包并从位于A(起始地)的特定车辆或路边中继器传递请求信息包到位于B(目的地)的特定车辆或路边中继器；

然后执行步骤S133，传递回馈信息包步骤。当请求信息包到达位于B的特定车辆或路边中继器时基于请求信息包生成回馈信息包并从位于B的特定车辆或路边中继器传递回馈信息包到位于A的特定车辆或路边中继器。

在请求信息包/回馈信息包传递的过程中执行步骤S134(收集车速步骤)，收集请求信息包/回馈信息包经过的特定车辆或路边中继器对应的特定区域路段的位置以及平均车速。当请求信息包(回馈信息包)沿特定路线完成从A到B(B到A)传递时就可以收集到该特定路线上所有特定区域路段的位置以及平均车速。

在这里需要注意的是，在请求信息包(回馈信息包)传递过程中，如果收集车速需要限定行驶方向(例如在构筑有中间隔离的道路上)，那么由于需要了解的是A到B的交通情况，因此请求信息包收集的车速的行驶方向与请求信息包的传递方向(A到B)一致；回馈信息包收集的车速的行驶方向与回馈信息包的传递方向(B到A)相反

并且，在生成回馈信息包时将请求信息包中收集到的信息整理后加入回馈信息包中。这样当回馈信息包到达位于A的特定车辆或路边中继器时，位于A的特定车辆或路边中继器就可以获取请求信息包以及回馈信息包收集到的所有信息。

进一步的生成多个请求信息包以及回馈信息包并令每个请求信息包或回馈信息包沿一条特定路线进行传递，最终就可以获取多条路线的信息。

基于上述方法，首先需要根据A以及B的位置获取连接A以及B的多条路线。然后根据路线的数目的具体情况确定所需的请求信息包以及回馈信息包的数目，并为每个请求信息包和回馈信息包分配相应的路线。即每个请求信息包/回馈信息包对应一条路线。最后就可以沿着请求信息包/回馈信息包对应的路线来进行传递。

在具体传播中，实现数据定向发送的过程比较复杂，所需硬件的构造成本也较高。为简化数据传输过程，降低成本，在传递请求信息包/回馈信息包时，作为传输节点的特定车辆或路边中继器采用广播的方式向附近的特定车辆或路边中继器发送请求信息包/所述回馈信息包。但这就导致无法控制请求信息包/回馈信息包的接收方，从而导致请求信息包/回馈信息包的传递方向无法控制。

为了控制请求信息包/回馈信息包的传递方向，本实施例通过验证传输节点的位置来保证请求信息包/回馈信息包在传递过程中是沿着其对应的路线进行传递的。

在本实施例中，请求信息包/回馈信息包中包含有其对应的路线的信息，接收到请求信息包/回馈信息包的特定车辆或路边中继器首先要判断其位置是否在请求信息包/回馈信息包对应的路线上；

如果接收到请求信息包/回馈信息包的特定车辆或路边中继器的位置在请求信息包/回馈信息包对应的路线上，那么特定车辆或路边中继器采集相应的位置以及平均车速并将采集结果加入请求信息包/回馈信息包，然后将完成采集的请求信息包/回馈信息包用广播的方式向附近的特定车辆或路边中继器发送；

当接收到请求信息包/回馈信息包的特定车辆或路边中继器的位置不在请求信息包/回馈信息包对应的路线上时终止当前的请求信息包/回馈信息包的传递。即特定车辆或路边中继器不执行任何后续操作，丢弃接收到的请求信息包/回馈信息包。

以一具体应用为例，图2所示为一个丁字路口的传输节点分布简化示意图，其中椭圆形201-205分别代表5辆可以作为传输节点车辆。请求信息包/回馈信息包的传输路线应该是从201到205。请求信息包/回馈信息包首先由201传递到202，202将信息包广播发送，那么203以及204都可以接收到请求信息包/回馈信息包。但是由于204不在预定的传输线路上，因此当204接收到请求信息包/回馈信息包后不作任何后续操作，而是直接将接收到的请求信息包/回馈信息包丢弃。

在请求信息包/回馈信息包传递的过程中还需要考虑的是反向传递。如图3所示，图3所示为一道路段的传输节点分布简化示意图，椭圆形301-305分别代表5辆可以作为传输节点车辆，请求信息包/回馈信息包的传递路线应该是从301到305。301发送请求信息包/回馈信息包到302，当302广播发送请求信息包/回馈信息包时，301也可以接收到信息包。但请求信息包/回馈信息包由302传递到301属于反向传递，需要制止请求信息包/回馈信息包继续传递。

由于301也处在正确的传输线路上，因此此时利用判断节点位置是否在请求信息包/回馈信息包对应的路线上的方法无法阻止反向传递。为解决这一问题，本实施例中传输节点还需要判断接收到的请求信息包/回馈信息包中是否已经包含自身节点采集的数据。具体到图3即是，节点301需要判断接收到的请求信息包/回馈信息包中是否已经包含301采集的数据(如果是302回传过来的请求信息包/回馈信息包，由于其传递路线为301、302、301，因此请求信息包/回馈信息包中必然已经包含301采集的数据)。当301接收到的信息包中已经包含301采集的数据时，301接收到请求信息包/回馈信息包后不作任何后续操作，而是直接将接收到的请求信息包/回馈信息包丢弃。

由于采取广播发送的方式进行传递，在传递过程中会出现在同一路线上生成多个请求信息包/回馈信息包传递路径并最终生成多个包含不同传输节点信息的请求信息包/回馈信息包。为解决这一情况，当传输节点接收到多个不同的请求信息包/回馈信息包时执行信息包清理。留存包含传输节点数目最多的请求信息包/回馈信息包并将其他请求信息包/回馈信息包丢弃。

在信息包清理过程中，位置相同/相近(例如并排行驶的车辆或位置并排的车辆与路边中继器)的传输节点看作同一传输节点。

以图3为例，传递路径可以是301、302、304、305；301、302、303、305；301、304、305；301、302、304、303、305；301、304、303、305(其他排列组合不再赘述)。由于303和304为位置相同/相近的节点，将其看作是同一传输节点，经过信息包清理，最后留存的为包含301、302、303/304、305的请求信息包/回馈信息包。

信息包清理可以在完成整个的路线传递时进行，也可以在传递途中进行，考虑到不同的传递路径传递耗时不同(例如图3中，传递路径301、302、304、303、305的传递耗时明显大于传递路径301、304、305以及传递路径301、302、303、305)，执行信息包清理的传输节点在接收到第一个请求信息包/回馈信息包后需要再等待特定的时间长度以便接收到所有的请求信息包/回馈信息包。

由于A到B包含多个可行的路线，基于上述流程不可避免的带来了大量繁琐的计算处理。为简化计算处理步骤，在本实施例中，提出了一种简单的请求信息包/回馈信息包传递流程。

首先获取连接A与B的多条路线中最短的路线；

然后沿最短的路线传递请求信息包；

当请求信息包到达位于B的特定车辆或路边中继器时生成多个回馈信息包并分别沿多条连接A与B的路线传递回馈信息包，其中，每个回馈信息包对应一条路线。

进一步的在沿多条路线传递回馈信息包的过程中特定车辆或路边中继器将回馈信息包以泛洪的方式向附近的特定车辆或路边中继器广播以实现回馈信息包的传递。这样就不需要确定除最短的路线以外的其他路线的具体行驶路径，而是采用泛洪广播的方式遍历路线。在回馈信息包泛洪广播传递的过程中，回馈信息包采集其历经的每一个传输节点对应的位置以及平均车速。

由于回馈信息包的传递采用泛洪广播的方式遍历路线，那么回馈信息包的传递路线就包含了连接A与B的最短的路线。基于此，请求信息包的作用就可以简化为仅仅是传递请求信息而不需要收集传输节点上的信息。即，沿连接A与B的最短的路线传递请求信息包的过程中不收集沿途传输节点上的位置以及平均车速信息，只做单纯的传递行为。在传递过程中只需要限定请求信息包的传递路线不偏离连接A与B的最短的路线。

在本实施例中，采用连接A与B的最短的路线传递请求信息包的目的在于尽可能快的将请求信息传递到位于B的传输节点。进一步的，在本发明其他实施例中，由于请求信息包的作用只限于传递请求信息而不包含数据收集。因此请求信息包的传递并不限于连接A与B的最短的路线。以连接A与B的任意线路传递请求信息包即可。

在本发明的另一实施例中，采用泛洪广播的方式传递请求信息包。这样就不需要在请求信息包中限定路线。在请求信息包的传递过程中也不需要对传输节点的位置进行验证(这里假设泛洪广播的传递方式会遍历节点，因此请求信息包一定会传递到B)。

不难理解，采用泛洪广播的方式会产生大量的冗余信息包，即请求信息包会在偏离B的方向上传递到无限远处或是经历了多次不必要的传递绕圈传递向B。也就是说不但会有多个请求信息包传递到B，而且在整个数据传输网路内会一直存在多个请求信息包持续不断的被传递。

为解决上述情况，在生成最初的请求信息包时在请求信息包中预置特定的传递时间阈值与请求信息包的最初生成时间。传递时间阈值根据预估的A到B的最短传递时间来确定。当任意传输节点接收到请求信息包时根据请求信息包的最初生成时间计算请求信息包目前已经历的传递时间，当传递时间大于传递时间阈值时停止继续传递请求信息包。

由于预估的A到B的最短传递时间不能与实际的最短传递时间一致，当时间阈值设置过小时会出现实际的最短传递时间大于时间阈值的情况，这样就不会有请求信息包到达B。为此，时间阈值要设置的比预估的A到B的传递时间大。这样最后仍然有多个请求信息包传递到B，由于真正有实用意义的请求信息包只有第一个到达B的请求信息包，因此当位于B的特定车辆或路边中继器在接收到第一个请求信息包时即生成回馈信息包并发送，之后陆续接收到的其他请求信息包都丢弃。

回到本实施例，当请求信息包被发送后，经过特定时长，位于A的特定车辆或路边中继器会陆续接收到多个回馈信息包，每个回馈信息包都经历了沿B到A的完整路线。只需要分别计算获取位于A的特定车辆或路边中继器接收到的每个回馈信息包对应的行驶时间，最终就可以通过数值最小的行驶时间确定其回馈信息包对应的路线。

以图4为例，图4所示为一街区的传输节点分布简化示意图。图4中黑色矩形框代表建筑物，建筑物之间为街道。每个椭圆形代表一个位于岔路口的传输节点。相邻岔路口之间的数据的传递可以参考上面的固定路线的数据传递，为了简化说明，这里就不再赘述，假设相邻岔路口上的节点可以直接相互传递数据。其中，401为位于A地的传输节点，434为位于B地的传输节点。从401到434的最短路线为401、402、403、404、414、424、434。

首先沿401、402、403、404、414、424、434(图4中实线箭头)传递请求信息包，并且在传递的过程中不进行信息收集操作。具体的传递过程可以参考上面的固定路线的数据传递，为了简化说明，这里就不再赘述。当请求信息包到达434时生成回馈信息包。

然后434广播发送回馈信息包，如图所示，434的广播可以发送到424以及433，424、433接收到回馈信息包时进行信息采集工作并将完成采集的回馈信息包继续广播发送，424、433的广播分别可以发送到414、423以及423、432。如此继续，以泛洪的方式就可以遍历从434到401的所有路径。

然而泛洪广播的方式传存在发散以及循环的情况。即泛洪广播的方式会生成大量不具备导航意义的路线(绕圈，过长，或者是偏离目的地)。这就造成了大量无效的冗余回馈信息包。为解决这一问题。本实施例在回馈信息包传递的过程中采用了丢弃冗余信息包的处理方式。构造多个验证回馈信息包的步骤，当传输节点接到冗余信息包时，丢弃冗余信息包，不继续做下一步的传递操作。

首先针对发散问题。在回馈信息包传递的过程中可能出现信息包向偏离正确目标的方向传递或者经过不必要的路径绕圈传递的情况。

本实施例在回馈信息包中预先设定了特定的时间阈值。接收到回馈信息包的特定车辆或路边中继器根据回馈信息包计算获取车辆驶过回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间；当车辆驶过回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间大于时间阈值时则说明当前的路线已不具备实际的导航意义，此时丢弃回馈信息包不在此路线上继续传递。这样就能尽可能地减少泛洪广播传递中生成的不具备导航意义的路线。

上述时间阈值可以采用一个预估的时间长度。例如根据历史记录，预估计算从A到B的相对最大行驶时间以作为时间阈值。但是如果交通状况恶劣，在当前交通状况下从A到B的最短行驶时间仍然大于时间阈值时就会发生没有回馈信息包到达A地的情况。

为避免上述情况，在本实施例中以当前交通状况下车辆驶经连接A与B的最短的路线所需的行驶时间为时间阈值(或者以比车辆驶经连接A与B的最短的路线所需的行驶时间稍长的时间为时间阈值)。即在本实施例中在请求信息包沿最短的路线从A到B传递过程中采集沿途每个传输节点对应的平均车速(无需采集相应的位置)。当请求信息包到达位于B的特定车辆或路边中继器时计算获取车辆驶过最短的路线所需的行驶时间，以车辆驶过最短的路线所需的行驶时间确定时间阈值。

这样由于是基于当前的交通状况确定的时间阈值，那么无论当前交通状况如何，至少会有一个回馈信息包(沿连接A与B的最短的路线传递的回馈信息包)到达A地。在本实施例中，以此时间为阈值会刷掉大多数的回馈信息包。即如果交通状况相近，通常状况下最短的路线的行驶时间最短。那么通过其他路线传递的回馈信息包都会被丢弃，从而减少数据量。

针对没有使用最短的路线传递请求信息包的方案，例如在利用泛洪广播传递请求信息包的本发明的另一实施例中，则可以采用以接收到的第一个请求信息包所经过的路线对应的行驶时间为时间阈值。即请求信息包在泛洪广播传递过程中采集所经历的每一个传输节点对应的平均车速(不采集位置)。当位于B的传输节点接收到第一个请求信息包时计算获取车辆驶过第一个请求信息包所经过的路线所需的行驶时间，以此行驶时间确定时间阈值。

上述解决传递发散都需要计算相应的行驶时间，为简化计算，类似上面描述的请求信息包的处理方式，也可以利用回馈信息包的传递时间限制来解决回馈信息包的传递发散。即在生成最初的回馈信息包时在请求信息包中预置特定的传递时间阈值与请求信息包的最初生成时间。传递时间阈值根据预估的B到A的平均传递时间来确定。当任意传输节点接收到回馈信息包时根据请求信息包的最初生成时间计算回馈信息包目前已经历的传递时间，当传递时间大于传递时间阈值时停止继续传递回馈信息包。

由于回馈信息包的传递时间与车辆驶经回馈信息包所经路线所需的行驶时间不一定是正比关系。因此在传递时间阈值设置时需要采用一个相对较大的数值，避免筛选掉对应的行驶时间相对较小的回馈信息包。

回到本实施例，以图4为例，以车辆驶过401、402、403、404、414、424、434所需的行驶时间为时间阈值。当发散情况发生时，例如回馈信息包按照434、424、423、422、421、411、441、442传递到442。由图上可以看到，其传递路线已经开始偏离正常的行驶路线，继续传递下去也不存在使用价值。此时422根据回馈信息包计算获取车辆驶过路线434、424、423、422、421、411、441、442所需的行驶时间，当车辆驶过路线434、424、423、422、421、411、441、442所需的行驶时间大于时间阈值时丢弃回馈信息包，不继续传递。

针对循环问题。在回馈信息包传递的过程中可能出现信息包向在几个传输节点间循环重复传递的情况。

在本实施例中接收到回馈信息包的特定车辆或路边中继器根据回馈信息包判断特定车辆或路边中继器是否位于回馈信息包当前已经过的路线上；当特定车辆或路边中继器位于回馈信息包当前已经过的路线上时丢弃回馈信息包。

例如，回馈信息包按照434、424、423、422、432、433传递并接下来传递到423。由图上可以看到，其传递路线已经开始循环重复，继续传递下去不存在导航价值。此时423判断回馈信息包已经过的路线(434、424、423、422、432、433)上包含自身(423)，因此423丢弃回馈信息包，不继续传递。

另外，在回馈信息包传递的过程中，还会出现同一传输节点接收到来自不同路线上的不同的回馈信息包的情况，为了降低最终回馈信息包的数目，减少数据冗余度，在本实施例中：

当特定车辆或所述路边中继器接收到多个不同的回馈信息包时分别计算获取车辆驶过每个回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间；

比较车辆驶过每个回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间的大小从而获取其中数值最小的行驶时间；

保留数值最小的行驶时间对应的回馈信息包并丢弃其他的回馈信息包。

例如，节点423，接收到来自路线434、424、414、413以及路线434、433的两个回馈信息包。423分别计算获取车辆驶过路线434、424、414、413以及路线434、433所需的行驶时间。经比较，车辆驶过路线434、424、414、413所需的行驶时间大于驶过路线434、433所需的行驶时间。因此，423丢弃来自路线434、424、414、413的回馈信息包。

最终，位于A的传输节点会接收到多个不同的回馈信息包。从而就可以分别计算获取到每个回馈信息包对应的路线的行驶时间。接下来就可以如图1所示执行步骤S140，根据获取到的多个行驶时间确定多条路线中的最小耗时路线。最后执行步骤S150，基于最小耗时路线进行从A(起始地)到B(目的地)的导航。

综上，本发明的导航方法基于实际的交通状况选择行车耗时较短的路线进行导航，大大提高了最终的导航服务效果。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于车辆自组织网络的导航方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

以多台特定车辆和路边中继器为传输节点构造车辆自组织网络；

获取起始地以及目的地的位置；

利用位于所述起始地与所述目的地之间特定区域路段上的相应的所述特定车辆或所述路边中继器获取当前交通状况下所述特定区域路段上的车辆的平均车速；

利用所述车辆自组织网络收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速从而计算获取当前交通状况下车辆分别驶过连接所述起始地与所述目的地的多条路线所需的行驶时间；

根据获取到的多个所述行驶时间确定多条所述路线中的最小耗时路线；

基于所述最小耗时路线进行从所述起始地到所述目的地的导航；

在收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速的过程中：

生成请求信息包并从位于所述起始地的所述特定车辆或所述路边中继器传递所述请求信息包到位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器；

当所述请求信息包到达位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器时基于所述请求信息包生成回馈信息包并从位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器传递所述回馈信息包到位于所述起始地的所述特定车辆或所述路边中继器；

利用位于所述路线上的所述特定车辆或所述路边中继器为传输节点采用接力的方式沿所述路线传递所述请求信息包/所述回馈信息包；

在所述请求信息包/所述回馈信息包传递的过程中收集所述请求信息包/所述回馈信息包经过的所述传输节点对应的所述特定区域路段的位置以及所述平均车速；

在收集多条所述路线上多个所述区域路段上的车辆的平均车速的过程中：

获取连接所述起始地与所述目的地的多条所述路线中最短的所述路线；

沿最短的所述路线传递所述请求信息包；

当所述请求信息包到达位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器时生成多个所述回馈信息包并分别沿多条所述路线传递所述回馈信息包，其中，每个所述回馈信息包对应一条所述路线；

在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中所述特定车辆或所述路边中继器将所述回馈信息包以泛洪的方式向附近的所述特定车辆或所述路边中继器广播以实现所述回馈信息包的传递；

所述回馈信息包包含时间阈值，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中：

接收到所述回馈信息包的所述特定车辆或所述路边中继器根据所述回馈信息包计算获取所述车辆驶过所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间；

当所述车辆驶过所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间大于所述时间阈值时丢弃所述回馈信息包；

当所述请求信息包到达位于所述目的地的所述特定车辆或所述路边中继器时计算获取所述车辆驶过最短的所述路线所需的行驶时间，以所述车辆驶过最短的所述路线所需的行驶时间作为所述时间阈值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取当前交通状况下所述特定区域路段上的车辆的平均车速的过程中：

以需要获取所述平均车速的所述特定车辆或所述路边中继器为发送节点；

所述发送节点利用所述车辆自组织网络发送车速获取请求到在所述特定区域路段上行驶的附近的其他的所述特定车辆；

接收到所述车速获取请求的所述特定车辆将当前车速返回到所述发送节点；

所述发送节点利用接收到的所述当前车速计算获取所述特定区域路段上的所述平均车速。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在收集多个所述特定区域路段上的所述平均车速的过程中：

根据所述起始地以及所述目的地的位置获取连接所述起始地以及所述目的地的多条所述路线；

每个所述请求信息包/所述回馈信息包对应一条所述路线；

作为所述传输节点的所述特定车辆或所述路边中继器采用广播的方式向附近的所述特定车辆或所述路边中继器发送所述请求信息包/所述回馈信息包；

当接收到所述请求信息包/所述回馈信息包的所述特定车辆或所述路边中继器的位置不在所述请求信息包/所述回馈信息包对应的所述路线上时终止当前的所述请求信息包/所述回馈信息包的传递。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中：

接收到所述回馈信息包的所述特定车辆或所述路边中继器根据所述回馈信息包判断所述特定车辆或所述路边中继器是否位于所述回馈信息包当前已经过的路线上；

当所述特定车辆或所述路边中继器位于所述回馈信息包当前已经过的路线上时丢弃所述回馈信息包。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在沿多条所述路线传递所述回馈信息包的过程中：

当所述特定车辆或所述路边中继器接收到多个不同的所述回馈信息包时分别计算获取所述车辆驶过每个所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间；

比较所述车辆驶过每个所述回馈信息包当前已经过的路线所需的行驶时间的大小从而获取其中数值最小的所述行驶时间；

保留数值最小的所述行驶时间对应的所述回馈信息包并丢弃其他的所述回馈信息包。