CN105300393A - 一种获取最优行驶路径的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取最优行驶路径的系统及方法，该系统包括设置于接收最优行驶路径的请求车辆中的接收装置，与接收装置无线通信连接的路径计算服务器，以及分别与路径计算服务器无线通信连接的多台车载装置，其中，多台车载装置分别设置于多辆运行于路径的采集车辆中。实施本发明的有益效果是，通过汽车终端设备获取车辆信息，由路径计算服务器根据车辆信息、用户要求、道路拥挤状况信息实时指定最优路径，可以最大程度的满足用户的需求，提高出行效率。

Description

一种获取最优行驶路径的系统及方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，更具体地说，涉及一种获取最优行驶路径的系统及方法。

背景技术

现有导航技术主要是通过获取实时道路信息，把交通网络抽象为一个有向图，结合车辆的实时位置和目的地，为用户提供一种最优路径，现有技术的缺陷在于：

1)不能给用户提供更多的选择，只是通过计算当前时刻的路况信息为用户提供单一相对省时的路径，不能满足用户的需求(最经济，最省时等)。

2)鉴于汽车类型的日益繁多，仅仅通过车辆的位置和目的地以及道路信息计算出一种最优路径，存在选择的单一性，不同的车辆类型，在同不同等级道路上的性能是不相同的，所以就有必要根据车辆的自身信息，为特定车辆指定适合于本车的最优路径。

3)未结合当前道路拥堵的实时情况进行规划，存在规划的不合理性。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中路径选择单一、难以提供最优路径、未分析道路拥挤情况的缺陷，提供一种获取最优行驶路径的系统及方法。

本发明的一方面，提供一种获取最优行驶路径的系统，该系统包括设置于接收最优行驶路径的请求车辆中的接收装置，与所述接收装置无线通信连接的路径计算服务器，以及分别与所述路径计算服务器无线通信连接的多台车载装置，其中，所述多台车载装置分别设置于多辆运行于所述路径的采集车辆中；

所述多台车载装置用于实时地将自身的位置信息上传至所述路径计算服务器；

所述路径计算服务器用于依据所述多台车载装置的位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收装置；

所述接收装置用于接收所述最优行驶路径。

在本发明所述的系统中，所述多台车载装置还用于实时地将自身的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器；

所述路径计算服务器还用于依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。

在本发明所述的系统中，所述路径计算服务器用于依据所述拥挤情况以及Dijkstra算法生成最优行驶路径。

在本发明所述的系统中，所述接收装置还用于记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述信息上传至所述路径计算服务器，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；

所述路径计算服务器还用于依据所述多台车载装置的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径。

在本发明所述的系统中，所述路径计算服务器还用于依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置；

所述接收装置用于接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。

本发明的另一方面，提供一种获取最优行驶路径的方法，提供一请求车辆、与所述请求车辆无线通信连接的路径计算服务器、以及分别与所述路径计算服务器无线通信连接的多辆运行于所述路径的采集车辆，该方法包括：

S1、实时地将所述采集车辆的位置信息上传至所述路径计算服务器；

S2、依据所述位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；

S3、所述请求车辆接收所述最优行驶路径。

在本发明所述的方法中，所述步骤S1还包括：实时地将所述采集车辆的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器；

所述步骤S2还包括：依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。

在本发明所述的方法中，所述步骤S2还包括：依据所述拥挤情况对所述路径赋予一权值，并结合Dijkstra算法生成最优行驶路径。

在本发明所述的方法中，所述步骤S1还包括：记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述信息上传至所述路径计算服务器，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；

所述步骤S2还包括：依据所述多台车载装置的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径。

在本发明所述的方法中，所述步骤S2还包括：依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置；

所述步骤S3还包括：接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。

实施本发明的一种获取最优行驶路径的系统及方法，具有以下有益效果：通过汽车终端设备获取车辆信息，由路径计算服务器根据车辆信息、用户要求、道路拥挤状况信息实时指定最优路径，可以最大程度的满足用户的需求，提高出行效率，同时，提供多条可选路径供用户参考。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明的一种获取最优行驶路径的系统示意图；

图2为本发明的一种获取最优行驶路径的系统框图；

图3为本发明第一实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图；

图4为本发明第二实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图；

图5为本发明第三实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图；

图6为本发明第四实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图；

图7为本发明第五实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

本发明的目的在于动态规划基于海量车辆位置数据及数字路网的行驶路径，本发明由三大部分组成，分别为设置于请求车辆的接收装置、路径计算服务器、以及安装于多辆采集车辆的车载装置。车载装置可获取当前车辆的经纬度，车辆信息(车型，发动机型号，汽车排量等等)，用户选择(目的地，到达方式“最经济，最省时")等信息，再通过无线网络将路径规划要求传输至在路径计算服务器，通过特定的算法把车辆抽象为一个实体，为用户制定一条最优路径以及多条可行路径，并通过无线传输技术，把信息实时返回给请求车辆。路径计算服务器通过采集海量车辆的位置速度数据，进而对整个交通网络的路况信息进行分析，得出道路拥堵状况信息。并根据车辆反馈的道路信息，对其进行修正，从而提高路况信息的时效性。与现有的视频监控手段相比，其成本较低，数据量较小，信息的保真度较高。

图1为本发明的一种获取最优行驶路径的系统示意图，如图1所示，该系统包括设置于接收最优行驶路径的请求车辆中的接收装置，与所述接收装置无线通信连接的路径计算服务器，以及分别与所述路径计算服务器无线通信连接的多台车载装置，其中，所述多台车载装置分别设置于多辆运行于所述路径的采集车辆中；

所述多台车载装置用于实时地将自身的位置信息上传至所述路径计算服务器；优选的，所述接收装置还用于记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述信息上传至所述路径计算服务器，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；所述多台车载装置还用于实时地将自身的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器；

所述路径计算服务器用于依据所述多台车载装置的位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收装置；优选的，所述路径计算服务器还用于依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。所述路径计算服务器用于依据所述拥挤情况对所述路径赋予一权值，并结合Dijkstra算法生成最优行驶路径。所述路径计算服务器还用于依据所述多台车载装置的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径。所述路径计算服务器还用于依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置。

其中，最短路径之Dijkstra算法解决的问题是：在日常生活中，如果需要常常往返A地区和B地区之间，我们最希望知道的可能是从A地区到B地区间的众多路径中，那一条路径的路途最短。

Dijkstra算法具体的形式包括：

1)确定起点的最短路径问题：即已知起始结点，求最短路径的问题。

2)确定终点的最短路径问题：与确定起点的问题相反，该问题是已知终结结点，求最短路径的问题。在无向图中该问题与确定起点的问题完全等同，有向图中该问题等同于把所有路径方向反转的确定起点的问题。

3)确定起点终点的最短路径问题：即已知起点和终点，求两结点之间的最短路径。

4)全局最短路径问题：求图中所有的最短路径。

Dijkstra算法具体步骤包括：

1)初始时，最短路径顶点集合S只包含源点，v的距离为O。U包含除v外的其他顶点，U中顶点u距离为边上的权(若v与u有边)或(若u不是v的出边邻接点)。

2)从U中选取一个距离v最小的顶点k，把k，加入S中(该选定的距离就是v到k的最短路径长度)。

3)以k为新考虑的中间点，修改U中各顶点的距离；若从源点v到顶点u(u，U)的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短，则修改顶点u的距离值，修改后的距离值的顶点k的距离加上边上的权。

4)重复步骤2)和3)直到所有顶点都包含在S中。

所述接收装置用于接收所述最优行驶路径。优选的，所述接收装置用于接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。

如图2所示，在发明的一种获取最优行驶路径的系统框图中，该系统具体包括：设置于请求车辆中的接收装置1包括请求处理器11、第二无线传输模块12、获取模块13、以及显示模块14，其中，请求处理器11与第二无线传输模块12、获取模块13、以及显示模块14电性连接。

第二无线传输模块12用于与路径计算服务器2无线数据连接。

获取单元13用于获取请求车辆的车辆信息，车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号。通过车辆在不同道路上的性能评定算法，建立车辆在不同道路上的性能表，同时，监控中心可对车辆进行实时监控。

控制单元11用于上传车辆信息，并接收最优行驶路径或多条行驶路径及多个行驶时间。

显示模块14用于显示所述最优行驶路径或多条行驶路径及多个行驶时间。由于接收装置1实时接收来自监控中心的数据，将地图展现在车辆终端显示模块14上并把当前的最优路径标示，直到到达目的地，或者由用户取消。

路径计算服务器2包括计算系统21以及分析系统22。

计算系统21用于依据所述多台车载装置的位置信息计算所述路径的拥挤情况；或者用于依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。通过监控所有车辆，将某一时刻某一路段行驶中的车辆数，车辆行驶方向，车辆平均行驶速度，记录下来，通过基于浮动车辆的路况信息算法计算出当前时刻，该路段的路况信息，并通过采集车辆反馈回来的信息，及时进行路况信息修正，以此得到一个较为真实的路况信息。车辆数越多，车速越慢，表示路段路况信息越差，反之，则越好。

分析系统22用于依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收装置；或者用于依据所述拥挤情况对所述路径赋予一权值，并结合Dijkstra算法生成最优行驶路径；或者用于依据所述多台车载装置的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径；或者用于依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置。同时，该分析系统22实时接收数字交通网提供的数据，并以现实世界中的地点，交通路口作为节点，以连接两地的道路为边把交通网络抽象为一个有向图。利用最优路径算法(以dijkstra算法为基础)把道路的拥堵状况，道路等级等实时路况用边上的权值来表示，权值越大说明此路段交通状况越好，分析系统22将指导有关车辆优先选择该路段，反之，分析系统22将指导车辆避开此路段，直到该路段路况信息好转。根据交通网络有向图，结合车辆在不同道路上的性能表，通过最优路径算法选择最优路径，并发送给请求车辆，并根据交通网络的实时信息，及时调整最优路径，每隔一定时间向请求车辆发送一条数据。

设置于采集车辆中的车载装置3包括采集处理器31、定位模块32、第一无线传输模块33、以及采集模块34。

定位模块32用于获取自身的位置信息。一般为GPS模块。

第一无线传输模块33用于与路径计算服务器2无线数据连接。

采集模块34用于采集自身的车辆行驶方向及车辆行驶速度，该采集模块34一般为结合GPS模块的分析模块，或者通过CAN总线连接车辆的测速器及指南针。

采集处理器31用于实时地将自身的位置信息上传至所述路径计算服务器，以及实时地将自身的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器。

图3为本发明第一实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图，如图3所示，该方法提供一请求车辆、与所述请求车辆无线通信连接的路径计算服务器、以及分别与所述路径计算服务器无线通信连接的多辆运行于所述路径的采集车辆，该方法包括：

S1、实时地将所述采集车辆的位置信息上传至所述路径计算服务器；

S2、依据所述位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；

S3、所述接收装置接收所述最优行驶路径。

该实施例的有益效果在于，通过汽车终端设备获取车辆信息，由路径计算服务器根据道路拥挤状况信息实时指定最优路径，以满足用户需求。

图4为本发明第二实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图，如图4所示，该实施例不同于第一实施例之处在于，所述步骤S1还包括：实时地将所述采集车辆的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器；相应地，所述步骤S2还包括：依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。

该方法具体包括以下步骤：

S1、实时地将所述采集车辆的位置信息、车辆行驶方向、以及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器；

S2、依据所述位置信息、车辆行驶方向、以及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；

S3、所述接收装置接收所述最优行驶路径。

该实施例的有益效果在于，丰富了拥挤情况的计算依据，使拥挤情况的计算结果更加可靠。

图5为本发明第三实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图，如图5所示，该实施例不同于第一实施例之处在于，所述步骤S2还包括：依据所述拥挤情况以及Dijkstra算法生成最优行驶路径。

该方法具体包括以下步骤：

S1、实时地将所述采集车辆的位置信息上传至所述路径计算服务器；

S2、依据所述位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况以及Dijkstra算法生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；该Dijkstra算法采用上述所提及的Dijkstra算法。

S3、所述接收装置接收所述最优行驶路径。

该实施例的有益效果在于，通过汽车终端设备获取车辆信息，由路径计算服务器通过科学的算法实时指定最优路径，可以最大程度的满足用户的需求，提高出行效率。

图6为本发明第四实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图，如图6所示，该实施例不同于第一实施例之处在于，所述步骤S1还包括：记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述信息上传至所述路径计算服务器，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；相应的，所述步骤S2还包括：依据所述多台车载装置的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径。

该方法具体包括以下步骤：

S1、实时地将所述采集车辆的位置信息上传至所述路径计算服务器；记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述信息上传至所述路径计算服务器，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；

S2、依据所述位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况、所述多台车载装置的位置信息获取路况信息、以及所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；例如：车辆的存油量只够运行最短路程，则最优路径便忽视其他情况而选择最短路程；或者车辆车龄成熟，可满足开高速路的要求，则将最优路径选择为高速路，即避开了堵车地段，还加快了行驶速度。

S3、所述接收装置接收所述最优行驶路径。

该实施例的有益效果在于，通过汽车终端设备获取车辆信息，由路径计算服务器根据车辆信息、用户要求、道路拥挤状况信息实时指定最优路径，可以最大程度的满足用户的需求，提高出行效率。

图7为本发明第五实施例提供的一种获取最优行驶路径的方法流程图，如图7所示，该实施例不同于第一实施例之处在于，所述步骤S2还包括：依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置；相应的，所述步骤S3还包括：接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。

该方法具体包括以下步骤：

S1、实时地将所述采集车辆的位置信息上传至所述路径计算服务器；

S2、依据所述位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；或者依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置

S3、所述接收装置接收所述最优行驶路径；或者接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。

该实施例的有益效果在于，通过提供多条可选路径供用户参考，可提高用户选择最优路径的体验。

以上几种实施例可以以任何形式结合，功能也可以以任何形式叠加，在此不再赘述。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种获取最优行驶路径的系统，其特征在于，该系统包括设置于接收最优行驶路径的请求车辆中的接收装置(1)，与所述接收装置(1)无线通信连接的路径计算服务器(2)，以及分别与所述路径计算服务器(2)无线通信连接的多台车载装置(3)，其中，所述多台车载装置(3)分别设置于多辆运行于所述路径的采集车辆中；

所述多台车载装置(3)用于实时地将自身的位置信息上传至所述路径计算服务器(2)；

所述路径计算服务器(2)用于依据所述多台车载装置(3)的位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收装置(1)；

所述接收装置(1)用于接收所述最优行驶路径。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多台车载装置(3)还用于实时地将自身的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器(2)；

所述路径计算服务器(2)还用于依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述路径计算服务器(2)用于依据所述拥挤情况以及Dijkstra算法生成最优行驶路径。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接收装置(1)还用于记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述信息上传至所述路径计算服务器(2)，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；

所述路径计算服务器(2)还用于依据所述多台车载装置(3)的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述路径计算服务器(2)还用于依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置(1)：

所述接收装置(1)用于接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。

6.一种获取最优行驶路径的方法，提供一请求车辆、与所述请求车辆无线通信连接的路径计算服务器、以及分别与所述路径计算服务器无线通信连接的多辆运行于所述路径的采集车辆，其特征在于，该方法包括：

S1、所述采集车辆实时地将自身的位置信息上传至所述路径计算服务器；

S2、依据所述位置信息计算所述路径的拥挤情况，并依据所述拥挤情况生成最优行驶路径，将所述最优行驶路径发送至所述接收车辆；

S3、所述请求车辆接收所述最优行驶路径。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：实时地将所述采集车辆的车辆行驶方向及车辆行驶速度上传至所述路径计算服务器；

所述步骤S2还包括：依据所述车辆行驶方向及车辆行驶速度计算所述路径的拥挤情况。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：依据所述拥挤情况对所述路径赋予一权值，并结合Dijkstra算法生成最优行驶路径。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：记录所述请求车辆的车辆信息，并将所述车辆信息上传至所述路径计算服务器，其中，所述车辆信息包括车辆存油量、车辆车龄、车辆行驶里程、以及车辆型号；

所述步骤S2还包括：依据所述多台车载装置的位置信息获取路况信息，并依据所述路况信息以及所述车辆信息生成最优行驶路径。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：依据所述拥挤情况生成多条行驶路径，并依据多条行驶路径计算多个相应的行驶时间，将所述多条行驶路径及所述多个行驶时间发送至所述接收装置；

所述步骤S3还包括：接收所述多条行驶路径及所述多个行驶时间。