CN106643757A - 判别车辆上下匝道的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种判别车辆上下匝道的方法和装置。其中移动终端在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离，若距离小于预定门限，则启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听，加速度传感器以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器以预定的采样周期生成坡度值，当车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭各传感器以停止监听，将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。通过利用车辆的加速度、角度偏转等特征直接、明确地判断车辆是否上下高架路，从而为动态导航提供准确信息。

Description

判别车辆上下匝道的方法和装置

技术领域

本发明涉及导航领域，特别涉及一种判别车辆上下匝道的方法和装置。

背景技术

当车辆使用导航软件时，如果车辆沿着城市高架路行驶，难以区分车辆在高架路上方行驶还是在高架路下方行驶，经常导致导航路线错误。如图1所示，车辆通过上匝道进入高架路行驶，但由于导航软件无法确认车辆已进入高架路行驶，仍为用户提供车辆在高架路下方行驶的路径，从而降低了用户体验。

为了克服这一缺陷，现有的方法是根据行车轨迹，在上个路口的转弯特征，判别车辆是否可能上下高架路，此方法适应范围小，且是事后判定，应用价值小。

发明内容

本发明实施例提供一种判别车辆上下匝道的方法和装置，通过利用车辆的加速度、角度偏转等特征直接、明确地判断车辆是否上下高架路，从而为动态导航提供准确信息。

根据本发明的一个方面，提供一种判别车辆上下匝道的方法，包括：

在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离；

若距离小于预定门限，则启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听；

加速度传感器以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器以预定的采样周期生成坡度值，并记录生成的加速度值、角速度值和坡度值；

当车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以停止监听；

将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。

在一个实施例中，根据匹配结果确定车辆是否上下匝道后，还包括：

根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

在一个实施例中，将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道的步骤包括：

将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的上匝道模型进行匹配；

若匹配度大于预定的上匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道进入高架路。

在一个实施例中，若匹配度不大于预定的匹配度门限，则将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的下匝道模型进行匹配；

若匹配度大于预定的下匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道离开高架路。

在一个实施例中，记录生成的加速度值、角速度值和坡度值的步骤包括：

判断所生成的加速度值、角速度值和坡度值是否属于预定的范围区间；

若所生成的加速度值、角速度值和坡度值属于预定的范围区间，则记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。

根据本发明的另一方面，提供一种判别车辆上下匝道的装置，包括距离检测单元、传感器控制单元、记录单元、匹配单元、加速度传感器、角速度传感器和方向传感器，其中：

距离检测单元，用于在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离；

传感器控制单元，用于根据距离检测单元的检测结果，若距离小于预定门限，则启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听；当距离检测单元检测到车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以停止监听；

加速度传感器用于以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器用于以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器用于以预定的采样周期生成坡度值；

记录单元，用于记录生成的加速度值、角速度值和坡度值；

匹配单元，用于将记录单元记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。

在一个实施例中，上述装置还包括路径计算单元，其中：

路径计算单元，用于利用匹配单元提供的匹配结果，根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

在一个实施例中，匹配单元具体将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的上匝道模型进行匹配；若匹配度大于预定的上匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道进入高架路。

在一个实施例中，匹配单元还用于在匹配度不大于预定的匹配度门限时，将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的下匝道模型进行匹配；若匹配度大于预定的下匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道离开高架路。

在一个实施例中，记录单元具体判断所生成的加速度值、角速度值和坡度值是否属于预定的范围区间，若所生成的加速度值、角速度值和坡度值属于预定的范围区间，则记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。

本发明通过利用移动终端的传感器，根据车辆上下匝道显著发生的加速度和角度偏转等特征直接、明确地判断车辆是否上下高架路，从而为动态导航提供准确信息。

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，下面将对实施例或现有技术描述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为车辆通过上匝道进入高架路的示意图。

图2为本发明判别车辆上下匝道的方法一个实施例的示意图。

图3为本发明判别车辆上下匝道的装置一个实施例的示意图。

图4为本发明判别车辆上下匝道的装置另一实施例的示意图。

图5为本发明车辆上匝道一个实施例的示意图。

图6为本发明车辆下匝道一个实施例的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图2为本发明判别车辆上下匝道的方法一个实施例的示意图。优选的，本实施例的方法步骤可由用户移动终端来执行。其中：

步骤201，在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离。

这里可假设车辆驾驶人员或乘客已经在使用诸如手机的移动终端进行导航，移动终端平稳地放置在车内。移动终端内置有加速度传感器(G-sensor)、角速度传感器(陀螺仪Gyro-sensor)、方向传感器(O-sensor)、单位分别是m/s^2、radians/second、radians。

步骤202，若距离小于预定门限，则启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听。

例如，可根据用户所输入的起点和终点计算出的行驶路径，并且当用户按路径行驶时，每隔一定时间，判断一次用户与最近几个匝道起始点的距离。根据用户行进方向，接近匝道起始点时，例如1公里，提高判断频率，在快接近匝道起始点时，例如200米，启动相应的传感器并监听。

步骤203，加速度传感器以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器以预定的采样周期生成坡度值，并记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。

例如，每隔0.1秒记录一次传感器数据。

优选的，记录生成的加速度值、角速度值和坡度值的步骤可包括：判断所生成的加速度值、角速度值和坡度值是否属于预定的范围区间。若所生成的加速度值、角速度值和坡度值属于预定的范围区间，则记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。否则视为该生成的加速度值、角速度值和坡度值不可信。

步骤204，当车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以停止监听。

步骤205，将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。

例如，该数据模型可按时间分布和空间分布等计算这两个记录值，并返回匹配度。匹配度高则认定车辆已经上下匝道，匹配度低则认为车辆没有上下匝道。

优选的，上述将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道的步骤包括：将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的上匝道模型进行匹配，若匹配度大于预定的上匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道进入高架路；若匹配度不大于预定的匹配度门限，则将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的下匝道模型进行匹配，若匹配度大于预定的下匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道离开高架路；若匹配度不大于预定的下匝道匹配度门限，则表明此时车辆并未通过上匝道进入高架路，也未通过下匝道离开高架路，而是在原道路上继续行驶。

优选的，根据匹配结果确定车辆是否上下匝道后，还包括：根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

基于本发明上述实施例提供的判别车辆上下匝道的方法，通过利用车辆的加速度、角度偏转等特征直接、明确地判断车辆是否上下高架路，从而为动态导航提供准确信息。

图3为本发明判别车辆上下匝道的装置一个实施例的示意图。该装置可以为诸如手机的移动终端。如图3所示，该装置可包括距离检测单元301、传感器控制单元302、记录单元303、匹配单元304、加速度传感器305、角速度传感器306和方向传感器307。其中：

距离检测单元301，用于在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离。

传感器控制单元302，用于根据距离检测单元301的检测结果，若距离小于预定门限，则启动加速度传感器305、角速度传感器306和方向传感器307以进行监听；当距离检测单元301检测到车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭加速度传感器305、角速度传感器306和方向传感器307以停止监听。

加速度传感器305用于以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器306用于以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器307用于以预定的采样周期生成坡度值。

记录单元303用于记录生成的加速度值、角速度值和坡度值，匹配单元304用于将记录单元记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。

优选的，记录单元303具体判断所生成的加速度值、角速度值和坡度值是否属于预定的范围区间，若所生成的加速度值、角速度值和坡度值属于预定的范围区间，则记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。

优选的，匹配单元304具体将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的上匝道模型进行匹配，若匹配度大于预定的上匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道进入高架路；在匹配度不大于预定的匹配度门限时，将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的下匝道模型进行匹配，若匹配度大于预定的下匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道离开高架路。

基于本发明上述实施例提供的判别车辆上下匝道的装置，通过利用车辆的加速度、角度偏转等特征直接、明确地判断车辆是否上下高架路，从而为动态导航提供准确信息。

图4为本发明判别车辆上下匝道的装置另一实施例的示意图。与图3所示实施例相比，在图4所示实施例中，该装置还包括路径计算单元401。其中：

路径计算单元401用于利用匹配单元304提供的匹配结果，根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径，以便为用户提供动态的导航服务。

下面参照图5，通过一个具体示例对本发明进行说明。

用户通过利用移动终端，获得起点和终点之间的行驶路径，并按照该行驶路径行驶。在行驶过程中，每隔一定时间，判断当前车辆与最近几个匝道入口的距离。在接近匝道入口时，例如1公里，提高判断频率，在接近匝道入口时，例如200米(图5中A点)，启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听。

加速度传感器以预定的采样周期生成加速度值P1，角速度传感器以预定的采样周期生成角速度值P2，方向传感器以预定的采样周期生成坡度值Q1。其中采样周期可为0.1秒。可将启动初期采集的加速度值、角速度值和坡度值或相应的平均值作为比较基准。

当车辆上匝道时，车内移动终端会产生一个向上的加速度和向上的角度偏转，当车辆爬升结束进入匝道圆曲线汇入主路前，会产生向下的加速度和向下的角度偏转。通过检测这些物理量，可准确判断车辆的行驶状态。

在车辆上匝道时，车头抬起，从而车辆在上坡时无论移动终端如何放置，实际产生的加速度值P1可由加速度传感器三轴X1、Y1、Z1的值计算得出，实际产生的角速度值P2可由陀螺仪三轴X2、Y2、Z2的值计算得出，具体公式为：

其中ΔX1、ΔY1和ΔZ1为加速度传感器当前值与车辆上匝道前的相应基准测量值之间的差值，ΔX2、ΔY2和ΔZ2为角速度传感器当前值与车辆上匝道前的相应基准测量值之间的差值。P1、P2落入某一经验值范围内，视为一个可信的加速度和角速度，记录一次。这一经验值范围取决于匝道坡度、当时车速等因素。

在车辆上匝道爬坡时，方向传感器X3、Y3、Z3三轴的值与上匝道前的相应基准值相比，而不是与上一时刻的值相比，会反映出上匝道过程中车辆仰角的变化，车辆仰角变化值换算为坡度值Q1，计算公式为：

根据高架路设计规范，Q1值对应坡度在3％到7％范围内可信；如果通过地理测绘或由交通部门提供每个匝道准确的坡度值，可采用准确坡度值，否则，可采用本方法经过多次试验的经验值范围。

车辆进入匝道圆曲线行驶时，会产生向下的加速度和向下的角度偏转。加速度传感器变化值P3、角速度传感器变化值P4的计算与P1、P2的计算公式相同。车辆进入匝道圆曲线行驶时，方向传感器角度逐渐修正，其变化值Q2的计算公式与Q1的计算公式相同。

车辆进入匝道圆曲线行驶时，P3、P4、Q2值对应的经验值范围可由圆曲线半径计算出、并结合车速，给出可信的经验值范围；每次计算出的P3、P4、Q2值与经验值范围比较，属于经验值范围区间的。

当车辆通过匝道与主路汇合处(图5中B点)，停止传感器监听、释放资源。将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并在根据匹配结果确定车辆通过上匝道进入高架路后，根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

当车辆通过下匝道离开高架路时，与车辆上匝道的计算方法与原理相同，只是经验值范围会有所不同。如图6所示，从C点开始启动各传感器进行监听，并在通过D点后关闭各传感器，根据交通模型确定车辆通过下匝道离开高架路后，根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

通过实施本发明，通过利用移动终端的传感器，根据车辆上下匝道发生的物理量变化，直接、明确地判断车辆是否上下高架路，从而为动态导航提供准确信息。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种判别车辆上下匝道的方法，其特征在于，包括：

在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离；

若距离小于预定门限，则启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听；

加速度传感器以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器以预定的采样周期生成坡度值，并记录生成的加速度值、角速度值和坡度值；

当车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以停止监听；

将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

根据匹配结果确定车辆是否上下匝道后，还包括：

根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道的步骤包括：

将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的上匝道模型进行匹配；

若匹配度大于预定的上匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道进入高架路。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

若匹配度不大于预定的匹配度门限，则将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的下匝道模型进行匹配；

若匹配度大于预定的下匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道离开高架路。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，

记录生成的加速度值、角速度值和坡度值的步骤包括：

判断所生成的加速度值、角速度值和坡度值是否属于预定的范围区间；

若所生成的加速度值、角速度值和坡度值属于预定的范围区间，则记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。

6.一种判别车辆上下匝道的装置，其特征在于，包括距离检测单元、传感器控制单元、记录单元、匹配单元、加速度传感器、角速度传感器和方向传感器，其中：

距离检测单元，用于在车辆行进路径上，以预定频率检测车辆与最近匝道入口之间的距离；

传感器控制单元，用于根据距离检测单元的检测结果，若距离小于预定门限，则启动加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以进行监听；当距离检测单元检测到车辆通过与所述最近匝道入口相关联的匝道出口时，关闭加速度传感器、角速度传感器和方向传感器以停止监听；

加速度传感器用于以预定的采样周期生成加速度值，角速度传感器用于以预定的采样周期生成角速度值，方向传感器用于以预定的采样周期生成坡度值；

记录单元，用于记录生成的加速度值、角速度值和坡度值；

匹配单元，用于将记录单元记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的交通模型进行匹配，并根据匹配结果确定车辆是否上下匝道。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括路径计算单元，其中：

路径计算单元，用于利用匹配单元提供的匹配结果，根据车辆当前位置和目的地，并结合相应路网，重新计算行驶路径。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，

匹配单元具体将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的上匝道模型进行匹配；若匹配度大于预定的上匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道进入高架路。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

匹配单元还用于在匹配度不大于预定的匹配度门限时，将记录的加速度值、角速度值和坡度值与预先存储的下匝道模型进行匹配；若匹配度大于预定的下匝道匹配度门限，则确定车辆通过匝道离开高架路。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置，其特征在于，

记录单元具体判断所生成的加速度值、角速度值和坡度值是否属于预定的范围区间，若所生成的加速度值、角速度值和坡度值属于预定的范围区间，则记录生成的加速度值、角速度值和坡度值。