CN108519095A - 一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法 - Google Patents

一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法。其系统包括设置道路类型对应的危险系数模块、计算导航路径模块、计算导航路径的危险系数模块、对导航路径进行排序模块、显示导航路径的危险系数模块。其中对导航路径进行排序模块和显示导航路径的危险系数模块是可选模块。人员或车辆通过在导航软件中选择起始地和目的地进行导航。导航软件的地图中包含详细的道路地理特征；结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数；根据导航路径中道路类型和长度计算导航路径的危险系数；对导航路径进行危险系数排序。本发明的方法及系统解决了现有导航技术没有与道路地理特征相结合并且不能通过计算导航路径的危险系数来选择导航路径的问题。

Description

一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法
技术领域
本发明属于电子导航技术领域，特别涉及一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法。
背景技术
人员和车辆行进在道路上，有些道路是正常道路，例如公路、铁路等，有些道路是非正常道路，例如旅游景区或风景区的道路以及乡村道路等。目前的电子导航主要适用于正常道路的定位导航，没有结合正常道路和非正常道路的地理特征进行定位导航。为了保证行人和车辆的安全，需要将现有的导航技术与道路的地理特征相结合，计算导航路径的危险系数，为选择导航路径提供依据。需要一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有导航技术没有与道路地理特征相结合并且不能通过计算导航路径的危险系数来选择导航路径的问题，提出一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统及方法。
本发明中人员或车辆等(以下简称用户)配备已安装导航软件的移动终端，在导航软件中输入起始地和目的地，在导航软件的地图中显示N条导航路径，N是正整数。该导航软件的地图中包含详细的道路地理特征，如所经过的道路类型为国道、省道、乡道、专用公路、山路、小道、桥梁等。
一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，包括设置道路类型对应的危险系数模块、计算导航路径模块、计算导航路径的危险系数模块、对导航路径进行排序模块、显示导航路径的危险系数模块。其中对导航路径进行排序模块和显示导航路径的危险系数模块是可选模块。
设置道路类型对应的危险系数模块：结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数x，0≤x<1，x值越大表示危险程度越高，其中，道路类型包括但不限于国道、省道、乡道、专用公路、山路、小道、桥梁等。设置危险系数的依据包括但不限于各种道路发生事故的历史数据、道路的弯曲程度、道路的斜率、道路的周边环境等。
计算导航路径模块：接收用户在导航软件输入的起始地和目的地，计算从起始地到目的地的N条导航路径，N是事先设置的正整数，对导航路径从1到N进行编号，用变量i表示，1≤i≤N。
计算导航路径的危险系数模块：识别每条导航路径所涉及的道路类型，读取道路类型对应的危险系数，生成导航路径的道路类型危险系数行矩阵，记为Ai；识别导航路径中每种道路类型的长度，生成导航路径的道路类型长度列矩阵，记为Bi；计算每条导航路径的危险系数yi＝Ai×Bi(yi值越大表示危险程度越高)。
对导航路径进行排序模块：按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序对N条导航路径进行排序。
显示导航路径的危险系数模块：在导航软件的地图中显示各导航路径的危险系数yi。
一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统框图如图1和图2所示。图1中不包括对导航路径进行排序模块和显示导航路径的危险系数模块，图2中包括对导航路径进行排序模块和显示导航路径的危险系数模块。
一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法。其按如下步骤：
步骤1、设置道路类型对应的危险系数。
结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数x，0≤x<1，x值越大表示危险程度越高，其中，道路类型包括但不限于国道、省道、乡道、专用公路、山路、小道、桥梁等。设置危险系数的依据包括但不限于各种道路发生事故的历史数据、道路的弯曲程度、道路的斜率、道路的周边环境等。
步骤2、计算导航路径。
接收用户在导航软件输入的起始地和目的地，计算从起始地到目的地的N条导航路径，N是事先设置的正整数，对导航路径从1到N进行编号，用变量i表示，1≤i≤N。
步骤3、计算导航路径的危险系数。
识别每条导航路径所涉及的道路类型，读取道路类型对应的危险系数，生成导航路径的道路类型危险系数行矩阵，记为Ai；识别导航路径中每种道路类型的长度，生成导航路径的道路类型长度列矩阵，记为Bi；计算每条导航路径的危险系数yi＝Ai×Bi(yi值越大表示危险程度越高)。
步骤4、对导航路径进行排序及显示。(可选步骤)
按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序对N条导航路径进行排序。
步骤5、显示导航路径的危险系数。(可选步骤)
在导航软件的地图中显示各导航路径的危险系数yi。
一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法的流程图如图3所示。图3中包括步骤4(可选步骤)和步骤5(可选步骤)。
本发明的系统及方法具有以下优点：
(1)通过道路的地理特征识别道路类型，结合道路发生事故的历史数据等设置道路类型对应的危险系数，实现道路危险程度的量化。
(2)根据道路类型的危险系数计算导航路径的危险系数，实现基于危险系数的导航路径排序。
附图说明：
图1是本发明不包括可选模块的结合地理特征的导航路径危险系数计算系统框图；
图2是本发明包括可选模块的结合地理特征的导航路径危险系数计算系统框图；
图3是本发明的结合地理特征的导航路径危险系数计算方法的流程图；
图4是本发明实施例的某景区的平面示意图；
图5是本发明实施例的某景区道路类型与危险系数对应表。
具体实施方式
下面对本发明对具体实施例作详细说明
本发明适用于各种人员和车辆在道路上的导航路径选择。尤其对于旅游景区或风景区(以下简称景区)，其地理特征复杂，大部分景区道路是非正常道路，例如山道、桥、洞等。为了保证景区内行人和车辆的安全，需要将现有的导航技术与景区道路的地理特征相结合，通过分析导航路径的危险系数来选择景区路径。本发明实施例应用在如图4所示的景区内，图4中标注了每条道路的长度值，单位为千米。
本发明实施例中用户配备已安装导航软件的移动终端，在导航软件中输入起始地和目的地，导航软件的地图中显示6条导航路径，即N＝6。该导航软件的地图中包含详细的景区道路地理特征，如所经过的道路类型为悬崖峭壁、山涧路、山路、吊桥、山洞等。
一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，包括设置道路类型对应的危险系数模块、计算导航路径模块、计算导航路径的危险系数模块、对导航路径进行排序模块、显示导航路径的危险系数模块。其中对导航路径进行排序模块和显示导航路径的危险系数模块是可选模块。
设置道路类型对应的危险系数模块：结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数x，0≤x<1，x值越大表示危险程度越高，其中，道路类型包括但不限于国道、省道、乡道、专用公路、山路、小道、桥梁等。设置危险系数的依据包括但不限于各种道路发生事故的历史数据、道路的弯曲程度、道路的斜率、道路的周边环境等。本实施例中，结合该景区道路的地理特征，根据景区道路发生事故的历史数据、道路的弯曲程度、道路的斜率、道路的周边环境等设置道路类型对应的危险系数，形成道路类型与危险系数对应表，如图5所示，道路类型包括悬崖峭壁(“红亭”到“观海亭”之间和“龙游洞”到“观海亭”之间)、山路(“望鹿亭”到“红亭”之间、“观海亭”到“大福寺”之间、“将军洞”到“观海亭”之间和“将军洞”到“大福寺”之间)、吊桥(“龙门石刻”到“神仙桥”之间和“神仙桥”到“龙游洞”之间)、山洞(“望鹿亭”到“龙游洞”之间)、石子路(“客运站”到“龙门石刻”之间)和普通道路(剩余的路段)，其对应的危险系数分别为0.8、0.7、0.6、0.5、0.3、0。
计算导航路径模块：接收用户在导航软件输入的起始地和目的地，计算从起始地到目的地的N条导航路径，N是事先设置的正整数，对导航路径从1到N进行编号，用变量i表示，1≤i≤N。本实施例中，某时刻接收用户在导航软件输入的起始地为“客运站”，目的地为“大福寺”，N＝6，则采用已有的导航方法计算6条导航路径，路径1是“客运站”、“望鹿亭”、“红亭”、“观海亭”、“大福寺”，路径2是“客运站”、“望鹿亭”、“龙游洞”、“观海亭”、“大福寺”，路径3是“客运站”、“神仙桥”、“龙游洞”、“观海亭”、“大福寺”，路径4是“客运站”、“神仙桥”、“将军洞”、“大福寺”，路径5是“客运站”、“龙门石刻”、“神仙桥”、“将军洞”、“大福寺”，路径6是“客运站”、“龙门石刻”、“神仙桥”、“龙游洞”、“观海亭”、“大福寺”。
计算导航路径的危险系数模块：识别每条导航路径所涉及的道路类型，读取道路类型对应的危险系数，生成导航路径的道路类型危险系数行矩阵，记为Ai；识别导航路径中每种道路类型的长度，生成导航路径的道路类型长度列矩阵，记为Bi；计算每条导航路径的危险系数yi＝Ai×Bi(yi值越大表示危险程度越高)。本实施例中，根据道路类型与危险系数列表以及计算出的6条导航路径，识别导航路径1基于的道路类型为“望鹿亭”到“红亭”的山路、“红亭”到“观海亭”的悬崖峭壁、“观海亭”到“大福寺”的山路和其他普通道路，生成道路类型危险系数行矩阵A1＝(0.7 0.8 0)，识别导航路径1中每种道路类型的长度，生成每条导航路径的道路类型长度列矩阵B1＝(2.4 1.2 0.8)T，计算导航路径1的危险系数y1＝A1×B1＝0.7×2.4+0.8×1.2＝2.64。同理，导航路径2的道路类型危险系数行矩阵A2＝(0.5 0.80.7 0)，道路类型长度列矩阵B2＝(1.2 1.2 0.6 0.8)T，则计算导航路径2的危险系数y2＝A2×B2＝0.5×1.2+0.8×1.2+0.7×0.6＝1.98。导航路径3的道路类型危险系数行矩阵A3＝(0.6 0.8 0.7 0)，道路类型长度列矩阵B3＝(0.5 1.2 0.6 1.5)T，则计算导航路径3的危险系数y3＝A3×B3＝0.6×0.5+0.8×1.2+0.7×0.6＝1.68。导航路径4的道路类型危险系数行矩阵A4＝(0.7 0)，道路类型长度列矩阵B4＝(3 3.3)T，则计算导航路径4的危险系数y4＝A4×B4＝0.7×3＝2.1。导航路径5的道路类型危险系数行矩阵A5＝(0.3 0.6 0.7 0)，道路类型长度列矩阵B5＝(1.3 0.7 3 1.8)T，则计算导航路径5的危险系数y5＝A5×B5＝0.3×1.3+0.6×0.8+0.7×3＝2.97。导航路径6的道路类型危险系数行矩阵A6＝(0.3 0.6 0.8 0.7)，道路类型长度列矩阵B6＝(1.3 1.2 1.2 0.6)T，则计算导航路径6的危险系数y6＝A6×B6＝0.3×1.3+0.6×1.2+0.8×1.2+0.7×0.6＝2.49。
对导航路径进行排序模块：按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序对N条导航路径进行排序。本实施例中，按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序，得到6条导航路径的排序为{导航路径3，导航路径2，导航路径4，导航路径6，导航路径1，导航路径5}。
显示导航路径的危险系数模块：在导航软件的地图中显示各导航路径的危险系数yi。本实施例中，在导航地图上显示6条导航路径的危险系数，分别为2.64、1.98、1.68、2.1、2.97和2.49。
一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法。其按如下步骤：
步骤1、设置道路类型对应的危险系数。
结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数x，0≤x<1，x值越大表示危险程度越高，其中，道路类型包括但不限于国道、省道、乡道、专用公路、山路、小道、桥梁等。设置危险系数的依据包括但不限于各种道路发生事故的历史数据、道路的弯曲程度、道路的斜率、道路的周边环境等。本实施例中，结合该景区道路的地理特征，根据景区道路发生事故的历史数据、道路的弯曲程度、道路的斜率、道路的周边环境等设置道路类型对应的危险系数，形成道路类型与危险系数表，如图5所示，道路类型包括悬崖峭壁(“红亭”到“观海亭”之间和“龙游洞”到“观海亭”之间)、山路(“望鹿亭”到“红亭”之间、“观海亭”到“大福寺”之间、“将军洞”到“观海亭”之间和“将军洞”到“大福寺”之间)、吊桥(“龙门石刻”到“神仙桥”之间和“神仙桥”到“龙游洞”之间)、山洞(“望鹿亭”到“龙游洞”之间)、石子路(“客运站”到“龙门石刻”之间)和普通道路(剩余的路段)，其对应的危险系数分别为0.8、0.7、0.6、0.5、0.3、0。
步骤2、计算导航路径。
接收用户在导航软件输入的起始地和目的地，计算从起始地到目的地的N条导航路径，N是事先设置的正整数，对导航路径从1到N进行编号，用变量i表示，1≤i≤N。本实施例中，某时刻接收用户在导航软件输入的起始地为“客运站”，目的地为“大福寺”，N＝6，则采用已有的导航方法计算6条导航路径，路径1是“客运站”、“望鹿亭”、“红亭”、“观海亭”、“大福寺”，路径2是“客运站”、“望鹿亭”、“龙游洞”、“观海亭”、“大福寺”，路径3是“客运站”、“神仙桥”、“龙游洞”、“观海亭”、“大福寺”，路径4是“客运站”、“神仙桥”、“将军洞”、“大福寺”，路径5是“客运站”、“龙门石刻”、“神仙桥”、“将军洞”、“大福寺”，路径6是“客运站”、“龙门石刻”、“神仙桥”、“龙游洞”、“观海亭”、“大福寺”。
步骤3、计算导航路径的危险系数。
识别每条导航路径所涉及的道路类型，读取道路类型对应的危险系数，生成导航路径的道路类型危险系数行矩阵，记为Ai；识别导航路径中每种道路类型的长度，生成导航路径的道路类型长度列矩阵，记为Bi；计算每条导航路径的危险系数yi＝Ai×Bi(yi值越大表示危险程度越高)。本实施例中，根据道路类型与危险系数列表以及计算出的6条导航路径，识别导航路径1基于的道路类型为“望鹿亭”到“红亭”的山路、“红亭”到“观海亭”的悬崖峭壁、“观海亭”到“大福寺”的山路和其他普通道路，生成道路类型危险系数行矩阵A1＝(0.70.8 0)，识别导航路径1中每种道路类型的长度，生成每条导航路径的道路类型长度列矩阵B1＝(2.4 1.2 0.8)T，计算导航路径1的危险系数y1＝A1×B1＝0.7×2.4+0.8×1.2＝2.64。同理，导航路径2的道路类型危险系数行矩阵A2＝(0.5 0.8 0.7 0)，道路类型长度列矩阵B2＝(1.2 1.2 0.6 0.8)T，则计算导航路径2的危险系数y2＝A2×B2＝0.5×1.2+0.8×1.2+0.7×0.6＝1.98。导航路径3的道路类型危险系数行矩阵A3＝(0.6 0.8 0.7 0)，道路类型长度列矩阵B3＝(0.5 1.2 0.6 1.5)T，则计算导航路径3的危险系数y3＝A3×B3＝0.6×0.5+0.8×1.2+0.7×0.6＝1.68。导航路径4的道路类型危险系数行矩阵A4＝(0.7 0)，道路类型长度列矩阵B4＝(3 3.3)T，则计算导航路径4的危险系数y4＝A4×B4＝0.7×3＝2.1。导航路径5的道路类型危险系数行矩阵A5＝(0.3 0.6 0.7 0)，道路类型长度列矩阵B5＝(1.3 0.73 1.8)T，则计算导航路径5的危险系数y5＝A5×B5＝0.3×1.3+0.6×0.8+0.7×3＝2.97。导航路径6的道路类型危险系数行矩阵A6＝(0.3 0.6 0.8 0.7)，道路类型长度列矩阵B6＝(1.3 1.2 1.2 0.6)T，则计算导航路径6的危险系数y6＝A6×B6＝0.3×1.3+0.6×1.2+0.8×1.2+0.7×0.6＝2.49。
步骤4、对导航路径进行排序及显示。(可选步骤)
按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序对N条导航路径进行排序。本实施例中，按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序，得到6条导航路径的排序为{导航路径3，导航路径2，导航路径4，导航路径6，导航路径1，导航路径5}。
步骤5、显示导航路径的危险系数。(可选步骤)
在导航软件的地图中显示各导航路径的危险系数yi。本实施例中，在导航地图上显示6条导航路径的危险系数，分别为2.64、1.98、1.68、2.1、2.97和2.49。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明的，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变型都将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，其特征在于包括设置道路类型对应的危险系数模块、计算导航路径模块和计算导航路径的危险系数模块；
所述设置道路类型对应的危险系数模块：结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数x，0≤x<1，x值越大表示危险程度越高；
所述计算导航路径模块：接收用户在导航软件输入的起始地和目的地，计算从起始地到目的地的N条导航路径，N是事先设置的正整数，对导航路径从1到N进行编号，用变量i表示，1≤i≤N；
所述计算导航路径的危险系数模块：识别每条导航路径所涉及的道路类型，读取道路类型对应的危险系数，生成导航路径的道路类型危险系数行矩阵，记为Ai；识别导航路径中每种道路类型的长度，生成导航路径的道路类型长度列矩阵，记为Bi；计算每条导航路径的危险系数yi＝Ai×Bi。
2.根据权利要求1所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，其特征在于，还包括对导航路径进行排序模块：按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序对N条导航路径进行排序。
3.根据权利要求1所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，其特征在于，还包括显示导航路径的危险系数模块：在导航软件的地图中显示各导航路径的危险系数yi。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，其特征在于，导航软件的地图中包含道路地理特征。
5.根据权利要求1-3任一项所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算系统，其特征在于，将各种道路发生事故的历史数据作为设置危险系数的依据。
6.一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法，其特征在于包括：
步骤1、结合道路的地理特征，设置道路类型对应的危险系数x，0≤x<1，x值越大表示危险程度越高；
步骤2、接收用户在导航软件输入的起始地和目的地，计算从起始地到目的地的N条导航路径，N是事先设置的正整数，对导航路径从1到N进行编号，用变量i表示，1≤i≤N；
步骤3、识别每条导航路径所涉及的道路类型，读取道路类型对应的危险系数，生成导航路径的道路类型危险系数行矩阵，记为Ai；识别导航路径中每种道路类型的长度，生成导航路径的道路类型长度列矩阵，记为Bi；计算每条导航路径的危险系数yi＝Ai×Bi。
7.根据权利要求6所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法，其特征在于，还包括步骤4：按照导航路径危险系数yi从小到大的顺序对N条导航路径进行排序。
8.根据权利要求6所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法，其特征在于，还包括步骤5：在导航软件的地图中显示各导航路径的危险系数yi。
9.根据权利要求6-8任一项所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法，其特征在于，导航软件的地图中包含道路地理特征。
10.根据权利要求6-8任一项所述的一种结合地理特征的导航路径危险系数计算方法，其特征在于，将各种道路发生事故的历史数据作为设置危险系数的依据之一。
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