CN108592931A - 一种根据人体舒适度提供导航路径的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,首先设定一出发位置和一目的位置;接着根据步骤S1中的出发位置与目的位置规划出一条以上的候选导航路径;然后获取步骤S2中所述一条以上的候选导航路径上的影响人体舒适度感知因素的信息,并分别计算各条候选导航路径的人体舒适度指数;最后根据步骤S3的人体舒适度指数选择人体舒适度最佳的候选导航路径作为本次导航路径。本发明实现将影响到人体舒适度感知的因素考虑到导航路径判定中,使用者在从出发位置至目的位置的旅途中能感受到更好的舒适度体验,对于人们的日常出行具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及电子导航领域,特别是一种根据人体舒适度提供导航路径的方法。
背景技术
电子导航技术的发展已经给人们生活带来了极大的便利,对于最短路径、信息服务的导航已经成熟,但在路径导航中结合现有传感器实时监测的影响人体舒适度因子的导航系统在目前公开资料中未有体现。
影响人体舒适度感知的因素可以分为环境因素和人体因素。影响人体舒适度感知的环境因素主要有温度因素、湿度因素、风速因素、空气质量因素等。现有的一些温度测量仪器、湿度测量仪、风速测量仪、空气质量测量仪、或者综合以上因素的气象测量仪比如多普勒测量仪已经能比较精确的测量出能够表示上述因素的一个值或一组值。而影响人体舒适度感知的人体因素主要为人体代谢率(活动量)和人穿衣热阻。气象研究学者和自然科学家一直在不断的研究这些环境因素和人体因素对人体舒适度的影响程度,以及它们在影响人体舒适度感受时之间的相互关系,这些相互关系可以反映为基于上述因素的人体舒适度计算公式。现阶段人体舒适度这一因素主要被使用在天气预报中。
现有的导航设备或导航软件能做到基于路程距离的长短,基于道路交通的拥挤程度给使用者规划出最短路径,最畅通的路径等,这些路径的规划是基于路网本身情况的路径导航,但这种路径导航的结果没能将人的舒适度感受考虑在路径导航中,用户在导航过程中的舒适度体验并没有得到保证。而这种基于人体舒适度的导航特别适合人们最后一公里出行的需要,尤其在极端的气象因子条件下(狂风、暴雨、炎热等),对于指导人们的徒步行走、自行车出行如共享单车出行等具有极大的意义。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提出一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,可实现将影响到人体舒适度感知的因素考虑到导航路径判定中。
本发明采用以下方案实现:一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,包括以下步骤:
步骤S1:设定一出发位置和一目的位置;
步骤S2:根据步骤S1中的出发位置与目的位置规划出一条以上的候选导航路径;
步骤S3:获取步骤S2中所述一条以上的候选导航路径上的影响人体舒适度感知因素的信息,并分别计算各条候选导航路径的人体舒适度指数;
步骤S4:根据步骤S3的人体舒适度指数选择人体舒适度最佳的候选导航路径作为本次导航路径。
进一步地,所述影响人体舒适度感知的因素分为环境因素和人体因素;所述环境因素包括但不限于温度因素、湿度因素、风速因素、空气质量因素中的一种或多种的组合;所述人体因素包括但不限于人体新陈代谢率、人体做功率、衣服热阻中的一种或多种的组合;其中衣服热阻由穿衣人体与裸体表面积比和穿衣人体外表面平均温度进行衡量。
进一步地,步骤S3中所述计算各条候选导航路径的人体舒适度指数采用以下公式:
C1=α1·AQI+α2·PMV
其中,C1为当前候选导航路径上基于真实监测数据的人体舒适度指数,α1与α2为与AQI和PMV相对应的相关系数,AQI为基于真实监测数据的空气质量指数,PMV代表平均热舒适度;其中相关系数α1与α2在不同的地域为不同的数值。
进一步地,PMV采用以下计算公式:
其中,M(W/s)为人体新陈代谢率;W(W/s)为人体做功率;Pa为相对湿度;ta(℃)为环境空气温度;hc(W/m2℃)为风速;ts(℃)为平均辐射温度;fcl为穿衣人体与裸体表面积比;tcl(℃)为穿衣人体外表面平均温度;其中,M、W、Pa、ta、hc、ts、fcl、tcl均表示相应的基于真实的影响人体舒适度感知因素。
进一步地,步骤S3中的影响人体舒适度感知因素的信息包括真实的影响人体舒适度感知因素的信息、预测的影响人体舒适度感知因素的信息或二者组合。
进一步地,步骤S3中所述计算各条候选导航路径的人体舒适度指数采用以下公式:
C=αC1+βC1';
C1'=α'1·AQI'+α'2·PMV'
其中,C为当前候选导航路径上的人体舒适度指数,α与β分别为C1与C1'对应的比例系数;C1为当前候选导航路径上的基于真实监测数据的人体舒适度指数,C1'为当前候选导航路径上的基于预测数据的人体舒适度指数;当仅考虑真实的影响人体舒适度感知因素时,β为0;当仅考虑预测的影响人体舒适度感知因素时,α为0;相关系数α和β在不同的地域为不同的数值;α'1与α'2为与AQI'和PMV'相对应的相关系数,AQI'为基于预测的空气质量指数,PMV'代表预测的平均热舒适度。
进一步地,PMV'采用以下计算公式:
PMV'=[0.303×e-0.036M'+0.028]{M'-W'-3.05×10-3[5733-6.99(M'-W')-Pa']
-0.42[(M'-W')-58.15]-1.7×10-5M'(5867-Pa')-0.0014M'(34-ta')
-3.96×10-8fcl'[(tcl'+273)4-(ts'+273)4]-fcl'hc'(tcl'-ta')}
其中,M'(W/s)为预测的人体新陈代谢率;W'(W/s)为预测的人体做功率;Pa'为预测的相对湿度;ta'(℃)为预测的环境空气温度;hc'(W/m2℃)为预测的风速;ts'(℃)为预测的平均辐射温度;fcl'为预测的穿衣人体与裸体表面积比;tcl'(℃)为预测的穿衣人体外表面平均温度;其中,M'、W'、Pa'、ta'、hc'、ts'、fcl'、tcl'均表示相应的基于预测的影响人体舒适度感知因素。
进一步地,在所述步骤S4中,选择人体舒适度指数最接近于零的候选导航路径作为本次导航的路径。
较佳的,步骤S2中,所述一条以上的候选导航路径采用现有的导航模块得到或者由计算机导航程序得到。
较佳的,步骤S3中,所述影响人体舒适度感知因素的信息由设置在道路上的传感器测量得到。所述传感器包括温度测量仪器、气压测量仪、湿度测量仪、风向测量仪、空气质量测量仪、光照测量仪、风速测量仪或者综合以上因素的气象测量仪比如多普勒测量仪等。
特别的,本发明的方法可以基于某特定一种影响人体舒适度感知的因素或是基于特定几种影响人体舒适度感知的因素。本发明还可以选择确定获取的影响人体舒适度感知的因素信息是真实的影响人体舒适度感知因素的信息、预测的影响人体舒适度感知因素的信息还是真实的和预测的影响人体舒适度感知因素的信息的组合。
特别的,在本发明中,所述影响人体舒适度感知因素的信息可以从一个或多个可周期更新、例行更新或连续更新的数据库中获得。
与现有技术相比,本发明有以下有益效果:本发明以人体舒适度作为导航的主要依据和出发点,以人为本,关注人的体验,在使用该导航方法时,使用者在从出发位置至目的位置的旅途中能感受到更好的舒适度体验,对于人们的日常出行具有重要意义。
附图说明
图1为本发明的基于人体舒适度的路径导航的方法流程图。
图2为本发明实施例的基于多种影响人体舒适度感知因素进行路径导航的示意图。
图3为本发明实施例的基于真实的影响人体舒适度感知因素和基于预测的影响人体舒适度感知因素进行路径导航的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示,本实施例提供了一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,包括以下步骤:
步骤S1:设定一出发位置和一目的位置;
步骤S2:根据步骤S1中的出发位置与目的位置规划出一条以上的候选导航路径;
步骤S3:获取步骤S2中所述一条以上的候选导航路径上的影响人体舒适度感知因素的信息,并分别计算各条候选导航路径的人体舒适度指数;
步骤S4:根据步骤S3的人体舒适度指数选择人体舒适度最佳的候选导航路径作为本次导航路径。
在本实施例中,所述影响人体舒适度感知的因素分为环境因素和人体因素;所述环境因素包括但不限于温度因素、湿度因素、风速因素、空气质量因素中的一种或多种的组合;所述人体因素包括但不限于人体新陈代谢率、人体做功率、衣服热阻中的一种或多种的组合;其中衣服热阻由穿衣人体与裸体表面积比和穿衣人体外表面平均温度进行衡量。
在本实施例中,步骤S3中所述计算各条候选导航路径的人体舒适度指数采用以下公式:
C1=α1·AQI+α2·PMV
其中,C1为当前候选导航路径上基于真实监测数据的人体舒适度指数,α1与α2为与AQI和PMV相对应的相关系数,AQI为基于真实监测数据的空气质量指数,PMV代表平均热舒适度;其中相关系数α1与α2在不同的地域为不同的数值。
在本实施例中,PMV采用以下计算公式:
其中,M(W/s)为人体新陈代谢率;W(W/s)为人体做功率;Pa为相对湿度;ta(℃)为环境空气温度;hc(W/m2℃)为风速;ts(℃)为平均辐射温度;fcl为穿衣人体与裸体表面积比;tcl(℃)为穿衣人体外表面平均温度;其中,M、W、Pa、ta、hc、ts、fcl、tcl均表示相应的基于真实的影响人体舒适度感知因素。
特别的,步骤S3中的影响人体舒适度感知因素的信息包括真实的影响人体舒适度感知因素的信息、预测的影响人体舒适度感知因素的信息或二者组合。
由此在本实施例中,步骤S3中所述计算各条候选导航路径的人体舒适度指数还可以采用以下公式:
C=αC1+βC1';
C1'=α'1·AQI'+α'2·PMV'
其中,C为当前候选导航路径上的人体舒适度指数,α与β分别为C1与C1'对应的比例系数;C1为当前候选导航路径上的基于真实监测数据的人体舒适度指数,C1'为当前候选导航路径上的基于预测数据的人体舒适度指数;当仅考虑真实的影响人体舒适度感知因素时,β为0;当仅考虑预测的影响人体舒适度感知因素时,α为0;相关系数α和β在不同的地域为不同的数值;α'1与α'2为与AQI'和PMV'相对应的相关系数,AQI'为基于预测的空气质量指数,PMV'代表预测的平均热舒适度。
在本实施例中,PMV'采用以下计算公式:
PMV'=[0.303×e-0.036M'+0.028]{M'-W'-3.05×10-3[5733-6.99(M'-W')-Pa']
-0.42[(M'-W')-58.15]-1.7×10-5M'(5867-Pa')-0.0014M'(34-ta')
-3.96×10-8fcl'[(tcl'+273)4-(ts'+273)4]-fcl'hc'(tcl'-ta')}
其中,M'(W/s)为预测的人体新陈代谢率;W'(W/s)为预测的人体做功率;Pa'为预测的相对湿度;ta'(℃)为预测的环境空气温度;hc'(W/m2℃)为预测的风速;ts'(℃)为预测的平均辐射温度;fcl'为预测的穿衣人体与裸体表面积比;tcl'(℃)为预测的穿衣人体外表面平均温度;其中,M'、W'、Pa'、ta'、hc'、ts'、fcl'、tcl'均表示相应的基于预测的影响人体舒适度感知因素。
在本实施例中,在所述步骤S4中,选择人体舒适度指数最接近于零的候选导航路径作为本次导航的路径。
在本实施例中,步骤S2中,所述一条以上的候选导航路径采用现有的导航模块得到或者由计算机导航程序得到。
较佳的,在本实施例中,步骤S3中,所述影响人体舒适度感知因素的信息由设置在道路上的传感器测量得到。所述传感器包括温度测量仪器、气压测量仪、湿度测量仪、风向测量仪、空气质量测量仪、光照测量仪、风速测量仪或者综合以上因素的气象测量仪比如多普勒测量仪等。
特别的,在本实施例中,本发明的方法可以基于某特定一种影响人体舒适度感知的因素或是基于特定几种影响人体舒适度感知的因素。本发明还可以选择确定获取的影响人体舒适度感知的因素信息是真实的影响人体舒适度感知因素的信息、预测的影响人体舒适度感知因素的信息还是真实的和预测的影响人体舒适度感知因素的信息的组合。
特别的,在本发明中,所述影响人体舒适度感知因素的信息可以从一个或多个可周期更新、例行更新或连续更新的数据库中获得。
本实施例可通过流程图的每个方框内的步骤或者方框内步骤的多种组合来实现。这些步骤在实现上不分先后顺序。例如,流程图中的一个或多个步骤可通过导航设备和装置实现,或者通过计算机程序实现。值得注意的是,本实施例的方法可通过硬件、固件或包括一个或多个计算机程序指令的软件来实现。实现流程图中步骤的计算机程序指令可由移动终端或服务器的存储装置来存储,并由移动终端或服务器中的嵌入式处理器来执行。
具体的,图2为本发明的方法基于多种影响人体舒适度感知因素进行路径导航的示意图。如图2所示,当使用者欲从一出发位置A前往目的位置B时,导航设备或计算机程序产品根据算法规划出两条导航路径R1和R2。导航设备或计算机程序产品获取路径R1上与影响人体舒适度感知有关的:相对湿度环境空气温度风速平均辐射温度人体新陈代谢率M1(W/s)、人体做功率W1(W/s)、穿衣人体与裸体表面积比穿衣人体外表面平均温度空气质量AQI1;获取路径R2上与影响人体舒适度感知有关的:相对湿度环境空气温度风速平均辐射温度人体新陈代谢率M2(W/s)、人体做功率W2(W/s)、穿衣人体与裸体表面积比穿衣人体外表面平均温度空气质量因素AQI2。导航设备或计算机根据获取到的这些影响人体舒适度感知因素信息根据人体舒适度指数计算公式,计算出路径R1上的舒适度指数C1,路径R2上的舒适度指数C2,导航设备或计算机程序产品将指数C1和指数C2进行对比,选择C1和C2中最接近数值零的为当前最佳舒适度指数,并依此推荐此最佳舒适度指数对应的路径为推荐导航路径。
请参考图3,图3为本发明的方法基于真实的影响人体舒适度感知因素和基于预测的影响人体舒适度感知因素进行路径导航的示意图。如图3所示,当使用者欲从出发位置A前往目的位置B时,导航设备或计算机程序产品根据算法规划出两条导航路径R1和R2。导航设备或计算机程序产品获取路径R1和路径R2上的基于真实的和预测的影响人体舒适度感知的因素信息。并分别计算路径R1基于真实人体舒适度指数C1和基于预测的人体舒适度指数C1',计算路径R2基于真实人体舒适度指数C2和基于预测的人体舒适度指数C2',导航设备或计算机程序产品计算出路径R1的舒适度指数CⅠ,路径R2的舒适度指数CⅡ,再将指数CⅠ和指数CⅡ进行对比,选择CⅠ和CⅡ中最接近数值零的为当前最佳舒适度指数,并以此推荐此最佳舒适度指数对应的路径为推荐导航路径。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤S1:设定一出发位置和一目的位置;
步骤S2:根据步骤S1中的出发位置与目的位置规划出一条以上的候选导航路径;
步骤S3:获取步骤S2中所述一条以上的候选导航路径上的影响人体舒适度感知因素的信息,并分别计算各条候选导航路径的人体舒适度指数;
步骤S4:根据步骤S3的人体舒适度指数选择人体舒适度最佳的候选导航路径作为本次导航路径。
2.根据权利要求1所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:所述影响人体舒适度感知的因素分为环境因素和人体因素;所述环境因素包括但不限于温度因素、湿度因素、风速因素、空气质量因素中的一种或多种的组合;所述人体因素包括但不限于人体新陈代谢率、人体做功率、衣服热阻中的一种或多种的组合;其中衣服热阻由穿衣人体与裸体表面积比和穿衣人体外表面平均温度进行衡量。
3.根据权利要求1所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:步骤S3中所述计算各条候选导航路径的人体舒适度指数采用以下公式:
C1=α1·AQI+α2·PMV
其中,C1为当前候选导航路径上基于真实监测数据的人体舒适度指数,α1与α2为与AQI和PMV相对应的相关系数,AQI为基于真实监测数据的空气质量指数,PMV代表平均热舒适度;其中相关系数α1与α2在不同的地域为不同的数值。
4.根据权利要求3所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:PMV采用以下计算公式:
其中,M(W/s)为人体新陈代谢率;W(W/s)为人体做功率;Pa为相对湿度;ta(℃)为环境空气温度;hc(W/m2℃)为风速;ts(℃)为平均辐射温度;fcl为穿衣人体与裸体表面积比;tcl(℃)为穿衣人体外表面平均温度;其中,M、W、Pa、ta、hc、ts、fcl、tcl均表示相应的基于真实的影响人体舒适度感知因素。
5.根据权利要求1所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:步骤S3中的影响人体舒适度感知因素的信息包括真实的影响人体舒适度感知因素的信息、预测的影响人体舒适度感知因素的信息或二者组合。
6.根据权利要求5所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:步骤S3中所述计算各条候选导航路径的人体舒适度指数采用以下公式:
C=αC1+βC1';
C1'=α′1·AQI'+α'2·PMV'
其中,C为当前候选导航路径上的人体舒适度指数,α与β分别为C1与C1'对应的比例系数;C1为当前候选导航路径上的基于真实监测数据的人体舒适度指数,C1'为当前候选导航路径上的基于预测数据的人体舒适度指数;当仅考虑真实的影响人体舒适度感知因素时,β为0;当仅考虑预测的影响人体舒适度感知因素时,α为0;相关系数α和β在不同的地域为不同的数值;α′1与α'2为与AQI'和PMV'相对应的相关系数,AQI'为基于预测的空气质量指数,PMV'代表预测的平均热舒适度。
7.根据权利要求6所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:PMV'采用以下计算公式:
PMV'=[0.303×e-0.036M′+0.028]{M'-W'-3.05×10-3[5733-6.99(M'-W')-Pa']
-0.42[(M'-W')-58.15]-1.7×10-5M'(5867-Pa′)-0.0014M'(34-ta')
-3.96×10-8fcl'[(tcl'+273)4-(ts'+273)4]-fcl'hc'(tcl'-ta')}
其中,M'(W/s)为预测的人体新陈代谢率;W'(W/s)为预测的人体做功率;Pa'为预测的相对湿度;ta'(℃)为预测的环境空气温度;hc'(W/m2℃)为预测的风速;ts'(℃)为预测的平均辐射温度;fcl'为预测的穿衣人体与裸体表面积比;tcl'(℃)为预测的穿衣人体外表面平均温度;其中,M'、W'、Pa'、ta'、hc'、ts'、fcl'、tcl'均表示相应的基于预测的影响人体舒适度感知因素。
8.根据权利要求1所述的一种根据人体舒适度提供导航路径的方法,其特征在于:在所述步骤S4中,选择人体舒适度指数最接近于零的候选导航路径作为本次导航的路径。
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