CN108801238B - 一种基于gpx的路径优化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于GPX格式的路径优化方法，GPX格式用于GPS信息交换，广泛应用于地理信息系统、车辆导航、路径规划等领域；本发明对基于GPX格式的轨迹进行优化，产生更为简洁和平滑的路径，所产生的路径可以用于扩展电子地图、车辆自主导航等深层次应用。

Description

一种基于GPX的路径优化方法

技术领域

本发明涉及一种基于GPX格式的路径优化方法，属于自主导航领域。

背景技术

GPX(GPS eXchange Format)格式用于GPS信息交换，广泛应用于地理信息系统、车辆导航、路径规划等领域；在车辆或机器人自主导航领域，如何对未知环境进行建图并将未知环境地图增量地并入已知电子地图是一个关键问题。

传统的方法通过人工方式对新的道路进行测量，该方法耗费大量的人力资源且效率不高；文献(参见“赵书美，魏冬，李永生，门永新，赵福全：《一种基于GPS导航仪的导航地图更新方法及其装置》，发明专利，专利号201210201897.5，授权日期2015年4月30日”)提出了一种基于GPS导航仪的导航地图更新方法，该方法在车载GPS导航仪中查找不到目的地时，对从出发地到目的地所经过线路点逐点进行经纬度采样并记录，并在将上述记录按指定格式存储。该方法的一个缺点在于记录了从出发地到目的地的所有原始的采样点，没有对采样点进行处理，这样有可能在同一条直线道路上存在多个采样点，导致地图数据过大。

发明内容

本发明涉及一种基于GPX格式的路径优化方法；GPX格式用于GPS信息交换，广泛应用于地理信息系统、车辆导航、路径规划等领域；本发明对基于GPX格式的轨迹进行优化，产生更为简洁和平滑的路径，所产生的路径可以用于扩展电子地图、车辆自主导航等深层次应用，具体实现步骤如下：

(1)从GPX格式的文件获取点的序列P＝(p₁,···，p_N)，其中，N为点的个数，p_i＝(Lat_i,Long_i)为第i个点，Lat_i表示第i个点的纬度，Long_i表示第i个点的经度；δ为阈值；c_k为第k个角点在序列P中的编号，c₁＝1，k＝2；

(2)令L_i,j表示连接第i点和第j点的线段，b_i,j表示第j点相对于第i点的航向，b_i,j∈[0°,360°)，对于i＝1,···,N-1，根据以下方法计算b_i,i+1，其中x,y,z为中间变量，

(2.1)x＝sin(Long_i+1-Long_i)*cos(Lat_i+1)

(2.2)y＝cos(Lat_i)*sin(Lat_i+1)-sin(Lat_i)*cos(Lat_i+1)*cos(Long_i+1-Long_i)

(2.3)z＝atan2(x,y)

(2.4)

(3)α_i表示线段L_i-1,i和线段L_i.i+1的夹角(α_i∈[0°,180°])，对于i＝2,···,N-1，根据以下方法计算α_i，

(4)对于i＝2,···,N-1，如果α_i＜δ，则令c_k＝i，同时将点c_k加入到队列Γ中，并执行k＝k+1；

(5)令c_k＝N，将点c_k加入到队列Γ中，令T＝k，其中T为队列Γ的长度；

(6)新建目标GPX文件；

(7)对于k＝1,···,T，将

加入目标GPX文件中；

(8)输出目标GPX文件。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实例进一步阐述本发明。

设GPX格式的输入文件名为input.gpx，输出文件名为output.gpx，具体实现步骤如下：

(1)从input.gpx文件读取点的序列至序列P，P＝(p₁,···，p_N)，其中，N为点的个数，p_i＝(Lat_i,Long_i)为第i个点，Lat_i表示第i个点的纬度，Long_i表示第i个点的经度；

(2)设阈值δ＝172°；c₁＝1，k＝2，其中，c_k为第k个角点在序列P中的编号；

(3)令L_i,j表示连接第i点和第j点的线段，b_i,j表示第j点相对于第i点的航向，b_i,j∈[0°,360°)，对于i＝1,···,N-1，根据以下方法计算b_i,i+1，其中x,y,z为中间变量，

(3.1)x＝sin(Long_i+1-Long_i)*cos(Lat_i+1)

(3.2)y＝cos(Lat_i)*sin(Lat_i+1)-sin(Lat_i)*cos(Lat_i+1)*cos(Long_i+1-Long_i)

(3.3)z＝atan2(x,y)

(3.4)

(4)α_i表示线段L_i-1,i和线段L_i.i+1的夹角(α_i∈[0°,180°])，对于i＝2,···,N-1，根据以下方法计算α_i，

(5)对于i＝2,···,N-1，如果α_i＜δ，则令c_k＝i，同时将点c_k加入到队列Γ中，并执行k＝k+1；

(6)令c_k＝N，将点c_k加入到队列Γ中，令T＝k，其中T为队列Γ的长度；

(7)设目标GPX文件名为output.gpx，新建目标GPX文件output.gpx；

(8)对于k＝1,···,T，将

加入output.gpx文件中；

(9)输出output.gpx文件。

以上所述，仅为本发明最佳实现方式，任何熟悉本领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于GPX格式的路径优化方法，其特征在于，GPX格式用于GPS信息交换；对基于GPX格式的轨迹进行优化，具体实现步骤如下：

(1)从GPX格式的文件获取点的序列P＝(p₁,···，p_N)，其中，N为点的个数，p_i＝(Lat_i,Long_i)为第i个点，Lat_i表示第i个点的纬度，Long_i表示第i个点的经度；δ为阈值；c_k为第k个角点在序列P中的编号，c₁＝1，k＝2；

(2)令L_i,j表示连接第i点和第j点的线段，b_i,j表示第j点相对于第i点的航向，b_i,j∈(0°,360°)，对于i＝1,···,N-1，根据以下方法计算b_i,i+1，其中x,y,z为中间变量，

(2.1)x＝sin(Long_i+1-Long_i)*cos(Lat_i+1)

(2.2)y＝cos(Lat_i)*sin(Lat_i+1)-sin(Lat_i)*cos(Lat_i+1)*cos(Long_i+1-Long_i)

(2.3)z＝atan2(x,y)

(2.4)

(3)α_i表示线段L_i-1,i和线段L_i.i+1的夹角(α_i∈[0°,180°])，对于i＝2,···,N-1，根据以下方法计算α_i，

(4)对于i＝2,···,N-1，如果α_i＜δ，则令c_k＝i，同时将点c_k加入到队列Γ中，并执行k＝k+1；

(5)令c_k＝N，将点c_k加入到队列Γ中，令T＝k，其中T为队列Γ的长度；

(6)新建目标GPX文件；

(7)对于k＝1,···,T，将

加入目标GPX文件中；

(8)输出目标GPX文件。