CN110095129A - 一种用于道路规划勘察的导航系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种用于道路规划勘察的导航系统，包括道路环境建模系统、路径规划系统、模拟操作端和用户终端；道路环境建模系统包括GPS导航系统和GIS地学信息系统，模拟操作端包括数据接收单元、数据处理单元和数据库分类单元，数据接收单元用于接收用户终端发送的勘察标记信息，数据处理单元获取勘察标记信息的具体地理位置和物理信息，数据处理单元根据勘察物理信息的重要级别设置不同的优先级；当工作人员进行实地勘察时，可将勘察工作与画图同步进行，在此导航系统上直接赋值画图标记，生成细节完整的道路勘察图，节省后期画图工作量，通过图形信息和数据信息的结合，便于根据具体情况确定工作方案。

Description

一种用于道路规划勘察的导航系统
技术领域
本发明涉及勘察导航技术领域，尤其涉及一种用于道路规划勘察的导航系统。
背景技术
提升道路交通安全程度是利国利民的大事，许多专家学者都在这方面进行广泛深入的研究。交通事故预防，是交通安全的主要任务之一，也是交通工程学研究的重要内容，交通安全的意义不仅关系到自己的生命和安全，同时也是尊重他人生命的体现，是构筑和谐社会的重要因素。，有人曾称交通事故为“现代社会的交通战争”，交通事故像一个隐形的杀手，潜伏在马路上等待着违章违规的人出现。因此，人们应当学会保护自己，要养成文明行车，文明走路的习惯。维护交通安全是每个人应该具备的社会公德。
当然在提高整体国民行车素质的同时，还要提高道路本身的安全性，当道路中出现障碍物或者凹陷，或者道路旁边的建筑物出现故障时，均有可能引起重大的交通事故，因此需要定时进行道路规划勘察。
但是目前的导航系统只具有传统的移动引导功能，在应用到道路勘察工作时，还存在以下缺陷：
(1)普通GPS导航系统只能进行二维平面引导，因此对道路旁边建筑物的勘察结果不能准确集成到导航系统中，不便于后期的管理维护工作；
(2)大多使用图纸记录勘察结果，勘察结果容易丢失，保存困难，并且不易于管理维护人员及时确定相应的位置，与现场情况存在误差，且画图工作量大，增加数据处理难度。
发明内容
本发明实施例公开了一种用于道路规划勘察的导航系统，采用三维导航系统规划勘察路线，方便集成道路本身和道路两旁的勘察结果，以解决现有技术中勘察结果处理困难，不便于及时确定后期的管理维护工作方案的问题。
本发明实施例提供了一种用于道路规划勘察的导航系统，包括道路环境建模系统、路径规划系统、模拟操作端和用户终端；
所述道路环境建模系统包括GPS导航系统，以及集成在GPS导航系统内的GIS地学信息系统，所述GPS导航系统生成二维导航电子地图，所述GIS地学信息系统可将二维导航电子地图的信息进行三维细节展示；
所述模拟操作端包括数据接收单元、数据处理单元和数据库分类单元，所述数据接收单元用于接收用户终端发送的勘察标记信息，所述数据处理单元获取勘察标记信息的具体地理位置，以及分析勘察标记信息代表的物理信息，所述数据处理单元根据勘察物理信息的重要级别设置不同的优先级，所述数据库分类单元根据路径规划系统中的不同线路将勘察标记信息保存在不同的数据库内，并且所述勘察标记信息根据物理信息的优先级高低在所述的数据库分类单元顺次排列。
可选地，所述用户终端与模拟操作端通过以太网或无线网进行数据通信。
可选地，所述用户终端包括摄像系统、实时定位系统、参考物系统和勘察标记系统。
可选地，所述摄像系统包括可见光相机和红外相机，所述可见光相机和红外相机实时采集用户移动路径的信息，并且将数据实时发送到模拟操作端，所述模拟操作端的数据处理单元以相机采集的图像为基础与GIS地学信息系统匹配，对用户的位置二次地理信息校正。
可选地，所述实时定位系统包括GPS个人追踪器和实时信息发送单元，所述GPS个人追踪器实时显示用户的当前位置，所述实时信息发送单元将用户当前位置实时编码并发送至模拟操作端。
可选地，所述参考物系统包括路径规划系统中每条路线的拐点集合单元，以及靠近具体路线任一拐点的参考建筑集合单元，在每一个拐点位置标记若干个靠近拐点的参考建筑物，用于提示用户进行拐弯操作。
可选地，所述勘察标记系统将障碍物的位置和障碍物基本信息发送到模拟操作端，所述勘察标记系统具体包括定位标记单元和障碍信息单元，所述定位标记单元用于定位障碍物在路线中的位置，所述障碍信息单元用于标记障碍物类型和障碍物体积。
可选地，所述勘察标记系统的信息统一接入实时信息发送单元，所述数据接收单元解码用户身份和勘察信息，并实时保存用户的移动轨迹。
可选地，所述模拟操作端还包括动画模拟单元和路径规划赋值单元，所述动画模拟单元根据障碍物的位置和障碍物的基本信息模拟障碍物实物图，所述路径规划赋值单元将模拟的障碍物实物图集成在路径规划系统上，并且所述路径规划赋值单元内保存有勘察标记系统标记的障碍物信息。
可选地，所述用户终端还包括路线纠错单元，所述路线纠错单元根据用户的实际移动轨迹与路径规划系统之间的差别，提醒用户回归至路径规划系统的路线。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
(1)本发明在确定导航路线后，通过对工作人员的移动轨迹进行实时定位，便于管理人员及时掌握勘察工作的相关信息，确保工作人员安全，同时提高调度效率，当工作人员进行实地勘察时，可将勘察工作与画图同步进行，在此导航系统上直接赋值画图标记，生成细节完整的道路勘察图，节省后期画图工作量；
(2)本发明在普通GPS导航系统内集成GIS地学信息系统，将导航路线呈现为三维立体图像，因此用户在使用导航系统时，可根据三维立体图像对应找到实际路线中的参考物，拆分细化导航系统中的细节，因此可有效避免无法快速移动方位的问题，同时也提高对拐弯操作的警示性，避免用户缺少参考物而错过拐弯，继而提高勘察效率；
(3)本发明的导航系统不仅能改善用户终端的精确导航使用体验，同时还便于操作端的管理优化，通过在选定勘察的路线上集成勘察信息，可方便整理该路线的勘察结果，并且也可直接显示该勘察结果的处理优选级别，通过图形信息和数据信息的结合，实现立体化的管理工作，便于根据具体情况确定工作方案，优化后期的维护程序。
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它的附图。
图1为本发明实施方式中导航系统的结构框图；
图中：
1-道路环境建模系统；2-路径规划系统；3-模拟操作端；4-用户终端；5-可见光相机；6-红外相机；7-GPS个人追踪器；8-实时信息发送单元；9-拐点集合单元；10-参考建筑集合单元；11-定位标记单元；12-障碍信息单元；
101-GPS导航系统；102-GIS地学信息系统；
301-数据接收单元；302-数据处理单元；303-数据库分类单元；304-动画模拟单元；305-路径规划赋值单元；
401-摄像系统；402-实时定位系统；403-参考物系统；404-勘察标记系统；405-路线纠错单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1所示，本发明提供了一种用于道路规划勘察的导航系统，此导航系统的主要目的为在起始点和终点之间规划多条路径方案，从而提供给用户多条路径以供选择，这部分功能为现有技术的导航系统通用功能，也就是说本导航系统是在现有传统导航系统中集成其他适应勘察工作的功能，以方便道路勘察工作的实施和完成。
因此本导航系统的最主要功能是：在选定路线后，对工作人员的移动轨迹进行实时定位，便于管理人员及时掌握勘察工作的相关信息，确保工作人员安全，同时提高调度效率，当工作人员进行实地勘察时，可将勘察工作与画图同步进行，在此导航系统上直接赋值画图标记，生成细节完整的道路勘察图，节省后期画图工作量。
导航系统具体包括道路环境建模系统1、路径规划系统2、模拟操作端3和用户终端4，用户终端4与模拟操作端3通过以太网或无线网进行数据通信。
道路环境建模系统1集成在模拟操作端3和用户终端4内部，主要包括GPS导航系统101，以及集成在GPS导航系统101内的GIS地学信息系统102，所述GPS导航系统101生成二维导航电子地图，所述GIS地学信息系统102可将二维导航电子地图的信息进行三维细节展示。
在传统的GPS导航系统101中，当选定移动路线后，路线为平面图，用户无法根据立体化的三维图找到参考物快速确定移动方位，因此在出发的时候容易走错移动方向，GIS技术是一种基于计算机的工具，它可以对空间信息进行分析和处理，简而言之，是对地球上存在的现象和发生的事件进行成图和分析，GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与GPS导航系统101的数据库操作集成在一起，可将GPS导航系统101中的平面信息立体化显示，并且也可对目标位置进行查询，不影响正常的导航使用。
作为本实施方式的优点之一，本实施方式在普通GPS导航系统101集成GIS地学信息系统102，其主要目的是形成三维立体图像，因此用户在使用导航系统时，可根据三维立体图像对应找到实际路线中的参考物，拆分细化导航系统中的细节，因此可有效避免无法快速移动方位的问题。
也就是说，当用户选定移动路线后，GIS地学信息系统102将地图立体化，模拟用户当前的三维立体位置，直接标注导航路线，因此便于用户快速找到参考建筑物，确保不会走错导航路线。
在用户选定目标终点后，路径规划系统2主要用于规划从起点位置到目标终点之间的可选择路线，用户根据需求确定唯一的路线后，即可利用GPS导航系统101生成对应电子地图进行导航。
模拟操作端3包括数据接收单元301、数据处理单元302和数据库分类单元303，所述数据接收单元301用于接收用户终端4发送的勘察标记信息，所述数据处理单元302获取勘察标记信息的具体地理位置，以及分析勘察标记信息代表的物理信息，所述数据处理单元302根据勘察物理信息的重要级别设置不同的优先级，所述数据库分类单元303根据路径规划系统2中的不同线路将勘察标记信息保存在不同的数据库内，并且所述勘察标记信息根据物理信息的优先级高低在所述的数据库分类单元303顺次排列。
作为本实施方式的优点之二，模拟操作端3在接收用户终端4的信息时，并不是直接接收形成爆炸式信息，而是对数据信息根据其具体的影响程度划分优先级，因此方便对道路的即时优化管理，避免数据太多而影响处理效率，从而本实施方式的导航系统实现辅助道路优化的作用。
另外需要补充说明的是，本实施方式的数据处理单元302可对道路的分割共享，因此不同管理区域的道路在分割保存在不同的数据库内，同时可打包共享至对应管理区域的管理平台，从而方便对道路进行单独管理。
用户终端4包括摄像系统401、实时定位系统402、参考物系统403和勘察标记系统404。
当用户进行具体的勘察工作时，利用实时定位系统402定位用户的位置，并且当用户位置偏离选定的路径时，用户终端4内的路线纠错单元405根据用户的实际移动轨迹与路径规划系统2之间的差别，提醒用户回归至路径规划系统2的路线。
摄像系统401包括可见光相机5和红外相机6，所述可见光相机5和红外相机6实时采集用户移动路径的信息，并且将数据实时发送到模拟操作端3，所述模拟操作端3的数据处理单元302以相机采集的图像为基础与GIS地学信息系统102匹配，对用户的位置二次地理信息校正。
摄像系统401通过可见光相机5与红外相机6分别为提供可见光图像和红外图像，将多通道图像进行信息融合后，与道路环境建模系统1中的立体建筑进行匹配检测，从而即使当工作人员走错位置，也可以进行二次导航回归到正确路线。
另外摄像系统401在勘察过程中，还可以拍摄道路两边的建筑物情况，当建筑物存在危险性时，可及时标记发送到模拟操作端3，提高整个道路勘察工作的质量，确保道路行驶安全。
实时定位系统402包括GPS个人追踪器7和实时信息发送单元8，所述GPS个人追踪器7实时显示用户的当前位置，所述实时信息发送单元8将用户当前位置实时编码并发送至模拟操作端3。
实时定位系统402的作用与摄像系统401的作用相同，都是为了确定用户的当前位置，方便引导用户始终处于选定路线上，提高路线勘察的准确性，模拟操作端3在接收实时信息发送单元8的用户当前位置信息后，即生成用户的移动路线，从而用户偏离原路线时及时提醒，便于优化工作流程。
参考物系统403包括路径规划系统2中每条路线的拐点集合单元9，以及靠近具体路线任一拐点的参考建筑集合单元10，在每一个拐点位置标记若干个靠近拐点的参考建筑物，用于提示用户进行拐弯操作。
作为本实施方式的优点之三，现有的导航系统一般提前一段时间语音提醒用户开始拐弯，但是语音提醒的警示性低，因此容易错过拐弯位置，但是本实施方式不仅具有传统的语音提示功能，还可以在路线的转弯处标记建筑物，进行二次转弯提示，因此可避免错过拐弯位置，提高道路勘察效率。
在导航系统上，每个拐点的参考建筑物统一用其他的颜色标注，因此实现对参考建筑物的标记，提高警示提醒性能。
勘察标记系统404将障碍物的位置和障碍物基本信息发送到模拟操作端3，所述勘察标记系统404具体包括定位标记单元11和障碍信息单元12，所述定位标记单元11用于定位障碍物在路线中的位置，所述障碍信息单元12用于标记障碍物类型和障碍物体积。
勘察标记系统404的信息统一接入实时信息发送单元8，所述数据接收单元302解码用户身份和勘察信息。
作为本实施方式的优点之四，在实际的勘察工作中，当发现道路上存在损坏或者障碍时，定位标记单元11定点确定障碍物或者损坏处的位置，定位标记单元11可通过摄像系统401采集该障碍物或者损坏处位置的图像特征，以及周围的参考建筑物信息，结合GPS定位系统的使用准确定位该位置坐标，并且同时将障碍物类型和障碍物体积等具体信息进行传输，方便管理人员确定维护方案，提高道路但看规划的精确性。
模拟操作端3还包括动画模拟单元304和路径规划赋值单元305，所述动画模拟单元304根据障碍物的位置和障碍物的基本信息模拟障碍物实物图，所述路径规划赋值单元305将模拟的障碍物实物图集成在路径规划系统2上，并且所述路径规划赋值单元305内保存有勘察标记系统404标记的障碍物信息。
当模拟操作端3接收勘察标记系统404后，通过动画模拟单元304可对摄像系统401和障碍信息单元12采集的障碍物信息进行动画模拟，模拟生成等比例的障碍物，并且将障碍物通过路径规划赋值单元305合成在路线上，可方便整理该路线的勘察信息，并且也可直接显示该障碍物的优选级别，通过图形信息和数据信息的结合，实现立体化的管理工作，便于根据具体情况确定工作方案，优化后期的维护程序。
以上对本发明所提供的一种用于道路规划勘察的导航系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于，包括道路环境建模系统(1)、路径规划系统(2)、模拟操作端(3)和用户终端(4)；
所述道路环境建模系统(1)包括GPS导航系统(101)，以及集成在GPS导航系统(101)内的GIS地学信息系统(102)，所述GPS导航系统(101)生成二维导航电子地图，所述GIS地学信息系统(102)可将二维导航电子地图的信息进行三维细节展示；
所述模拟操作端(3)包括数据接收单元(301)、数据处理单元(302)和数据库分类单元(303)，所述数据接收单元(301)用于接收用户终端(4)发送的勘察标记信息，所述数据处理单元(302)获取勘察标记信息的具体地理位置，以及分析勘察标记信息代表的物理信息，所述数据处理单元(302)根据勘察物理信息的重要级别设置不同的优先级，所述数据库分类单元(303)根据路径规划系统(2)中的不同线路将勘察标记信息保存在不同的数据库内，并且所述勘察标记信息根据物理信息的优先级高低在所述的数据库分类单元(303)顺次排列。
2.根据权利要求1所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述用户终端(4)与模拟操作端(3)通过以太网或无线网进行数据通信。
3.根据权利要求1所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述用户终端(4)包括摄像系统(401)、实时定位系统(402)、参考物系统(403)和勘察标记系统(404)。
4.根据权利要求3所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述摄像系统(401)包括可见光相机(5)和红外相机(6)，所述可见光相机(5)和红外相机(6)实时采集用户移动路径的信息，并且将数据实时发送到模拟操作端(3)，所述模拟操作端(3)的数据处理单元(302)以相机采集的图像为基础与GIS地学信息系统(102)匹配，对用户的位置二次地理信息校正。
5.根据权利要求3所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述实时定位系统(402)包括GPS个人追踪器(7)和实时信息发送单元(8)，所述GPS个人追踪器(7)实时显示用户的当前位置，所述实时信息发送单元(8)将用户当前位置实时编码并发送至模拟操作端(3)。
6.根据权利要求3所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述参考物系统(403)包括路径规划系统(2)中每条路线的拐点集合单元(9)，以及靠近具体路线任一拐点的参考建筑集合单元(10)，在每一个拐点位置标记若干个靠近拐点的参考建筑物，用于提示用户进行拐弯操作。
7.根据权利要求3所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述勘察标记系统(404)将障碍物的位置和障碍物基本信息发送到模拟操作端(3)，所述勘察标记系统(404)具体包括定位标记单元(11)和障碍信息单元(12)，所述定位标记单元(11)用于定位障碍物在路线中的位置，所述障碍信息单元(12)用于标记障碍物类型和障碍物体积。
8.根据权利要求3所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述勘察标记系统(404)的信息统一接入实时信息发送单元(8)，所述数据接收单元(302)解码用户身份和勘察信息，并实时保存用户的移动轨迹。
9.根据权利要求8所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述模拟操作端(3)还包括动画模拟单元(304)和路径规划赋值单元(305)，所述动画模拟单元(304)根据障碍物的位置和障碍物的基本信息模拟障碍物实物图，所述路径规划赋值单元(305)将模拟的障碍物实物图集成在路径规划系统(2)上，并且所述路径规划赋值单元(305)内保存有勘察标记系统(404)标记的障碍物信息。
10.根据权利要求1所述的一种用于道路规划勘察的导航系统，其特征在于：所述用户终端(4)还包括路线纠错单元(405)，所述路线纠错单元(405)根据用户的实际移动轨迹与路径规划系统(2)之间的差别，提醒用户回归至路径规划系统(2)的路线。
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