CN110940348A - 分岔路口方向计算及导航方法、车载导航仪及移动终端 - Google Patents

Abstract

本申请公开了分岔路口方向计算及导航方法、车载导航仪及移动终端。该计算方法包括根据导航规划路径确定该导航规划路径上的分岔路口；根据导航规划路径确定分岔路口在导航规划路径上的进入路链，并根据电子地图确定分岔路口在导航规划路径上的脱出路链；根据分岔路口在导航规划路径上的进入路链以及分岔路口在导航规划路径上的脱出路链计算该脱出链路对应的分岔路口的方向；其中计算该脱出链路所在分岔路口的方向包括根据进入链路上的第一点、脱出链路上的第二点以及分岔路口对应的交叉点计算该脱出链路对应的分岔路口的方向。本申请能够实现对岔路口各个路口方向的准确计算，避免因道路线过短而导致岔路口方向计算不准确的问题。

Description

分岔路口方向计算及导航方法、车载导航仪及移动终端

技术领域

本申请涉及电子导航领域，尤其涉及分岔路口方向计算及导航方法、车载导航仪及移动终端。

背景技术

在电子地图中，为了表达复杂的道路关系，引入了道路线(Link)的概念。道路线是逻辑上的道路概念，可以用多个道路线来表达真实的道路，例如单向道路、双向道路、单车道、多车道、立交桥、道路分岔口等等。导航是电子地图非常重要的应用之一，为了进行导航引入了路链的概念，所谓路链就是相互连接的道路线。一条规划导航路径可以包括多个道路线，也可以被认为是一个导航路链。

道路分岔口是地图中比较难以处理的节点，因为分岔口的形式多种多样，需要用多个道路线来表示分岔口，图1示出了本申请提供的道路分岔口示意图，其中使用了道路线L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8、L9来表现一个能够在丁字路口掉头的三岔路口。

现有技术中，在规划导航路径之后，为了向用户反馈信息，需要通过文字、图像、声音及其组合来展现导航的结果，比如告诉用户靠左行驶、靠右行驶、左转、右转、掉头、顺路直行等等。现有技术中，为了反馈信息，在计算导航规划的方向时，直接使用道路线计算夹角。以图1中所示的道路线为例，如果导航规划路径为沿道路线L1——>L2——>L3，则通过道路线L2和道路线L3之间的夹角来计算角度，向用户反馈最终的导航结果，例如在前方路口左转。但是，由于在一些分岔路口，存在比较短的道路线，例如图1中所示的L2，会导致计算结果有误差，可能会使向用户反馈的信息无法被用户正确处理，从而导致用户沿着错误的道路行驶。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种分岔路口方向计算及导航方法、车载导航仪及移动终端，以完成岔路口方向的准确计算和修正，并将修正后的岔路口方向用于导航。

本申请提供了一种电子地图中分岔路口方向计算方法，其特征在于，该方法包括：

根据导航规划路径确定该导航规划路径上的分岔路口；

根据导航规划路径确定所述分岔路口在所述导航规划路径上的进入路链，并根据电子地图确定所述分岔路口在所述导航规划路径上的脱出路链；

根据所述分岔路口在所述导航规划路径上的进入路链以及所述分岔路口在所述导航规划路径上的脱出路链计算该脱出链路对应的分岔路口的方向；

其中计算该脱出链路所在分岔路口的方向包括根据所述进入链路上的第一点、所述脱出链路上的第二点以及分岔路口对应的交叉点计算该脱出链路对应的分岔路口的方向。

本申请提供了一种电子地图导航方法，该方法包括：

根据所述的方法得到的脱出路链对应的分岔路口方向；

根据所述脱出路链对应的分岔路口方向向驾驶员反馈分岔路口方向，以使驾驶员按照导航规划路径操控车辆行驶轨迹。

本申请提供了一种电子地图中分岔路口方向计算装置，包括：

存储设备，用于存储程序；

处理器，用于执行所述程序以实现所述的方法。

本申请提供了一种电子地图导航装置，包括：

存储设备，用于存储程序；

处理器，用于执行所述程序以实现所述的方法。

本申请提供了一种存储设备，其上存储有程序，其特征在于，所述程序用于被处理器执行时实现本申请提供的分岔路口方向计算方法和/或者导航方法。

本申请提供了一种车辆，包括本申请提供的分岔路口方向计算装置和/或导航装置。

本申请提供了一种车载导航仪，该车载导航仪包括GPS单元、导航计算机、自律导航系统以及地图匹配器，其特征在于，所述导航计算机或者所述自律导航系统执行所述的方法。

本申请提供了一种移动终端，该移动终端包括GPS单元以及导航软件，其特征在于，所述导航软件执行所述的方法。

本申请能够实现对岔路口各个路口方向的准确计算，避免因道路线过短而导致岔路口方向计算不准确的问题，并能够根据计算结果对路口方向进行修正，提高路口方向的准确性。在将修正后的路口方向应用于电子地图导航后，可以通过向用户反馈准确的信息，使得用户能够正确地沿着导航路径行驶。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本申请提供的道路分岔口示意图；

图2是本申请提供的电子地图中分岔路口方向计算方法示意图；

图3是本申请提供的进入路链和脱出路链之间的夹角示意图；

图4是本申请提供的进入路链和脱出路链之间的夹角范围示意图；

图5是本申请提供的岔路口方向示意图；

图6是本申请提供的电子地图导航方法示意图；

图7是本申请提供的电子地图中分岔路口方向计算装置示意图；

图8是本申请提供的电子地图导航装置示意图。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为了解决现有技术中，由于短道路线存在而导致的方向计算问题，本发明提供了一种计算方法，在该方法中，需要确定在规划导航路径中的进入路链和脱出路链。仍然以图1为例，如果导航规划路径为沿道路线L1——>L2——>L3，则在表征三岔路口的O点，其进入路链为L1，脱出路链为L2——>L3、L2——>L4——>L6、L2——>L4——>L7。为了确定分岔路口，本申请中需要对规划导航路径进行出度检测，根据电子地图得到道路线末端的出度，在出度大于或等于2的情况下，即可判定该道路线末端对应的真实道路是分岔路口，需要根据本申请提供的技术方案进行方向计算。

图2示出了本申请提供的电子地图中分岔路口方向计算方法，该方法包括：

步骤205，根据导航规划路径确定该导航规划路径上的分岔路口；导航规划路径可以根据导航装置给出，例如导航系统中设置好起点、终点，通过路径规划算法完成路径规划。路径规划算法可以为现有技术中常用的算法，例如高速优先算法，或者最短距离算法等等。导航规划路径中包括多个道路线，可以从电子地图中获取的道路先末端出度，也就是能够通行的道路线的数量。本申请中，可以在规划完成时一次性确定分岔口，也可以边导航边确定，例如确定车辆当前位置前1公里内的分岔口。

步骤210，根据导航规划路径确定分岔路口的进入路链，并根据电子地图确定分岔路口的脱出路链；在确定分岔路口以后，可以根据导航规划路径在电子地图中确定沿着导航规划路径的进入链路和脱出链路，还可以在电子地图中遍历(例如深度优先遍历算法)该分岔路口连接的逆向道路线和顺向道路线，得到进入路链和脱出路链；对于进入路链可以包括一个或两个道路线，脱出路链也可以包括一个或两个或3个道路线。进入路链和脱出路链所包含的道路线数量，可以根据遍历算法检索的深度来确定，例如不超过三个道路线或者不超过40m等预设条件。

步骤215，根据分岔路口的进入路链以及分岔路口的脱出路链计算分岔路口方向。在确定进入路链和脱出路链以后，可以进行分岔路口方向的计算。分岔路口的方向可以对应于该分岔路口所在的脱出链路的方向。一般而言，分岔路口存在多个脱出路链，可以根据需要，针对每个脱出路链，计算进入路链和脱出路链之间的夹角，从而确定分岔路口的方向。需要说明的是，对于脱出链路的确定，可以先确定导航规划路径上的脱出链路，在进入链路与脱出链路之间的夹角确定并进而确定该脱出链路对应的方向之后再确定其他的脱出链路，也可以在计算进入链路与脱出链路之间的夹角之前，通过遍历算法，确定所有的脱出链路，再计算在进入链路与脱出链路之间的夹角，还可以进一步地计算其他脱出链路与进入链路之间的夹角。

通过上述的实施例，本申请可以相对于现有技术而言，更准确地计算岔路口的方向，避免了由于电子地图中道路线过短而导致的方向计算不准确而使得用户无法正确根据导航前进的缺陷。此外，本申请提供的方案得到的分岔路口方向还可以供辅助驾驶系统或者自动驾驶系统使用，辅助驾驶系统或者自动驾驶系统能够根据该方向控制车辆沿着该方向行驶。

图3示出了进入路链和一个脱出路链之间的夹角的示意图，其中假设道路线L21和道路线L31较短，比如分别为15米和20米，本申请中，可以设定在计算夹角时，进入路链和脱出路链的长度为40m，因而进入路链需要用到两个道路线：即道路线L21和道路线L11，脱出路线需要用到两个道路线，即：道路线L31和道路线L41。

以引导点O31(即岔路口的交叉点)为一端，分别在道路线L11上取一点O11，在道路线L41上取一点O21，使得折线段O11O31的长度为40m，折线段O31O21的长度为40m。需要说明的是，折线段的长度可以根据需要设定，两条折线段的长度可以相同，也可以不同。在确定点O11、点O21之后，将直线V1和直线V2之间的夹角作为进入路链和脱出路链之间的夹角。

进入路链和脱出路链之间的夹角的范围为[0,360)，角度以正南方向为0度，逆时针旋转依次增大，如图4所示。

在确定进入路链和脱出路链之间的夹角后，可以确定岔路口的方向。根据实际的经验两条路之间的方向为8个方向，即右后转、右转、右前转、直行、左前转、左转、左后转、掉头。同样地，根据实际的经验，确定进入路链和脱出路链之间的角度与岔路口方向之间的关系，从而实现从而实现根据进入路链和脱出路链之间的夹角确定岔路口方向。图5示出了岔路口方向示意图，表1示出了方向与角度之间的对应关系,其中可以根据若干次实验确定比较合适的角度值。例如，夹角为63°、64°或65°可以右后转，夹角为66°、69°或100°可以右转，夹角为107°、111°或130°可以右前转，夹角为172°、176°或183°可以直行，夹角为191°、230°或245°可以左前转，夹角为250°、270°或者290度可以左转，夹角为296°、300°或者335°可以左后转，夹角为351°、355°或者357°可以掉头。

表1 角度与方向之间的对应关系

编号	方向	夹角(度)
			1	右后转	0-[60,70]
2	右转	[61,71]-[105,115]
			3	右前转	[106,116]-[170,180]
4	直行	[171,181]-[185,195]
			5	左前转	[186,196]-[240,250]
6	左转	[241,251]-[290,300]
			7	左后转	[291,301]-[345,355]
8	掉头	[346,356]-360

在得到进入路链和脱出路链之间的方向之后，可以对导航规划路径上的方向进行修正，通过让用户更加容易理解的方式向用户反馈导航结果。例如，规划路径脱出路链上的方向与非规划路径脱出路链上的方向存在干扰时需要进行修正。表2示出了非规划路径脱出路链方向与纵轴表示规划路径脱出路链方向之间干扰的关系，√表示存在干扰，×表示不存在干扰，横轴表示非规划路径脱出路链方向，纵轴表示规划路径脱出路链方向。存在干扰时，需要进行修正，不存在干扰时，无需进行修改，可以按照原来的导航结果向用户反馈导航信息。

表2 规划路径脱出路链上的方向与非规划路径脱出路链上的方向关系表

可以看出，存在干扰的情况是，在脱出路链中同时出现了直行、右前转和左前转中的两者或者三者。在存在干扰的情况下，例如存在一个干扰方向的情况下，可以先计算存在干扰的脱出路链与位于导航规划路径中的脱出路链之间的左右位置关系，在位于导航规划路径中的脱出路链位于右侧时，反馈导航信息为靠右行驶，在位于导航规划路径中的脱出路链位于左侧时，反馈导航信息为靠左行驶。相应地，存在二个干扰方向的情况下，可以先计算存在干扰的脱出路链与位于导航规划路径中的脱出路链之间的左中右位置关系，在位于导航规划路径中的脱出路链位于右侧时，反馈导航信息为靠右行驶，在位于导航规划路径中的脱出路链位于左侧时，反馈导航信息为靠左行驶，在位于导航规划路径中的脱出路链位于中间时，反馈导航信息为顺路直行。

本申请通过预先确定岔路口可能存在的方向与所计算的脱出路链与进入路链之间的对应关系，确定存在岔路口干扰方向的情况，并在存在干扰时，修正导航规划路径中脱出链路对应岔路口的方向。

图6示出了本申请提供的一种电子地图导航方法，该方法包括：

步骤605，计算岔路口进入路链和脱出路链；例如，根据电子地图获得道路线末端的出度确定分岔路口，在出度大于或等于2的情况下，确定该末端对应于真实道路中的岔路，通过深度优先遍历算法确定进入路链和脱出路链；可选地，进入路链和脱出路链中的一者可以包括两个道路线；进入路链和脱出路链的示意图如图1所示。

步骤610，计算进入路链和脱出路链之间的夹角；在进入路链和脱出路链上分别距进入链路的末端选取特定距离的点，如图2中的O11和O21所示，然后计算这两点与进入路链的末端构成的两个线段之间的夹角。夹角的计算以地图中正南的方向为0度，按照四舍五入的方式计算，取整度数，即计算的夹角是整数。

步骤615，根据所计算的各个岔路口对应的脱出路链与进入路链之间的夹角，确定各个岔路口的方向，并判断是否存在干扰岔路口方向；例如，如果根据计算得到的结果确定岔路口的方向同时存在直行、左前转、右前转中的两者或者三者，则可以确定存在干扰岔路口方向，直行步骤620，否则不存在干扰岔路口方向，结束整个流程。

步骤620，对岔路口的方向进行修正；例如，通过确定导航规划路径中的脱出路链与干扰岔路口方向对应的脱出路链之间的位置关系；在存在一个干扰方向的情况下，确定导航规划路径中的脱出路链与干扰岔路口方向对应的脱出路链之间左右位置关系，在存在2个干扰方向的情况下，确定导航规划路径中的脱出路链与干扰岔路口方向对应的脱出路链之间左中右位置关系；根据位置关系可以对岔路口方向进行修正，例如导航规划路径中的脱出路链位于干扰方向对应的脱出链路的左侧，则将导航规划路径中的脱出路链对应的岔路口方向修正为靠左行驶；如果导航规划路径中的脱出路链位于干扰方向对应的脱出链路的右侧，则将导航规划路径中的脱出路链对应的岔路口方向修正为靠右行驶；如果导航规划路径中的脱出路链位于干扰方向对应的脱出链路的中间，则将导航规划路径中的脱出路链对应的岔路口方向修正为顺路行驶。

本申请通过修正导航规划路径中脱出链路对应岔路口的方向，进一步地利用该修正后的方向进行导航，使得用户能够正确地对导航系统的反馈结果进行正确处理。此外，本申请提供的方案得到的修正的分岔路口方向还可以供辅助驾驶系统或者自动驾驶系统使用，辅助驾驶系统或者自动驾驶系统能够根据该方向控制车辆沿着该方向行驶。

本申请还提供了电子地图中分岔路口方向计算装置，如图7所示，该装置处理器705和存储设备710。存储设备上存储有程序，在程序被处理器执行时，可以实现本申请提供的电子地图中分岔路口方向计算方法。

本申请还提供了一种电子地图导航装置，其结构可以参考图7所示的装置，包括处理器和存储设备。存储设备上存储有程序，在程序被处理器执行时，可以实现本申请提供的电子地图中分岔路口方向计算方法。例如，本申请提供的导航装置可以如图8所示，包括地图数据读取模块805、定位匹配模块810，路径计算模块815，路径引导模块820，显示模块825。地图数据读取模块805用于读取地图数据并解析，是导航装置的基础模块，显示模块、定位匹配模块、路径计算模块、路径引导模块都会用到该模块读取地图数据。显示模块825用于将地图数据中的道路、背景、感兴趣点、引导信息、规划路径等信息通过绘图引擎显示出来，所有需要在地图上显示的信息均在该模块显示。定位匹配模块模块用于将接受的GPS位置信息匹配到道路上，该模块在整个系统中起指示当前车辆位置的作用。匹配后的位置信息被传给显示模块、路径计算模块、路径引导模块。路径计算模块815用于在用户设定起点、途经地、终点之后，计算起点、途经地、终点之间的最优路径，并将路径传给显示模块进行显示，传给路径引导模块计算引导点。路径引导模块820，用于在路径计算完成后，沿着规划路径计算需要给用户提示的引导点，比如分岔路口、收费站、高速出入口等等。在车辆行进的过程中，按照距离当前位置由近到远的顺序依次将引导点以文字、图像、语音形式反馈给用户。地图数据读取模块805、定位匹配模块810，路径计算模块815，路径引导模块820都可以通过程序来实现。

本申请提供了一种车辆，其可以包括本申请提供的电子地图导航装置。

本申请提供的电子地图中分岔路口方向计算装置可以完成对岔路口方向的准确计算，并能够修正导航规划路径中的岔路口方向，还能够将修正后的岔路口方向应用到导航中。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

上述说明示出并描述了本申请的若干具体实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子地图中分岔路口方向计算方法，其特征在于，该方法包括：

根据导航规划路径确定该导航规划路径上的分岔路口；

根据导航规划路径确定所述分岔路口在所述导航规划路径上的进入路链，并根据电子地图确定所述分岔路口在所述导航规划路径上的脱出路链；

根据所述分岔路口在所述导航规划路径上的进入路链以及所述分岔路口在所述导航规划路径上的脱出路链计算该脱出链路对应的分岔路口的方向；

其中,计算该脱出链路所在分岔路口的方向包括根据所述进入链路上的第一点、所述脱出链路上的第二点以及分岔路口对应的交叉点计算该脱出链路对应的分岔路口的方向。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进入链路包括第一道路线和第二道路线，所述脱出链路包括第三道路线，所述第一点位于第一道路线，所述第二点位于所述第三道路线，所述第二道路线和所述第三道路线相交于所述分岔路口对应的交叉点；或者所述进入链路包括第一道路线，所述脱出链路包括第二道路线和第三道路线，所述第一点位于第一道路线，所述第二点位于所述第三道路线，所述第一道路线和所述第二道路线相交于所述分岔路口对应的交叉点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据所述进入链路上的第一点、所述脱出链路上的第二点以及分岔路口对应的交叉点计算该脱出链路对应的分岔路口的方向包括：

沿着所述进入路链确定与所述分岔路口对应的交叉点相距第一长度的第一点；

沿着所述脱出路链确定与所述分岔路口对应的交叉点相距第二长度的第二点；

所述分岔路口对应的交叉点与所述第一点构成第一线段，所述分岔路口对应的交叉点与所述第二点构成第二线段，计算所述第一线段与所述第二线段之间的角度；

根据所述第一线段与所述第二线段之间的角度确定脱出链路对应的分岔路口的方向；

其中，所述第一线段与所述第二线段之间的角度为所述第一线段沿着逆时针方向与所述第二线段之间的角度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一线段与所述第二线段之间的角度确定分岔路口的方向包括：

获取所述第一线段与所述第二线段之间的角度与分岔路口方向的对应关系；

根据所述第一线段与所述第二线段之间的角度以及所述对应关系确定脱出链路对应的分岔路口的方向。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

根据电子地图确定所述分岔路口除在所述导航规划路径上的脱出路链之外的脱出链路；

计算除在所述导航规划路径上的脱出路链之外的脱出链路对应的分岔路口的方向。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在各个脱出链路对应的分岔路口方向包括右前转、直行以及左前转中的至少两者时，根据除在所述导航规划路径上的脱出路链之外的脱出链路以及在所述导航规划路径上的脱出路链之间的位置关系，对在所述导航规划路径上的脱出路链对应的分岔路口方向进行修正。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

在所述导航规划路径上的脱出路链在左侧时，将该脱出路链对应的分岔路口方向修正为靠左行使；

在所述导航规划路径上的脱出路链在右侧时，将该脱出路链对应的分岔路口方向修正为靠右行使；和/或

在所述导航规划路径上的脱出路链在中间时，将该脱出路链对应的分岔路口方向修正为顺路行使。

8.一种电子地图导航方法，其特征在于，该方法包括：

根据权利要求1-7任意一项所述的方法得到的脱出路链对应的分岔路口方向；

根据所述脱出路链对应的分岔路口方向向驾驶员反馈分岔路口方向，以使驾驶员按照导航规划路径操控车辆行驶轨迹；或者根据所述脱出路链对应的分岔路口方向进行导航，以使自动驾驶系统或者辅助驾驶系统控制车辆沿着所述所述脱出路链对应的分岔路口方向行驶。

9.一种车载导航仪，该车载导航仪包括GPS单元、导航计算机、自律导航系统以及地图匹配器，其特征在于，所述导航计算机或者所述自律导航系统执行权利要求8所述的方法。

10.一种移动终端，该移动终端包括GPS单元以及导航软件，其特征在于，所述导航软件执行权利要求8所述的方法。

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