CN113959442A - 基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法的技术方案，包括：在预设区域划分管制电子围栏区域；在管制电子围栏区域内设置多个用户类型的预案路线的起点及终点；将用户的起点、途经点及目标点作为质点区域内建筑物的相似多边形；使用可视图法对质点及多边形进行连接得到所有可通行的预案路线；使用A*算法进行最短路径搜索，得到各类型用户的最优预案路线，并设置对应路线的导航配置，根据导航配置对用户进行对应导航。本发明的有益效果为：在活动管制区域内自主规划交通预案路线，并结合图商导航在活动管制区域外的导航路线进行统一展示；同时可在活动管制区域内导航时，根据不同用户身份，播放不同导航提示语音及导航引导。

Description

基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体涉及了一种基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法。

背景技术

本技术使用可视图法在活动区域中设置的管制区、通行区等电子围栏内，根据区域内建筑物、接驳车、公交车、停车场等公共交通设施点，匹配不同的参与活动人员身份、出行方式、车辆种类生成交通预案路线，提供基于互联网技术的交通导航和交通信息发布服务，面向不同用户提供不同场景不同方式的导航服务。

目前各类图商的导航方案，虽然也提供大型活动(如马拉松、会展、演唱会等)的交通管制信息，导航时会提醒并绕过所述管制电子围栏区域，但没有根据用户身份、出行方式及车辆种类(如参赛人员、非参赛人员，参展车辆、嘉宾车辆，社会车辆、公共交通车辆等)进行导航路线规划的区分。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，解决了现有技术的不足。

本发明的技术方案包括一种基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，在预设区域划分管制电子围栏区域；S200，在所述管制电子围栏区域内设置多个用户类型的预案路线的起点及终点；S300，将用户的起点、途经点及目标点作为质点区域内建筑物的相似多边形；S400，使用可视图法对所述质点及所述多边形进行连接得到所有可通行的预案路线；S500，使用A*算法进行最短路径搜索，得到各类型用户的最优预案路线，并设置对应路线的导航配置，根据所述导航配置对用户进行对应导航。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，所述S100包括：

所述划分管制电子围栏区域包括设置核心区、管制区及通行区，以及对区域名称、管制日期、管制时间、生效优先级、管制状态及备注进行设置。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，所述S300包括：将不同用户及不同车辆进入管制电子围栏区域的起点和区域内的建筑、公共交通设施点作为一质点和近似多边形；用可视的线段将质点、用户和车辆的目标点及多边形的各顶点进行有序的组合连接，其中连线不能穿越近似多边形；执行搜索不同用户和车辆从起始点到目标点之间最短线段集合。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中用可视的线段将质点、用户和车辆的目标点及多边形的各顶点进行有序的组合连接包括：通过可视图算法对所述质点及多边形顶点进行构建可视图并执行连线处理，得到用户和车辆的多个可行路线。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中执行搜索不同用户和车辆从起始点到目标点之间最短线段集合包括：获取所述可视图，进而获取所述可视图中的多个可行路线，将可行路线的起点及终点分别写入对应的开放列表及关闭列表；初始化所述开放列表及关闭列表，将起始节点的扩展节点信息加入开放列表中，多边形的顶点信息保存至关闭列表中；执行A*算法处理，遍历开放列表中的节点，选取代价函数值f(n)最小的节点作为当前待处理节点，将其从开放列表中删除，同时写入关闭列表中；判断当前节点是否为目标节点，若是则跳转至下一步骤，若不是则扩展当前节点，对于已在开放列表中的子节点，计算当前代价函数f(n)的值，与原值进行比较，若当前值较小则替代之；对于既不在开放列表也不在关闭列表的扩展节点写入开放列表中，更新父节点指针，计算代价函数的值并返回上一步骤；沿着目标节点通过回溯的方式返回到起始点形成最优路径并输出，完成搜索；

其中f(n)＝g(n)+h(n)，f(n)表示从初始节点经由节点n到目标节点的代价估计函数，g(n)表示从初始节点到节点n的实际代价，h(n)表示从节点n到目标节点的估计代价。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中该方法还包括：当用户和车辆的终点处于所述管制电子围栏区域时，执行线路拼接处理，所述连接拼接包括获取进入所述管制电子围栏区域的边界点集合，并存储至图商数据库，通过图商API线路规划引擎执行线路计算。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中S200还包括对预案的设置，其特征在于：设置预案规则，包括预案名称、类型、对应活动、预案识别方式、预案日期、预案时间、对应管制电子围栏区域、执行模式、执行状态；设置预案类型，包括交通应急预案、事件应急预案、交通组织预案，预案类型可自定义设置；设置预案识别方式，包括设置用户身份、停车场、接入第三方系统信号触发；设置预案执行模式，包括自动执行及手动执行。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中S500包括：识别用户为驾车或者乘坐公共汽车；若为驾车用户且已预约指定停车场，获取驾车用户的用户ID、车牌号及停车场ID，根据所述停车场ID确认驾车用户的终点是否所述管制电子围栏区域内，若为所述管制电子围栏区域内，则按照预案路线对驾车用户进行导航，否则，通过图商进行导航；若驾车用户未预约停车场，则通过图商进行导航至处于所述管制电子围栏区域外的停车场，并进行提示；若为乘坐公共汽车用户，获取用户路线信息，根据用户路线信息使用图商进行导航。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中识别用户为驾车包括：判断用户起点到预案路线的最短距离，使用图商导航将用户引导至预案路线入口，进而在预案路线内为用户提供导航至目的地，预案路线中会提取后台配置的预案路线语音提示，当用户坐标信息与线路坐标处于设定范围内时播放语音提示；若用户预约停车场不在所述管制电子围栏区域内则直接调用图商导航，根据用户起点位置与停车场终点位置生成导航路线，并向用户展示接驳车位置，提供步行至接驳车的导航路线；对于驾车出行没有预约停车场的用户，提供非所述管制电子围栏区域内的停车场信息，用户选择停车场后根据用户当前位置信息以及停车场位置调用图商导航进行引导，并向用户展示接驳车位置，提供步行至接驳车的导航路线。

根据所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其中乘坐公共汽车包括：使用图商导航为用户进行引导，通过服务器后台在公交车起点和终点添加多个途经点，后台请求地图接口获取详细路线的信息坐标点，将所有坐标点信息存在缓存中，开始导航后前后台通过网页客户端进行通信，前台每隔1S向后台发送用户当前位置坐标；后台通过用户当前坐标点跟存在的坐标点信息进行对比判断用户当前处于某条线路上，当用户坐标点超出路线坐标点100米后则用户偏离路线，进行重新路线规划。

本发明的有益效果为：在活动管制区域内自主规划交通预案路线，并结合图商导航在活动管制区域外的导航路线进行统一展示；同时可在活动管制区域内导航时，根据不同用户身份，播放不同导航提示语音及导航引导。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；

图1所示为根据本发明实施方式的流程图。

图2所示为根据本发明实施方式的A*算法流程图。

图3所示为根据本发明实施方式的导航流程图。

图4所示为根据本发明实施方式的装置图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

在本发明的描述中，对方法步骤的连续标号是为了方便审查和理解，结合本发明的整体技术方案以及各个步骤之间的逻辑关系，调整步骤之间的实施顺序并不会影响本发明技术方案所达到的技术效果。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

图1所示为根据本发明实施方式的流程图。该流程包括：S100，在预设区域划分管制电子围栏区域；S200，在管制电子围栏区域内设置多个用户类型的预案路线的起点及终点；S300，将用户的起点、途经点及目标点作为质点区域内建筑物的相似多边形；S400，使用可视图法对质点及多边形进行连接得到所有可通行的预案路线；S500，使用A*算法进行最短路径搜索，得到各类型用户的最优预案路线，并设置对应路线的导航配置，根据导航配置对用户进行对应导航。

其中，在预设区域划分管制电子围栏区域主要是后台设置核心区，管制区，通行区等，包括其名称、管制日期、管制时间、生效优先级、管制状态、备注等，并使用多边形绘制工具在地图上圈定相应的电子围栏；

将用户的起点、途经点及目标点作为质点区域内建筑物的相似多边形通行路线，包括路线ID、路线名称、路线类型、数据来源，及各线路途经点序号、坐标、导航语音等，并通过可视图法生成相应的路线规划。

可视图法具体生成预案路线的步骤如下：将不同用户/不同车辆进入活动管制区域的起点和活动管制区域内的建筑、公共交通设施点等假设为一质点和近似多边形，用可视的线段将质点、用户/车辆目标点及多边形的各顶点进行有序的组合连接，即连线不能穿越近似多边形，将预案路径规划问题转换为搜索不同用户/车辆起始点到目标点之间最短线段集合，然后采用A*算法搜索最短路径，将最短路径作为不同用户/不同出行方式的预案路线。

且其中的预案规则可以进行配置，配置的预案规则，包括预案名称、类型、对应活动、预案识别方式(身份/停车场)、预案日期、预案时间、对应管制区域、执行模式(自动/手动)、执行状态(state)等；

类型：交通应急预案/事件应急预案/交通组织预案等，支持自定义；

预案识别方式：如用户身份/停车场/接入第三方系统信号触发，主要指触发预案的方式；

执行模式：自动/手动，如潮汐交通预案是按照周内固定时间段自动执行，或开展期间按参展人流时间自动执行；也可由管理员手动开启/关闭某个预案。

图2所示为根据本发明实施方式的A*算法流程图。其流程包括：

S210，获取可视图，进而获取可视图中的多个可行路线，将可行路线的起点及终点分别写入对应的开放列表及关闭列表；

S220，初始化开放列表及关闭列表，将起始节点的扩展节点信息加入开放列表中，多边形的顶点信息保存至关闭列表中；

S230，执行A*算法处理，遍历开放列表中的节点，选取代价函数值f(n)最小的节点作为当前待处理节点，将其从开放列表中删除，同时写入关闭列表中；

S240，判断当前节点是否为目标节点，若是则跳转至下一步骤，若不是则扩展当前节点，对于已在开放列表中的子节点，计算当前代价函数f(n)的值，与原值进行比较，若当前值较小则替代之；对于既不在开放列表也不在关闭列表的扩展节点写入开放列表中，更新父节点指针，计算代价函数的值并返回上一步骤；

S250，沿着目标节点通过回溯的方式返回到起始点形成最优路径并输出，完成搜索；

其中f(n)＝g(n)+h(n)，f(n)表示从初始节点经由节点n到目标节点的代价估计函数，g(n)表示从初始节点到节点n的实际代价，h(n)表示从节点n到目标节点的估计代价。

其中，开放列表为在路径搜索过程中，保存待检测的扩展节点，并将这些节点按代价值的大小进行排序；关闭列表为路径搜索过程中，记录已检测的扩展节点，以避免重复搜索增大工作量；父节点存储节点的指针，在路径搜索过程中用于回溯节点，从而形成路径。

图3所示为根据本发明实施方式的导航流程图。其流程总体如下：

对于驾车出行的用户，若已预约活动停车场，则获取人员出行信息，包括用户id(user_id),用户已预约车牌号(car_number),预约停车场id(parkinglot_id),根据用户预约的停车场来判断该停车场是否在管制区域内。

若用户预约停车场在管制区域内，则根据管制区域内的指定路线进行导航，首先判断用户起点到预案路线的最短距离，使用图商导航将用户引导至预案路线入口，进而在预案路线内为用户提供导航至目的地，预案路线中会提取后台配置的预案路线语音提示,当用户坐标信息出现在语音坐标附近时播放语音提示。

若用户预约停车场不在管制区域内则直接调用图商导航，根据用户起点位置与停车场终点位置生成导航路线，并向用户展示接驳车位置，提供步行至接驳车的导航路线。

对于驾车出行没有预约停车场的用户,提供非管制区域内的停车场信息,用户选择停车场后根据用户当前位置信息以及停车场位置调用图商导航进行引导，并向用户展示接驳车位置，提供步行至接驳车的导航路线。

对于乘坐公交出行的用户，获取公共交通出行路线信息，获取用户当前位置坐标点信息找到距离用户最近的乘坐公共交通的地点,使用图商导航为用户进行引导，首先后台在起点和终点添加多个途经点,后台请求地图接口获取详细路线的信息坐标点,将所有坐标点信息存在缓存中,开始导航后前后台通过webscoket进行通信,前端每隔1S向后端发送用户当前位置坐标,后端通过用户当前坐标点跟存在的坐标点信息进行对比判断用户当前处于某条线路上,当用户坐标点超出路线坐标点100米后则用户偏离路线,进行重新路线规划。

图4所示为根据本发明实施方式的装置图。装置包括存储器100及处理器200，其中处理器200存储有计算机程序，计算机程序用于执行：在预设区域划分管制电子围栏区域；在管制电子围栏区域内设置多个用户类型的预案路线的起点及终点；将用户的起点、途经点及目标点作为质点区域内建筑物的相似多边形；使用可视图法对质点及多边形进行连接得到所有可通行的预案路线；使用A*算法进行最短路径搜索，得到各类型用户的最优预案路线，并设置对应路线的导航配置，根据导航配置对用户进行对应导航。

目前微信小程序中现有的图商导航技术，无法自主规划预案路线，并按自主规划的预案路线进行不同用户身份的精细化导航。本发明可实现在微信小程序中，在活动管制区域内自主规划交通预案路线，并结合图商导航在活动管制区域外的导航路线进行统一展示。同时可在活动管制区域内导航时，根据不同用户身份，播放不同导航提示语音及导航诱导。

应当认识到，本发明实施例中的方法步骤可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如消费者。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括消费者上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，在预设区域划分管制电子围栏区域；

S200，在所述管制电子围栏区域内设置多个用户类型的预案路线的起点及终点；

S300，将用户的起点、途经点及目标点作为质点区域内建筑物的相似多边形；

S400，使用可视图法对所述质点及所述多边形进行连接得到所有可通行的预案路线；

S500，使用A*算法进行最短路径搜索，得到各类型用户的最优预案路线，并设置对应路线的导航配置，根据所述导航配置对用户进行对应导航。

2.根据权利要求1所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，所述S100包括：

所述划分管制电子围栏区域包括设置核心区、管制区及通行区，以及对区域名称、管制日期、管制时间、生效优先级、管制状态及备注进行设置。

3.根据权利要求1所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，所述S300包括：

将不同用户及不同车辆进入管制电子围栏区域的起点和区域内的建筑、公共交通设施点作为一质点和近似多边形；

用可视的线段将质点、用户和车辆的目标点及多边形的各顶点进行有序的组合连接，其中连线不能穿越近似多边形；

执行搜索不同用户和车辆从起始点到目标点之间最短线段集合。

4.根据权利要求3所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，所述用可视的线段将质点、用户和车辆的目标点及多边形的各顶点进行有序的组合连接包括：

通过可视图算法对所述质点及多边形顶点进行构建可视图并执行连线处理，得到用户和车辆的多个可行路线。

5.根据权利要求4所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，所述执行搜索不同用户和车辆从起始点到目标点之间最短线段集合包括：

获取所述可视图，进而获取所述可视图中的多个可行路线，将可行路线的起点及终点分别写入对应的开放列表及关闭列表；

初始化所述开放列表及关闭列表，将起始节点的扩展节点信息加入开放列表中，多边形的顶点信息保存至关闭列表中；

执行A*算法处理，遍历开放列表中的节点，选取代价函数值f(n)最小的节点作为当前待处理节点，将其从开放列表中删除，同时写入关闭列表中；

判断当前节点是否为目标节点，若是则跳转至下一步骤，若不是则扩展当前节点，对于已在开放列表中的子节点，计算当前代价函数f(n)的值，与原值进行比较，若当前值较小则替代之；对于既不在开放列表也不在关闭列表的扩展节点写入开放列表中，更新父节点指针，计算代价函数的值并返回上一步骤；

沿着目标节点通过回溯的方式返回到起始点形成最优路径并输出，完成搜索；

其中f(n)＝g(n)+h(n)，f(n)表示从初始节点经由节点n到目标节点的代价估计函数，g(n)表示从初始节点到节点n的实际代价，h(n)表示从节点n到目标节点的估计代价。

6.根据权利要求5所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，其特征在于，该方法还包括：

当用户和车辆的终点处于所述管制电子围栏区域时，执行线路拼接处理，所述连接拼接包括获取进入所述管制电子围栏区域的边界点集合，并存储至图商数据库，通过图商API线路规划引擎执行线路计算。

7.根据权利要求5所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，所述S200还包括对预案的设置，其特征在于：

设置预案规则，包括预案名称、类型、对应活动、预案识别方式、预案日期、预案时间、对应管制电子围栏区域、执行模式、执行状态；

设置预案类型，包括交通应急预案、事件应急预案、交通组织预案，预案类型可自定义设置；

设置预案识别方式，包括设置用户身份、停车场、接入第三方系统信号触发；

设置预案执行模式，包括自动执行及手动执行。

8.根据权利要求1所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，所述S500包括：

识别用户为驾车或者乘坐公共汽车；

若为驾车用户且已预约指定停车场，获取驾车用户的用户ID、车牌号及停车场ID，根据所述停车场ID确认驾车用户的终点是否所述管制电子围栏区域内，若为所述管制电子围栏区域内，则按照预案路线对驾车用户进行导航，否则，通过图商进行导航；若驾车用户未预约停车场，则通过图商进行导航至处于所述管制电子围栏区域外的停车场，并进行提示；

若为乘坐公共汽车用户，获取用户路线信息，根据用户路线信息使用图商进行导航。

9.根据权利要求8所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，所述识别用户为驾车包括：

判断用户起点到预案路线的最短距离，使用图商导航将用户引导至预案路线入口，进而在预案路线内为用户提供导航至目的地，预案路线中会提取后台配置的预案路线语音提示，当用户坐标信息与线路坐标处于设定范围内时播放语音提示；

若用户预约停车场不在所述管制电子围栏区域内则直接调用图商导航，根据用户起点位置与停车场终点位置生成导航路线，并向用户展示接驳车位置，提供步行至接驳车的导航路线；

对于驾车出行没有预约停车场的用户，提供非所述管制电子围栏区域内的停车场信息，用户选择停车场后根据用户当前位置信息以及停车场位置调用图商导航进行引导，并向用户展示接驳车位置，提供步行至接驳车的导航路线。

10.根据权利要求8所述的基于区域内交通预案路线规划的精细化导航方法，所述乘坐公共汽车包括：

使用图商导航为用户进行引导，通过服务器后台在公交车起点和终点添加多个途经点，后台请求地图接口获取详细路线的信息坐标点，将所有坐标点信息存在缓存中，开始导航后前后台通过网页客户端进行通信，前台每隔1S向后台发送用户当前位置坐标；

后台通过用户当前坐标点跟存在的坐标点信息进行对比判断用户当前处于某条线路上，当用户坐标点超出路线坐标点100米后则用户偏离路线，进行重新路线规划。

Images