CN1963394B - 一种动态智能导航的方法 - Google Patents

Abstract

一种动态智能导航的方法，包括以下步骤：终端向监控中心发送导航请求，并将车辆目的地信息发送到监控中心；监控中心查询车辆当前位置并将车辆当前位置作为出发地，结合实时交通信息数据库及目的地信息查找回避地；监控中心根据出发地、目的地及回避地信息规划路径，并将目的地、回避地信息下发到终端，终端重现监控中心规划的路径；同时监控中心不断监视实时交通信息数据库，当实时交通信息数据库提示交通路况出现变化，则重复上述步骤以根据最新交通信息对路径规划进行更新。实施本发明，监控中心可根据实时交通状况下发信息，而驾驶员可根据终端输出的图形显示和/或语音信号实时调整行驶路线，既可减少路程花费时间，又有助于调整交通流量。

Description

一种动态智能导航的方法

技术领域

本发明涉及GPS导航系统，更具体地说，涉及一种在GPS定位导航系统中实现动态智能导航的方法，其结合了GPS技术和GIS地理信息系统的应用。

背景技术

全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成，具有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS系统不仅可用于测量、导航，还可用于测速、测时。通过GPS接收到的卫星信号准确定位，可以得知车辆的行驶路线、位置、速度、海拔等信息。

地理信息系统(Geographical Informat ion System，简称GIS)从50年代末和60年代初开始出现，是人类在生产实践活动中，为描述和处理相关地理信息而逐渐产生的软件系统。它以计算机为手段，对具有地理特征的空间数据进行处理，以一个空间信息为主线，将其它各种与其有关的空间位置信息结合起来，具有如采集、管理、分析和表达数据等功能。其次，GIS处理的数据都和地理信息有着直接或间接的关系。地理信息是有关地理实体的性质、特征、运动状态的表征和一切有用的知识，而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示。

近年来，GPS技术除了应用在传统的车载防盗反劫装置之外，结合GIS系统、车载导航仪的应用也曰趋广泛。随着汽车工业的发展以及汽车电子市场的逐渐成熟，车载导航产品已初具规模。在欧美及日本，此类车载导航仪使用已比较普遍，目前国内GPS汽车导航产品也具有急剧增长的市场趋势。

随着城市车辆的日益增多，交通拥堵已成为严峻问题，社会关注程度非常高，影响大。拥挤的交通轻则造成公众时间和资源上的巨大浪费，重则导致城市交通瘫痪，无法正常运作。造成此类状况的主要影响因素为气象因素、环境因素以及人为因素。其中恶劣的天气会极大的降低城市交通的承载能力，环境因素包含了道路状况、突发事件和车流状况等，在不同方面不等程度上影响着交通运行，人为因素在某种程度上是对交通产生最直接和最明显的持续作用力来源，绝大部分是无意识导致的结果，或者无从了解实时的交通信息。

现有GPS车载导航产品虽然能为车辆驾驶员提供基本导航信息，但是其所提供的这种导航信息不包含实时交通路况信息，驾驶员需从其它信息源(如交通信息广播)获取实时交通信息，再结合该信息调整其行驶路线。但这种方法容易分散驾驶员的注意力，引发安全隐患。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有GPS车载导航产品没有提供实时路面交通信息的机制的缺陷，提供一种在GPS导航系统中实现动态智能导航的方法，其可根据实时交通路况，向车载终端提供到达目的地的最佳路径。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种在GPS定位导航系统中动态智能导航的方法，所述GPS定位导航系统包括GPS卫星、监控中心及车载终端，所述车载终端可通过GPS卫星接收协议接收GPS卫星信号，并可与监控中心通信；其特征在于，所述导航方法包括以下步骤：

S1、车载终端向监控中心发送导航请求，并将车辆目的地信息发送到监控中心；

S2、监控中心向车载终端查询车辆当前位置，车载终端上传当前位置的定位信息至监控中心；

S3、监控中心设置车辆当前位置为出发地，并结合实时交通信息数据库、出发地及目的地信息查找回避地；

S4、监控中心根据出发地、目的地及回避地信息，利用导航软件规划路径L；

S5、监控中心将目的地、回避地信息下发到车载终端，车载终端启动与监控中心相同的导航软件重现监控中心规划的路径L；

同时：

S6、监控中心不断监视实时交通信息数据库，当实时交通信息数据库提示交通路况出现变化，则重复步骤S2至S5以根据最新交通信息对路径规划进行更新。

在本发明的动态智能导航的方法中，所述当实时交通信息数据库提示交通路况出现变化，则重复步骤S2至S5以根据最新交通信息对路径规划进行更新包括：

当实时交通信息数据库提示出现新的交通不良路段Xm，则监控中心判断不良路段Xm是否处于最近一次所规划的路径L中，如是则返回步骤S2查询车辆当前位置；并

在步骤S3中：

S3a、判断终端是否已经过所述交通不良路段Xm，是则返回步骤S6；否则

S3b、将Xm设为回避地、当前位置设为新的出发地；

并在步骤S4中：

在原有回避地中增加不良路段Xm，并根据目的地、回避地、新出发地重新规划路径L’；

S5、下发目的地、回避地、新出发地到终端，终端重现路径L’。

在本发明的动态智能导航的方法中，所述当实时交通信息数据库提示交通路况出现变化，则重复步骤S2至S5以根据最新交通信息对路径规划进行更新包括：

当实时交通信息数据库提示先前出现交通不良的路段Ym已畅通，则返回步骤S2查询车辆当前位置；并

在步骤S4中，在原有回避地中减去不良路段Xm，并根据目的地、回避地、新出发地重新规划路径L”；

S5、下发目的地、回避地、新出发地到终端，终端重现路径L”。

在本发明的动态智能导航的方法中，当用户已到达目的地时，终端将自动发送指令给监控中心，结束本次智能导航的交互过程；

当监控中心在规定时间内未收到结束交互的指令，也将自动终止与终端的交互过程；

当终端上传的当前位置与目的地相同时，监控中心自动结束本次智能导航的交互过程。

在本发明的动态智能导航的方法中，所述终端重现监控中心规划的路径L、L’、L”包括终端在显示屏上显示所述路径L、L’、L”和/或输出语音导航信号。

在本发明的动态智能导航的方法中，所述终端采用GSM/GPRS或CDMA通信协议与监控中心通信。

在本发明的动态智能导航的方法中，在步骤S1中，终端还将用户要求的必经地、用户要求的回避地上传监控中心；在步骤S4中，监控中心进行路径规划时，结合用户要求的必经地及回避地；并在步骤S5中将目的地、必经地及回避地信息下发到终端。

实施本发明的动态智能导航的方法，具有以下有益效果：导航系统可以根据实时交通状况输出指示信息，而驾驶员可根据车载终端输出的图形显示和/或语音信号实时调整行驶路线，安全便捷，既可以减少路程花费时间，又有助于调整交通流量。

附图说明

图1是GPS定位导航系统的示意图，本发明动态智能导航的方法可在其中实施；

图2是本发明车载终端的内部组成示意图；

图3是本发明动态智能导航方法的流程图；

图4是根据本发明第一实施例的动态智能导航方法的流程图；

图5是根据本发明第二实施例的动态智能导航方法的流程图；

图6是根据本发明第三实施例的动态智能导航方法的流程图；

图7是根据本发明第另一种实施例的动态智能导航方法的流程图。

具体实施方式

图1是本发明动态智能导航的方法可在其中实施的GPS定位导航系统100的示意图。如图所示，该GPS定位导航系统100包括GPS卫星10、监控中心20及车载终端30，车载终端可通过GPS卫星接收协议接收GPS卫星10信号，并可与监控中心20通信。监控中心20实时监控交通路况，获取实时交通信息25。车载终端30通过输入输出设备35向车辆驾驶员40提供导航信息。

本发明提出智能导航系统的一种新的实现方式，其有机地将车载终端和车载导航仪整合成一个车载终端30，并在监控中心20的配合下，完成动态、智能导航。可广泛应用于信息通讯服务、自导航系统和智能交通信息服务等领域。

利用车载终端上已有的手机通信功能，用户只需要把目的地信息告诉监控中心，车载终端在监控中心的配合下便会为用户规划一条绕开“拥堵”路段的路径，畅通地到达目的地。

另外，本发明的动态智能导航实现方式在设计上还可满足用户的特殊要求，如用户要求驾驶过程中必须经过某路段(必经地)或者避开某路段(回避地)，监控中心只要在规划路径之前设置必经地、回避地信息并下发给终端即可。当用户要求的必经地出现路况不良时，监控中心也可与终端用户交互，用户可选择是否仍然要经过该路段。

车载终端硬件组成可参考附图2。它采用双CPU架构，以一个32位ARM处理器为主，一个16位单片机为辅，进行高速信号处理及与监控中心之间的通信。同时，采用多片Synchronous DRAM构成128M(或者更高)内存，保证系统高速运行。GPS模块处理陶瓷天线接收到GPS定位信息，将其传输给ARM结合地图软件处理数据。MP4硬件解码、语音IC为语音导航提供了硬件基础。GSM/GPRS模块是与监控中心建立连接的桥梁，通过特有的通信协议，车载终端能够从监控中心方便快速地获取实时交通路况信息进行智能导航。

车载终端使用的协议主要包括如GSM/GPRS通信协议、GPS卫星接收协议、USB接口标准等传输协议，这些协议为系统信息沟通提供了依据。

监控中心20具有快速的数据运算平台，将路况信息导入到监控中心的地图。在本发明的方案中，当用户告诉监控中心其目的地之后，监控中心会查询用户所在地理位置，并将该位置设为出发地，最后监控中心将目的地、回避地等信息通过无线网络下发给终端导航系统。终端导航系统收到目的地、回避地等信息之后自动的在终端导航系统上规划出一条能够绕开“拥堵”路段的路径，并通过输出设备为驾驶员提供语音导航和/或图形显示。

以下结合图3至图7中的几个实施例对本发明进行进一步描述。

图3是本发明动态智能导航方法的流程图。如图所示，在步骤S1，车载终端向监控中心发送导航请求，并将车辆目的地信息发送到监控中心。例如，如前所述，可利用车载终端上已有的手机通信功能将车辆目的地信息发送到监控中心。在步骤S2，监控中心实时查询车辆当前位置，终端上传当前位置。例如，终端利用通过GPS定位系统接收的GPS信号计算出当前位置的经纬度数据，并上传给监控中心。在步骤S3，监控中心将车辆当前位置作为出发地，根据实时交通信息数据库及所接收到的目的地信息查找回避地。接下来，在步骤S4，监控中心利用导航软件，根据出发地、目的的及回避地信息规划一条最佳路径。在步骤S4之后，有两条分支，在第一分支C1中，在步骤S5，监控中心将目的地、回避地信息下发到车载终端，终端利用与监控中心相同的导航软件重现监控中心所规划的路径，以引导车辆通过最佳路径到达目的地。例如，车载终端可在显示屏上显示该最佳路径和/或输出语音导航信号。

在实际情况中，交通路况是在不断变化的。这就需要监控中心不断地监控实时交通路况。例如，当请求服务的车辆未到达目的地而此时路况又有新的变化，需要监控中心再次查询车辆所在位置以确定该路况对车辆是否有影响，如果有影响则需要为其重新规划路径并下发数据给车载终端重新所规划路径。因此，步骤S4之后，在第二分支C2，向车载终端下发相关信息的同时，监控中心进行步骤S6a监控实时交通信息数据库提供的数据有无变化。并在判断步骤S6b中确认实时交通信息数据库有无提示交通路况出现变化。如无变化，则继续监控。如有变化，则重复步骤S2至S5，以根据最新交通信息对路径规划进行更新。

在上述过程中，当终端上传的当前位置与目的地相同时，监控中心可结束本次导航的交互过程。或者用户到达目的地时，终端将自动发送指令给监控中心，结束本次智能导航的交互过程；或者，如果监控中心在规定的时间内未收到结束交互的请求，也将自动终止与终端的交互过程。

图4是根据本发明第一实施例的动态智能导航方法的流程图。如图4所示，步骤S1、S2、S3、S4、S5、S6a、S6b与图3所示相同。不同的是在图4中，步骤S2之后有两个分支A和B，另外步骤S6b中，当交通信息数据库提示交通路况出现变化后，又增加了两个判断步骤S6c和S6d。

通常交通路况出现变化的情况有两种，第一是出现新的交通不良路段Xm，第二是先前的不良路段Ym的路况变得通畅。

在步骤S6c，监控中心判断是否出现新的交通不良路段Xm，如果不是，则是先前的不良路段Ym的路况变得通畅，需要进行步骤S6e，这种情况将在后面结合附图5进行讨论。现在讨论出现新的交通不良路段Xm的情况，此时，本发明的方法进入步骤S6d，进一步判断不良路段Xm是否在监控中心最近一次所规划的路径L中。如果不良路段Xm不在路径L中，则返回步骤S6a，继续监控交通信息数据库中的数据。如果不良路段Xm在路径L中，则返回步骤S2，查询车辆当前位置。

如前所述，步骤S2之后有两个分支A和B，实际上，分支B中的两个步骤S3a和S3b是分支A中的步骤S3中所做的工作的一部分，只是为方便描述，才在图中将其分离出来。回过来讨论步骤S3a，监控中心根据终端上传的当前位置判断车辆是否已经过交通不良路段Xm。如果已经通过，则返回步骤S6a；如果尚未通过，则进行步骤S3b，将该不良路段Xm设为回避地、当前位置设为出发地。然后，在步骤S4中，与图3所示的相同，监控中心利用导航软件，根据出发地、目的的及回避地信息规划一条最佳路径L’。由于出发地、回避地信息都已更新，因而路径L’是与路径L不相同的一条根据实时交通信息数据库的信息更新后的路径。在车辆到达目的地之前，这些步骤不断重复，从而使本发明的动态智能导航方法得以实现。

图5是根据本发明第二实施例的动态智能导航方法的流程图。如图5所示，步骤S1、S2、S3、S4、S5、S6a、S6b与图3所示相同。不同的是在图5中，步骤S6b中，当交通信息数据库提示交通路况出现变化后，增加判断步骤S6e，监控中心判断先前出现的交通不良路段Ym是否已畅通。

如前所述，通常交通路况出现变化的情况有两种，第一是出现新的交通不良路段Xm，第二是先前的不良路段Ym的路况变得通畅。作为选择，监控中心可以先判断出现的变化是否是出现新的交通不良路段Xm(如图4所示)，也可以先判断出现的变化是否是先前的不良路段Ym的路况变得通畅(如图5所示)。

回到图5，如果先前出现的交通不良路段Ym无变化，则进行步骤S6d(如图4所示)。如先前出现的交通不良路段Ym已变得通畅，则返回步骤S2。以后的步骤如结合图3所讨论的相同。需要提醒的是，这一次所规划的路径L”可能与上一次所规划的路径L相同，也可能不同。当路段Ym的状况对从出发地到目的地的多条可能的路径都无影响的情况下，所规划的路径不发生变化。当路段Ym是从出发地到目的地中可选择路径中的最佳路径的一个经由地时，所规划的路径发生变化，即改变成经由路段Ym的最佳路径。

图6是根据本发明第三实施例的动态智能导航方法的流程图。如前所述，本发明还可根据用户的特殊要求，如用户要求驾驶过程中必须经过某路段(必经地)或者避开某路段(回避地)，来进行动态智能导航。

图6所示的流程图中的步骤基本上与图3相同。不同的是，在步骤S1中，终端还将用户要求的必经地、用户要求的回避地上传监控中心；在步骤S4中，监控中心进行路径规划时，结合用户要求的必经地及回避地进行规划；并在步骤S5中将目的地、必经地及回避地信息下发到终端。

作为选择，当用户要求的必经地出现路况不良时，监控中心也可发送该信息到终端，与终端用户交互，用户可选择是否仍然要经过该路段。如用户选择放弃经过该路段，则监控中心将其设为回避地，并将该回避地信息下发给终端。如用户选择仍要经过该路段，则尊重客户选择，不改变原规划路径。

图7是根据本发明另一种实施方式的动态智能导航方法的流程图，具体过程描述如下：

1、终端用户使用车载终端的手机通话功能告知监控中心预前往的目的地；

2、监控中心通过无线网络获取该用户使用车载终端GPS功能的经纬度定位信息，将其作为出发地；

3、监控中心设置出发地、目的地，规划出一条满足用户要求的路径；

4、结合实时交通路况信息，如必经地(一处或多处)出现交通拥堵，监控中心将其列入回避地，重新规划路径。以此循环，直至规划出一条路况良好且满足用户要求的路径；

5、将回避地、目的地等信息下发给车载终端。车载终端启动与监控中心相同的导航软件，重现监控中心规划的路径L；

6、假设用户行驶至某处，规划路径的前方Xm出现交通拥堵，监控中心将再一次查询车辆所在地并重新规划路径下发回避地信息给车载终端，让用户能够顺畅到达目的地。

7、当用户到达目的地时，终端将自动发送指令给监控中心，结束本次智能导航的交互过程；如果监控中心在规定的时间内未收到结束交互的请求，也将自动终止与终端的交互过程。

总之，本发明以GPS定位和导航、GIS、GSM/GPRS通信网络的应用为基础，通过监控中心获取实时交通路况信息，结合地图软件及导航软件进行处理，并下发回避地、目的地信息给车载终端智能规划路径，以使用户能够避开交通拥堵地段，顺畅到达目的地。

Claims (8)

1.一种在GPS定位导航系统中动态智能导航的方法，所述GPS定位导航系统包括GPS卫星、监控中心及车载终端，所述车载终端可通过GPS卫星接收协议接收GPS卫星信号，并可与监控中心通信；其特征在于，所述导航方法包括以下步骤：

S1、车载终端向监控中心发送导航请求，并将车辆目的地信息发送到监控中心；

S2、监控中心向车载终端查询车辆当前位置，车载终端上传当前位置的定位信息至监控中心；

S3、监控中心设置车辆当前位置为出发地，并结合实时交通信息数据库、出发地及目的地信息查找回避地；

S4、监控中心根据出发地、目的地及回避地信息，利用导航软件规划路径L；

S5、监控中心将目的地、回避地信息下发到车载终端，车载终端启动与监控中心相同的导航软件重现监控中心规划的路径L；

同时：

S6、监控中心不断监视实时交通信息数据库，当实时交通信息数据库提示交通路况出现变化，所述出现变化的交通路况包括以下任一种或其组合：出现新的交通不良路段Xm、先前的不良路段Ym已畅通；

若出现新的交通不良路段Xm，则将Xm设为回避地，并重复步骤S2至S5以重新规划路径；

若先前出现交通不良的路段Ym已畅通，则在回避地中减去Ym，并重复步骤S2至S5以重新规划路径。

2.根据权利要求1所述的动态智能导航的方法，其特征在于，

当实时交通信息数据库提示出现新的交通不良路段Xm，则监控中心判断不良路段Xm是否处于最近一次所规划的路径L中，如是则返回步骤S2查询车辆当前位置；并

在步骤S3中：

S3a、判断终端是否已经过所述交通不良路段Xm，是则返回步骤S6；否则

S3b、将Xm设为回避地、当前位置设为新的出发地；

并在步骤S4中：

在原有回避地中增加不良路段Xm，并根据目的地、回避地、新出发地重新规划路径L’；

S5、下发目的地、回避地、新出发地到终端，终端重现路径L’。

3.根据权利要求1所述的动态智能导航的方法，其特征在于，

当实时交通信息数据库提示先前出现交通不良的路段Ym已畅通，则返回步骤S2查询车辆当前位置；并

在步骤S4中，在原有回避地中减去不良路段Xm，并根据目的地、回避地、新出发地重新规划路径L”；

S5、下发目的地、回避地、新出发地到终端，终端重现路径L”。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的动态智能导航的方法，其特征在于，所述步骤还包括：

当用户已到达目的地时，终端将自动发送指令给监控中心，结束本次智能导航的交互过程；

当监控中心在规定时间内未收到结束交互的指令，也将自动终止与终端的交互过程；

当终端上传的当前位置与目的地相同时，监控中心自动结束本次智能导航的交互过程。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的动态智能导航的方法，其特征在于，其中，

所述终端重现监控中心规划的路径L、L’、L”包括终端在显示屏上显示所述路径L、L’、L”和/或输出语音导航信号。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的动态智能导航的方法，其特征在于，所述终端采用GSM/GPRS或CDMA通信协议与监控中心通信。

7.根据权利要求1所述的动态智能导航的方法，其特征在于，其中，在步骤S1中，终端还将用户要求的必经地、用户要求的回避地上传监控中心；在步骤S4中，监控中心进行路径规划时，结合用户要求的必经地及回避地；并在步骤S5中将目的地、必经地及回避地信息下发到终端。

8.根据权利要求7所述的动态智能导航的方法，其特征在于，其中，当用户要求的必经地出现路况不良时，监控中心发送信息到终端，由用户选择是否仍然要经过该路段。

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