WO2018137325A1 - 多地点依存的路径规划方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供路径导航领域的一种多地点依存的路径规划方法和系统，旨在解决现有技术中对于具有多个地点存在时，尤其是多个地点中包括需要用户限时到达的地点时路径规划不能最优化而导致总行驶时间较长、总能源消耗过大的问题。本多地点依存的路径规划方法主要包括以下步骤：获取多个目标地点(S100)；从多个目标地点中选取第一目标地点(S200)；确定第一目标地点的前置地点(S300)；确定遍历前置地点的第一最短路径(S400)；获取遍历除第一目标地点和前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径(S500)；对第一最短路径和第二最短路径求和，从而获得总的最短路径(S600)。通过多地点依存的路径规划方法能够使用户获得遍历所有目标地点的总的最短路径，进而减少了总体行驶时间和能耗。

Description

多地点依存的路径规划方法和系统 技术领域

本发明属于路径导航领域，具体提供一种多地点依存的路径规划方法和系统。

背景技术

在日常生活中，汽车用户在某一段时间内往往需要去多个地点。通常用户只能在汽车导航系统中通过手动设置目的地或途经地点的方式进行导航。但是，这种导航方法通常是基于日程安排的时间进行路径规划的，而无法在满足时间规划的前提下将行驶路径进行最优化，进而增加了汽车的耗能量(耗油量、耗电量)以及增加了完成所有日程安排的总时间。

相应地，本领域需要一种路径规划方法来解决上述问题。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中对于具有多个地点存在时，尤其是该多个地点中包括需要用户限时到达的地点时路径规划不能最优化而导致总行驶时间较长、总能源消耗过大的问题，本发明提供了一种多地点依存的路径规划方法，该方法包括以下步骤：获取多个目标地点；从所述多个目标地点中选取第一目标地点；从所述多个目标地点中确定所述第一目标地点的前置地点；确定遍历所述前置地点的第一最短路径；获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径；对所述第一最短路径和所述第二最短路径求和，从而获得总的最短路径。

在上述方法的优选技术方案中，所述“获取多个目标地点”的步骤进一步包括：通过用户手动设置或同步方式获取多个目标地点。

在上述方法的优选技术方案中，所述同步方式包括与移动终端同步和/或与云端数据库同步。

在上述方法的优选技术方案中，所述前置地点是在所述第一目标地点之前用户期望或必须到达的目标地点；并且/或者“从所述多个 目标地点中选取第一目标地点”的步骤按照用户设定的优先级或时间顺序来执行；并且/或者“从所述多个目标地点中确定所述第一目标地点的前置地点”的步骤按照用户设定的优先级或时间顺序来执行。

在上述方法的优选技术方案中，所述“确定遍历所述前置地点的第一最短路径”的步骤进一步包括：获取遍历所述前置地点的所有第一路径；选取其中最短的路径作为所述第一最短路径。

在上述方法的优选技术方案中，所述“获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径”的步骤进一步包括：获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的所有第二路径；选取其中最短的路径作为所述第二最短路径。

在上述方法的优选技术方案中，所述第一目标地点包括用户期望或必须准时到达的限时地点。

在上述方法的优选技术方案中，所述路径规划方法还包括：确定起始地点和起始时间。

在上述方法的优选技术方案中，所述“确定所述第一目标地点的前置地点”的步骤进一步包括：基于所述起始地点和所述起始时间确定在所述限时地点之前用户期望或必须到达的目标地点；将确定出的目标地点作为所述前置地点。

在上述方法的优选技术方案中，所述路径规划方法还包括：当按照所述第一最短路径无法按时到达所述限时地点时，依次尝试遍历所述前置地点的各个次短路径。

在另一方面，本发明提供了一种多地点依存的路径规划系统，所述系统包括：数据采集单元，其用于获取多个目标地点；路径规划单元，其用于执行下列操作：从所述多个目标地点中选取第一目标地点、确定所述第一目标地点的前置地点、确定遍历所述前置地点的第一最短路径、获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径以及对所述第一最短路径和所述第二最短路径求和来获得总的最短路径。

在上述系统的优选技术方案中，所述路径规划单元进一步包括：地图模块，其用于确定遍历所述前置地点的第一最短路径和获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径；控制模块，其用于从所述多个目标地点中选取第一目标地点、确定 所述第一目标地点的前置地点以及对所述第一最短路径和所述第二最短路径求和来获得总的最短路径。

在上述系统的优选技术方案中，所述数据采集单元通过用户手动设置或同步方式获取多个目标地点。

在上述系统的优选技术方案中，所述同步方式包括与移动终端同步和/或与云端数据库同步。

在上述系统的优选技术方案中，所述前置地点是在所述第一目标地点之前用户期望或必须到达的目标地点；并且/或者所述路径规划单元按照用户设定的优先级或时间顺序从所述多个目标地点中选取第一目标地点；并且/或者所述路径规划单元按照用户设定的优先级或时间顺序从所述多个目标地点中确定所述第一目标地点的前置地点。

在上述系统的优选技术方案中，所述地图模块通过下列操作来确定遍历所述前置地点的第一最短路径：获取遍历所述前置地点的所有第一路径；选取其中最短的路径作为所述第一最短路径。

在上述系统的优选技术方案中，所述地图模块通过下列操作来获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径：获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的所有第二路径；选取其中最短的路径作为第二最短路径。

在上述系统的优选技术方案中，所述第一目标地点包括用户期望或必须准时到达的限时地点。

在上述系统的优选技术方案中，所述数据采集模块还能够确定起始地点和起始时间。

在上述系统的优选技术方案中，所述控制模块通过下列操作确定所述第一目标地点的前置地点：基于所述起始地点和所述起始时间确定在所述限时地点之前用户期望或必须到达的目标地点；将确定出的目标地点作为所述前置地点。

在上述系统的优选技术方案中，当按照所述第一最短路径无法按时到达所述限时地点时，所述路径规划单元依次尝试遍历所述前置地点的各个次短路径。

本领域技术人员能够理解的是，在本发明的优选技术方案中，先从多个目标地点中选出一个地点(优选是限时地点)，进而确定该地点的前置地点并对其进行路径规划，获得遍历所有前置地点的第一 最短路径；然后再对除限时地点和已经进行了路径规划的前置地点外的其他剩余目标地点进行路径规划，获得第二最短路径，进而通过对第一最短路径和第二最短路径求和来获得用户将要前往的所有目标地点的总的最短路径。进一步，第二最短路径的起点为第一最短路径的终点。

因此，通过本发明的方法在满足完成特定任务(前往限时地点和前置地点)的前提下，能够获得遍历所有目标地点的总的最短路径，进而减少了总的行驶时间以及总的行驶能耗。

附图说明

图1是本发明的多地点依存的路径规划方法的步骤流程图；

图2是本发明的多地点依存的路径规划方法的目标地点的示例图。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非用于限制本发明的保护范围。例如，可以将道路拥堵情况和道路平整程度作为路径规划进一步的参考因素，对第一最短路径和第二最短路径分别进行约束，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

本发明的多地点依存的路径规划系统主要包括：数据采集单元和路径规划单元。其中，数据采集单元用于获取用户在当前行程上的所有目标地点。具体地，数据采集单元可通过用户手动设置或同步方式获取所有目标地点。该同步方式具体可以是与移动终端同步(如手机)，还可以是与云端数据库同步，等等。本领域技术人员能够理解的是，数据采集单元还可以通过用户手动设置和同步方式两者交互的模式获取所有目标地点。此外，数据采集模块还能够确定用户的起始地点和起始时间，以便能够对路径进行精确规划和准确判断用户到达目标地点的时间。此外，在实际应用中，数据采集单元可以采用任何适当的物理形式，其可以集成到现有的系统中，例如集成到现有的车载娱乐信息系统中，也可以是独立的设备，例如专用于执行本发明的方法的移动终端或APP等。 具体实现形式的改变并没有脱离本发明的基本原理，因此也将落入本发明的保护范围之内。

路径规划单元进一步包括地图模块和控制模块。控制模块能够与数据采集单元进行通信，并因此能够从上述所有目标地点中选取第一目标地点、确定第一目标地点的前置地点。地图模块能够确定遍历该前置地点的第一最短路径和获取遍历除第一目标地点和前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径。进一步，控制模块能够通过对第一最短路径和第二最短路径求和来获得总的最短路径。

进一步，地图模块先获取遍历所有前置地点的所有第一路径，然后将所有第一路径进行比较，并选取其中最短的路径作为第一最短路径。地图模块还获取遍历除前置地点和限时地点外的剩余目标地点的所有第二路径；然后将所有第二路径进行比较，并选取其中最短的路径作为第二最短路径。

需要说明的是，第一目标地点优选是用户期望或必须准时到达的限时地点，前置地点是用户在第一目标地点之前期望或必须到达的目标地点，两者都属于数据采集单元获取的多个目标地点的一部分。此外，与数据采集单元类似，地图模块和控制模块也是既可以集成到现有的系统中，也可以设置成独立的模块，专门用于执行上述操作。

下面参阅图1来描述本发明的多地点依存的路径规划方法。如图1所示，本发明的多地点依存的路径规划方法包括：步骤S100，获取多个目标地点；步骤S200，从多个目标地点中选取第一目标地点；步骤S300，确定第一目标地点的前置地点；步骤S400，确定遍历前置地点的第一最短路径；步骤S500，获取遍历除第一目标地点和前置地点外的所有剩余目标地点的第二最短路径；步骤S600，对第一最短路径和第二最短路径求和，从而获得总的最短路径。

在步骤S100中，通过用户手动设置或同步方式获取所有目标地点。本发明的“目标地点”意指用户在一段时间(例如一天)内需要前往的地点，该目标地点可以附带时间要求，也可以不带时间要求；在附带时间要求的情况下，该时间要求可以是强制性的(下文所述的限时地点)，也可以是非强制性的；既可以是具体的－例如上午10点去某地，也可以相对模糊的－例如下午去某地。具体地，用户可以将需要前往的目标地点输入并存储至设置于汽车上的系统或者其他远程端。或者， 用户也可以事先将所有目标地点记录在移动终端(如手机)或通过电脑、手机将所有目标地点存储至云端数据库。然后将移动终端或云端数据库内的数据同步至车载系统中。更具体地，同步过程可以是通过云端进行实时同步，也可以是在用户打开车门或启动汽车时进行同步。

在步骤S200中，通过控制模块从步骤S100中获得所有目标地点中选取第一目标地点。该第一目标地点是用户期望或必须准时到达的地点。优选地，该第一目标地点是用户必须准时到达的限时地点。具体地，用户将限时地点在系统中进行标记。此外，这里所述的限时地点是指在特定时间点必须到达的目标地点，其在所有目标地点中具有最高优先级，因此，在本发明的路径规划逻辑中，以满足该限时地点的准时性为先决条件，然后再考虑在该特定时间点之前必须到达的目标地点，最后才是其他时间要求不严格的地点。

在步骤S300中，根据步骤S100中获得的目标地点和步骤S200获得的限时地点来确定限时地点的前置地点。该前置地点是在限时地点之前用户期望或必须到达的地点。举例来说，如果第一目标地点是“中午12点去参加饭局的XX饭店”，则“上午10点必须去的XX公司”就是必须到达的前置地点，“(最好)上午去就诊的医院”就是期望到达的前置地点，依此类推。优选地，该前置地点是在限时地点之前用户必须到达的地点，从而能够避免限时地点与前置地点在时间上发生干涉。或者，本领域技术人员也可以在限时地点和其前置地点不发生时间干涉的前提下，将该前置地点中的任一个设置成用户必须到达的限时地点，这种改变并不背离本发明的原理。

对于目标地点、限时地点和前置地点，本领域技术人员也可以根据需要在路径系统中设置不同的存储区，用来分别存储限时地点、前置地点和普通目标地点(除限时地点和前置地点外的所有目标地点)，然后由用户将限时地点和前置地点分类输入路径规划系统。

作为示例，一段时间T(例如一天)内的行程：X＝{x0,x1,x2,…xi…,xn}。其中，T表示从x0开始到xn结束的时间；n≥2；xi＝(ti,pi,sta,pre)。其中，i为从0到n的正整数，pi代表目标位置；p0表示用户当前的出发位置(即，i等于0时的目标位置)；ti代表用户在pi位置点预计花费的时间；sta表征当前状态(某一目标地点)是否可变，0代表不可变(如当前目标地点pi是需要按时到达的限时地点)，1代表可变；pre为一个 数组，表征是否有前置任务，数组为空表示xi无前置任务，数组中的数字(例如2、5、8等)代表其所有前置任务。

在步骤S400中，通过地图模块获取遍历所有前置地点的第一最短路径。具体地，首先，将所有前置地点在地图中进行标定，或者先将所有的目标地点(p0～pi)在地图上进行标定，然后在地图上筛选出某一限时地点之前的前置地点。其次，在地图上按照前置地点不同的排列次序分别计算遍历所有前置地点的第一路径。然后，将计算获得的所有第一路径进行比较，获得最短的第一路径，即第一最短路径。

进一步，为了避免在遍历所有前置地点时，用户到达限时地点超时的情况出现，还需要在起始时间的基础上考虑行驶完该第一最短路径的时间。当用户按当前第一最短路径行驶时间超限－即无法按时到达限时地点时，可以忽略掉至少一个用户非必须到达的前置地点，然后对剩余的前置地点重新计算最短路径，直至用户到达限时地点时不超时为止；或者可以重新选取其他限时地点作为第一目标地点。

本领域技术人员能够理解的是，一个整体行程中的限时地点可能是一个、两个或更多个，但每次计算时作为第一目标地点的限时地点只能有一个。为了获得更明显的技术效果，可以在系统运算能力允许的前提下，将不同限时地点作为第一目标地点时计算出的总的最短路径进行比较，并选取它们中最短的一个作为最终应用的最佳路径。

本领域技术人员能够理解的是，为了进一步优化路径规划的准确性，还可以将道路情况作为参考依据来适当调整第一路径。该道路情况具体地可以是道路拥堵情况、道路平整程度、设置于道路上的红路灯数量等。

在步骤S500中，获取除步骤S400中已经遍历的限时地点和前置地点外剩余的目标地点，进而通过地图模块获取该剩余目标地点的第二最短路径。具体地，首先将所有目标地点(p0～pi)在地图上进行标定。然后，去除已经遍历的限时地点和前置地点的干扰，并以步骤S200中选取的第一目标地点为起点，在地图上对剩余目标地点按照不同的排列次序分别计算遍历所有剩余目标地点的第二路径。最后，将计算获得的所有第二路径进行比较，获得最短的第二路径，即第二最短路径。

同理，为了进一步优化路径规划的准确性，还可以将道路情况作为参考依据来适当调整第二路径。该道路情况具体地可以是道路拥堵情况、道路平整程度、设置于道路上的红路灯数量等。

在步骤S600中，通过控制模块将在步骤S400中获得第一最短路径和在步骤S500中获得的第二最短路径进行求和，其求和结果就是整个行程中总的最短路径X。

下面参阅图2来举例说明本发明的路径规划方法。如图2所示，作为示例，p0为当前出发位置，即起始地点，p1和p3为限时地点，p3被选定为第一目标地点，p1和p2为p3的前置地点，p1没有前置地点(或者前置地点为p0)，p4和p5为普通目标地点(除限时地点和前置地点外的所有剩余目标地点)。若按照上述步骤S400和步骤S500，用户需要先从p0依次前往p1，然后再根据用户离开p1的第一时间(例如9:00点)、用户从p1历经p2到达p3的第二时间(例如t)和要求到达p3的第三时间(例如10:00)，判断用户是否可以在到达p3之前先前往p2。具体地，当第一时间与第二时间之和超过第三时间，即t超过1小时，则用户离开p1之后直接前往p3；当第一时间与第二时间之和未超过第三时间，即t未超过1小时，则用户离开p1之后可以先前往p2再前往p3。需要说明的是，该情况的前提是第一时间与用户离开p1之后直接前往p3所花费的时间之和未超过第三时间。否则，就要重新选择p1作为第一目标地点，然后对剩下的目标地点p2、p3、p4、和p5迭代执行本发明的方法，最终路径就是p0到p1之间的距离加上按照本发明的方法对p2、p3、p4、和p5四个目标地点规划出的最短路径。

进一步，当用户从p1离开之后直接前往p3时，则以p3为起点计算遍历p2、p4和p5的第二最短路径，假设结果为从p3依次前往p2、p4和p5。当用户从p1离开之后途径p2后再前往p3时，则以p3为起点计算遍历p4和p5的第二最短路径。

此外，在没有限时地点存在时，所述第一目标地点也可以根据目标地点的主次要关系或者用户的个人喜好等其他因素作出调整，之后的路径规划操作与上文描述的完全相同。

综上所述，通过本发明的方法在满足完成特定任务(前往限时地点和前置地点)的前提下，能够获得遍历所有目标地点的总的最短 路径，进而减少了总的行驶时间以及总的行驶能耗，提高了汽车的续航里程。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1. 一种多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

   获取多个目标地点；

   从所述多个目标地点中选取第一目标地点；

   从所述多个目标地点中确定所述第一目标地点的前置地点；

   确定遍历所述前置地点的第一最短路径；

   获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径；

   对所述第一最短路径和所述第二最短路径求和，从而获得总的最短路径。
2. 根据权利要求1所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述“获取多个目标地点”的步骤进一步包括：

   通过用户手动设置或同步方式获取多个目标地点。
3. 根据权利要求2所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述同步方式包括与移动终端和/或与云端数据库中的用户行程安排同步。
4. 根据权利要求1所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述前置地点是在所述第一目标地点之前用户期望或必须到达的目标地点；并且/或者

   “从所述多个目标地点中选取第一目标地点”的步骤按照用户设定的优先级或时间顺序来执行；并且/或者

   “从所述多个目标地点中确定所述第一目标地点的前置地点”的步骤按照用户设定的优先级或时间顺序来执行。
5. 根据权利要求4所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述“确定遍历所述前置地点的第一最短路径”的步骤进一步包括：

   获取遍历所述前置地点的所有第一路径；

   选取其中最短的路径作为所述第一最短路径。
6. 根据权利要求5所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述“获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径”的步骤进一步包括：

   获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的所有第二路径；

   选取其中最短的路径作为所述第二最短路径。
7. 根据权利要求1至6中任一项所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述第一目标地点包括用户期望或必须准时到达的限时地点。
8. 根据权利要求7所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述路径规划方法还包括：确定起始地点和起始时间。
9. 根据权利要求8所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述“确定所述第一目标地点的前置地点”的步骤进一步包括：

   基于所述起始地点和所述起始时间确定在所述限时地点之前用户期望或必须到达的目标地点；

   将确定出的目标地点作为所述前置地点。
10. 根据权利要求7所述的多地点依存的路径规划方法，其特征在于，所述路径规划方法还包括：当按照所述第一最短路径无法按时到达所述限时地点时，依次尝试遍历所述前置地点的各个次短路径。
11. 一种多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述系统包括：

    数据采集单元，其用于获取多个目标地点；

    路径规划单元，其用于执行下列操作：从所述多个目标地点中选取第一目标地点、确定所述第一目标地点的前置地点、确定遍历所述前置地点的第一最短路径、获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径以及对所述第一最短路径和所述第二最 短路径求和来获得总的最短路径。
12. 根据权利要求10所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述路径规划单元进一步包括：

    地图模块，其用于确定遍历所述前置地点的第一最短路径和获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径；

    控制模块，其用于从所述多个目标地点中选取第一目标地点、确定所述第一目标地点的前置地点以及对所述第一最短路径和所述第二最短路径求和来获得总的最短路径。
13. 根据权利要求12所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述数据采集单元通过用户手动设置或同步方式获取多个目标地点。
14. 根据权利要求13所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述同步方式包括与移动终端同步和/或与云端数据库同步。
15. 根据权利要求11所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述前置地点是在所述第一目标地点之前用户期望或必须到达的目标地点；并且/或者

    所述路径规划单元按照用户设定的优先级或时间顺序从所述多个目标地点中选取第一目标地点；并且/或者

    所述路径规划单元按照用户设定的优先级或时间顺序从所述多个目标地点中确定所述第一目标地点的前置地点。
16. 根据权利要求15所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述地图模块通过下列操作来确定遍历所述前置地点的第一最短路径：

    获取遍历所述前置地点的所有第一路径；

    选取其中最短的路径作为所述第一最短路径。
17. 根据权利要求16所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在 于，所述地图模块通过下列操作来获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的第二最短路径：

    获取遍历除所述第一目标地点和所述前置地点外的剩余目标地点的所有第二路径；

    选取其中最短的路径作为第二最短路径。
18. 根据权利要求11至17中任一项所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述第一目标地点包括用户期望或必须准时到达的限时地点。
19. 根据权利要求18所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述数据采集模块还能够确定起始地点和起始时间。
20. 根据权利要求19所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，所述控制模块通过下列操作确定所述第一目标地点的前置地点：

    基于所述起始地点和所述起始时间确定在所述限时地点之前用户期望或必须到达的目标地点；

    将确定出的目标地点作为所述前置地点。
21. 根据权利要求18所述的多地点依存的路径规划系统，其特征在于，当按照所述第一最短路径无法按时到达所述限时地点时，所述路径规划单元依次尝试遍历所述前置地点的各个次短路径。

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