CN102538806B - 一种路径规划方法以及相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种路径规划方法以及相关设备，用于提高导航系统路径查询的速度。本发明实施例方法包括：获取用户输入的目标信息，所述目标信息包含起点和终点信息；根据所述目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段；根据所述关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息；根据目标信息向用户显示所述目标路径信息。本发明实施例还提供了实现该方法的相关装置。

Description

一种路径规划方法以及相关设备

技术领域

本发明涉及导航领域，尤其涉及一种路径规划方法以及相关设备。

背景技术

随着通信技术和全球定位技术的不断发展，为导航技术提供了越来越坚实的技术基础。人们在出行时经常苦恼于复杂的道路环境，不过有了导航技术，就可以为出行的人们带来很大的方便。

现在社会上逐渐普及了许多种车载导航软件，这些车载导航软件的作用就是为行驶在道路网中的车辆提供准确、有效、快速的行车路线，引导车辆顺利的达到终点。因此，车载导航软件所要解决的一大问题是路径的规划。在现实的道路网中，道路环境复杂而且庞大，仅在一个城市内，就可能存在复杂的道路状况；若要进行长途旅行，导航软件就需要进行大范围的道路网络查询。

现有的本地版导航系统在进行远距离长途路径查询时，会即时的进行由起点到终点的路径规划运算，以得到目标路径信息。这种方法受限于车载导航软件的硬件配置，在进行大数据量、多可能性运算时，路径查询的速度会比较缓慢。

发明内容

本发明实施例提供了一种路径规划方法以及相关设备，用于提高导航系统路径查询的速度。

本发明实施例提供的路径规划方法，包括：获取用户输入的目标信息，所述目标信息包含起点和终点信息；根据所述目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段，所述关键路段为预先规划好行驶路径的路段；根据所述关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息；根据目标信息向用户显示所述目标路径信息。

本发明实施例提供的路径规划装置，包括：获取单元，用于获取用户输入的目标信息，所述目标信息包含起点和终点信息；查找单元，用于根据所述目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段，所述关键路段为预先规划好行驶路径的路段；规划单元，用于根据所述关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息，触发显示单元；显示单元，用于根据目标信息向用户显示目标路径信息。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：本发明是对现有本地版车载导航系统进行的改进，通过预先对地图中各个关键节点连接成的路段进行规划运算，然后存储这些路段的规划结果作为关键路段；使得当用户需要进行远距离路径查询时，可以对应查找到起点到终点之间的关键路段，利用这些已经规划好的关键路段对接起点和终点，快速地查找到目标路径信息，提高了用户体验。

附图说明

图1是本发明实施例路径规划方法的一个流程示意图；

图2是本发明实施例路径规划方法的另一个流程示意图；

图3是本发明实施例路径规划方法中关键路段的道路对比图；

图4是本发明实施例路径规划方法的另一个流程示意图；

图5是本发明实施例路径规划装置的逻辑结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种路径规划方法以及相关设备，用于提高导航系统路径查询的速度。

请参阅图1，本发明实施例中路径规划方法的一个实施例包括：

101、获取目标信息；

路径规划装置获取用户输入的目标信息，该目标信息中主要包含两个内容：起点信息和终点信息。

目标信息可以包含更多的筛选条件信息或显示条件信息，详细内容会在后续的实施例中描述。

102、查找关键路段；

路径规划装置根据目标信息在客户端的本地数据库中查找起点和终点之间对应的关键路段，该关键路段为预先规划好行驶路径的路段。

路径规划装置会预先将地图划分成不同的模块，根据实际的路况信息再从每个模块中选定一些关键节点，这些关键节点是车辆行驶中使用的高频路段或连接城市之间的关键点，一般是道路网上的交通枢纽或高速公路站点。预先计算好这些关键节点之间互通的交通路线，然后将这些交通路线作为关键路段存储在客户端本地的数据库中。

路径规划装置会以高效空间数据文件来存储关键路段的信息，这些关键路段信息的总数据量不会很大，目前全中国关键路段信息的数据量大概在1兆左右，不会给路径规划装置的存储空间带来负担。

这种高效空间数据文件是一种灵活高效的数据结构，可以分为四个部分：文件头、统计信息、空间索引和实体数据。

这种文件结构的“高效”体现在空间索引这个部分，空间索引的存储设计考虑到了内存中的使用情况，在数据读取到内存后，只需要将数据的偏移转换为结构指针，数据既可加载完成，区别于传统按照结构字段进行读取的加载方式，提高了数据的加载性能，并能有效的减少内存碎片。

实体数据主要包含两个部分：节点数据和路段数据；节点和路段数据均通过数组序号排序，并通过节点和路段两者的关联建立了路网的拓扑关系，高效的存储了关键路段的数据信息。

103、进行路径规划运算；

在获取到关键路段后，路径规划装置结合目标信息以及关键路段，计算从起点到终点可能存在的行驶路线方案，统计这些行驶路线方案，将统计结果作为目标路径信息。

104、显示目标路径信息。

在得到目标路径信息之后，路径规划装置可以根据目标信息用列表的形式向用户显示所有的行驶路线方案，完成整个路径规划。

本发明是对现有本地版车载导航系统进行的改进，通过预先对地图中各个关键节点连接成的路段进行规划运算，然后存储这些路段的规划结果作为关键路段；使得当用户需要进行远距离路径查询时，可以对应查找到起点到终点之间的关键路段，利用这些已经规划好的关键路段对接起点和终点，快速地查找到目标路径信息，提高了用户体验。

本发明实施例会以道路分层的方法对本发明路径规划方法进行描述，请参阅图2，本发明实施例中路径规划方法的另一个实施例包括：

201、获取目标信息；

本实施例中的步骤201的内容与前述图1所示的实施例中步骤101的内容相同，此处不再赘述。

202、分层查找关键路段；

一般地图中的道路数据会被分成6个等级，为0，1，2，3，4，5，道路在分层的时候根据这6个等级来分层，每一层包含不同等级的道路，分别如下：

第零层：0，1，2，3，4，5

第一层：1，2，3，4，5

第二层：2，3，4，5

第三层：3，4，5

第四层：4，5

第五层：5

第零层包含了地图上所有的道路，包括一些街道、小巷；第一层稍微地删去了一些不重要的小巷路径；第二层再删去一些狭窄的街道；第三，四，五层依次类推的删去一些相对不重要的道路，到了第五层就只剩下了高速公路等主要干线。每一层数据之间都有上迁点作为各层道路之间的连接。

关键路段主要划分在第四层和第五层道路，因此，在进行长途路径规划时，路径规划装置通过指针直接调取第四层和第五层的路网关系，在这两层层路网关系中查找从起点到终点之间的关键路段，不需要逐级查找，提高了路径规划运算的效率。

关键路段的道路对比如图3所示，在图3中白色圆点表示关键路段的内部节点，黑色圆点表示关键路段的外围节点，黑色粗线表示简化后规划出的节点路径。原始道路结构301中存在非常多的道路节点，这些道路节点皆为关键节点，若要在实时运算中将这些节点全部连接起来计算可能的行驶路径方案，运算量则会非常大。因此，本发明会预先将关键路段中所有的关键节点都的行驶路径都规划好，然后存储起来，在实时运算中只需要计算关键路段的外围节点之间的行驶路径，简化后的路径规划如302所示，节省了运算时间。

203、搜索可能的路径；

在得到关键路段信息之后，路径规划装置在进行长途路径规划时，会从起点和终点同时开始，沿地图中起点到终点之间除关键路段的内部节点之外的节点进行搜索；在搜索时，起点和终点从第零层开始，当遇到上迁点时，搜索路线就上迁到第一层，再遇到上迁点时，依次类推，直到上迁至第四层，搜索路线对接关键路段中的外围节点，沿关键路段的外围节点继续搜索，当任一从起点的搜索与任一从终点的搜索到达同一个点时，完成了一条路径的规划；当使用上述的搜索方法完成所有路径的规划时，搜索结束。

当搜索路线上迁到第四层时，道路的状况变得非常复杂，若要进行实时运算，则需要花费大量的时间，此时将搜索路线直接对接关键路段的外围节点，跨过关键路段中的内部节点进行运算，可以节省运算时间，只要在搜索运算后结合预先存储的关键路段内部的行驶路线，就可以快速的完成路径规划。

204、统计所有的行驶路径；

路径规划装置结合关键路段统计所有从起点到终点的行驶路径，得到目标路径信息。

路径规划装置先计算上述搜索时查找到的所有路径，再结合关键路段中预先规划好的路径，统计出从起点到终点所有可能的行驶路径，最后得到目标路径信息。

205、显示目标路径信息。

本实施例中的步骤205的内容与前述图1所示的实施例中步骤104的内容相同，此处不再赘述。

本发明实施例中使用道路分层的方法详细地描述了查找关键路段的过程，在直接的查找到起点和终点之间的关键路段之后，通过双向搜索的方法进行路径规划，最后结合预先规划好的关键路段，快速的统计出所有的行驶路径方案，使得路径的规划变得更加便捷。

在用户进行路径查询的过程中，本发明路径规划装置还可以根据用户输入的起点和终点信息，判断是否需要使用查找关键路段的方法进行路径规划，具体请参阅图4，本发明实施例中路径规划方法的另一个实施例包括：

401、获取目标信息；

路径规划装置获取用户输入的目标信息，用户输入的目标信息除了起点信息和终点信息之外，还可以包括筛选条件信息，和/或显示优先级信息。

筛选条件信息可以选择行驶的路线经过指定的道路或交通点，也可以选择不经过指定的道路或交通点，使得路径规划装置在进行路径规划时包含或者排除这些指定的道路或交通点。

在进行路径规划时，路径规划装置会计算出所有可能的行驶方案，一般情况下用户没有时间对所有的方案一一查看，本发明实施例为用户提供显示优先级选项，用户可以根据个人喜好或需要选择优先显示的路径，显示优先级选项可以包括：速度最快优先级，路程最短优先级，费用最少优先级和旅行模式优先级。路径规划装置根据路径规划的情况，区分出哪种方案是行驶速度最快的，哪种方案是行驶路程最短的，哪种方案是道路收费最少的，哪种方案是城市公共配备最完善的，根据显示优先级选项优先显示用户选择的方案。

上述筛选条件信息和显示优先级信息的举例并非穷举，可以理解的是，在实际应用中筛选条件信息和显示优先级信息还有别的形式，此处具体不作限定。

402、计算绝对距离；

路径规划装置计算起点与终点之间的绝对距离，绝对距离为两点之间的实际直线距离。

403、判断是否查找关键路段；

路径规划装置判断起点与终点之间的绝对距离是否大于或等于预置参数，若是，则触发步骤405；若否则触发步骤404。

路径规划装置预设了一个预置参数，若起点与终点之间的绝对距离大于或等于这个预置参数，则认为用户正在进行长途查询；反之，则认为用户在进行短途查询。

404、直接进行路径规划运算；

若起点与终点之间的绝对距离小于该预置参数，则路径规划装置直接根据起点和终点信息进行路径规划运算，不需要调用关键路段信息；

得到目标路径信息后，触发步骤409。

405、查找关键路段；

若起点与终点之间的绝对距离大于或等于该预置参数，则路径规划装置在本地数据库中查找起点到终点之间的关键路段，查找方法可以参考图2中步骤202的内容，此处不再赘述。

406、筛选关键路段；

在查找到起点到终点之间的关键路段之后，路径规划装置根据筛选条件信息筛选该关键路段，筛选条件可以是“选择不经过的路径”，如用户选择的是“广汕公路”，则路径规划装置就会把该关键路段中包含“广汕公路”的路段都排除掉，得到与筛选条件信息对应的关键路段。

407、搜索可能的路径；

本实施例中具体的搜索方法可以参考前述图2所示的实施例中步骤203的内容，此处不再赘述。

408、统计符合条件的路径；

路径规划装置先计算上述搜索时查找到的所有路径，再结合该与筛选条件信息对应的关键路段，统计出符合筛选条件的行驶路径，最后得到目标路径信息。

409、对目标路径信息进行分类；

路径规划装置在得到目标信息之后，通过上述的统计信息分析各个行驶路径方案，按照“行驶速度最快”，“行驶路程最短”，“道路收费最少”，“城市公共配备最完善”这四个条件对目标路径信息进行分类。

410、显示目标路径信息。

路径规划装置根据显示优先级信息(包括：速度最快优先级，路程最短优先级，费用最少优先级和旅行模式优先级)，优先向用户显示用户所选择类别的目标路径信息。

本发明实施例通过比较从起点到终点的绝对距离与预置参数的大小，可以知道用户是进行在长途查询还是短途查询，若是长途查询，则使用本发明查找关键路段的方法进行路径规划。在用户进行路径查询时，本发明实施例还增加了两种目标信息的条件，更加便于用户快速、直接的获取到其想要的路径信息。

下面对用于执行上述路径规划方法的本发明路径规划装置实施例进行说明，其逻辑结构请参考图5，本发明实施例中路径规划装置的一个实施例包括：

获取单元501，用于获取用户输入的目标信息，目标信息包含起点和终点信息；

查找单元502，用于根据该目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段，关键路段为预先规划好行驶路径的路段；

规划单元503，用于根据该关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息，触发显示单元；

显示单元504，用于根据目标信息向用户显示目标路径信息。

本发明实施例中的路径规划装置还可以进一步包括：

计算单元505，用于计算起点与终点之间的绝对距离，绝对距离为两点之间的实际直线距离；

比较单元506，用于比较该绝对距离和预置参数的大小，若绝对距离大于或等于预置参数，则触发查找单元。

本发明实施例中的路径规划装置的规划单元503可以包括：

搜索模块5031，用于从起点和终点同时开始，沿地图中起点到终点之间的节点进行搜索，该节点为起点到终点之间除关键路段的内部节点之外的节点；当任一从起点的搜索与任一从终点的搜索到达同一个点时，完成了一条路径的规划；当使用上述的搜索方法完成所有路径的规划时，搜索结束；

统计模块5032，用于当搜索结束时，结合关键路段统计所有从起点到终点的行驶路径，得到目标路径信息。

本发明实施例中的路径规划装置的获取单元501获取到的目标信息还包括：筛选条件信息，和/或显示优先级信息。

本发明实施例中的路径规划装置的查找单元502可以包括：

查找模块5021，用于在本地数据库中查找起点到终点之间的关键路段；

筛选模块5022，用于根据筛选条件信息筛选该关键路段，得到与筛选条件信息对应的关键路段。

本发明实施例中的路径规划装置的显示单元504可以包括：

分类模块5041，用于根据用户选择的显示优先级信息对目标路径信息进行分类；

显示模块5042，用于优先向用户显示用户所选择类别的目标路径信息。

本发明实施例路径规划装置各个单元的具体交互过程如下：

获取单元501获取用户输入的目标信息，该目标信息中包括起点信息、终点信息、筛选筛选条件信息和显示优先级信息。在获取到目标信息后，计算单元505根据起点和终点信息计算从起点到终点的绝对距离，该绝对距离为两点之间的实际直线距离。然后比较单元506比较从起点到终点的绝对距离与预置参数的大小，若该绝对距离大于或等于预置参数，则触发查找单元502。路径规划装置预设了一个预置参数，若起点与终点之间的绝对距离大于或等于这个预置参数，则认为用户正在进行长途查询；反之，则认为用户在进行短途查询。

查找单元502先通过查找模块5021在本地数据库中查找起点到终点之间的关键路段；在利用筛选模块5022根据筛选条件信息筛选该关键路段，得到与筛选条件信息对应的关键路段。

在查找到与筛选条件信息对应的关键路段之后，规划单元503先通过搜索模块5031从起点和终点同时开始，沿地图中起点到终点之间除关键路段的内部节点之外的节点进行搜索；当任一从起点的搜索与任一从终点的搜索到达同一个点时，则完成了一条路径的规划；当使用上述的搜索方法完成所有路径的规划时，搜索结束并触发统计模块5032。统计模块5032结合关键路段统计所有从起点到终点的行驶路径，得到目标路径信息并触发显示单元504。

显示单元504通过分类模块5041根据用户选择的显示优先级信息对目标路径进行分类，目标路径进行可以分成四种类别：速度最快，路程最短，费用最少和旅行模式。显示模块5042再优先向用户显示用户所选择类别的目标路径信息。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种路径规划方法以及相关设备进行了详细介绍，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 (6)

1.一种路径规划方法，其特征在于，包括：

获取用户输入的目标信息，所述目标信息包含起点和终点信息；

计算起点与终点之间的绝对距离；

若所述绝对距离大于或等于预置参数，则根据所述目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段；所述关键路段为预先规划好行驶路径的路段，所述本地数据库包括六层数据，所述关键路段划分在第四层和第五层，所述关键路段通过直接调取第四层和第五层的路网关系查找得到；具体地，预先将地图划分成不同的模块，根据实际的路况信息再从每个模块中选定一些关键节点，这些关键节点是车辆行驶中使用的高频路段或连接城市之间的关键点，预先计算好这些关键节点之间互通的交通路线，然后将这些交通路线作为关键路段存储在客户端本地的数据库中；

根据所述关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息；

根据目标信息向用户显示所述目标路径信息；具体地，在得到目标路径信息之后，根据目标信息用列表的形式向用户显示所有的行驶路线方案，完成整个路径规划；

其中，所述目标信息还包括：

筛选条件信息、和/或显示优先级信息；

所述根据目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段包括：

在本地数据库中查找起点到终点之间的关键路段，根据所述筛选条件信息筛选所述关键路段，得到与筛选条件信息对应的关键路段；

所述根据目标信息向用户显示所述目标路径信息包括：

根据用户选择的显示优先级信息对目标路径信息进行分类，优先向用户显示用户所选择类别的目标路径信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息包括：

从起点和终点同时开始，沿地图中起点和终点之间的节点进行搜索，所述节点为起点和终点之间除关键路段的内部节点之外的节点；

当任一从起点的搜索与任一从终点的搜索到达同一个点时，则完成一条路径的规划；

当使用上述的搜索方法完成所有路径的规划时，搜索结束；

结合关键路段统计所有从起点到终点的行驶路径，得到目标路径信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述筛选条件信息包括：

选择经过路径；

和/或，

选择不经过路径。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述显示优先级信息包括：速度最快优先级，路程最短优先级，费用最少优先级或旅行模式优先级。

5.一种路径规划装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取用户输入的目标信息，所述目标信息包含起点和终点信息；

计算单元，用于计算起点与终点之间的绝对距离，所述绝对距离为两点之间的实际直线距离；

比较单元，用于比较所述绝对距离和预置参数的大小；

查找单元，用于当所述比较单元比较得到所述绝对距离大于或等于预置参数时，根据所述目标信息在本地数据库中查找起点到终点之间对应的关键路段，所述关键路段为预先规划好行驶路径的路段，所述本地数据库包括六层数据，所述关键路段通过直接调取第四层和第五层的路网关系查找得到；具体地，预先将地图划分成不同的模块，根据实际的路况信息再从每个模块中选定一些关键节点，这些关键节点是车辆行驶中使用的高频路段或连接城市之间的关键点；预先计算好这些关键节点之间互通的交通路线，然后将这些交通路线作为关键路段存储在客户端本地的数据库中；

规划单元，用于根据所述关键路段和目标信息进行路径规划运算，得到目标路径信息，触发显示单元；

显示单元，用于根据目标信息向用户显示目标路径信息；具体地，在得到目标路径信息之后，根据目标信息用列表的形式向用户显示所有的行驶路线方案，完成整个路径规划；

其中，所述获取单元获取到的目标信息还包括：筛选条件信息、和/或显示优先级信息；

所述查找单元包括：

查找模块，用于在本地数据库中查找起点到终点之间的关键路段；

筛选模块，用于根据所述筛选条件信息筛选所述关键路段，得到与筛选条件信息对应的关键路段；

所述显示单元包括：

分类模块，用于根据用户选择的显示优先级信息对目标路径信息进行分类；

显示模块，用于优先向用户显示用户所选择类别的目标路径信息。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述规划单元包括：

搜索模块，用于从起点和终点同时开始，沿地图中起点和终点之间的节点进行搜索，所述节点为起点和终点之间除关键路段的内部节点之外的节点；当任一从起点的搜索与任一从终点的搜索到达同一个点时，则完成一条路径的规划；当使用上述的搜索方法完成所有路径的规划时，搜索结束；

统计模块，用于当搜索结束时，结合关键路段统计所有从起点到终点的行驶路径，得到目标路径信息。