专利名称：导航方法
技术领域：
本发明涉及电子导航技术。
背景技术：
现有导航系统分包括三层，从下至上分别有图像引擎层、原始数据读取层、应用层，其 中图形引擎层，用于图像界面显示、模拟导航显示；原始数据读取层，用于提供原始地图数 据；应用层用于进行路径规划、模拟导航、兴趣点査询。应用层的路径规划功能直接采用原 始数据读取层提供的原始地图数据(包括图形数据与拓扑数据)。在用户输入起点与终点后 ，应用层会把整个城市的道路拓扑关系读入，再进行路径规划，这样在显示界面上会有很多 不必要的道路。对这些不必要道路的显示将增加道路信息处理量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种实时创建局部道路间拓扑关系并进行路径规划 的导航方法。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，导航方法，包括以下步骤
a、 根据起点和终点名称获取相应坐标；
b、 以起点和终点的坐标动态创建一个范围，并获取该范围内的原始地图数据；
c、 对获取范围内的原始地图数据中的道路进行拓扑关系计算与路径规划；
d、 将路径规划后的地图坐标序列传递至应用层；
e、 显示路径规划结果。
所述范围为椭圆范围；所述坐标为经纬度坐标或相对坐标；所述步骤b具体为连接起 点和终点建立一条线段，对所述线段进行缓冲区(buffer)操作形成一个范围，并获取该范 围内的原始地图数据；
步骤c具体包括以下步骤
1) 遍历原始地图数据中的道路层，找出在所述范围内的道路，组成一个道路的集合；
2) 把所述道路集合添加到新创建的拓扑关系网络中；
3) 对所述拓扑关系网络进行拓扑处理，所述拓扑处理包括检査拓扑数据的正确性，删 除悬点，伪点；
4) 把所述拓扑关系网络转化为最短距离算法所需要的邻接表；
5)利用最短距离算法进行最短距离、最少交叉路口的路径规划。
本发明的有益效果是，只对范围内的道路进行拓扑关系计算，路径规划只需要处理范围 内的道路，在保证准确性的前提下，减少了大量的道路信息处理，在一定的范围内提高了路 径规划的速度。在进行实时路径规划的基础上，便于以后实时交通数据的输入，有利于功能 的扩展。在复杂的交通系统中更有利于智能的获取最佳行驶路径。
具体实施例方式
为了支持实时数据更新、地图匹配、路径规划、路径引导、地图显示和相关点的査询， 导航地图数据的设计考虑了四个方面的问题内容、组织、关系和存取方法。设计的导航地 图数据按照其性质划分为两类图形数据和拓扑数据。
图形数据负责导航地图的可视化，内容是各种地物的抽象表示，如某行政区域边界点 经纬度坐标序列及它的渲染色代号和渲染方式等。
拓扑数据存放的是地图的核心数据——交通网络的抽象描述，如上海市南京路的起始 信息点代号，终结信息点代号，相关的信息点代号等。
导航系统整体框架分为四层从下至上依次包括图像引擎层、原始数据读取层、拓扑关 系实现及路径规划层、应用层；
图形引擎层，用于图像界面显示、模拟导航显示；
原始数据读取层，用于提供原始地图数据；
拓扑关系实现及路径规划层，用于以起点和终点的距离长度动态创建一个范围，并获取 该范围内的原始地图数据，对获取范围内的原始地图数据中的道路进行拓扑关系计算与路径 规划，将路径规划后的地图经纬度坐标序列传递至应用层；
应用层，用于显示路径规划结果。
路径规划在现有导航系统中是作为一个应用层能提供的功能体现出来的。本发明之所以 提出拓扑关系实现及路径规划层是因为本发明中路径规划需要的数据来源(拓扑数据)是在拓 扑关系实现及路径规划层中实时创建的。也正因为有了拓扑关系实现及路径规划层的拓扑关 系网络的实时创建，才能体现与其它导航系统的区别。
相应的，导航方法包括以下步骤
a、 根据起点和终点名称获取相应经纬度坐标；
b、 以起点和终点的坐标动态创建一个范围，并获取该范围内的原始地图数据；
c、 对获取范围内的原始地图数据中的道路进行拓扑关系计算与路径规划；
d、 将路径规划后的地图坐标序列传递至应用层；
e、显示路径规划结果。 步骤c具体包括以下步骤
1) 遍历原始地图数据中的道路层，找出在所述范围内的道路，组成一个道路的集合；
2) 把所述道路集合添加到新创建的拓扑关系网络中；
3) 对所述拓扑关系网络进行拓扑处理，所述拓扑处理包括检査拓扑数据的正确性，删 除悬点，伪点；
4) 把所述拓扑关系网络转化为最短距离算法所需要的邻接表；
5) 利用最短距离算法进行最短距离、最少交叉路口的路径规划。
最优选的，步骤b中，连接起点和终点建立一条线段，对所述线段进行缓冲区(buffer )操作形成一个范围，采用椭圆形状来进行所述范围划分，从而选择性地创建拓扑关系网络
缓冲(buffering)是一种用于计算包含在一个几何图形特定距离区域内所有点的的操 作。在数学术语中，这被称为通过一个与缓冲区相等的圆的半径去计算几何图形的闵可夫斯 基(Minkowski)总和。发现正的(positive)和负的(negative)缓冲，有时与操作的腐 蚀(erosion)和膨胀(dilation)有关。在CAD/CAM，缓冲曲线被称为偏移曲线(offset curves)。
通过Geometry buffer (几何图形缓冲)方法或者Bufferop (几何图形对象)类，去计 算一个图形的缓冲区。缓冲操作所输入的几何图形可以是任何类别(包括任意的几何图形集 合)。缓冲操作的结果通常是一种区域类型(多边形或者椭圆)。
可以通过正的和负的缓冲距离去计算缓冲。正距离缓冲的缓冲器(Buffers)经常包含输 入几何图形。负距离缓冲的缓冲器经常被包含在输入几何图形的内部。
代码
Geometry g = 〃原始几何要素(线段)
Buf f er0p *buf 0p = new Buf f er0p (g); 〃构造一个Buf f erOp
bufOp. setEndCapStyle(BufferOp. CAP—BUTT); 〃设置buffer操作的样式
Geometry buffer = buf Op. getResultGeometry (distance); 〃设置几何要素的膨胀
程度，最终得到buffer 操作后的椭圆范围
样式名称描述
CAP_ROUND普通的圆形帽末端形状，可以形成椭圆范围
CAP_BUTT在线路末端被削平的帽末端形状
CAP_SQUARE在线路末端緩冲距萬之后的地方被弄成方形的帽形末端
在众多图形中，椭圆能包括的范围是最适合路径规划的。因为在路径算法中从起点到终 点是一个发散，到集中的过程。从起点出发需要发散的寻找道路，到终点的时候就需要集中 。并且在创建椭圆的时候，需要根据起点和终点的距离长度动态的设置椭圆的半径，以满足 发散的程度保证能正确的找到合适的路径。用其它的形状也是可以达到目的的。例如使用矩 形范围，但是这个范围需要计算的道路量就会增加，会包括部分与本次路径规划无关的道路 信息。
权利要求
权利要求1导航方法，其特征在于，包括以下步骤a、根据起点和终点名称获取相应坐标；b、根据起点和终点的坐标动态创建一个范围，并获取该范围内的原始地图数据；c、对获取范围内的原始地图数据中的道路进行拓扑关系计算与路径规划；d、将路径规划后的地图坐标序列传递至应用层；e、显示路径规划结果。
2、如权利要求l所述导航方法，其特征在于，步骤b中所述根据起点 和终点的距离长度动态创建一个范围具体为连接起点和终点建立一条线段，对所述线段进 行缓冲区操作形成一个范围。
3、如权利要求l所述导航方法，其特征在于，所述步骤c具体包括以下步骤1) 遍历原始地图数据中的道路层，找出在所述范围内的道路，组成一个道路的集合.2) 把所述道路集合添加到新创建的拓扑关系网络中；3) 对所述拓扑关系网络进行拓扑处理，所述拓扑处理包括检査拓扑数据的正确性 ，删除悬点，伪点；4) 把所述拓扑关系网络转化为最短距离算法所需要的邻接表；5) 利用最短距离算法进行最短距离、最少交叉路口的路径规划。4、如权利要求l所述导航方法，其特征在于，所述范围为椭圆范围。5、如1至4任意一项权利要求所述导航方法，其特征在于，所述坐标为经纬度坐标或相对坐标。
全文摘要
本发明涉及电子导航技术。本发明所要解决的技术问题是，提供一种实时创建局部道路间拓扑关系并进行路径规划的导航方法，包括以下步骤a.根据起点和终点名称获取相应坐标；b.以起点和终点的坐标动态创建一个范围，并获取该范围内的原始地图数据；c.对获取范围内的原始地图数据中的道路进行拓扑关系计算与路径规划；d.将路径规划后的地图坐标序列传递至应用层；e.显示路径规划结果。本发明适用于GPS引擎和相关的GPS产品。
文档编号G01C21/30GK101382436SQ200810304790
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月8日 优先权日2008年7月31日
发明者爽 明 申请人:四川长虹电器股份有限公司