本发明涉及导航算法开发领域，具体涉及在导航过程中实时计算和添加途经点的方法。
背景技术：
：随着车载导航设备和手机导航软件的普及应用，居民驾驶小汽车出行越来越依赖于导航。现阶段驾驶员在导航过程中添加途经点时需要中途暂时停车进行途经点的手动输入，其后由系统重新计算导航路线，这对出行效率和交通安全存在一定影响。亟需开发一种在导航过程中实时计算和添加途经点的方法，并将其植入车载导航设备或手机导航软件中，在检测到车辆偏离导航路线后进行途经点的实时计算和推送，由驾驶员从对话框中选择途经点，其后进行导航路线的重新计算，这样可以节省驾驶员手动输入的时间，提高驾驶安全性和行车效率。在以往研究中，一些学者基于导航软件存储的历史gps轨迹点数据计算导航目的地，如专利201610443062.9。发明专利201410211462.8研究了监测车辆偏离导航路线的方法。一些学者研究最佳导航路线的算法，例如专利201510330213.5和文献[1]郑焦敬.从一地到多地最佳路线导航规划.南京:南京邮电大学硕士学位论文,2016。这些研究成果均没有涉及如何在导航过程中计算和添加途经点。基于上述背景可见，亟需设计一种在导航过程中实时计算和添加途经点的方法，在检测到车辆偏离导航路线后对途经点进行实时计算和推荐，并在添加途经点后对导航路线进行重新计算。从而解决目前的导航设备或软件无法在导航过程中添加途经点，需要驾驶员中途停车手动输入途经点的问题，节省手动输入的时间，提高驾驶安全性和行车效率。经查找，暂未有对导航过程中添加途经点的算法的在国内外相关报道。技术实现要素：1.一种在导航过程中实时计算和添加途经点的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1判断是否启动途经点添加算法步骤1.1计算路线偏离参数的值，即gps轨迹点偏离导航规划路线的参数值设定三个路线偏离参数，分别为：1、在任一时刻t，gps轨迹点gt到导航规划路线l的最近距离dl；2、偏离角度σ，即gps轨迹点gt到导航目的地d的连线方向与gt-3、gt间的连线方向之间的夹角，0°≤σ≤180°；3、偏离时间t，即gps轨迹点从离开规划路线l到gt的时间；实时调取gps轨迹点数据，根据gps轨迹点数据中包含的gps轨迹点经纬度的值，实时计算每一时刻gps轨迹点gt对应的dl、σ和t的值；步骤1.2对照启动标准，判断是否启动途经点添加算法达到以下两个启动标准之一时，视作在出行过程中驾驶员在到达导航目的地d之前需要添加途经点，并启动途经点添加算法：启动标准1：启动标准2：步骤2确定备选途经点集合将导航软件历史记录中的驾驶员存储的常用目的地、所有实际目的地、搜索过的目的地和实际途经点作为一个目的地合集，去掉本次导航的目的地d，合并驾驶员存储的常用目的地、实际目的地、搜索过的目的地和实际途经点四者中的相同地点，所得目的地集合作为备选途经点集合{inter}＝{interh,h＝1,2,3,...h}，h为备选途经点的总个数；步骤3计算各备选途经点被选择的概率计算各备选途经点距离当前gps轨迹点gt的空间直线距离，记为将导航软件历史记录中的所有驾驶员存储的常用目的地，简称常用目的地，按时间由近及远的顺序记为dho，o＝1,2,3…,o，o为常用目的地的总个数，统计每一个常用目的地出现的频数，记为将导航软件历史记录中的所有实际目的地，按时间由近及远的顺序记为dri，i＝1,2,3…,i，i为实际目的地的总个数，统计每一个实际目的地出现的频数，记为将导航软件历史记录中的所有搜索过的目的地，简称搜索目的地，按时间由近及远的顺序记为dsj，j＝1,2,3…,j，j为搜索目的地的总个数，统计每一个搜索目的地出现的频数，记为将导航软件历史记录中的所有实际途经点，按时间由近及远的顺序记为interk，k＝1,2,3…,k，k为实际途经点的总个数，统计每一个实际途经点出现的频数，记为计算备选途经点的效用则各备选途经点被选择的概率为：步骤4向驾驶员推送途经点在导航软件界面向驾驶员发布询问消息，询问驾驶员是否添加途经点：1、如驾驶员选择不添加途经点，则在导航软件界面向驾驶员发布询问消息，询问驾驶员是否关闭实时计算和添加途经点功能，如驾驶员选择是，则关闭实时计算和添加途经点的功能，在下次导航时再开启实时计算和添加途经点的方法；如驾驶员选择否，则重新回到步骤1，由此时之后的下一个gps轨迹点开始继续判断是否启动途经点添加算法，并记录本次询问消息的发布时间，如下一次询问消息与本次询问消息间隔在3分钟之内，则取消下一次询问消息的发布，再次回到步骤1，由此时之后的下一个gps轨迹点开始继续判断是否启动途经点添加算法；2、如驾驶员选择添加途经点，则按概率由大到小的顺序，每10个备选途经点一组，在导航软件界面向驾驶员推送不超过5组备选途经点，由驾驶员选择添加其中一个备选途经点；导航界面显示一个途经点名称输入对话框，当驾驶员没有选择其中任何一个备选途经点时，由驾驶员手动输入途经点，当20s内驾驶员无任何操作则返回步骤1；步骤5添加已选途经点，重新规划导航路线在导航目的地d之前添加已选途经点，重新计算由此时车辆所在位置经过已选途经点再到导航目的地d的导航路线，并将此导航路线推荐给驾驶员，进行路线导航。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的一种在导航过程中实时计算和添加途经点的方法，在检测到车辆偏离导航路线后对途经点进行实时计算和推荐，并在添加途经点后对导航路线进行重新计算，从而解决目前的导航设备和软件无法在导航过程中添加途经点，需要驾驶员中途停车手动输入途经点的问题，节省手动输入的时间，提高驾驶安全性和行车效率。附图说明图1是本发明的在导航过程中实时计算和添加途经点的总体流程图；图2是本发明的gt到导航规划路线l的最近距离dl示意图；图3是本发明的出行偏离角度σ示意图；图4是本发明的途经点推送界面示意图。具体实施方式一、gps轨迹点数据格式由导航软件实时获取gps轨迹点数据，数据格式如表1所示。表1gps轨迹点数据格式序号日期记录时刻经度(e)纬度(n)……………2412017/12/207:32:3039.82394116.44842422017/12/207:32:3539.82394116.44862432017/12/207:32:4039.82394116.44892442017/12/207:32:4539.82394116.44912452017/12/207:32:5039.82401116.44912462017/12/207:32:5539.82406116.44912472017/12/207:33:0039.82409116.44912482017/12/207:33:0539.82418116.44912492017/12/207:33:1039.82426116.44912502017/12/207:33:1539.82434116.4491……………二、计算方法和步骤参阅图1，本发明专利所述的在导航过程中实时计算和添加途经点的方法由以下五个步骤组成：步骤1判断是否启动途经点添加算法步骤1.1计算路线偏离参数的值，即gps轨迹点偏离导航规划路线的参数值。根据记录的gps轨迹点数据，实时计算任一时刻t的gps轨迹点gt(经纬度αt,βt)到规划路线的垂直距离dl、偏离角度σ以及偏离时间t。dl的计算方法为：以gt为圆心、以r为半径画圆，r由0.1米开始，以0.1米为步长逐渐增加，直到寻找到与规划路线l相切的圆，该圆的半径即为dl。σ通过向量和余弦定理或正切定理求得。偏离时间t根据gps轨迹点记录时刻进行计算。将dl、σ和t作为是否启动途经点添加算法的参数。步骤1.2对照启动标准，判断是否启动途经点添加算法达到两个启动标准之一时，视作在导航过程中驾驶员在到达导航目的地d前需要添加途经点，并启动途经点添加算法。步骤2确定备选途经点集合步骤3计算各备选途经点被选择的概率计算各备选途经点距离当前gps轨迹点gt的空间直线距离，记为将导航软件历史记录中的常用目的地按时间由近及远的顺序记为dho，o＝1,2,3…,o，统计每一个实际目的地出现的频数，记为将导航软件历史记录中的所有实际目的地按时间由近及远的顺序记为dri，i＝1,2,3…,i，统计每一个实际目的地出现的频数，记为将导航软件历史记录中的所有搜索目的地按时间由近及远的顺序记为dsj，j＝1,2,3…,j，统计每一个搜索目的地出现的频数，记为将导航软件历史记录中的所有实际途经点按时间由近及远的顺序记为interk，k＝1,2,3…,k，统计每一个实际途经点出现的频数，记为应用公式1计算备选途经点的效用应用公式2计算各备选途经点被选择的概率。步骤4向驾驶员推送途经点在导航软件界面向驾驶员发布询问消息，询问驾驶员是否添加途经点：(1)如驾驶员选择不添加途经点，则在导航软件界面向驾驶员发布询问消息，询问驾驶员是否关闭实时计算和添加途经点功能，如驾驶员选择是，则关闭实时计算和添加途经点的功能，在下次导航时再开启实时计算和添加途经点的方法；如驾驶员选择否，则重新回到步骤1，由此时之后的下一个gps轨迹点开始继续判断是否启动途经点添加算法，并记录本次询问消息的发布时间，如下一次询问消息与本次询问消息间隔在3分钟之内，则取消下一次询问消息的发布，再次回到步骤1，由此时之后的下一个gps轨迹点开始继续判断是否启动途经点添加算法。(2)如驾驶员选择添加途经点，则按概率由大到小的顺序，每10个备选途经点一组，在导航软件界面向驾驶员推送不超过5组备选途经点，由驾驶员选择添加其中一个备选途经点；导航界面显示一个途经点名称输入对话框，当驾驶员没有选择其中任何一个备选途经点时，由驾驶员手动输入途经点，当20s内驾驶员无任何操作则返回步骤1。步骤5添加已选途经点，重新规划导航路线在导航目的地d之前添加已选途经点，重新计算由此时车辆所在位置经过已选途经点再到导航目的地d的导航路线，并将导航路线推荐给驾驶员，重新进行路线导航。三、实施例本发明专利所述的一种在导航过程中实时计算和添加途经点的方法的实施例，给出实施过程和检验结果，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。对长春市一位驾驶小汽车出行的市民进行车载导航gps轨迹点数据采集。该驾驶员本次导航的目的地d为吉林大学南岭校区(43.86005°e，125.3342°n)。对gps轨迹点数据进行处理，从离开导航路线开始，对后续的每一个gps轨迹点gt计算路线偏离参数dl、σ和t。处理后的gps轨迹点数据如表2所示。在表2所示数据中，从序号45对应的gps轨迹点开始，路线偏离参数符合启动标准(1)，此时开启实时计算和添加途经点的方法。将导航软件历史记录中的驾驶员存储的常用目的地、所有实际目的地、搜索过的目的地和实际途经点作为一个目的地合集，去掉本次导航目的地d，合并驾驶员存储的常用目的地、实际目的地、搜索过的目的地和实际途经点四者中的相同地点，所得目的地集合作为备选途经点集合{inter}。根据导航软件历史记录计算{inter}中各备选途经点的频数，应用公式1和公式2计算各备选途经点的效用和被选择的概率。此后在导航软件界面向驾驶员发布询问消息，询问驾驶员是否添加备选途经点。在本实施例中，驾驶员选择添加备选途经点。则按概率由大到小的顺序，每10个备选途经点一组，在导航软件界面向驾驶员推送了共5组备选途经点。其中第1组备选途经点及被选择的概率按照选择概率排列如表3所示，推送界面如图4所示。表2实施例gps轨迹点处理数据表3实施例第一组备选途经点及被选择概率序号{inter}被选择的概率1长春开发区三区0.8212北方彩晶集团有限公司0.8063中国石油0.7434万科金域长春0.7295吉林省地税局0.6346世界雕塑公园0.4107吉林省人民检察院0.3928吉林大学中心校区0.3519中国电信0.13610轻轨卫星路站0.064该驾驶员在第1组备选途经点中选择了被选择概率排名第2的北方彩晶集团有限公司。则导航软件在导航目的地d(吉林大学南岭校区)之前添加了万科金域长春作为途经点，并重新计算由此时车辆所在位置经过北方彩晶集团有限公司再到导航目的地d(吉林大学南岭校区)的导航路线，并将导航路线推荐给驾驶员，重新进行路线导航。当前第1页12