基于电子地图的路况物理信息绘制及查询方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地理信息技术领域，涉及一种基于电子地图的路况物理信息绘制及查询方法。
【背景技术】
[0002]实时路况主要是查看城市主要交通要道及城市间连接通道公路的拥堵、缓行、畅通状况以及是否有发生突发事故、施工等信息。通过实时交通地图、路况视频、交通事件的展现形式，方便广大出行用户。实时路况已经是一项成熟的车载智能交通导航技术。实时路况能实时反映区域内交通文字路况，指引最佳、最快捷的彳丁驶路线，提尚道路和车辆的使用效率。
[0003]但现有的实时路况技术中，仅关注道路的拥堵情况，根据平均车速或车辆刹车频率等因素判断道路交通拥堵状况，对路况物理信息，即路面自身状态没有涉及，实际上，路面材料、路面宽度、平整度、坡度、路面破损分布等路况物理信息同样是驾车出行的重要影响因素，较差路面对车辆性能要求高，特别是在部分自然风景区，路况物理信息更可能是决定路面通行能力的首要因素。而现有的实时路况技术，不能反应路况物理信息。
【发明内容】
[0004]为克服现有实时路况技术中，仅关注道路的拥堵情况、不能反应路况物理信息的技术缺陷，本发明公开了一种基于电子地图的路况物理信息绘制及查询方法。
[0005]本发明所述基于电子地图的路况物理信息绘制及查询方法，其特征在于，包括如下步骤:
Si使用具有定位功能和摄像功能的移动终端在路面上移动，人工判断出路面等级并在电子地图上作出标记；
S2在测量车辆上安装振动传感器，测量车辆在已经标记出路面等级的道路上行驶并采集振动传感器的振动数据:
定义参数X= f (Si)= (1/V2) XSTDEV (Si)，其中STDEV表示对括号内的值求标准偏差，Si为振动数据，下标i用于区别不同位置的振动传感器；对每一路面等级，通过行驶采集得到该路面等级对应的X取值区间；所述测量车辆上携带有定位装置和测速装置；
S3测量车辆在待测路面上行驶，根据振动传感器采集的数据进行参数X的计算并根据计算结果判定出待测路面的路面等级，并标记在电子地图上。
[0006]优选的，所述振动传感器安装在测量车辆的每一行驶车轮的减震支柱处。
[0007]优选的，所述对路面等级的标记方法为:不同的路面等级显示不同的颜色。
[0008]优选的，所述步骤SI和S3在将路面等级信息标记在电子地图上时，还包括标记主节点和子节点，所述主节点为不同路面等级的交界点，标记主节点时，一并标示主节点的坐标、路面等级和照片；所述子节点为路面等级前后不发生变化时定时或定距自动添加的坐标点。
[0009]进一步的，所述子节点还包括交叉路口、道路拐弯、标志性建筑或景点处。
[0010]优选的，所述步骤SI中，人工通过移动终端采集的坐标信息、路面等级信息和路面图片信息通过无线方式发送至远端服务器，由远端服务器进行计算处理，并将路面等级信息实时判定和标记在电子地图上。
[0011]优选的，所述步骤S3中，振动传感器采集的数据及坐标信息通过无线方式发送至远端服务器，由远端服务器进行计算处理，并将路面等级信息实时判定和标记在电子地图上。
[0012]优选的，所述步骤S3中，进行参数X的计算时还包括特殊情况修正，修正方式为对特殊情况进行评分得到C= Σ Ui，其中Ui为第i项特殊路况预先设置的评分，以X’作为修正后的参数，其中X’=X +C，所述特殊情况修正在路面发生以下情况时进行:路面有积雪、冰甲、落石；路面涉水；路面坡度大于阈值；路面为泥沙。
[0013]采用本发明所述基于电子地图的路况物理信息绘制及查询方法，填补了当前电子地图没有路面路况信息的空白，相对于目前用户需要查询某条道路的路面路况只能通过搜索引擎或者社交手段，本发明能够大幅提高用户获取目标信息的效率，并且信息更加直观和精确。
【附图说明】
[0014]图1为本发明一种【具体实施方式】结构示意图；
图2为采用本发明完成路况物理信息采集的一种【具体实施方式】结构示意图；
图3为本发明中采集主节点和子节点的一种【具体实施方式】结构示意图；
图4所示表格为本发明中路况分级的一种【具体实施方式】；
图5为本发明中对车辆行驶中抖动的受力及位移分析示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0016]本发明所述基于电子地图的路况物理信息绘制及查询方法，包括如下步骤:
Si使用具有定位功能和摄像功能的移动终端在路面上移动，人工判断出路面等级并在电子地图上作出标记；
步骤SI中，通常使用智能手机或车载行车记录仪等设备，车辆在路面行驶时即时记录路面图像，由测量人员目测路面宽度、平整度、坡度等信息，综合车辆行驶速度因素，自行判断出路面等级，同时定时不断的发回移动终端的地理坐标，从而在电子地图上得到不同坐标的路况信息。图4给出了本发明中对路面等级的一种划分方式，路况物理信息分为五级，每一等级在电子地图上以不同颜色区分，最差一级为小汽车无法通过，通过在电子地图的地图上标示不同的颜色进行路面等级标记。
[0017]SI中通过人工采集路面信息进行路况预判，人工采集路况物理信息存在较多的主观因素，虽然可以采用多人反复采集的结果综合考虑，但无疑增大了人工成本。本发明中，进一步通过步骤S2中的传感器测量对路况物理信息进行定量的定义。
[0018]步骤S2中，在测量车辆上安装振动传感器，测量车辆在已经标记出路面等级的道路上行驶并采集振动传感器的振动数据: 定义参数X= f (Si)= (1/V2)XSTDEV (Si)，其中STDEV表示对括号的值求标准偏差，Si为振动数据，下标i用于区别不同位置的振动传感器；对每一路面等级，通过行驶采集得到该路面等级对应的X取值区间；所述测量车辆上携带有定位装置和测速装置。
[0019]如图5所示，为行驶车辆的车轮遇到障碍物时的简化后的受力位移分析示意图，图5中以车辆前进方向为X坐标，垂直于地面方向为Y坐标。
[0020]车辆颠簸是因为与地面接触的轮子在受到碰撞时各个方向受力的不均造成的，最影响汽车行驶颠簸程度的受力方向为垂直于前行方向的力，但由于受力过程在汽车行驶过程中难以测定，因此本发明通过测量各车轮垂直方向的加速度Ayi=Si来代替。其中i用于区别不同位置的传感器，y表示在图5中Y轴方向的分量向量。如图5所示，在车轮以沿X轴方向撞击障碍物时，在Y轴方向的阻力分量为Fyi。
[0021]根据力学原理及，可以得到 Fy1.Ti = m.Λ Vyi
Fyi = m.AyiTi=D/V
Δ Vyi = Vy1- O = Vyi Vyi = V.cosΘ
其中m为车辆质量，V为车辆速度，Vyi为撞击后在Y轴方向产生的速度分量，Δ Vyi为碰撞过程中在Y轴方向的速度分量的变化量，Ti为碰撞过程持续时间，D为车轮在碰撞过程中的位移量，Θ为车轮碰撞后移动方向与Y轴的夹角。
[0022]由以上公式组得出:
m.Ay1.D/V = m.VyiD/ cos Θ = V2/Ayi
其中D做为碰撞位移，仅与撞击速度和撞击物体的材料有关，在角度固定的情况下，D/cos Θ可近似认为是与车辆质量无关的常量，可以得出各车轮垂直加速度Ayi与速度平方成反比。
[0023]以上公式及验证推理过程基于大量行驶所得到的数据，对于普通轿车，车轮周长通常在1-2米范围内，行驶100公里以上可以得到数万个车轮周期的加速度数据，可以认为满足数据量要求。进一步对得到的大量加速度数据取标准偏差，本发明最终确定用于表示车辆振动的参数
X= f (Si)= (1/V2) XSTDEV (Si)0
[0024]振动传感器通常安装在测量车辆的每一行驶车轮的减震支柱处，行驶轮的减震支柱能最直接的测量到车轮的纵向