专利名称：应用于导航装置的道路选择方法
技术领域：
本发明有关于用于导航系统的路径计划，特别有关于避开阻塞路径的道路选择方 法。
背景技术：
对于一般的导航系统而言，执行路径计划以规划起始地与目的地之间的一条或多 条最优化路径。在计划路径时，按照要求会包括一个或多个中间地点。在现有技术中，起始 地、目的地以及中间地点自使用者接口输入，且由于道路为用于计划路径的基本单元，所以 地点位置需要位于道路上。当输入的地点位于道路外时，则使用最近的道路上地点来导航。图Ia显示用于传统道路选择方法的地图100。在没有道路交叉的地方输入道路 外地点(off road point)P。ff。为了找到最近的道路上地点以便进一步的路径计划，要计算 并比较自道路外地点P。ff与邻近道路之间的距离。举例来说，有三条道路110、120以及130 在道路外地点P。ff附近，自道路外地点Poff延伸至此三条道路110、120以及130的垂线与 道路形成三个交点Pp P2以及P3。比较垂线段的长度(即道路外地点P。ff与交点的距离) D1、D2以及D3，选择对应于最短距离的交点为道路上地点(on road point)。在图Ia所显 示的情况下，垂线段的距离D1最短，所以选择交点P1以进一步进行路径计划。以上所描述 的方法看起来简单且有效；然而，结果显然不合适。如图Ia所示，在交点P1与道路外地点 P。ff之间有一条河流102，所以自道路外地点P。ff实际上是不可能到达交点P1的，且路径计 划会导致错误的结果。除了河流102，地图100上还可能有各种类型的障碍物，例如，建筑物、森林以及山 脉等(图上未显示)。传统导航系统在自道路外地点进行路径计划时没有考虑障碍物。图 Ib为传统道路选择方法的流程图。在步骤101中，使用者接口指定一道路外地点P。ff。为 了进行路径计划，则需要对应的道路上地点。在步骤103中，道路110、120以及130上的交 APpP2以及P3分别由自道路外地点P。ff向道路110、120以及130作垂线而形成。在步骤 105中，比较垂线段的长度(即道路外地点P。ff与交点的距离)DpD2以及D3,在不考虑任何 障碍的情况下根据最短垂线段的距离找出道路上地点。如果选择交点P1为道路上地点以 便进行路径计划，由于自道路外地点P。ff是不可能到达交点P1的，所以计划的结果是不完善 的。因此，需要改进上述方法。
发明内容
为了解决路径计划时存在障碍物的技术问题，本发明提供一种应用于导航装置的 道路选择方法。本发明实施例提供一种应用于导航装置的道路选择方法，方法包括在地图上获得 道路外地点；选择道路上地点，其中道路上地点与道路外地点之间没有障碍物；以及基于 道路上地点执行路径计划。本发明由于在路径计划时考虑了障碍物的影响，使得所计划的路径更准确更可行。
图Ia显示用于传统道路选择方法的地图。图Ib为传统道路选择方法的流程图。图2为根据本发明在地图上的进行道路选择方法的实施例的示意图。图3为根据本发明的道路选择方法的流程图。图4为在地图上执行路径计划的实施例的示意图。图5为在地图上的进行道路选择的另一实施例的示意图。
具体实施例方式图2为根据本发明在地图200上进行道路选择方法的实施例的示意图。本方法实 施于导航装置，例如全球定位系统(Global Positioning System，以下简称GPS)、个人数字 助理(Personal Digital Assistant，以下简称PDA)或是任何包括导航功能的装置。在此 实施例中，距离并不是选择道路上地点的唯一因素。优选的，选择道路时需要考虑障碍物， 以避开有障碍的路径。如图2所示，图中呈现出道路210、220以及230，以及位于道路210、 220以及230之间的道路外地点P。ff。描绘出以道路外地点P。ff为圆心且可以不断扩大的 圆。圆的初始半径为Α，如果圆没有与任何道路相交，则增加圆的半径以描绘出更大的圆。当圆的半径为T1时，在道路210以及220上产生三个交点B1,对交点B1至道路外 地点P。ff之间的直线段进行关于障碍物的检查。在此情况下，三个交点B1均被河流202所 阻碍，所以三个交点B1均不能被选择。然后增加圆的半径以描绘一更大的圆。当圆的半径增加到巧时，产生多个交点以作为备选地点。如图2所示，在道路210 以及220上的交点B2被阻碍了，所以将他们自备选地点中消除。另一方面，发现交点P2没 有被阻碍，所以选择交点P2作为道路上地点用于进一步的路径计划。自道路外地点P。ff至 交点P2的直线段的距离等于半径r2。接下来不需要进一步扩大圆来进一步的搜寻了，因为 进一步搜寻的地点至道路外地点P。ff的距离不会比半径r2更短。图3为根据本发明的道路选择方法的流程图。算法是基于不断扩大的圆以及所考虑的障碍物。在步骤301中，获得道路外地点P。ff，且道路外地点P。ff位于没有道路交叉 的位置。道路外地点可由使用者输入或是自数据库中选择。道路外地点P。ff作为所描绘的 圆的圆心，且半径由初始值设置。在步骤303中，描绘以道路外地点P。ff为圆心的圆。在步 骤305中，确定圆是否与一条或多条道路相交于一个或多个交点。如果没有产生交点，进行 步骤307，在步骤307中，利用步长值(st印value)增加半径。在步骤309中，增加后的半 径与一上限值进行比较。如果增加后的半径超过上限值，则在步骤311中取消道路选择方 法，并报告无效的道路外地点P。ff。相反的，如果增加后的半径没有超过上限值，则重复步骤 303，以描绘另一个圆从而找到交点。半径的初始值以及步长值可以基于一标准而程序化， 此标准可以由反复试验而得出。举例来说，步长值可以是5米或是10米，而初始值可以是 20米。上限值可以基于性能的标准而程序化。举例来说，如果上限值设置为500米，如果在 以500米为半径的圆中没有发现有效的道路上地点，则道路选择方法可以认为失败了。除此之外，如果在步骤305中找到一个或多个交点，则自交点至道路外地点形成对应直线段。在步骤313中，在地图上确定直线段是否被障碍物所阻碍。如果所有的直线 段均被阻碍了，流程回到步骤307以及后续的步骤309、303以及311。在步骤315中，如果直线段之一没有被阻碍，则选择对应的交点作为道路上地点。举例来说，图2中在由以r2为半径的圆与道路所产生的交点中，交点P2与道路外地点P。ff 之间的直线段没有被阻碍。这样一来，选择交点P2为道路上地点。在某些情况下，有可能 同时自多个没有被阻碍的直线段中找到多于一个的交点。在这种情况下，自交点至目的地 的距离被认为是选择道路上地点的参考。可以直观的想到，交点中至目的地距离最短的交 点被认为是第一选择。基于所选择的道路上地点，可以进行进一步的路径计划。图4为在地图400上执行路径计划的实施例的示意图。起始点以及目的地对于路 径计划而言是基本组成部分，且需要根据需求包括一个或多个中间地点。在图4中，通过道 路410上的起始点Ps、中间地点Pm以及目的地Pd形成路径(阴影部分)。当输入一道路外 地点Is时，通过上述算法可以找出起始点Ps。类似的，中间地点Pm以及目的地Pd可以基于 同样的算法而确定。当出现道路外地点IM，且被指定包括于路径计划中，则通过半径为rM 的圆找到中间地点PM。其它交点Pb也可能具有至道路外地点Im的较短的距离，但是由于其 它交点Pb至道路外地点Im的直线段被障碍物所阻碍，所以没有被选择。换句话说，对于道 路外地点Im而言，中间地点Pm与道路外地点Im之间的直线段，是没有被阻碍的路径中最短 的。当出现道路外地点ID，并被指定为目的地时，则利用不断扩大的圆搜寻道路外地点Id附 近的道路上地点。在这种情况下，利用以rD为半径的圆发现目的地Pd没有被阻碍，因此，地 点Pd则被选择作为目的地用以进行路径计划。图5为在地图500上进行道路选择的另一实施例的示意图。基于道路外地点P。ff， 分别在道路510、520以及530上获得三个备选地点P1J2以及P3。尽管交点Pb具有至道路 外地点P。ff的最短距离，但是却被河流102阻碍，所以不能用于进一步的路径计划。道路外 地点P。ff至备选地点PpP2以及P3的距离分别为DpD2以及D3。因为备选地点P1至道路外 地点P。ff的距离在三个距离Dp D2以及D3中最短，备选地点P1会被选择作为起始点用于图 4中的路径计划。然而，如果目的地离道路530最近，则最好选择备选地点P3作为起始点用 于图4中的路径计划。换句话说，选择道路上地点取决于至目的地的距离，以此可以确定最 优化路径。众所周知，地图上道路外的区域可能是不能被穿过的。可以预先在地图上定义障 碍物，例如河流、建筑物、湖泊、公园、山脉以及不能穿越的物体。当出现道路外地点时，可以 利用上述算法有效的搜寻一个或多个道路上地点，以便路径计划能够更精确。
权利要求
一种应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，所述方法包括在地图上获得道路外地点；选择道路上地点，其中所述道路上地点与所述道路外地点之间没有障碍物；以及基于所述道路上地点执行路径计划。
2.根据权利要求1所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，所述方法进 一步包括在所述地图上将河流、建筑物以及不可穿越的物体定义为障碍物。
3.根据权利要求1所述的应用于导航装置 的道路选择方法，其特征在于，选择所述道 路上地点的步骤包括在所述地图上描绘圆，其中所述圆的半径为初始值且圆心为所述道路外地点； 确定所述圆是否与一条或多条道路形成一个或多个交点；以及 如果没有产生交点，增加所述半径并以所述圆增加后的半径重复所述描绘圆的步骤。
4.根据权利要求3所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，选择所述道 路上地点的步骤进一步包括如果所述圆增加后的半径超过上限值，所述道路选择方法取消，并所述道路外地点报 告为无效。
5.根据权利要求4所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，所述初始值 以及所述半径的增加是基于试验的标准而可程序化的，且所述上限值是基于性能标准而可 程序化的。
6.根据权利要求3所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，选择所述道 路上地点的步骤进一步包括如果在所述圆上获得一个或多个交点，形成自所述一个或多个交点至所述道路外地点 的一个或多个直线段；确定所述一个或多个直线段在所述地图上是否被障碍物所阻碍；以及 如果所有的所述一个或多个直线段均被阻碍了，增加所述半径并以所述圆增加后的半 径重复描绘圆的步骤。
7.根据权利要求6所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，选择所述道 路上地点的步骤进一步包括如果所述一个或多个直线段中之一没有被阻碍，选择对应的交点作为所述道路上地点ο
8.根据权利要求1所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，路径计划的 步骤包括指定所述道路上地点为起始地；以及 产生自所述道路上地点至目的地的路径。
9.根据权利要求1所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，路径计划的 步骤包括指定所述道路上地点为目的地；以及 产生自起始地至所述道路上地点的路径。
10.根据权利要求1所述的应用于导航装置的道路选择方法，其特征在于，路径计划的 步骤包括指定所述道路上地点为中间地点；以及 产生自起始地通过所述中间地点至目的地的路径 。
全文摘要
本发明涉及一种应用于导航装置的道路选择方法，所述方法包括在地图上获得道路外地点；选择道路上地点，其中道路上地点与道路外地点之间没有障碍物；以及基于道路上地点执行路径计划。本发明由于在路径计划时考虑了障碍物的影响，使得所计划的路径更准确更可行。
文档编号G01C21/34GK101819045SQ20091011809
公开日2010年9月1日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者朱璐, 范利忠 申请人:联发科技(新加坡)私人有限公司