专利名称：根据路况进行导航的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆导航技术，尤其涉及一种考虑实际路况，寻找最短耗时路径的导航技术。
背景技术：
车辆导航技术的基本原理是在一张电子地图上，指定出发地和目的地，根据电子地图的路网信息，寻找出发地和目的地之间距离最短的路径，将给路径作为规划路线，在导 航仪的显示器上显示规划路线。利用定位设备，例如GPS定位仪定位出车辆的当前位置， 车辆的当前位置同样显示在显示器上。按照规划路线对车辆的行驶进行引导，在车辆行驶 的过程中始终在显示器上显示车辆的当前位置和移动方向，使得车辆始终行驶在规划路线 上。经过一段时间的发展，导航技术也获得了很大的进步，现在的导航技术中加入了越来越 多的扩展信息，例如道路周边的商业设施、娱乐设施、景点等等。在选取出发地和目的地的 时候也可以根据这些扩展信息进行搜索。这些都使得车辆的导航技术日渐成为日常行车过 程中重要的辅助手段。但是，目前的导航技术也存在一个很大的缺陷，目前的导航技术都是以“最短距 离”作为确定规划路线的依据，而这个“最短距离”是根据电子地图上的各条道路的实际长 度而得出，从行驶距离上讲，目前的导航技术得到的确实是出发地和目的地之间最短的实 际距离。但是，在行车过程中，尤其是在城市行车的过程中，对驾驶员而言更加直观的"距 离"是指行车的时间。因为汽车是一种高速的交通工具，几公里的路途可以在几分钟内走 完，所以距离上的差距给与驾驶员的感受不如时间来的直观。如果以行车时间为准，那么目 前导航技术得到的规划路线并非是最短距离，因为在城市行车中，堵车和道路拥挤是十分 常见的，短短几十米的距离需要花费半小时或者更长的时间的情况也不少见。所以，要最快 地达到目的地，需要考虑的不仅仅是道路的实际长度，更加重要的是道路的拥挤状况，通畅 的道路才是真正的“最佳路径”。
发明内容
针对现有导航技术的不足，本发明提出一种根据路况进行导航的方法，在确定规划路线时充分考虑了道路的拥堵状况，寻找在可以使用最少的时间抵达目的地的路线。根据本发明的一方面，提出一种根据路况进行导航的方法，包括获取一电子地图，电子地图包括路网信息和附属的扩展信息；获取路况信息，路况信息反映电子地图的路 网信息中的每一段道路的拥堵状况，拥堵状况分为数个等级；根据拥堵状况对路网信息中 的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息，其中权重与拥堵状况相对应；基于加权的路 网信息计算每一段道路的导航距离，每一段道路的导航距离计算为权重与实际距离之积； 在目的地和出发地之间寻找具有最短的导航距离的路径作为规划线路。拥堵状况的等级与车辆的平均时速相关，权重与车辆的平均时速成反比。拥堵状况的等级越高，对应的平均时速越小，对应的权重越高。
拥堵状况的等级可以分为第一级对应40km/h以及以上的平均时速；第二级对应 20km/h至40km/h的平均时速；第三级对应20km/h以下的平均时速。相应的，权重包括第 一级拥堵状况对应的权重为n ；第二级拥堵状况对应的权重为2n ；第三级拥堵状况对应的 权重为4n。根据本发明的另一方面，提出一种根据路况进行导航的装置，包括显示器、电子 地图组件、路况信息组件、加权组件、导航距离计算组件、导航组件。电子地图组件耦合到显示器，保存一电子地图，电子地图包括路网信息和附属的 扩展信息。路况信息组件获取路况信息，路况信息反映电子地图的路网信息中的每一段道 路的拥堵状况，拥堵状况分为数个等级。加权组件耦合到显示器、电子地图组件和路况信息 组件，根据拥堵状况对路网信息中的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息，其中权重 与拥堵状况相对应。导航距离计算组件，耦合到加权组件，基于加权的路网信息计算每一段 道路的导航距离，每一段道路的导航距离计算为权重与实际距离之积。导航组件，耦合到导 航距离计算组件和显示器，在目的地和出发地之间寻找具有最短的导航距离的路径作为规 划线路。拥堵状况的等级与车辆的平均时速相关，权重与车辆的平均时速成反比。拥堵状 况的等级越高，对应的平均时速越小，对应的权重越高。拥堵状况的等级可以分为第一级对应40km/h以及以上的平均时速；第二级对应 20km/h至40km/h的平均时速；第三级对应20km/h以下的平均时速。相应的，权重包括第 一级拥堵状况对应的权重为n ；第二级拥堵状况对应的权重为2n ；第三级拥堵状况对应的 权重为4n。本发明充分考虑了道路的实际路况，在导航时以行车时间作为导航依据进行路线 规划，给与驾驶员以最快到达目的地的路线，实现真正的“最快路线”导航。
图1是根据本发明的一实施例的根据路况进行导航的方法的流程图。图2是根据本发明的一实施例的根据路况进行导航的装置的结构图。图3是进行导航线路规划的一个实例。
具体实施例方式目前已经有网站和机构提供了实时的路况信息，为实现本发明的技术奠定了基 础。比如，上海市政府提供全市高架道路的实时路况信息，而Google更是提供全市所有道 路，包括地面道路在内的实时路况信息。这些路况信息都可以被应用到本发明中。需要说 明的是，如何提供实时路况信息并不是本发明所关注的重点，本发明只是对这些信息加以 应用。对于目前所有的实时路况信息、以及今后可能会出现的更加准确地实施路况信息，本 发明都能利用。参考图1所示，本发明提出一种根据路况进行导航的方法，包括下述的步骤S101，获取一电子地图，电子地图包括路网信息和附属的扩展信息。步骤S101可 以借助现有技术实现，目前的导航仪中都提供电子地图，电子地图可以根据需求提供相应 的路网信息以及扩展信息。因为该步骤可以利用现有技术实现，因此此处不进行详细地描述。S102，获取路况信息，路况信息反映电子地图的路网信息中的每一段道路的拥堵 状况，拥堵状况分为数个等级。如上面所说的，在步骤102获取实时的路况信息。该步骤可 以通过访问网络而加以实现，例如，可以通过无线通信模块直接访问互联网，或者，可以通 过蓝牙模块或者其他的短距离通信模块借助手持设备(例如手机或者上网本)来访问互联 网。如果今后出现直接在特定频率上发布实施路况信息的新手段，该步骤102也可以通过 在特定频率上接收实时路况信息的方式来实现。总之，在步骤102，需要获取当前的道路拥 堵状况。道路的拥堵状况用车辆的平均时速来反映。获取道路拥堵状况的手段很多，目前 常用的方式是在道路上使用测速装置来获取通过的车辆的平均时速，由此得出道路是否拥 挤。一种常用的拥堵状况分级方式为第一级对应40km/h以及以上的平均时速；第二级对 应20km/h至40km/h的平均时速；第三级对应20km/h以下的平均时速。另一点需要说明的 是，最佳的方式是能够获得步骤S101所使用的电子地图的路网信息中的每一段道路的实 时路况，这样就能够实现最精确的导航。当然，如果只能够获取部分道路的路况信息，也是 能够实现本发明的方案的，只不过导航的精确度或有所下降。S103，根据拥堵状况对路网信息中的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息， 其中权重与拥堵状况相对应。拥堵状况越严重的道路，通过该道路的时间就越长，或者可以 理解为，从耗费的时间的角度看，这段道路比实际的长度要长。本发明根据道路的拥堵状况 给每一段道路赋予一个权重，越是拥堵的道路，其中的车辆的平均时速越小，所花费的时间 越长，于是就给与一个更大的权重。这种情况下，越是拥堵的道路，从行驶的角度看，它的长 度变长了。比如，针对上面所提供的对于拥堵状况的分级，可以提供相应的权重分配第一 级拥堵状况对应的权重为n，第二级拥堵状况对应的权重为2n，第三级拥堵状况对应的权 重为4n。比如对n的取值为1，那么对于第一级拥堵状况，即40km/h以及以上的平均时速， 给与的权重为1，表示这是正常的状况。对于第二级拥堵状况，即20km/h至40km/h的平均 时速，给与的权重是2，表示通过这段路的平均时速是正常时速的一半，也就是说要花费多 一倍的时间来通过这段道路，换句话说，以正常的速度来看，这段道路虚拟增加了一倍的长 度。对于第三级拥堵状况，即20km/h以下的平均时速，给与的权重是4，此时的平均时速为 正常的1/4，需要花费4倍的时间来通过这段道路。在根据拥堵状况对路网信息中的各段道 路进行加权之后，就得到了加权后的路网信息。该加权后的路网信息也可以被显示出来，比 如使用不同的颜色表示道路的拥堵状况。S104，在得到加权的路网信息后，需要计算每一段道路的导航距离。每一段道路的 导航距离计算为权重与实际距离之积。本发明使用导航距离来替换道路的实际长度作为导 航的基础，这样，在进行线路规划时就能够包含道路拥堵状况的因素，因为拥堵的道路在导 航距离上已经变长了，并且越是拥堵，增加的距离越多。S105，在目的地和出发地之间寻找具有最短的导航距离的路径作为规划线路。本 发明的步骤S105中确定规划线路的基本算法依然可以沿用目前的导航技术中的算法，只 不过在计算距离的时候，使用导航距离替代目前使用的道路的实际长度，这样在得到的线 路规划中能够体现出道路拥挤状况造成的影响。拥堵的道路的导航距离会随着拥堵状况的 增加而成倍增长，按照寻找最短路径的算法，拥堵达到一定程度的道路在线路规划的时候 就会被排除。
比如，参考图3所示的实例，从A点出发去往E点，有三条道路可选。第一种方式是 走直达的路径AE，第二种方式是走AB转BE，第三种方式是走AC转CD转DE。其中AE的实 际距离是100km，AB间的距离是20km，BE间的距离是40km，AC间的距离是15km，CD间的距 离是30km，DE间的距离是50km。根据传统的导航方式，规划路线为AB转BE，距离是60km， 小于AE的100km和AC转⑶转DE的95km。但是，考虑到路况的因素，AB段为第三级拥堵， CD段为第二级拥堵，其余道路为第一级拥堵。根据本发明的方案，考虑了拥堵状况后的加权 路网信息为AB间的导航距离是80km，⑶间的导航距离是60km，于是，本发明给出的规划线 路是AE，导航距离为100km，此时，AB转BE的导航距离为120km，AC转⑶转DE的导航距离 为125km。对于驾驶员来说，本发明的规划线路能够使得他们以最短的时间抵达目的地。图2是根据本发明的一实施例的根据路况进行导航的装置的结构图。该装置包 括显示器201、电子地图组件202、路况信息组件203、加权组件204、导航距离计算组件 205、导航组件206。其中的显示器201、电子地图组件202和导航组件206都可以采用现有的技术来实 现，导航组件206与现有技术的差别就在于在进行路线规划时，将使用导航距离计算组件 205提供的导航距离替代道路的实际长度。参考图2，电子地图组件202耦合到显示器201，电子地图组件202保存一电子地 图，电子地图包括路网信息和附属的扩展信息。如上面所说的，电子地图组件202可以使用 现有技术实现，此处不再重复描述。路况信息组件203获取路况信息，路况信息反映电子地图的路网信息中的每一段 道路的拥堵状况，拥堵状况分为数个等级。路况信息组件203可以通过是一个无线通信模 块，用来直接访问互联网，或者，路况信息组件203也可以是蓝牙模块或者其他的短距离通 信模块，借助手持设备(例如手机或者上网本)来访问互联网。如果今后出现直接在特定 频率上发布实施路况信息的新手段，该路况信息组件203也可以是在特定频率上接收实时 路况信息的接收装置。总之，路况信息组件203获取当前的道路拥堵状况。道路的拥堵状 况用车辆的平均时速来反映。获取道路拥堵状况的手段很多，目前常用的方式是在道路上 使用测速装置来获取通过的车辆的平均时速，由此得出道路是否拥挤。一种常用的拥堵状 况分级方式为第一级对应40km/h以及以上的平均时速；第二级对应20km/h至40km/h的 平均时速；第三级对应20km/h以下的平均时速。另一点需要说明的是，最佳的方式是能够 获得步骤S101所使用的电子地图的路网信息中的每一段道路的实时路况，这样就能够实 现最精确的导航。当然，如果只能够获取部分道路的路况信息，也是能够实现本发明的方案 的，只不过导航的精确度或有所下降。加权组件204耦合到显示器201、电子地图组件202和路况信息组件203，根据拥 堵状况对路网信息中的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息，其中权重与拥堵状况 相对应。分配权重的基本原理可以参考上述的步骤S103的描述，第一级拥堵状况对应的权 重为n，第二级拥堵状况对应的权重为2n，第三级拥堵状况对应的权重为4n。该加权后的路 网信息也可以被显示出来，比如使用不同的颜色表示道路的拥堵状况。导航距离计算组件205，耦合到加权组件204，基于加权的路网信息计算每一段道 路的导航距离，每一段道路的导航距离计算为权重与实际距离之积。本发明使用导航距离 来替换道路的实际长度作为导航的基础，这样，在进行线路规划时就能够包含道路拥堵状
7况的因素，因为拥堵的道路在导航距离上已经变长了，并且越是拥堵，增加的距离越多。导航组件206，耦合到导航距离计算组件205和显示器201，在目的地和出发地之 间寻找具有最短的导航距离的路径作为规划线路，并由显示其201显示该规划线路。导航 组件206确定规划线路的基本算法依然可以沿用目前的导航技术中的算法，即导航组件 206可以采用现有的导航组件来实现，只不过在计算距离的时候，使用导航距离替代目前使 用的道路的实际长度，这样在得到的线路规划中能够体现出道路拥挤状况造成的影响。拥 堵的道路的导航距离会随着拥堵状况的增加而成倍增长，按照寻找最短路径的算法，拥堵 达到一定程度的道路在线路规划的时候就会被排除。本发明充分考虑了道路的实际路况，在导航时以行车时间作为导航依据进行路线 规划，给与驾驶员以最快到达目的地的路线，实现真正的“最快路线”导航。
权利要求
一种根据路况进行导航的方法，其特征在于，包括获取一电子地图，所述电子地图包括路网信息和附属的扩展信息；获取路况信息，所述路况信息反映所述电子地图的路网信息中的每一段道路的拥堵状况，所述拥堵状况分为数个等级；根据拥堵状况对路网信息中的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息，其中权重与拥堵状况相对应；基于加权的路网信息计算每一段道路的导航距离，每一段道路的导航距离计算为权重与实际距离之积；在目的地和出发地之间寻找具有最短的导航距离的路径作为规划线路。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述拥堵状况的等级与车辆的平均时速相 关，所述权重与车辆的平均时速成反比。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述拥堵状况的等级越高，对应的平均时速 越小，对应的权重越大。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述拥堵状况的等级为 第一级对应40km/h以及以上的平均时速；第二级对应20km/h至40km/h的平均时速； 第三级对应20km/h以下的平均时速。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述权重包括 第一级拥堵状况对应的权重为n ；第二级拥堵状况对应的权重为2n ； 第三级拥堵状况对应的权重为4n。
6.一种根据路况进行导航的装置，其特征在于，包括 显不器；电子地图组件，耦合到显示器，保存一电子地图，所述电子地图包括路网信息和附属的 扩展信息；路况信息组件，获取路况信息，所述路况信息反映所述电子地图的路网信息中的每一 段道路的拥堵状况，所述拥堵状况分为数个等级；加权组件，耦合到显示器、电子地图组件和路况信息组件，根据拥堵状况对路网信息中 的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息，其中权重与拥堵状况相对应；导航距离计算组件，耦合到加权组件，基于加权的路网信息计算每一段道路的导航距 离，每一段道路的导航距离计算为权重与实际距离之积；导航组件，耦合到导航距离计算组件和显示器，在目的地和出发地之间寻找具有最短 的导航距离的路径作为规划线路。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述拥堵状况的等级与车辆的平均时速相 关，所述权重与车辆的平均时速成反比。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述拥堵状况的等级越高，对应的平均时速 越小，对应的权重越大。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述拥堵状况的等级为 第一级对应40km/h以及以上的平均时速；第二级对应20km/h至40km/h的平均时速；第三级对应20km/h以下的平均时速。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述权重包括第一级拥堵状况对应的权重为n ；第二级拥堵状况对应的权重为2n ；第三级拥堵状况对应的权重为4n。
全文摘要
根据本发明揭示了一种根据路况进行导航的方法，包括获取一电子地图，电子地图包括路网信息和附属的扩展信息；获取路况信息，路况信息反映电子地图的路网信息中的每一段道路的拥堵状况，拥堵状况分为数个等级；根据拥堵状况对路网信息中的每一段道路赋予权重，得到加权的路网信息，其中权重与拥堵状况相对应；基于加权的路网信息计算每一段道路的导航距离，每一段道路的导航距离计算为权重与实际距离之积；在目的地和出发地之间寻找具有最短的导航距离的路径作为规划线路。
文档编号G01C21/34GK101799300SQ20101012238
公开日2010年8月11日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者王明海 申请人:王明海