一种基于车载终端的导航方法与流程

本发明涉及导航技术领域，特别是一种基于车载终端的导航方法。

背景技术：

随着自动驾驶汽车与智能交通技术的兴起，基于车联网的自动驾驶车辆的路径规划与导航，作为其中的一项关键技术被研发以及使用。现有用于人工驾驶或自动驾驶的行车线路预判、规划与导航技术，普遍利用所获取的地图、自车位置、目标位置、车辆行驶方向、目标距离等信息，基于理论路径最短或理论耗时最短为指标，进行路径规划与导航。此类技术方法，在自动驾驶与智能交通环境下，缺乏对自车属性、道路属性、交通属性等的综合考虑；尤其是在规划的行车线路中，存在掉头行驶路径，但却因掉头路口较窄，规划的掉头路径需要多次倒车调整而实现掉头，不仅严重影响交通流的通过性；且对自车与它车的行车安全也带来较大影响。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种基于车载终端的导航方法，可以实现通过综合考虑车辆属性、道路信息、交通流信息来规划行驶线路，避免了在行驶线路中出现不合理的掉头行为以及现有的规划线路考虑不全面的问题，促进了汽车行驶的安全性及道路交通的平顺性，同时通过规划出初始线路，根据初始线路获取各可达线路的交通流信息，减轻了计算压力，提高了算法运算速度。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于车载终端的导航方法，它包括有：

S1：车载终端根据用户的导航请求生成对应的定位指令；

S2：所述移动终端将所述定位指令发送给与所述移动终端连接的车载主机；

S3：所述车载主机获取车辆信息和位置信息，根据当前车辆信息和位置信息，进行初始路径规划，确定多条规划行驶线路；

S4：根据交通拥堵情形，确定综合耗时最短的线路为最终行驶线路。

进一步，所述步骤S2中移动终端通过内置的蓝牙模块将所述定位指令发送给与所述移动终端蓝牙连接的所述车载主机。

进一步，所述步骤S3中根据当前车辆的起始位置信息、目标位置信息、道路网络信息、道路宽度信息以及道路通行属性信息，确定从当前车辆的起始位置到达目标位置的路径中最短的N条规划行驶线路，其中N大于或者等于3。

进一步，所述步骤S4包括有：

S41：获取多条规划行驶线路的交通流量信息；

S42：根据所述交通流量信息，确定多条规划行驶线路中综合耗时最短的线路为最终行驶线路；

S43：根据每一条规划行驶线路对应的所述交通流量信息，确定每一条规划行驶线路对应的综合耗时，其中所述交通流量信息至少包括：当前实时交通流信息q和交通流统计均值信息Q；

S44：确定综合耗时最短的线路为最终行驶线路。

进一步，还包括有：根据多条规划行驶线路中存在掉头路段的行驶线路对应的综合耗时和不存在掉头路段的行驶线路对应的综合耗时，确定综合耗时最短的线路为最终行驶线路；

步骤如下：

S51：获取存在掉头路段的每一条行驶线路对应的综合耗时；

S52：获取不存在掉头路段的每一条行驶线路对应的综合耗时；

S53：将获取的存在掉头路段的每一个综合耗时以及不存在掉头路段的每一个综合耗时按照预设顺序进行排序，确定出最短综合耗时；

S54：确定最短综合耗时对应的线路为最终行驶线路。

进一步，所述步骤S51包括有：

S511：获取存在掉头路段的当前行驶线路在当前掉头路口对应的代价函数；

S512：将所述代价函数对应的函数值转化为等效代价时间t1；

S513：对当前行驶线路前方的多个掉头路口依次进行路径拓展，确定前方多个掉头路口对应的拓展等效代价时间ti；

S514：根据等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti，在当前行驶线路中确定待选线路，并确定所述待选线路对应的综合耗时。

进一步，所述步骤S51包括有：

S5111：根据当前车辆的最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d，计算掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m；

S5112：根据当前车辆的道路通行优先级p、掉头调整次数k、掉头影响的车道数量m、当前掉头路段的实时交通流信息q和交通流统计均值信息Q，计算通过当前掉头路口的代价函数f＝f(p，k，m，q，Q)。

进一步，掉头路口的可用宽度信息d包括当前行驶车道与对向最内侧车道最大距离d1和对向其它可行驶车道宽度d2；

根据当前车辆的最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d，计算掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m的步骤包括：

将最小转弯直径2r与对向最内侧车道最大距离d1或对向最内侧车道最大距离d1与对向其它可行驶车道宽度d2之和进行对比；

当d1≧2r时，确定掉头调整次数k＝0，掉头影响的车道数量m＝0；

当d1+d2≧2r>d1时，确定掉头调整次数k＝0，掉头影响的车道数量m＝m’-2，其中m’表示掉头行驶经过的车道数；

当2r>d1+d2时，根据最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d、运动学理论及碰撞安全包络，计算出掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m。

进一步，对当前行驶线路前方的多个掉头路口依次进行路径拓展，确定前方多个掉头路口对应的拓展等效代价时间ti的步骤包括：

确定当前行驶线路前方的多个掉头路口进行路径拓展后分别对应的代价函数；

确定每一代价函数对应的等效代价时间ti1以及因路径拓展增加的时长ti2，在因路径拓展增加的时长ti2大于等效代价时间t1时，停止路径拓展；

计算等效代价时间ti1与路径拓展增加的时长ti2之和，确定每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti。

进一步，根据等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti，在当前行驶线路中确定待选线路，并确定所述待选线路对应的综合耗时的步骤包括：

在等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti中确定最短时间长度；

确定最短时间长度对应的掉头路口的行驶线路为当前行驶线路中的所述待选线路；

计算所述待选路径对应的行驶时长，将所述待选路径对应的行驶时长确定为当前行驶线路对应的综合耗时。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：可以实现通过综合考虑车辆属性、道路信息、交通流信息来规划行驶线路，避免了在行驶线路中出现不合理的掉头行为以及现有的规划线路考虑不全面的问题，促进了汽车行驶的安全性及道路交通的平顺性，同时通过规划出初始线路，根据初始线路获取各可达线路的交通流信息，减轻了计算压力，提高了算法运算速度。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为基于车载终端的导航方法的流程示意图。

图2为基于车载终端的导航方法中确定耗时最短的流程示意图。

图3为基于车载终端的导航方法中根据掉头和不掉头的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

实施例：如图1至图3所示；一种基于车载终端的导航方法，它包括有：

S1：车载终端根据用户的导航请求生成对应的定位指令；

S2：所述移动终端将所述定位指令发送给与所述移动终端连接的车载主机；

S3：所述车载主机获取车辆信息和位置信息，根据当前车辆信息和位置信息，进行初始路径规划，确定多条规划行驶线路；

S4：根据交通拥堵情形，确定综合耗时最短的线路为最终行驶线路。

所述步骤S2中移动终端通过内置的蓝牙模块将所述定位指令发送给与所述移动终端蓝牙连接的所述车载主机。

所述步骤S3中根据当前车辆的起始位置信息、目标位置信息、道路网络信息、道路宽度信息以及道路通行属性信息，确定从当前车辆的起始位置到达目标位置的路径中最短的N条规划行驶线路，其中N大于或者等于3。

所述步骤S4包括有：

S41：获取多条规划行驶线路的交通流量信息；

S42：根据所述交通流量信息，确定多条规划行驶线路中综合耗时最短的线路为最终行驶线路；

S43：根据每一条规划行驶线路对应的所述交通流量信息，确定每一条规划行驶线路对应的综合耗时，其中所述交通流量信息至少包括：当前实时交通流信息q和交通流统计均值信息Q；

S44：确定综合耗时最短的线路为最终行驶线路。

还包括有：根据多条规划行驶线路中存在掉头路段的行驶线路对应的综合耗时和不存在掉头路段的行驶线路对应的综合耗时，确定综合耗时最短的线路为最终行驶线路；

步骤如下：

S51：获取存在掉头路段的每一条行驶线路对应的综合耗时；

S52：获取不存在掉头路段的每一条行驶线路对应的综合耗时；

S53：将获取的存在掉头路段的每一个综合耗时以及不存在掉头路段的每一个综合耗时按照预设顺序进行排序，确定出最短综合耗时；

S54：确定最短综合耗时对应的线路为最终行驶线路。

所述步骤S51包括有：

S511：获取存在掉头路段的当前行驶线路在当前掉头路口对应的代价函数；

S512：将所述代价函数对应的函数值转化为等效代价时间t1；

针对存在掉头路段的每一条行驶线路而言，需要针对当前行驶线路确定当前掉头路口对应的代价函数，然后将代价函数进行转化，得到等效代价时间t1。这里的当前行驶线路为存在掉头路段的任一行驶线路。

在确定当前掉头路口对应的等效代价时间t1之后，针对当前行驶线路而言，对当前行驶线路前方的多个掉头路口依次进行路径拓展，确定多个掉头路口对应的拓展等效代价时间ti，其中i的取值范围为2～k。

即在当前掉头路口的基础上，沿当前行车方向，寻找下一个掉头路口，并计算该拓展掉头路口对应的拓展等效代价时间t2，然后进行多次拓展，最后得到第k-1次拓展对应的拓展等效代价时间tk。

然后根据等效代价时间t1、拓展等效代价时间t2、拓展等效代价时间t3…拓展等效代价时间tk，在当前行驶线路中确定待选线路，并确定待选线路对应的综合耗时。其中在当前行驶线路中确定待选线路的过程为确定在哪一掉头路口进行掉头的过程。

S513：对当前行驶线路前方的多个掉头路口依次进行路径拓展，确定前方多个掉头路口对应的拓展等效代价时间ti；

S514：根据等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti，在当前行驶线路中确定待选线路，并确定所述待选线路对应的综合耗时。

所述步骤S51包括有：

S5111：根据当前车辆的最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d，计算掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m；

S5112：根据当前车辆的道路通行优先级p、掉头调整次数k、掉头影响的车道数量m、当前掉头路段的实时交通流信息q和交通流统计均值信息Q，计算通过当前掉头路口的代价函数f＝f(p，k，m，q，Q)。

掉头路口的可用宽度信息d包括当前行驶车道与对向最内侧车道最大距离d1和对向其它可行驶车道宽度d2；

根据当前车辆的最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d，计算掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m的步骤包括：

将最小转弯直径2r与对向最内侧车道最大距离d1或对向最内侧车道最大距离d1与对向其它可行驶车道宽度d2之和进行对比；

当d1≧2r时，确定掉头调整次数k＝0，掉头影响的车道数量m＝0；

当d1+d2≧2r>d1时，确定掉头调整次数k＝0，掉头影响的车道数量m＝m’-2，其中m’表示掉头行驶经过的车道数；

当2r>d1+d2时，根据最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d、运动学理论及碰撞安全包络，计算出掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m。

对当前行驶线路前方的多个掉头路口依次进行路径拓展，确定前方多个掉头路口对应的拓展等效代价时间ti的步骤包括：

确定当前行驶线路前方的多个掉头路口进行路径拓展后分别对应的代价函数；

确定每一代价函数对应的等效代价时间ti1以及因路径拓展增加的时长ti2，在因路径拓展增加的时长ti2大于等效代价时间t1时，停止路径拓展；

计算等效代价时间ti1与路径拓展增加的时长ti2之和，确定每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti。

根据等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti，在当前行驶线路中确定待选线路，并确定所述待选线路对应的综合耗时的步骤包括：

在等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti中确定最短时间长度；确定最短时间长度对应的掉头路口的行驶线路为当前行驶线路中的所述待选线路；计算所述待选路径对应的行驶时长，将所述待选路径对应的行驶时长确定为当前行驶线路对应的综合耗时。

掉头路口的可用宽度信息d包括当前行驶车道与对向最内侧车道最大距离d1和对向其它可行驶车道宽度d2，掉头调整次数k是指当前车辆为了实现掉头，在掉头路口的倒车次数；掉头影响的车道数量m是指在掉头过程中，所行驶经过车道数m’减去2，即m＝m’-2。

在确定掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m时，需要根据最小转弯直径2r与对向最内侧车道最大距离d1和对向其它可行驶车道宽度d2的关系来确定。

第一种情况：在d1≧2r时，则根据运动学理论可知，掉头调整次数k＝0，掉头影响的车道数量m＝0；此时车辆掉头时沿当前道路的最内侧车道和对向道路的最内侧车道行驶。

第二种情况：在d1+d2≧2r>d1时，则根据运动学理论可知，掉头调整次数k＝0，掉头影响的车道数量m＝m’-2；此时车辆掉头时沿当前道路的最内侧车道和对向道路的中间车道行驶，或者沿当前道路的最内侧车道和对向道路的最外侧车道行驶。

第三种情况：在2r>d1+d2时，则需要结合最小转弯半径r、掉头路口的可用宽度信息d、运动学理论及碰撞安全包络，计算出掉头调整次数k以及掉头影响的车道数量m。

在本发明实施例中，对当前规划行驶线路前方的多个掉头路口依次进行路径拓展，确定前方多个掉头路口对应的拓展等效代价时间ti的过程为：确定当前规划行驶线路前方的多个掉头路口进行路径拓展后分别对应的代价函数；其中该代价函数仅指在拓展路口掉头的代价函数；确定每一代价函数对应的等效代价时间ti1以及因路径拓展增加的时长ti2，在因路径拓展增加的时长ti2大于等效代价时间t1时，停止路径拓展；计算等效代价时间ti1与路径拓展增加的时长ti2之和，确定每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti。

具体的，针对当前掉头路口前方的每一掉头路口而言，需要计算每一掉头路口在路径拓展后对应的代价函数，根据代价函数进行转化确定对应的等效代价时间ti1，同时需要计算因为路径拓展增加的时长ti2，然后计算ti1与ti2之和，获取每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti。

其中拓展停止的触发条件为：在因路径拓展增加的时长ti2大于等效代价时间t1时，停止路径拓展。

下面以当前掉头路口前方的第一个掉头路口为例进行简要说明；

在当前掉头路口，当前行驶车道与对向最内侧车道最大距离为d11，对向其它可行驶车道宽度为d12。沿当前行车方向，寻找下一个掉头路口，并计算该拓展掉头路口的代价函数对应的等效代价时间t21，以及因路径拓展增加的时长t22，计算出此次路径拓展对应的拓展等效代价时间t2，即t2＝t21+t22。其中拓展掉头路口的当前行驶车道与对向最内侧车道最大距离为d21。

其中在k-1次拓展对应的因路径拓展增加的时长tk2大于等效代价时间t1时，停止拓展过程。

在本发明实施例中，根据等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti，在当前行驶线路中确定待选线路，并确定待选线路对应的综合耗时的过程为：

在等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti中确定最短时间长度；确定最短时间长度对应的掉头路口的行驶线路为当前行驶线路中的待选线路；计算待选路径对应的行驶时长，将待选路径对应的行驶时长确定为当前行驶线路对应的综合耗时。

具体的，在根据等效代价时间t1和每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti确定待选线路时，需要将等效代价时间t1、每一掉头路口对应的拓展等效代价时间ti进行排序，在排序时可以按照时间长度由长到短的顺序进行排列，也可以按照时间长度由短到长的顺序进行排列。在排列完成后，确定最短时间长度。在确定最短时间长度之后，确定最短时间对应的掉头路口的行驶线路为当前行驶线路中的待选线路。其中待选路径即为在最短时间对应的掉头路口进行掉头后对应的线路。

在确定待选线路之后，根据确定的待选线路，计算待选线路对应的行驶时长，将计算得到的待选路径对应的行驶时长确定为当前行驶线路对应的综合耗时。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。