导航方法、设备和存储介质与流程

1.本技术涉及导航技术领域，尤其涉及一种导航方法、设备和存储介质。


背景技术：

2.路径规划是指基于目标对象当前的位置信息，在场景地图中规划一条合适的路径到达目标位置。目前，常见的路径规划方法包括基于广度优先搜索方法、带启发函数的寻路方法和跳点搜索寻路方法等。其出发点均是考虑如何规划出最短的路径，而忽视了路径的平滑性和导航过程中的视野问题，使得用户的导航体验效果不佳。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种导航方法、导航设备和存储介质，通过多因子路径启发规则，能够从起点位置和终点位置之间的多条路径中提取出目标路径，使得基于目标路径进行导航时，有效避免由于路径规划不合理，而导致用户导航体验效果差的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种导航方法，所述方法包括：
5.获取起点位置和终点位置；
6.根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径；
7.基于所述目标路径进行导航。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种导航设备，包括存储器和处理器；
9.所述存储器用于存储计算机程序；
10.所述处理器，用于执行所述计算机程序并在执行所述计算机程序时，实现如上第一方面所述导航方法的步骤。
11.第三方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如上第一方面所述导航方法的步骤。
12.本技术实施例提供了一种导航方法、设备及存储介质，其中，导航方法包括：获取起点位置和终点位置；根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径；基于所述目标路径进行导航。通过多因子路径启发规则，能够从起点位置和终点位置之间的多条路径中提取出目标路径，使得基于目标路径进行导航时，有效避免由于路径规划不合理，而导致用户导航体验效果差的问题。
13.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术实施例的公开内容。
附图说明
14.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1是本技术一实施例提供的导航方法的实现流程示意图；
16.图2是本技术实施例提供的位置节点示意图；
17.图3是本技术实施例提供的拐弯示意图；
18.图4是本技术实施例提供的视野示意图；
19.图5是本技术一实施例提供的导航设备的示意性框图。
具体实施方式
20.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
21.附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
22.需要说明的是，本技术提供的导航方法、设备及存储介质，能够根据各种应用场景下的场景地图进行路径规划，进而实现基于规划的路径进行导航。其中，本技术实施例提供的导航方法，包括：获取起点位置和终点位置；根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径；基于所述目标路径进行导航。通过多因子路径启发规则，能够从起点位置和终点位置之间的多条路径中提取出目标路径，使得基于目标路径进行导航时，有效避免由于路径规划不合理，而导致用户导航体验效果差的问题。
23.请查阅图1所示，图1是本技术一实施例提供的导航方法的实现流程示意图。本实施例提供的导航方法由导航设备实现。所述导航设备包括但不限于终端、车辆、机器人、手持设备或者智能可穿戴设备等。
24.如图1所示，本实施例提供的导航方法包括步骤s101至步骤s103。详述如下：
25.s101，获取起点位置和终点位置。
26.具体地，从场景地图中获取目标对象的起点位置和终点位置。其中，所述起点位置为目标对象当前停留的位置在场景地图中对应的位置节点。所述终点位置为目标对象需要到达的目的地在场景地图中对应的位置节点。示例性地，可以分别以对应位置节点在场景地图中的位置坐标表示所述起点位置和所述终点位置。
27.具体地，将场景地图抽象为多个可以停留的点位或者区域，以及点位和区域之间的连线，通过将每个点位与有限的点位相连接，形成一系列的点位和连线，该一系列的点位和连线就是从场景地图中可以选取的路径。具体地，在本实施例中，以位置节点表示各对应的点位，来获取目标对象在场景地图中的起点位置和终点位置。
28.s102，根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径。
29.其中，多因子路径启发规则通过从预设的多维度，如路径长度、拐弯次数和可见视野三个维度进行路径启发搜索，以综合考虑所述起点位置和所述终点位置之间路径的距离、拐弯次数和视野，从而得到合理规划的目标路径，以提高用户的导航体验效果。
30.示例性地，所述根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之
间的目标路径，包括：分别确定所述起点位置和所述终点位置之间包含的各位置节点；对所述位置节点进行多因子启发式路径分析，得到所述目标路径。
31.具体地，从场景地图中提取出所述起点位置和所述终点位置之间可以停留的各点位，作为所述各位置节点。其中，场景地图为当前应用场景下对应的环境地图，例如自动驾驶场景下的环境地图，或者游戏设计中的环境地图等。
32.示例性地，如图2所示，图2是本技术实施例提供的位置节点示意图。由图2可知，在本实施例中，假设起点位置为a，终点位置为i。在起点位置a和终点位置i之间可停留的位置节点的坐标以通用2d地图的点位坐标进行表示，在起点位置a和终点位置i之间由位置节点和各相邻位置节点之间的连线可以生成多条路径方案。如图2中所示，在起点位置a和终点位置i之间存在位置节点包括b、c、d、e、f、g、h等。本技术实施例提供的方案通过综合拐弯次数、距离和可见视野，可以从多条路径方案中挑选出拐弯少、距离短且可见视野保持好的合理路径作为导航的目标路径，能够有效提高用户的导航体验效果。
33.具体地，对所述位置节点进行多因子启发式路径分析，得到所述目标路径，包括：对所述位置节点进行路径距离启发式搜索，得到所述起点位置和所述终点位置之间的多条路径的路径长度；对所述位置节点进行路径拐弯启发式分析，得到所述多条路径的拐弯次数；对所述位置节点进行视野启发式分析，得到所述多条路径的可见视野；根据所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野，得到所述目标路径。
34.其中，对所述位置节点进行路径距离启发式搜索，得到所述起点位置和所述终点位置之间的多条路径的路径长度，包括：利用预设的路径启发函数，对所述位置节点进行路径启发式搜索，分别得到所述多条路径的路径长度。
35.示例性地，预设的路径启发函数包括但不限于：基于广度优先搜索的启发函数、启发式寻路启发函数或者跳点搜索寻路启发函数等。
36.在本技术一可选的实现方式中，以预设的路径启发函数为启发式寻路启发函数为例，对所述位置节点进行路径启发式搜索，分别得到所述多条路径的路径长度的过程进行示例性的说明。具体地，启发式寻路启发函数的累积成本为g(n)，代表从初始位置节点到位置节点n的累计成本的当前最佳估计值；启发式函数h(n)，代表位置节点n到目标位置节点的代价估计值，也即目标代价估计值；f(n)＝g(n)+h(n)，代表从初始位置节点，通过位置节点n，再到目标位置节点的代价估计策略。其中，f(n)值越小代表优先级越高，每次访问未搜寻位置节点中优先级最高的节点，在搜寻过程中，对各位置节点的优先级更新：当位置节点n不是最终位置节点，且临近位置节点m在当前未搜寻位置节点中时，需要根据计算得到的f(n)的大小，判断是否需要更新临近位置节点m优先级；具体地，当f(n)小于预设代价估计值f(n)时，更新临近位置节点m优先级；否则，无需更新。最后以优先级最高的位置节点对应为终点位置。
37.此外，在本技术的实施例中，可以采用对应路径上各相邻位置节点之间的对角线距离来加快寻找各路径对应路径长度中距离最短路径的速度。示例性地，任意相邻位置节点之间的对角线距离可以表示为：
38.dx＝abs(node.x-goal.x)
39.dy＝abs(node.y-goal.y)
40.其中，dx表示x方向的对角距离，dy表示y方向的对角距离；node.x表示当前位置节
点的x坐标，node.y表示当前位置节点的y坐标；goal.x表示与当前位置节点相邻的临近位置节点的x坐标，goal.y表示与当前位置节点相邻的临近位置节点的y坐标。
41.采用对应路径上各相邻位置节点之间的对角线距离来加快寻找各路径对应路径长度的速度，可以表示如下：
42.h1(n)＝dx+dy+(√2-2)
×
min(dx，dy)
43.其中，h1(n)表示第n个位置节点与相邻位置节点之间最短的路径，min(dx，dy)表示对角距离的最小值。
44.在一实施例中，所述对所述位置节点进行路径拐弯启发式分析，得到所述多条路径的拐弯次数，包括：分别确定各所述位置节点的参考方向，在所述参考方向上分别确定各所述位置节点的参考位置节点；根据各所述位置节点的参考方向和各所述位置节点各自对应的参考位置节点的目标方向，确定所述多条路径的拐弯次数。
45.其中，所述位置节点的参考方向为行驶路径上的行驶方向，也可以称为行驶朝向。例如，在所述位置节点需向前行驶时，参考方向对应为前方；在所述位置节点需向右转弯时，参考方向对应为右转等。所述参考位置节点为在参考方向上，与当前位置节点相邻的位置节点。
46.示例性地，如图3所示，图3是本技术实施例提供的拐弯示意图。在图3中，假设目标对象在初始位置的参考方向为q，代表前方，也就是说目标对象在初始位置是向前行驶。路径s1的起始位置节点的参考方向与目标对象的初始位置的参考方向相同；路径s2和路径s3的起始位置节点的参考方向与目标对象的初始位置的参考方向不同。由图3可以看出，目标对象要从起始位置行驶至终点位置，可以选择路径s1、路径s2和路径s3。其中，路径s1需要目标对象进行一次拐弯，路径s2需要目标对象进行三次拐弯，路径s3需要目标对象进行一次拐弯。很显然，路径s1和路径s3需要目标对象拐弯的次数少于路径s2。在不考虑路径距离的情况下，优选路径s1或路径s3作为目标路径。
47.在一实施例中，所述根据各所述位置节点的参考方向和各所述位置节点各自对应的参考位置节点的目标方向，确定所述多条路径的拐弯次数，可以包括：针对任意所述位置节点的参考方向和所述位置节点的参考位置节点的目标方向，根据所述参考方向和所述目标方向之间的夹角与预设夹角阈值，确定在所述位置节点处是否发生拐弯；根据在各所述位置节点处是否发生拐弯，确定所述多条路径的拐弯次数。
48.示例性地，根据所述参考方向和所述目标方向之间的夹角与预设夹角阈值，确定在所述位置节点处是否发生拐弯，可以由如下函数表示：
49.h2(n)＝changed
×
sqrt(dx
×
dx+dy
×
dy)
50.其中，changed为标识是否发生转弯的参数，对应地，发生转弯时，changed为1，没有发生转弯时，changed为0；sqrt(dx
×
dx+dy
×
dy)表示拐弯增加的路径代价。通过确定各路径对应的拐弯次数，可以将距离与拐弯增加的路径代价相结合，规划处更合理的路径，以提高用户导航的体验效果。
51.在一实施例中，所述对所述位置节点进行视野启发式分析，得到所述多条路径的可见视野，包括：分别确定各所述位置节点各自对应的参考位置节点，是否在预设拍摄装置的视角范围内；根据各所述位置节点各自对应的参考位置节点是否在所述视角范围内，确定所述多条路径的可见视野。通过确定所述多条路径的可见视野，可以将距离、拐弯次数和
可见视野相结合，规划处合理的目标路径。
52.其中，拍摄装置可以是各种摄像头或者相机。所述拍摄装置的视角范围由对应的摄像头或者相机参数确定。例如，假设拍摄装置为相机，对应的视角范围由该相机的视角、焦距和分辨率确定。具体地，针对任意位置节点，可以通过计算该位置节点在参考方向上对应的参考位置节点的位置坐标在设定的相机参数上拍照的可见度，来确定该位置节点对应的参考位置节点是否在预设拍摄装置的视角范围内。
53.具体地，可以利用视觉函数来计算该位置节点在参考方向上对应的参考位置节点的位置坐标在设定的相机参数上拍照的可见度。其中，视觉函数表示为：
54.h3(n)＝keeped
×
sqrt(dx
×
dx+dy
×
dy)
55.其中，keeped为视野保持参数，当在第n个位置节点保持视野时，keeped取0，当在第n个位置没有保持视野时，keeped取1，sqrt(dx
×
dx+dy
×
dy)表示拐弯增加的路径代价。
56.示例性地，如图4所示，图4是本技术实施例提供的视野示意图。由图4可知，路径s1和路径s3的路径长度和拐弯次数均相同，但是路径s3在起始位置a处的参考方向q上对应的参考位置节点的位置坐标在设定的相机参数上拍照是不可见的，也就是说，位置节点e不在可视范围内，即在位置a处发生了视野丢失的问题，而路径s1全程都保持了可见视野。因此，可以优选路径s1为目标路径，以提高用户的导航体验。
57.在一实施例中，所述根据所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野，得到所述目标路径，包括：对所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野进行加权分析，得到所述目标路径。
58.具体地，可以通过多因子启发函数对所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野进行加权计算，使得在不能同时满足三者的条件下选择合适的折中方案，保证最终规划的路径的合理性。
59.其中，多因子启发函数可以表示为：
60.h(n)＝a1
×
h1(n)+a2
×
h2(n)+a3
×
h3(n)
61.其中，a1为距离加权参数，a2为拐弯次加权参数，a3为视野加权参数。
62.s103，基于所述目标路径进行导航。
63.通过将距离、拐弯和视野进行加权计算，得到能够在显著减少拐弯次数的同时，更好地保持视野，同时能够相比于多次拐弯的传统最短路径规划算法的路径长度上增加较少的距离，例如增加距离不超过预设百分比，如1％。从而得到合理的目标路径，提高用户基于目标路径进行导航的体验效果。
64.通过上述分析可知，本技术实施例提供的导航方法，包括：获取起点位置和终点位置；根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径；基于所述目标路径进行导航。通过多因子路径启发规则，能够从起点位置和终点位置之间的多条路径中提取出目标路径，使得基于目标路径进行导航时，有效避免由于路径规划不合理，而导致用户导航体验效果差的问题。
65.请参阅图5所示，图5是本技术一实施例提供的导航设备的示意性框图。
66.示例性的，导航设备501可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、个人数字助理和穿戴式设备等用户的电子设备。
67.所述导航设备50包括处理器501和存储器502。
68.示例性的，处理器501和存储器502通过总线503连接，所述总线503比如为i2c(inter-integrated circuit)总线。
69.具体地，处理器501可以是微控制单元(micro-controller unit，mcu)、中央处理单元(central processing unit，cpu)或数字信号处理器(digital signal processor，dsp)等。
70.具体地，存储器502可以是flash芯片、只读存储器(rom，read-only memory)磁盘、光盘、u盘或移动硬盘等。
71.其中，所述处理器501用于运行存储在存储器502中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现上述导航方法的步骤。
72.示例性的，所述处理器501用于运行存储在存储器502中的计算机程序，并在执行所述计算机程序时实现如下步骤：
73.获取起点位置和终点位置；
74.根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径；
75.基于所述目标路径进行导航。
76.在一实施例中，所述根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径，包括：
77.分别确定所述起点位置和所述终点位置之间包含的各位置节点；
78.对所述位置节点进行多因子启发式路径分析，得到所述目标路径。
79.在一实施例中，所述对所述位置节点进行多因子启发式路径分析，得到所述目标路径，包括：
80.对所述位置节点进行路径距离启发式搜索，得到所述起点位置和所述终点位置之间的多条路径的路径长度；
81.对所述位置节点进行路径拐弯启发式分析，得到所述多条路径的拐弯次数；
82.对所述位置节点进行视野启发式分析，得到所述多条路径的可见视野；
83.根据所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野，得到所述目标路径。
84.在一实施例中，所述对所述位置节点进行路径距离启发式搜索，得到所述起点位置和所述终点位置之间的多条路径的路径长度，包括：
85.利用预设的路径启发函数，对所述位置节点进行路径启发式搜索，分别得到所述多条路径的路径长度。
86.在一实施例中，所述对所述位置节点进行路径拐弯启发式分析，得到所述多条路径的拐弯次数，包括：
87.分别确定各所述位置节点的参考方向，在所述参考方向上分别确定各所述位置节点的参考位置节点；
88.根据各所述位置节点的参考方向和各所述位置节点各自对应的参考位置节点的目标方向，确定所述多条路径的拐弯次数。
89.在一实施例中，所述根据各所述位置节点的参考方向和各所述位置节点各自对应的参考位置节点的目标方向，确定所述多条路径的拐弯次数，包括：
90.针对任意所述位置节点的参考方向和所述位置节点的参考位置节点的目标方向，根据所述参考方向和所述目标方向之间的夹角与预设夹角阈值，确定在所述位置节点处是
否发生拐弯；
91.根据在各所述位置节点处是否发生拐弯，确定所述多条路径的拐弯次数。
92.在一实施例中，所述对所述位置节点进行视野启发式分析，得到所述多条路径的可见视野，包括：
93.分别确定各所述位置节点各自对应的参考位置节点，是否在预设拍摄装置的视角范围内；
94.根据各所述位置节点各自对应的参考位置节点是否在所述视角范围内，确定所述多条路径的可见视野。
95.在一实施例中，所述根据所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野，得到所述目标路径，包括：
96.对所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野进行加权分析，得到所述目标路径。
97.本实施例提供的导航设备的具体原理和实现方式均与前述实施例中导航方法实现过程类似，此处不再赘述。
98.本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现如下步骤：
99.获取起点位置和终点位置；
100.根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径；
101.基于所述目标路径进行导航。
102.在一实施例中，所述根据多因子路径启发规则，确定所述起点位置和所述终点位置之间的目标路径，包括：
103.分别确定所述起点位置和所述终点位置之间包含的各位置节点；
104.对所述位置节点进行多因子启发式路径分析，得到所述目标路径。
105.在一实施例中，所述对所述位置节点进行多因子启发式路径分析，得到所述目标路径，包括：
106.对所述位置节点进行路径距离启发式搜索，得到所述起点位置和所述终点位置之间的多条路径的路径长度；
107.对所述位置节点进行路径拐弯启发式分析，得到所述多条路径的拐弯次数；
108.对所述位置节点进行视野启发式分析，得到所述多条路径的可见视野；
109.根据所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野，得到所述目标路径。
110.在一实施例中，所述对所述位置节点进行路径距离启发式搜索，得到所述起点位置和所述终点位置之间的多条路径的路径长度，包括：
111.利用预设的路径启发函数，对所述位置节点进行路径启发式搜索，分别得到所述多条路径的路径长度。
112.在一实施例中，所述对所述位置节点进行路径拐弯启发式分析，得到所述多条路径的拐弯次数，包括：
113.分别确定各所述位置节点的参考方向，在所述参考方向上分别确定各所述位置节点的参考位置节点；
114.根据各所述位置节点的参考方向和各所述位置节点各自对应的参考位置节点的
目标方向，确定所述多条路径的拐弯次数。
115.在一实施例中，所述根据各所述位置节点的参考方向和各所述位置节点各自对应的参考位置节点的目标方向，确定所述多条路径的拐弯次数，包括：
116.针对任意所述位置节点的参考方向和所述位置节点的参考位置节点的目标方向，根据所述参考方向和所述目标方向之间的夹角与预设夹角阈值，确定在所述位置节点处是否发生拐弯；
117.根据在各所述位置节点处是否发生拐弯，确定所述多条路径的拐弯次数。
118.在一实施例中，所述对所述位置节点进行视野启发式分析，得到所述多条路径的可见视野，包括：
119.分别确定各所述位置节点各自对应的参考位置节点，是否在预设拍摄装置的视角范围内；
120.根据各所述位置节点各自对应的参考位置节点是否在所述视角范围内，确定所述多条路径的可见视野。
121.在一实施例中，所述根据所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野，得到所述目标路径，包括：
122.对所述路径长度、所述拐弯次数和所述可见视野进行加权分析，得到所述目标路径。
123.其中，所述计算机可读存储介质可以是前述实施例中所述的导航设备的内部存储单元，例如所述导航设备的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述导航设备的外部存储设备，例如所述导航设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)等。
124.应当理解，在此本技术中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。
125.还应当理解，在本技术和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
126.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。