车辆导航中的风景路线规划

摘要

本发明涉及车辆导航中的风景路线规划。一种用于规划路线的方法，包括：生成路线缓冲区；判断链路是否在所述路线缓冲区中；以及如果所述链路在所述路线缓冲区中，则向用户自动提示能够规划所述路线。

说明书

技术领域

本发明涉及导航领域，并且尤其涉及车辆导航中的风景路线规划。

背景技术

路径规划就是依据特定的数字道路网信息和实时交通信息为车辆规划出 到达目标点的最优路径。所谓最优可以是路程上的最短、时间上的最快、经济 上的最省、拐弯数量最少或是其他意义上的最佳。目前通常有以下几种优先级 模式：

●时间优先(或高速优先)

为使车辆行走道路时间最短而算出的路径。

●距离优先

为使车辆行走道路距离最短而算出的路径。

●最少收费

为使车辆行走道路尽量避开收费道路，使得用户出行成本最低。

●不走高速

为使车辆行走道路尽量避开高速道路，这样比如在大雾天高速封闭时，用 户可尽量不走高速道路到达目的地。

上述规划策略能够满足大多数用户的需求。但随着近年来驾车自助游的兴 起，用户希望在到达目的地的同时可以顺道欣赏一下沿途的风景，给漫长的旅 途生活带来乐趣与生机。基于此，我们引入了一种全新的规划策略供用户选择， 即车辆导航中的“风景路线”规划。顾名思义，“风景路线”规划即为使车辆 行走道路尽量走风景路线道路的规划模式。

上述的风景路线规划不同于旅游路线规划。旅游路线规划是指旅游服务部 门为游客设计组织旅行游览路线。规划路线对游客来讲应该是最经济、最便捷、 最省时、内容量丰富多彩、观览点分布合理、疏密相间，不走往返回头路，使 整个旅程充满情趣、富节奏感等。旅游路线规划是对旅游路线中景点路线的设 计，其目的是为保证旅游活动路线的便捷丰富。要进行该规划，其主要输入数 据信息是各旅游景点。风景路线规划侧重还在为用户提供到达目的地最优路 线，在方便用户出行的同时，兼顾沿途风景路线道路。要进行风景路线规划， 要求导航电子地图数据中标识出有风景路线属性的道路。可见，旅游路线规划 与风景路线规划的侧重点不同，前者以旅游景点为基本输入，后者以导航电子 地图中的风景路线道路为基本输入。图1示出了这两者之间的比较。

目前已有公开发表的文献中均没有描述车辆导航中的风景路线规划作为 一种新的应用场景。现有的车辆导航系统一般仅提供时间优先、距离优先、最 少收费、不走高速等规划策略供用户选择，无法进行风景路线规划，因此规划 路径不能够满足“尽量走风景路线道路”的需求。

此外，如果在规划路线设置中增加一种优先策略供用户选择，也能够实现 风景路线规划。如图2中所示。但这种实现方式主要有以下缺点：

●导航地图存储模型中每新增一种新的策略，基于该策略会有大量预编译 内容，导致数据量急剧增大，通常一种策略的新增数据量可达几百 MB。

●当“所有策略”同时计算路线时，新增一种策略就意味着要同时多算出 一条路线，规划使用内存量增大，规划时间变长。

●将“风景路线”作为一种策略可选时，则用户任意时刻都可进行风景路 线规划，而实际上地图数据中只有少部分道路为“风景路线”道路， 在距离“风景路线”道路很远的地方仍强行进行风景路线规划，规划 路线因为绕道太远，合理性欠佳，此时的风景规划路线实际意义不大。 如图3中所示。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种用于规划路线的方法包括：生成路线缓冲区； 判断链路是否在所述路线缓冲区中；以及如果所述链路在所述路线缓冲区中， 则向用户自动提示能够规划所述路线。

根据本发明的一个方面，其中，所述路线是风景路线，所述路线缓冲区是 风景路线缓冲区，以及所述链路是车辆当前所在的链路。

根据本发明的一个方面，其中，所述提示包括显示用于规划所述路线的可 选择的项目和/或语音提示能够规划所述路线。

根据本发明的一个方面，其中，在所述车辆进入所述路线缓冲区时，仅一 次进行所述语音提示。

根据本发明的一个方面，其中，在所述车辆离开所述路线缓冲区后进入另 一个路线缓冲区时，仅一次进行所述语音提示。

根据本发明的一个方面，还包括：记录进行所述语音提示时的时间和/或 进行所述语音提示时所述车辆的位置，并且当所述车辆离开所述路线缓冲区后 又进入所述路线缓冲区时，基于进行所述语音提示时的时间与当前时间的比较 和/或进行所述语音提示时所述车辆的位置与所述车辆的当前位置的比较，来 判断是否再一次进行所述语音提示。

根据本发明的一个方面，其中，通过沿着所述路线向所述路线的两侧扩展 预定距离，来生成所述路线缓冲区。

根据本发明的一个方面，还包括：如果所述用户基于所述提示选择进行所 述路线的规划，则基于限制所述车辆必须经由的链路结点的虚拟路线经由点， 来规划所述路线。

根据本发明的一个方面，其中，在所述链路的属性数据中使用2个数据位 来标识所述链路是否处于所述风景路线和所述风景路线缓冲区中。

根据本发明的另一个方面，一种用于规划路线的装置包括：生成模块，用 于生成路线缓冲区；判断模块，用于判断链路是否在所述路线缓冲区中；以及 提示模块，用于如果所述链路在所述路线缓冲区中，则自动提示能够规划所述 路线。

附图说明

图1示出了风景路线规划和旅游路线规划之间的比较；

图2示出了在传统的规划路线设置中增加风景路线规划策略的图示；

图3示出了在距离“风景路线”道路很远的地方仍强行进行风景路线规划 的图示；

图4示出了根据本发明实施例的基于“风景路线可用时提示”应用场景的 在规划路线设置中未增加风景路线规划策略的图示；

图5示出了根据本发明实施例的基于“风景路线可用时提示”应用场景的 路线规划的流程图；

图6示出了根据本发明实施例的包括数据编译阶段和导航应用阶段的风 景路线规划的技术架构图；

图7示出了根据本发明实施例的风景路线缓冲区的示意图；

图8示出了根据本发明实施例的沿风景路线道路向两侧扩展而生成风景 路线缓冲区的示意图；

图9示出了根据本发明实施例的Link和SrchLink的比较的示意图；

图10示出了根据本发明实施例的道路扩展过程中的Srchlink的三种扩展 状NEW、OPEN、CLOSE的状态转换的示意图；

图11示出了根据本发明实施例的将初始扩展Link列表加入到OPEN队列 中的示意图；

图12示出了根据本发明实施例的将道路扩展限制在缓冲区范围内的示意 图；

图13示出了根据本发明实施例的风景路线缓冲区的生成的流程图；

图14示出了根据本发明实施例的风景路线与非风景路线的代价比较的示 意图；

图15示出了根据本发明实施例的自动创建风景路线经由点的示意图；

图16示出了根据本发明实施例的车辆到虚拟风景路线经由点的路线的示 意图；

图17示出了根据本发明实施例的虚拟风景路线经由点到目的地路线的示 意图；

图18示出了根据本发明实施例的合并风景路线的示意图；

图19示出了根据本发明实施例的以分段为单元组织路径规划结果的总体 结构图；

图20示出了根据本发明实施例的风景路线引导提示的示意图；

图21示出了根据本发明实施例的在两个风景缓冲区间的引导提示的示意 图；以及

图22示出了根据本发明实施例的风景路线引导提示的流程图。

具体实施方式

基于以上论述，新增“风景路线”策略方式不是一种理想的应用模式。事 实上，风景路线规划不是任意时候都可启用的，仅当行驶车辆附近一定范围内 (如10KM)有“风景路线”道路时，此时进行风景路线规划才合情合理。因 此本发明引入了一种新的应用场景，即“风景路线可用时提示”。与直接新增 “风景路线”策略方式相比，区别在于：规划选项中没有加入“风景路线”策 略，即初始规划时用户不能进行风景路线规划，如图4所示。

在这种情况下，车辆仍按常规路线行驶，当车辆到达风景路线附近时，导 航系统路径引导模块自动提示用户此时“可进行风景路线规划”，确认后按尽 量走“风景路线”模式重新计算路线。该应用场景如图5所示。

以上应用场景具有如下的优势：初始规划时没有新增策略，无需增加编译 数据；多策略同时规划时，不会因为新增策略影响路径规划速度和内存占用量； 风景路线可用时进行提示：通常用户并不知道附近是否有风景路线，由导航系 统自动识别出车辆附近有风景路线并提示用户进行风景路线规划，这样可避免 用户在无“风景路线”地区盲目地进行风景路线规划，或即便附近有“风景” 路线时，也不知道及时启用风景路线规划；以及风景路线规划合理：通过风景 路线缓冲区范围(如10KM)，确保了仅当车辆附近有“风景路线”时，才会 启用风景路线规划，规划路线相对合理，不会因为走风景路线道路绕得太远。

图6示出了包括数据编译阶段和导航应用阶段的风景路线规划的技术架 构图。图6中的PSF(物理存储格式)是指基于效率和内存考虑，导航系统中 用于快速访问存储数据而预定义的数据组织方式，典型物理存储格式有KIWI。 数据编译是指将导航电子地图数据转换为物理存储格式(PSF)的过程，数据 编译生成的数据供导航引擎中使用。道路(弧段、Link(链路))具有唯一的 编号，是由结点分割的真实道路的一段，可将道路类型(高速道路、匝道、普 通道路等)、道路等级(根据道路类型和道路宽度设定的道路重要性等级，等 级越高，重要性越高)、道路长度、道路名称、道路行驶方向、两个连接结点 的编号(第一个结点为起点、第二个结点为终点，起点到终点的方向就是道路 行驶方向)、连接兴趣点编号列表等信息记录在属性数据中。结点(Node)具 有唯一的编号，是两条或多条道路的交点，并可将结点类型(高速道路入口、 高速道路出口、高速道路分歧、普通道路交叉点等)、交通规制、接续道路编 号列表等信息记录在属性数据中。卫星定位及道路匹配是指通过车载GPS(全 球定位系统)接收器，接收到卫星信号，并计算出当前车辆的经纬度，以及根 据车辆的经纬度和道路网络数据，将车辆匹配到一条道路上。从图6中可以看 出，风景路线规划的核心内容主要涉及三大方面，即(I)风景路线缓冲区的 生成；(II)风景路线规划算法；和(III)风景路线引导提示。以下着重对这 三个方面进行描述。

(I)风景路线缓冲区的生成

在导航电子地图数据中“道路属性”字段值为风景路线时，标识该道路为 数据采集中的风景路线道路，通常风景路线道路是一些连续的道路。风景路线 缓冲区是指在“风景路线”道路周边一定距离范围内(如10KM)的所有道路。 如图7中所示。

1)风景路线缓冲区存储结构

表1中的项目类型“B”表示存储单元是“位”，在道路属性中用两位来 表示，第2位、第3位分别为风景道路缓冲区标志和风景道路标志。当道路为 风景道路时，同时也是风景道路缓冲区内道路。

表1

2)风景路线缓冲区的作用

风景路线缓冲区是在路径规划数据编译阶段完成的工作，用于导航系统发 现车辆附近有风景路线道路。当车辆行驶进入风景路线缓冲区后，意味着离风 景路线道路也就不远了，导航引导模块就需要提示用户可进行风景路线规划。

3)风景路线缓冲区生成算法

风景路线缓冲区生成过程实际上是一个道路扩展过程。可以形象地想象 为：沿着所有风景路线道路同时向两侧扩展，当扩展距离超出10KM时扩展 停止，如图8中所示。

道路扩展算法可以两点间最短路径迪杰斯特拉(Dijkstra)算法为基础。 迪杰斯特拉算法一般的表述通常有两种方式：一种用永久和临时标号方式，一 种用OPEN、CLOSE表方式。后一种方式更适用于导航电子地图应用，其大 致过程如下：

创建两个表：OPEN表、CLOSE表。OPEN表中保存所有已生成而未考 察的节点，CLOSE表中记录已考察过的节点。

(1)访问路网中距起始点最近且没有被检查过的点，把这个点放入OPEN 表中等待检查。

(2)从OPEN表中取出距起始点最近的点，找出这个点的所有子节点， 把这个点放到CLOSE表中。

(3)遍历考察这个点的子节点。求出这些子节点距起始点的距离值，将 子节点放入OPEN表中。

(4)重复(2)、(3)两步，直到OPEN表为空，或找到目标点。

但因为迪杰斯特拉算法用于求两点间的最短路径，为适应风景路线缓冲区 生成算法，本实施例中对该算法进行调整，主要有以下内容：

(1)扩展Link(SrchLink)结构定义

现实世界中的道路我们用Link表示，相对Link而言，SrchLink则用于表 达路径扩展过程中的道路，记录SrchLink的状态、方向、代价等信息，单向 通行道路对应一条SrchLink，当为双向通行道路时，一条Link对应有两条 SrchLink。图9中示出了Link和SrchLink的示意图。

下表2中记录了SrchLink的状态、方向、代价等信息。

表2

从上表2中可以看出，Srchlink有三种扩展状态：NEW、OPEN、CLOSE， 在表3中对这三种扩展状态进行了说明：

表3

图10示出了道路扩展过程中的Srchlink的三种扩展状NEW、OPEN、 CLOSE的状态转换的示意图。

(2)初始扩展Link列表的确定

因为要从所有风景路线道路向两侧扩展，所以所有风景路线道路都可以作 为扩展初始Link，设定其初始代价(距离)值均为0，全部加入到OPEN队列 中。OPEN队列采用数组存储，如图11所示。

(3)道路扩展算法及扩展范围的限定

取出OPEN队列的堆顶元素(有最小代价)，将该SrchLink状态修改为 CLOSE状态。扩展该道路的所有接续道路，计算各条接续道路的代价(即到 接续道路的累积距离)，并根据接续道路当前扩展状态进行不同的处理：

NEW：如果没有超出风景路线缓冲区范围，则加入OPEN队列，变更为 OPEN状态。在加入新元素后，OPEN队列重新进行堆排序，以保证堆顶元素 代价最小。

OPEN：表示该SrchLink之前已经扩展到达，如果当前SrchLink代价小于 原有代价，表示从当前路径到达该SrchLink更优，则修改其前接SrchLink， 并将代价更新到新的代价，否则其代价不变。如果SrchLink代价变更，OPEN 队列需要重新排序。

CLOSE：表示该SrchLink已经关闭，无需处理。

为保证道路扩展过程中不超出风景缓冲区的距离限制(如10KM)，如果 到该道路的累积距离大于10KM，则该道路不加入到OPEN队列，如图12所 示。

(4)扩展终止条件

当OPEN队列中所有元素扩展完毕时，OPEN队列为空，扩展结束。

(5)已扩展道路列表获取

在道路扩展过程中，将加入OPEN队列的Link保存到已扩展道路列表中， 所有已扩展道路即为风景缓冲区范围内道路。遍历所有已扩展道路，设置为风 景路线缓冲区标志。

图13示出了上述的风景路线缓冲区的生成的流程图。

(II)风景路线规划算法

1)路径计算中提高“风景路线”道路的优先级

进行“风景路线”规划时，为使车辆行走道路尽量走风景路线道路，通过 在路径计算中提高“风景路线”道路的优先级，可使得规划路线尽量走“风景 路线”道路。在计算道路代价时让“风景路线”道路有更小的代价，即可提高 其优先级。

当同时满足需要计算风景路线和当前道路为风景路线道路的条件时，可通 过以下公式来计算风景路线道路代价：

“风景路线”道路代价＝原有代价/100。

2)虚拟风景路线经由点

在本实施例中，引入虚拟风景路线经由点了。这是因为，即使在路径计算 中提高“风景路线”道路的优先级，由于“风景路线”道路代价再小，其值也 不能为负数，最小值可为0。如果此时要走“风景路线”道路其代价仍大于其 它路线的代价，则规划路线就不会走“风景路线”道路。例如，如图14中所 示，不走风景路线时，其代价总和为8+6+10＝24，而走风景路线时，其代 价总和为：15+9+0+0+16+13＝53。可见，即使将风景路线道路优先级提 高，其代价设置为最小值0，但因为绕路，其总代价(53)仍然大于非风景路 线总代价(24)。按照总代价最小原则生成规划路线，则规划路线结果中仍然 不会走风景路线道路。

因此，为确保规划路线途经“风景路线”道路，本实施例中通过增加虚拟 风景路线经由点方式，使得经由点在风景路线道路上。因为经由点是规划路线 中设置的一个必达中间点，它限制了规划路线必需经由风景路线道路。与用户 设置的经由点相对应，由程序自动创建的风景路线经由点，称之为虚拟风景路 线经由点。

虚拟风景路线经由点的创建方式为例如，从当前车辆位置开始，将该道路 加入到OPEN队列中，采用类似风景路线缓冲区生成算法中的扩展算法，当 到达道路有风景路线属性时，停止扩展。取出风景路线道路的一端结点作为风 景路线经由点。图15中示出了自动创建风景路线经由点的示意图。

3)规划车辆到虚拟风景路线经由点的路线

创建虚拟风景路线经由点完成后，取出车辆到风景路线道路的路线即可。 图16中示出了车辆到虚拟风景路线经由点的路线的示意图。

4)规划虚拟风景路线经由点到目的地路线

规划虚拟风景路线经由点到目的地路线包括：以虚拟风景路线经由点为出 发地，原有规划路线目的地保持不变；设定当前规划为风景路线规划，以提高 风景路线道路的优先级；以及调用路径规划算法重新计算路线。两点间路径计 算为导航系统基本功能，在此不再详细赘述。图17中示出了虚拟风景路线经 由点到目的地路线的示意图。

5)合并两段规划路线

由两段规划路线(起点-＞虚拟风景路线经由点，用RoutPart1表示；虚 拟风景路线经由点-＞终点，用RoutPart2表示)合并成完整风景路线规划算 法，如图18中所示。

路径规划结果以分段(segment)为单元组织，一个分段表示规划路线上 有相同道路名称的连续路段。总体结构如图19中所示。

根据如下公式对风景路线总体信息进行合并：

总体尺寸＝RoutPart1总体尺寸+RoutPart2总体尺寸；

估计行驶距离＝RoutPart1估计行驶距离+RoutPart2估计行驶距离；

估计行驶时间＝RoutPart1估计行驶时间+RoutPart2估计行驶时间；

分段数目＝RoutPart1分段数目+RoutPart2分段数目；以及

选中Link信息＝RoutPart1起点选中Link信息+RoutPart2终点选中 Link信息。

基于如下步骤对风景路线分段列表信息进行合并：遍历起点到风景路线经 由点规划路线的所有分段，加入到合并后的风景路线中；遍历风景路线经由点 到终点规划路线的所有分段，加入到合并后的风景路线中；以及为合并后的风 景路线中的分段序号重新从0开始编号。

(III)风景路线引导提示

车辆在规划路线上行驶，所在Link位于风景缓冲区范围内时，自动播报 语音提示“附近有风景路线，可进行风景路线规划”；同时在人机界面(HMI) 上显示“风景路线规划”按钮，用户可以点击该按钮进行风景路线规划。风景 路线引导提示的示意过程如图20中所示。

在一个实施例中，对于“风景路线规划”按钮显示，路径引导的每次循环 都判断是否需要进行显示“风景路线规划”按钮。首先读取当前车辆的GPS 点与道路进行匹配，匹配到的Link就是当前车辆所在道路。如果车辆所在 LINK具有风景缓冲区标识时，发送特定消息给HMI显示“风景路线规划” 按钮；如果所在Link无风景缓冲区标识时，发送另一特定消息给HMI取消“风 景路线规划”按钮。

在一个实施例中，对于风景路线语音播报频率控制，风景路线语音播报提 示的间隔标准为：在同一个风景缓冲区内不重复提示；在下一个风景缓冲区内 重新进行提示。图21示出了两个风景缓冲区间的引导提示的示意图。

在一个实施例中，每个风景路线缓冲区有唯一的ID(从0开始编号)，在 道路上记录有风景路线缓冲区ID(ScenicAreaID)。当道路所在ScenicAreaID 变更时，重新开始风景路线语音播报提示。为避免车辆行驶在风景路线缓冲区 边界时，进出风景路线缓冲区时频繁提示，还需满足一定的时间(或距离)间 隔，在此间隔内不提示。当间隔类型为时间时，在每次提示后记录上次提示的 时间，每次路径引导循环时进行判断。如果当前在风景缓冲区内，则将上次提 示到本次路径引导循环的间隔时间与标准值比较，小于标准值则不提示，否则 提示。当间隔类型为距离时，在每次提示后记录上次提示点的位置，每次路径 引导循环时进行判断。如果当前在风景缓冲区内，则将上次提示点到当前点的 距离与标准值比较，小于标准值则不提示，否则提示。

如下的表4示出了相关的数据结构。

表4

在图22中示出了根据本发明实施例的风景路线引导提示的流程图。

根据本发明实施例的技术方案实现了如下的技术效果：通过在导航系统中 引入风景路线规划功能，用户在到达目的地的同时，还可顺道欣赏一下沿途风 景，大大丰富了用户体验，拓展了导航应用领域；采用“风景路线可用时提示” 的应用场景，在规划合理性、规划效率、编译数据文件大小各方面都有优势； 数据编译快速。“风景路线”缓冲区生成时，因为只需要扩展风景路线周边一 定范围内的道路(如10KM)，搜索范围小，编译速度很快；额外增加的风景 路线数据，数据量小；每条Link属性中只需增加两位(bit)来标识风景路线 道路和风景路线缓冲区道路，并且风景路线规划效率高。而基于本发明实现的 风景路线规划可以应用于前装车载导航系统中，大大地丰富了用户的旅途生 活。

出于说明和描述的目的而呈现了以上内容，但以上内容并不是穷尽的或范 例性的。对于本领域一般技术人员而言许多修改和变更均是显而易见的。选择 和描述以上内容是为了解释本发明的主旨和实际应用，并使得本领域一般技术 人员能够理解可以对本发明的以上内容进行各种各样的修改，以适合于所构思 的具体应用。