一种基于坡度与斜率的路径导航时间计算方法

摘要

一种基于坡度与斜率的路径导航时间计算方法，应用在移动终端的导航系统上，其中基于坡度的路径导航时间计算方法包括：在所述导航系统导航出至少一条路径时，从坡度数据库中获取所述路径的坡度信息；所述导航系统从地图中获取所述路径上显示的至少一坡道路程，其中所述坡道路程包括第一坡道路程以及第二坡道路程；分别计算出行使所述第一坡道路程以及所述第二坡道路程所需的时间；所述导航系统将行使所述第一坡道路程以及第二坡道路程分别所需的时间代替原有时间并添加至通过所述路径所需花费的总时间内以生成新的行使时间。如此，可准确的计算出行驶各路径所需的时间，从而影响用户选择正确的最佳路径。

说明书

技术领域

本发明涉及导航技术领域，特别是涉及一种基于坡度与斜率的路径导航时间计算方法。

背景技术

现有的移动终端导航系统是基于卫星定位系统及电子地图数据，基于用户输入的出发地和目 的地，根据最佳路径算法自动规划相应的导航路线。现有技术中移动终端导航系统实现导航 的过程包括：首先获取用户的出发地和目的地；然后利用最佳路径算法算出两地之间路程最 短的最佳路径；最后根据最佳路径进行导航。移动终端导航系统还可以依据该最佳路径及全 球定位系统(Global Positioning System，GPS)的定位功能，记录车辆行进路径并对用户进 行前方路径提示等。对于大多数移动终端导航系统来说，出发地和目的地之间的最佳路径通 常定义为预计行进时间最短的路径。确定移动终端导航系统中最佳路径的主要思路是：用最 短路径算法计算出移动终端当前位置到目的地的完整路径，使得其预计行驶时间最短，最后 把计算出的路径提供给用户参考。

在日常生活中，很多自行车用户在户外骑行时经常会使用到移动终端进行路径导航。例如， 用户输入交通方式以及目的地后，移动终端导航系统就可以根据移动终端的当前位置与用户 输入的目的地导航出可通行的路线，并根据用户所选的交通方式显示出预计行驶时间，例如 步行、骑车等。用户可选择其中一条路线进行导航，且一般情况下都会选择耗时最短的路线， 即最佳路径。

然而，在最佳路径的计算过程中，由于速度取的是均值，使得计算出的时间也同为均值。而 如果在路径中出现很多坡道，就会影响到用户的骑行速度，即影响预计的骑行时间。例如， 移动终端导航系统计算出骑行线路1的所需时间为1小时，骑行线路2所需的时间为1小时 20分钟；而如果线路1有很多陡坡，线路2是一条笔直的公路，则就可能导致骑行线路2 耗费的时间较少，且节省用户体力。

因此，现有的移动终端导航技术中，导航系统在计算骑行路径所需的预计时间时并没有考虑 到道路的陡峭与否，因此计算出的时间不够准确。

因此，本发明人觉得上述问题非常有其改良的必要性，遂以其多年从事相关领域的创作设计 及专业制造经验，积极地针对一种基于坡度与斜率的路径导航时间计算方法进行研究改良， 在各方条件的审慎考虑下终于开发出本发明。

发明内容

针对上述情况，为了克服现有技术的缺点，本发明实施例提供了一种基于坡度与斜率的路径 导航时间计算方法，可有效解决现有移动终端导航技术中，导航系统在计算行驶路径所需预 计时间时没有将影响行驶速度的道路陡峭程度考虑进去，从而导致的计算出的预计时间不准 确的问题。

本发明实施例采用如下技术方案：

一种基于坡度的路径导航时间计算方法，应用在移动终端的导航系统上，所述方法包括： 在所述导航系统导航出至少一条路径时，从坡度数据库中获取所述路径的坡度信息，其中所 述坡度信息为复数条路段所对应的坡度数据，所述坡度数据包括第一坡度数据以及第二坡度 数据，所述坡度数据将作为影响行使速度的权重值；

所述导航系统从地图中获取所述路径上显示的至少一坡道路程，其中所述坡道路程包括第一 坡道路程以及第二坡道路程；

分别计算出行使所述第一坡道路程以及所述第二坡道路程所需的时间，其中计算行使所述第 一坡道路程所需时间将采用第一计算公式：

      $T_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i.I_i}=\frac{L_1}{S_1.I_1}+\frac{L_2}{S_2.I_2}+...+\frac{L_n}{S_n.I_n},$      

计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用第二计算公式：

      $T_2=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_{i/}{I}_i}=\frac{L_1}{S_{1/}{I}_1}+\frac{L_2}{S_{2/}{I}_2}+...+\frac{L_n}{S_{n/}{I}_n},$      

其中L为坡道路程，S为骑行直道时的平均速度，I为坡度；

所述导航系统将行使所述第一坡道路程以及第二坡道路程分别所需的时间代替原有时间并 添加至通过所述路径所需花费的总时间内以生成新的行使时间。

作为优选，在从坡度数据库中获取所述路径的坡度信息之前，所述方法还包括：

判断所述路径是否全部处在预设区域内，其中所述预设区域与所述坡度数据库中的坡度信息 对应；

如果否，则对超出所述预设区域内的路段进行坡度勘测并将勘测的结果作为坡度信息储存在 所述坡度数据库内。

作为优选，所述方法还包括：

根据所述路径的走向确定出行使方向；

当所述行使方向为第一方向时，计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述第一计算公 式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用所述第二计算公式；

当所述行使方向为第二方向时，计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述第二计算公 式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用所述第一计算公式。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：采用本发明的技术方案，通过从坡度数据 库中获取移动终端导航系统导航出的路径的坡度信息，将所述坡度信息中的坡度数据将作为 影响行使速度的权重值，并将所述权重值分别带入第一计算公式以及第二计算公式中计算以 获取行驶第一坡道路程以及所述第二坡道路程所需的时间，最后将行使所述第一坡道路程以 及第二坡道路程分别所需的时间代替原有时间并添加至通过所述路径所需花费的总时间内 以生成新的行使时间。如此，可准确的计算出行驶各路径所需的时间，从而影响用户选择正 确的最佳路径。

附图说明

为了让本发明之上述及其他目的、特征、优点能更明显易懂，下文将对实施例描述中所需要 使用的附图作一简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其 他的附图。

图1为本发明实施例一提供的一种基于坡度的路径导航时间计算方法流程示意图；

图2为本发明实施例一提供的一种具体应用场景示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种将坡度信息储存在坡度数据库内的方法流程示意图；

图4为本发明实施例三提供的一种时间计算公式采用方法流程示意图；

图5为本发明实施例四提供的一种基于斜率的路径导航时间计算方法流程示意图；

图6为本发明实施例四提供的一种将斜率信息储存在斜率数据库内的方法流程示意图；

图7为本发明实施例四提供的一种时间计算公式采用方法流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中 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 属于本发明的保护范围。

实施例一

请参考图1以及图2，图1为本发明实施例一提供的一种基于坡度的路径导航时间计算方法 流程示意图；图2为本发明实施例一提供的一种具体应用场景示意图。具体的，本实施例提 供了一种基于坡度的路径导航时间计算方法，应用在移动终端的导航系统上，所述方法包括 以下步骤：

步骤101、在所述导航系统导航出至少一条路径时，从坡度数据库中获取所述路径的坡度信 息，其中所述坡度信息为复数条路段所对应的坡度数据，所述坡度数据包括第一坡度数据以 及第二坡度数据，所述坡度数据将作为影响行使速度的权重值。

在本实施例中，首先用户需要在所述移动终端的导航界面上输入所用的交通方式，本发明具 体将交通方式优选为自行车。

例如，所述导航系统导航出的路径为路径A与路径B，则所述导航系统将从所述坡度数据 库中获取所述路径A与路径B的坡度信息，其中，所述路径A与路径B的所述坡度信息为 路径A与路径B中的复数条路段所对应的坡度数据，即对应的所述第一坡度数据与第二坡 度数据。

步骤102、所述导航系统从地图中获取所述路径上显示的至少一坡道路程，其中所述坡道路 程包括第一坡道路程以及第二坡道路程。

例如，所述导航系统对地图中路径A所对应的路段进行信息读取，具体将对各路段上显示 的坡道进行读取，读取的内容为坡道段所对应的路程。假设路径A所对应的路段中共存在 有5段坡道，则所述导航系统将分别读取这5段坡道所分别对应的路程。其中，在本实施例 中，所述第一坡道路程以及第二坡道路程将分别代表坡道路程中的上坡道路程以及下坡道路 程。所述导航系统在读取坡道路程时，具体将分别读取所述第一坡道路程以及第二坡道路程。 步骤103、分别计算出行使所述第一坡道路程以及所述第二坡道路程所需的时间，其中计算 行使所述第一坡道路程所需时间将采用第一计算公式：

      $T_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i.I_i}=\frac{L_1}{S_1.I_1}+\frac{L_2}{S_2.I_2}+...+\frac{L_n}{S_n.I_n},$      

计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用第二计算公式：

      $T_2=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_{i/}{I}_i}=\frac{L_1}{S_{1/}{I}_1}+\frac{L_2}{S_{2/}{I}_2}+...+\frac{L_n}{S_{n/}{I}_n},$      

其中L为坡道路程，S为骑行直道时的平均速度，I为坡度。

在本实施例中，坡度I则是从所述坡度数据库中获取到的，在第一计算公式中，坡度I是代 表所述第一坡度数据，即上坡道对应的坡度；在第二计算公式中，坡度I代表所述第二坡度 数据，即下坡道对应的坡度。

其中，所述导航系统在计算行驶所述第一坡道路程所需的时间时，是计算行驶所述路径中所 有所述第一坡道路程所需的时间，例如，所述路径设为路径A，路径A中共有5段所述第 一坡道路程，如此则n＝5，L₁——L₅为路径A中第一段至第五段所分别对应的所述第一坡道路 程，I₁——I₅为路径A中第一段至第五段所分别对应的坡度。设定L₁＝500m，L₂＝420m，L₃＝600m， L₄＝400m，L₅＝800m，I₁＝0.5，I₂＝0.2，I₃＝0.4，I₄＝0.4，I₅＝0.5，且设定自行车骑行直道时的 平均速度为250m/min，即S₁——S₅分别为250。

如此，则行驶所述路径A中的所述第一坡道路程所需时间为：

      $\left(\begin{array}{c}{T}_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i.I_i}=\frac{L_1}{S_1.I_1}+\frac{L_2}{S_2.I_2}+...+\frac{L_5}{S_5.I_5}\\ =\frac{500}{250\times 0.5}+\frac{420}{250\times 0.2}+\frac{600}{250\times 0.4}+\frac{400}{250\times 0.4}+\frac{800}{250\times 0.5}\\ =4+3.36+6+4+6.4=23.76\min .\end{array}\right)$      

而如果按照原有的计算方法，即不将影响行驶速度的道路陡峭程度考虑进去，则计算出的行 驶所述路径A中的所述第一坡道路程所需时间将为：

      $\left(\begin{array}{c}{T}_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i}=\frac{L_1}{S_1}+\frac{L_2}{S_2}+...+\frac{L_5}{S_5}=\frac{500}{250}+\frac{420}{250}+\frac{600}{250}+\frac{400}{250}+\frac{800}{250}\\ =2+1.68+2.4+1.6+3.2==10.88\min .\end{array}\right)$      

按照上述例子而言，也就是说，实际上用户骑行所述路径A中的所述第一坡道路程所需时 间要比现有移动终端导航系统计算出的要多12.88min。

其中，所述导航系统在计算行驶所述第二坡道路程所需的时间时，是计算行驶所述路径中所 有所述第二坡道路程所需的时间，例如，路径A中共有5段所述第二坡道路程，如此则n＝5， L₁——L₅为路径A中第一段至第五段所分别对应的所述第二坡道路程，I₁——I₅为路径A中第一 段至第五段所分别对应的坡度。设定L₁＝400m，L₂＝400m，L₃＝500m，L₄＝510m，L₅＝600m， I₁＝0.4，I₂＝0.2，I₃＝0.2，I₄＝0.2，I₅＝0.4，且设定自行车骑行直道时的平均速度为250m/min， 即S₁——S₅分别为250。

如此，则行驶所述路径A中的所述第二坡道路程所需时间为：

      $\left(\begin{array}{c}{T}_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i.I_i}=\frac{L_1}{S_1.I_1}+\frac{L_2}{S_2.I_2}+...+\frac{L_5}{S_5.I_5}\\ =\frac{400}{250/0.4}+\frac{400}{250/0.2}+\frac{500}{250/0.2}+\frac{510}{250/0.2}+\frac{600}{250/0.4}\\ =0.64+0.36+0.4+0.41+0.96=2.77\min .\end{array}\right)$      

而如果按照原有的计算方法，即不将影响行驶速度的道路陡峭程度考虑进去，则计算出的行 驶所述路径A中的所述第二坡道路程所需时间将为：

      $\left(\begin{array}{c}{T}_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i}=\frac{L_1}{S_1}+\frac{L_2}{S_2}+...+\frac{L_5}{S_5}=\frac{400}{250}+\frac{400}{250}+\frac{500}{250}+\frac{510}{250}+\frac{600}{250}\\ =1.6+1.6+2+2.04+2.4=9.64\min .\end{array}\right)$      

按照上述例子而言，也就是说，实际上用户骑行所述路径A中的所述第二坡道路程所需时 间要比现有移动终端导航系统计算出的要快6.87min。

步骤104、所述导航系统将行使所述第一坡道路程以及第二坡道路程分别所需的时间代替原 有时间并添加至通过所述路径所需花费的总时间内以生成新的行使时间。

具体的，按照上述例子而言，在路径A中，行驶所述第一坡道路程所需的时间为23.76min， 而原有时间为12.88min；行驶所述第二坡道路程所需的时间为2.77min，原有时间为9.64min； 在本步骤中，所述导航系统将把原有时间10.88min替换成实际时间23.76min，把原有时间 9.64min替换成实际时间2.77min；假设原有的所述导航系统计算出行驶路径A的总时间为 120min，则所述导航系统将行使所述第一坡道路程以及第二坡道路程分别所需的时间代替 原有时间并添加至通过所述路径所需花费的总时间内后，生成新的行使时间将为120+ (23.76-10.88)-(9.64-2.77)＝126.01min。也就是说，实际上用户骑行路径A要比原有预 计时间要多6.01min。

如图2所示，图中示有两条路径，分别为路径A与路径B，起点为Q，终点为Z，即两条路 径的起点与终点相同。如果没有实施本发明，而是采用以往的所述导航终端的计算，假设计 算出行驶所述路径A所需的总时间为120min、行驶所述路径B所需的总时间为123min，在 此结果下，所述导航终端将把所述路径A作为最佳路径进行推送；或者用户可能会选择路 径A作为导航路径。

而实施了本发明，假设所述导航终端计算出行驶所述路径A所需的总时间为126.01min，行 驶所述路径B所需的总时间为124min，而在此结果下，所述导航终端将把所述路径B作为 最佳路径进行推送；或者用户可能会选择路径B作为导航路径。

实施例二

请参考图3，图3为本发明实施例二提供的一种将坡度信息储存在坡度数据库内的方法流程 示意图。本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，在从坡度数据库中 获取所述路径的坡度信息之前，所述方法还包括以下步骤：

步骤201、判断所述路径是否全部处在预设区域内，其中所述预设区域与所述坡度数据库中 的坡度信息对应。

其中，所述预设区域为已经对区域内各路段进行坡度勘测并将勘测的结果作为坡度信息储存 在所述坡度数据库内的区域，即在所述预设区域内的将有对应的坡度数据，在所述预设区域 外的将没有可对应的坡度数据。

如果判断所述路径没有全部处在预设区域内，则执行步骤202、对超出所述预设区域内的路 段进行坡度勘测并将勘测的结果作为坡度信息储存在所述坡度数据库内。

具体的坡度勘测方式为：获取坡道段的高度差和水平距离，根据坡度计算公式计算出该坡道 段所对应的坡度。其中，坡道段包括上坡道段以及下坡道段，在勘测时将分开测量。

实施例三

请参考图4，图4为本发明实施例三提供的一种时间计算公式采用方法流程示意图。本实施 例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，所述方法还包括以下步骤：

步骤301、根据所述路径的走向确定出行使方向；

步骤302、当所述行使方向为第一方向时，计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述 第一计算公式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用所述第二计算公式；

步骤303、当所述行使方向为第二方向时，计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述 第二计算公式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用所述第一计算公式。

具体的，根据实施例一种的举例而言，如果用户骑行到路程的一半折返，则原本的上坡就会 变成下坡，而原本的下坡就会变成上坡，如果还是按照原本的与坡道对应的计算公式进行计 算的话，就会导致将上坡路段按照下坡对应的时间计算公式进行计算，将下坡路段按照上坡 对应的时间计算公式进行计算。因此，需要确定出用户的行驶方向。

在步骤301中，所述导航系统具体可以根据用户输入的目的地与通过GPS定位到的所述移 动终端当前所处位置来判断出路径的走向，例如走向为由东向西。

例如，当所述导航系统侦测到用户骑行的方向为由东向西时，则所述导航系统在计算行使所 述第一坡道路程所需时间将采用所述第一计算公式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将 采用所述第二计算公式；当所述导航系统侦测到用户骑行的方向为由西向东时，则所述导航 系统在计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述第二计算公式，计算行使所述第二坡 道路程所需时间将采用所述第一计算公式。

实施例四

请参考图5，图5为本发明实施例四提供的一种基于斜率的路径导航时间计算方法流程示意 图。具体的，本实施例提供了一种基于斜率的路径导航时间计算方法，应用在移动终端的导 航系统上，所述方法包括以下步骤：

步骤401、在所述导航系统导航出至少一条路径时，从斜率数据库中获取所述路径的斜率信 息，其中所述斜率信息为复数条路段所对应的斜率数据，所述斜率数据包括第一斜率数据以 及第二斜率数据，所述斜率数据将作为影响行使速度的权重值；

步骤402、所述导航系统从地图中获取所述路径上显示的至少一坡道路程，其中所述坡道路 程包括第一坡道路程以及第二坡道路程；

步骤403、分别计算出行使所述第一坡道路程以及所述第二坡道路程所需的时间，其中计算 行使所述第一坡道路程所需时间将采用第一计算公式：

      $T_1=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_i.I_i}=\frac{L_1}{S_1.I_1}+\frac{L_2}{S_2.I_2}+...+\frac{L_n}{S_n.I_n},$      

计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用第二计算公式：

      $T_2=\underset{i=1}{\overset{n}{\Sigma }}\frac{L_i}{S_{i/}{I}_i}=\frac{L_1}{S_{1/}{I}_1}+\frac{L_2}{S_{2/}{I}_2}+...+\frac{L_n}{S_{n/}{I}_n},$      

其中L为坡道路程，S为骑行直道时的平均速度，k为斜率；

步骤404、所述导航系统将行使所述第一坡道路程以及第二坡道路程分别所需的时间代替原 有时间并添加至通过所述路径所需花费的总时间内以生成新的行使时间。

请参考图6，图6为本发明实施例四提供的一种将斜率信息储存在斜率数据库内的方法流程 示意图。作为一种可实施的方式，在从斜率数据库中获取所述路径的斜率信息之前，所述方 法还包括以下步骤：

步骤501、判断所述路径是否全部处在预设区域内，其中所述预设区域与所述斜率数据库中 的斜率信息对应；

如果否，则执行步骤502、对超出所述预设区域内的路段进行斜率勘测并将勘测的结果作为 斜率信息储存在所述斜率数据库内。

请参考图7，图7为本发明实施例四提供的一种时间计算公式采用方法流程示意图。作为一 种可实施的方式，在本实施例中，所述方法还包括以下步骤：

步骤601、根据所述路径的走向确定出行使方向；

步骤602、当所述行使方向为第一方向时，计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述 第一计算公式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用所述第二计算公式；

步骤603、当所述行使方向为第二方向时，计算行使所述第一坡道路程所需时间将采用所述 第二计算公式，计算行使所述第二坡道路程所需时间将采用所述第一计算公式。

具体的，本实施例与实施例一至三所述的内容方法基本上一致，因此，本实施例具体的实现 过程可参照方法实施例一至三所述的内容。区别之处唯在于，本实施例中，影响用户骑行速 度的权重值为坡道的斜率值，即前者是获取坡道的坡度，后者获取的是坡道的斜率。而斜率 数据的勘测方式具体可以是：获取坡道段的地形图，在地形图上建立坐标，并获取坡道段中 起点处与终点处所分别对应的坐标，然后根据斜率计算公式计算出该坡道段所对应的斜率。 其中，坡道段包括上坡道段以及下坡道段，在获取地形图时将分开获取。本实施例与实施例 一至三所达成的效果基本一致。

本实施例方法所述的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 可以存储在一个计算设备可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例对现有技术做 出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一 个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算设备(可以是个人计算机，服务器，移动计 算设备或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储 介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器 (RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明可实现以下优点：

借由本发明，通过从坡度数据库中获取移动终端导航系统导航出的路径的坡度信息，将所述 坡度信息中的坡度数据将作为影响行使速度的权重值，并将所述权重值分别带入第一计算公 式以及第二计算公式中计算以获取行驶第一坡道路程以及所述第二坡道路程所需的时间，最 后将行使所述第一坡道路程以及第二坡道路程分别所需的时间代替原有时间并添加至通过 所述路径所需花费的总时间内以生成新的行使时间。如此，可准确的计算出行驶各路径所需 的时间，从而影响用户选择正确的最佳路径。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明 的保护范围内。因此，本发明的保护范围应以所述要求的保护范围为准。