一种离线地图列车轨迹显示和回放的方法及装置

摘要

本发明涉及一种离线地图列车轨迹显示和回放的方法及装置，其中方法包括以下步骤：步骤1，将卫星定位模块产生的卫星定位数据，以及速度传感器采集的速度信息，传输给数据采集模块；步骤2，数据采集模块将采集的数据时序化并存储；步骤3，数据格式解析；步骤4，将解析后的数据与网页上的离线地图交互并纠偏；步骤5，轨迹绘制与信息显示；步骤6，根据日志数据文件选择回放一定周期时间段的列车行车轨迹。与现有技术相比，本发明具有节省网页加载地图的流量，缩短加载时间，有利于降低运营成本等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及列车运行的控制技术，尤其是涉及一种离线地图列车轨迹显示和回放的方法及装置。

背景技术

在现有的大部分Gis系统开发中，记录列车行车轨迹一般采用的都是一些专用的Gis开发平台，比如在ArcGis、GlobalMapper、SuperMap等专业平台上，或采用一些当前主流地图如百度、高德开放的API，考虑到专用开发平台需购买有偿权限服务，开发成本相对较高，API的使用需申请相应的key值接入，使用次数和时间受到了限制，而且不同设备需申请不同的key值，限制了使用的设备，在一些外网网络覆盖不好的地方，会出现加载地图缓慢的问题，对于轨迹上的点位置不能查看列车行驶中的具体信息，以及没有回放轨迹路线的功能。

经过检索中国专利公开号CN109934892A公开了一种惯导运动轨迹绘制方法、装置和计算机设备，具体公开了获取惯导数据，并将惯导数据异步传输至数据解析缓冲区；读取数据解析缓冲区中的惯导数据，并利用预设的规约协议对惯导数据进行解析及转换坐标系，获得经纬度坐标；判断当前网络信号强度是否低于预设值；确定网络信号强度低于预设值时，根据经纬度坐标调用相应离线地图，离线地图通过预设的瓦片坐标-图像ID表调用预设的瓦片图像库中相应的地图瓦片组成；利用经纬度坐标在离线地图上绘制惯导运动轨迹，显示当前运动路径。但是该技术需要使用特定的设备，因此实现成本较高，同时计算过程比较复杂，效率比较低。

在实际列车行驶系统中，行车轨迹的显示容易受到网络质量的影响，有时不能保证全程在线状态，不能起到辅助定位的作用，而实际行车的路线轨迹相对固定，因此如何来实现一种低成本高效率显示行车轨迹的离线地图，成为需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服现有Gis开发平台存在的开发成本高、使用受限大的缺点而提供一种高效的轻量级的离线地图列车轨迹显示和回放的方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本发明的一个方面，提供了一种离线地图列车轨迹显示和回放的方法，包括以下步骤：

步骤1，将卫星定位模块产生的卫星定位数据，以及速度传感器采集速度信息，传输给数据采集模块；

步骤2，数据采集模块将采集的数据时序化并存储；

步骤3，数据格式解析；

步骤4，将解析后的数据与网页上的离线地图交互并纠偏；

步骤5，轨迹绘制与信息显示；

步骤6，根据日志数据文件选择回放一定周期时间段的列车行车轨迹。

作为优选的技术方案，所述的步骤1中的卫星定位数据包括经纬度和时间信息。

作为优选的技术方案，所述的步骤2中的数据时序化具体为：用可变长的有序队列存储成一个个的字符串，以时间戳开头的方式格式化。

作为优选的技术方案，所述的步骤2中的存储过程为：先在本地创建以时间命名的日志数据文件，然后将格式化的数据写入对应文件中。

作为优选的技术方案，所述的步骤3中的数据格式解析过程具体为：在发送给本地网页之前，先通过正则表达式对有序队列中的字符串提取关键字分割处理，将分割出来的经纬度和速度信息作为实参，传输给网页上的定位函数的形参。

作为优选的技术方案，所述的步骤4具体为：调用网页同时加载离线地图，将接收到的经纬度坐标进行纠偏，并调用网页上的定位函数定位描点。

作为优选的技术方案，所述的纠偏过程为：将原始经纬度坐标格式转换成地图支持纠偏的坐标格式。

作为优选的技术方案，所述的步骤5具体为：描点画线，将纠偏后的经纬度坐标用点标记，超过两点就开始画线，显示出行车的轨迹，通过bindPopup函数绑定对应的点，实现点击定位点弹出提示列车运行到该点的详细信息。

作为优选的技术方案，所述的步骤6中的回放具体为：基于读取步骤2中存放数据文件，先读取保存的日志数据文件，边读取边将读到的数据进行解析，然后描点画线显示行车轨迹，先通过文件对话框，选择对应日志数据文件，读取显示回放轨迹。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于所述的离线地图列车轨迹显示和回放的方法的装置，包括：

卫星定位模块，用于对行车所在位置的经纬度进行采集；

数据采集模块，用于采集需要记录的数据；

数据处理模块，用于将数据采集模块采集的数据按时间序列化处理，并按照规定的格式保存成日志数据文件，同时解析时采取利用正则表达式对字符串分割的方式得到经纬度坐标，其他信息为剩余字符串内容；

离线地图模块，用于提供本地网页需要调用加载的瓦片地图源文件；

轨迹绘制与回放模块，用于在网页加载的地图底图上创建新的图层，将定位的经纬度点用点标记，连接成线，形成轨迹，通过点击定位点的位置，显示列车运行到该位置时的具体信息。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明通过加载本地离线地图，不依赖于Gis服务器，可节省网页加载地图的流量，缩短加载时间，有利于降低运营成本，不易受到网络质量的影响；

2、本发明不依赖于地图厂商的API，不受设备限制，瓦片地图属于本地网页加载，在实现了地图的显示、控制、绘制、计算距离基本功能的同时，对行车中每个标记位置的列车时间、速度、经纬度都进行了记录，保存在一个可变长的有序队列，采用正则表达式提取关键字，解析数据；

3、本发明的轨迹通过先定位坐标点再连线来绘制，GPS坐标在地图上显示前会先传入纠偏函数进行纠偏，避免与实际离线瓦片地图的偏差过大，可较准确的显示列车位置，列车行驶的轨迹数据在本地保存，可选择某一天的日志数据文件进行回放，方便查看对应的行车轨迹。

附图说明

图1为本发明方法的流程图；

图2为本发明装置的结构示意图。

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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。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的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种离线地图列车轨迹显示及回放的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，列车车载上的卫星定位模块产生经纬度、时间等需要记录的信息，速度传感器提供速度信息，传输给数据采集模块；

步骤2，数据采集模块将采集的数据时序化，用可变长的有序队列存储成一个个的字符串，以时间戳开头的方式格式化，存储功能：先在本地创建以时间命名的日志数据文件，然后将格式化的数据写入对应文件中；

步骤3，数据格式解析功能：在发送给本地网页之前，先通过正则表达式对有序队列中的字符串提取关键字分割处理，将分割出来的经纬度和其他信息作为实参传输给网页上的定位函数的形参；

步骤4，调用网页同时加载离线地图，初始化显示中心，放大级别，将接收到的经纬度坐标进行判断(不在坐标范围提示加载的位置不在地图显示范围)纠偏(将原始经纬度坐标格式转换成地图支持纠偏的坐标格式，如WGS-84转换成GCJ-02)，然后调用网页上的定位函数定位描点；

步骤5，轨迹绘制与信息显示：描点画线，将纠偏后的经纬度坐标用点标记，超过两点就开始画线，显示出行车的轨迹，通过bindPopup函数绑定对应的点，实现点击定位点弹出提示列车运行到该点的详细信息(如当前时间、速度、经纬度等)；

步骤6，回放功能是基于读取步骤2中存放数据文件，先读取保存的日志数据文件，边读取边将读到的数据，进行解析，然后描点画线显示行车轨迹，先通过文件对话框，选择对应日志数据文件，读取显示回放轨迹；

如图2所示，本例中核心模块为数据处理模块3。主要描述了数据文件的存储与解析功能的逻辑实现，将采集到的时间、经纬度、速度等信息按照统一的时间格式先后序列化后，保存在指定目录下得到以日期命名的日志数据文件，解析时使用正则表达式对需要的数据(比如经纬度)进行关键字单独截取，发送给与网页交互的定位函数，再纠偏定位。本实例为各模块按照数据采集、数据存储解析与数据显示分成了三层，数据传输的先后关系从下层到上层，后端负责加工数据，将不同的数据加工成统一格式，前端负责通过网页调用离线地图进行显示轨迹，借助Qt信号与槽的传输机制与网页交互，达到显示轨迹的效果。

下面对图2中实现的各模块之间的数据处理关系进行阐述：

卫星定位模块1：

通过列车上的卫星定位模块对行车所在位置的经纬度进行采集。

数据采集模块2：

采集其他一些需要记录的数据，如时间，速度，网络信号强度等

数据处理模块3：

将上述得到的数据按时间序列化处理，存储按照规定的格式保存成日志数据文件，解析时采取利用正则表达式对字符串分割的方式得到经纬度坐标(用于定位)，其他信息(时间、速度等)为剩余字符串内容。

解析时，先分割出经纬度值用以定位，其余的信息作为显示用，两者都通过传参方式从后端数据处理后传输到前端的网页。

离线地图模块4：

提供本地网页需要调用加载的瓦片地图源文件，保存在本地，目录按照显示级别存储，网页加载后，达到基本的地图显示、控制的基本功能。

轨迹绘制与回放模块5：

在网页加载的地图底图上创建新的图层，将定位的经纬度值用点标记，连接成线，形成轨迹，通过点击定位点的位置，显示列车运行到该位置时的具体信息(时间、经纬度、速度)。

本发明一种离线地图列车轨迹显示及回放的方法，包括：

a)此方法可以实时显示列车在离线地图上的位置及轨迹；

b)此方法可以显示行车轨迹中列车某一位置的经纬度、速度、时间等基本信息；

c)此方法可以根据日志数据文件选择回放一定周期时间段的列车行车轨迹。

其中可以实时显示列车在离线地图上的位置及轨迹，包括：

a1)此方法是基于离线地图使用的，车载设备上传输经纬度、速度、时间等日志数据信息作为输入，并将这些信息写入到对应日志文件中；

a2)将接收到的日志数据格式化，作为函数形参，发送给一个本地进行日志解析的函数，该函数解析完后，通过Qt中信号与槽响应机制发送到一个本地网页上的接收函数，用于后续显示在离线地图上的位置；

a3)同时，本地网页上加载保存在本地的离线地图，地图上根据收到的经纬度描点标注点的坐标位置，经纬度数值存放在一个可变长的有序队列，点坐标通过压栈的方式写入；

a4)同时，队列每存放到一定长度开始描点画线，在地图上显示行车轨迹。

其中可以显示行车轨迹中列车某一位置的经纬度、速度、时间等基本信息，包括：

b1)由于采用的实际离线地图与列车的定位经纬度信息存在偏差，收到的经纬度在数据处理时先传入纠偏函数进行校正，校正后在离线地图上显示点的位置；

b2)列车行驶中的基本信息通过点击地图上标注位置的点，弹窗显示；

b3)同时，存储日志数据文件；

b4)同时，离线地图上的轨迹随着列车的行驶不断延伸显示。

其中可以根据日志数据文件选择回放一定周期时间段的列车行车轨迹，包括

c1)此方法可以选择读取某一天的日志数据文件，点击弹出文件对话框，通过选择对应日志文件，确定后解析某一天的日志数据，在网页上显示列车当天在离线地图上的行车轨迹，以及某个列车定位点的其他信息，如该位置的时间、速度、经纬度等信息；

c2)轨迹绘制会随着范围的扩大自动调节缩放比例，使得显示居中，也可以手动拖放放大和缩小显示范围；

c3)鼠标点击可以计算地图上两点之间的距离。

本发明已通过了功能实现，用作日志解析工具进行了测试，可以达到列车轨迹显示及回放的基本功能，提高了辅助定位的效率，提升了跨平台实用性，一定程度上降低了采用主流开发平台的成本。本发明中涉及到的列车轨迹加载地图前的数据存储与解析、轨迹绘制方法均属于本发明权利说明保护的范畴。本发明中涉及开发的不局限于Windows系统，同样适用于Linux系统，也属于本发明权利保护的范畴。

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，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。