专利名称：基于动态信息的智能导航与位置服务系统及方法
基于动态信息的智能导航与位置服务系统及方法
技术领域：
本发明涉及城市交通流诱导系统，更具体涉及基于动态信息的智能导航与位置服 务系统。
背景技术：
目前，在交通流诱导领域，我国的市场是以新科、E路航、任我游等为代表的导航设 备生产厂商开发的车载导航装置作为主导，这些孤立导航装置仅能提供出行起终点之间距 离最短的行驶路线、为驾驶员指引行驶方向，属于静态诱导，无法根据动态交通信息引导驾 驶员避开交通拥挤路段，更无法有效缓解困扰我国大中城市日益严重的交通拥挤问题。

发明内容本发明提出一种基于动态信息的智能导航与位置服务系统，能够依据动态交通信 息为驾驶员提供避开拥挤的最优行驶路线。本发明同时提出基于动态信息的智能导航与位置服务系统的实现方法。本发明的技术方案是采用智能导航与位置服务信息中心、通信网络和智能导航与 位置服务车载终端构成基于动态信息的智能导航与位置服务系统。信息中心主要包括基 于GPS浮动车的路段行程时间提取模块、路段行程时间的质量评价与控制模块和路段行程 时间的短时预测模块，可实现诱导用动态交通信息，主要是路段行程时间的提取与处理；通 信网络采取GPRS无线通信方式，可实现信息中心与车载终端之间的低成本数据传输；车载 终端包括GPS/DR组合定位模块、地图匹配模块与预防拥挤漂移的动态K最优路径规划模 块，可实现准确的位置服务，并能够依据动态交通信息为驾驶员提供避开拥挤的最优行驶 路线。本发明的实现方法是将车载终端安装在车辆上，安装有车载终端的车辆在道路上 行驶，车载终端将GPS/DR组合定位提供的车辆位置信息经地图匹配后上传至信息中心，由 信息中心实现动态车辆的实时跟踪，实现高精度的位置服务；同时，信息中心根据车辆的位 置信息进行路段行程时间的提取、质量评价与控制、短时预测，并根据用户请求将处理后的 诱导用动态交通信息发送给车载终端；车载终端接收实时动态交通信息后对导航电子地图 后台数据库进行相应的更新，依据更新后的信息为驾驶员规划时间最优行驶路线。为了解决单纯GPS定位数据的丢失、失真等问题，车载终端采用GPS/DR组合定位 模块，以实现高精度车辆定位与跟踪。为了解决定位数据与导航电子地图数据综合利用中存在误差、导致车辆行驶轨迹 偏离道路的问题，地图匹配模块的实施步骤如下1 T0时刻，获得GPS定位点Ptl信息；2 以Ptl为中心，GPS的最大定位误差，即电子地图的误差，加道路宽度为半径做 圆，搜索道路中心线的图层，若未获得待匹配道路，转步骤3，若仅获得一条待匹配道路，则 转4，若获得多条待匹配道路，转步骤5 ；
3 将当前GPS点信息作为匹配后GPS点信息，即MMGPS，转步骤12 ； 4 直接将该点匹配到该路段上Ltl，向匹配路段垂直投影，获得投影点的经纬度，转 步骤12 ；5 获取下一 GPS点，此点速度小于2m/s，转步骤6，大于2m/s转步骤7 ；6 将当前点及所获取的下一时刻(此时的下一时刻点可能为多个点，这些点的速 度均小于2m/s)GPS点信息进行存储等待，进行延时匹配，转步骤9 ；7:将所获取的下一时刻GPS点与当前GPS点进行组合，对道路进行行车方向判断， 转步骤8 ；8 剔除与行车方向相反的路段，转步骤9 ；9 判断剔除反向路段后的路段数Ni，如果附=1，转步骤10，否则转步骤11 ；10 将当前GPS点及延时匹配的下一时刻GPS点均匹配到待匹配路段上，转步骤 12 11 对这些待匹配点及待匹配路段进行典型情况匹配处理，转步骤12 ；12 对下一 GPS点进行匹配。采用路段行程时间提取模块，依据从GPS/DR组合定位模块和地图匹配模块获得 的结果，实现路段行程时间的实时提取，其步骤为1 输入MMGPS数据，判断其定位时间与前一记录的定位时间之差是否大于阈值 td，若是，则进行步骤2，否则进行步骤3 ；2 将MMGPS的匹配路段作为当前路段，并进行存储，同时将当前MMGPS标记为行驶 方向判断对象，然后搜索下一个MMGPS数据；3 判断MMGPS的匹配路段与当前路段是否不同，若是，则进行步骤4，否则进行步 骤7 ；4 按照下式进行判断，若条件成立，则进行步骤5，否则将当前路段终点边界时刻 记为0，并进行步骤2;nq < nq'式中％——连续缺失MMGPS的数量；nq'——连续缺失MMGPS数量的阈值。5 按照下式计算路段边界时刻t，并将t作为当前路段的终点边界时刻t"进行存 储，然后判断最长持续停车时间Tt是否大于Th，若是，则将当前单车路段行程时间记为0，并 进行步骤6，否则计算当前单车路段行程时间T，再进行步骤6 ；
I1 (/-Iy1 (0 + 4 (0^(^-1)t =-—-~—---
1,(0 +!,(/-I)式中t——路段边界时刻；t^t)——当前MMGPS (M3)的定位时间；t^t-l)——前一定位时刻MMGPS (M4)的定位时间；L1 (t)——M3与路段边界之间的距离(m)；L1 (t-1)——M4与路段边界之间的距离(m)。6 将MMGPS的匹配路段作为当前路段、t作为当前路段的起点边界时刻t'，并进 行存储，同时将MMGPS标记为行驶方向判断对象，然后搜索下一个MMGPS数据；
7 按照下式进行计算，若条件满足，则进行步骤8，否则搜索下一个MMGPS数据；
权利要求
一种基于动态信息的智能导航与位置服务系统，其特征在于，它由智能导航与位置服务信息中心、通信网络和智能导航与位置服务车载终端构成，信息中心包括基于GPS浮动车的路段行程时间提取模块、路段行程时间的质量评价与控制模块和路段行程时间的短时预测模块，；通信网络采取GPRS无线通信，实现信息中心与车载终端通信；车载终端包括GPS/DR组合定位模块、地图匹配模块和预防拥挤漂移的动态K最优路径规划模块。
2.根据权利要求1所述的服务系统，其特征在于车载终端采用GPS/DR组合定位模块。
3.根据权利要求1所述的基于动态信息的智能导航与位置服务系统的实现方法，其 特征在于将车载终端安装在车辆上，安装有车载终端的车辆在道路上行驶，车载终端将 GPS/DR组合定位提供的车辆位置信息经地图匹配模块匹配后上传至信息中心，由信息中心 实现动态车辆的实时跟踪，实现高精度的位置服务；同时，信息中心根据车辆的位置信息通 过路段行程时间提取模块进行路段行程时间的提取、质量评价与控制、短时预测，并根据用 户请求将处理后的诱导用动态交通信息发送给车载终端；车载终端接收实时动态交通信息 后对导航电子地图后台数据库进行相应的更新，依据更新后的信息为驾驶员规划时间最优 行驶路线。
4.根据权利要求3所述的实现方法，其特征是地图匹配模块的实施步骤如下(1)T0时刻，获得GPS定位点P0信息；(2)以Ptl为中心，GPS的最大定位误差，即电子地图的误差，加道路宽度为半径做圆，搜 索道路中心线的图层，若未获得待匹配道路，转步骤3，若仅获得一条待匹配道路，则转4， 若获得多条待匹配道路，转步骤5 ；(3)将当前GPS点信息作为匹配后GPS点信息，即MMGPS，转步骤12；(4)直接将该点匹配到该路段上Ltl，向匹配路段垂直投影，获得投影点的经纬度，转步 骤12 ；(5)获取下一GPS点，此点速度小于2m/s，转步骤6，大于2m/s转步骤7 ；(6)将当前点及所获取的下一时刻(此时的下一时刻点可能为多个点，这些点的速度 均小于2m/s)GPS点信息进行存储等待，进行延时匹配，转步骤9 ；(7)将所获取的下一时刻GPS点与当前GPS点进行组合，对道路进行行车方向判断，转 步骤8 ；(8)剔除与行车方向相反的路段，转步骤9；(9)判断剔除反向路段后的路段数Ni，如果m= 1，转步骤10，否则转步骤11 ；(10)将当前GPS点及延时匹配的下一时刻GPS点均匹配到待匹配路段上，转步骤12(11)对这些待匹配点及待匹配路段进行典型情况匹配处理，转步骤12；(12)对下一GPS点进行匹配。
5.根据权利要求3所述的实现方法，其特征是路段行程时间提取模块，依据从GPS/DR 组合定位模块和地图匹配模块获得的结果，实现路段行程时间的实时提取，其步骤为(1)输入MMGPS数据，判断其定位时间与前一记录的定位时间之差是否大于阈值td，若 是，则进行步骤2，否则进行步骤3 ；(2)将MMGPS的匹配路段作为当前路段，并进行存储，同时将当前MMGPS标记为行驶方 向判断对象，然后搜索下一个MMGPS数据；(3)判断MMGPS的匹配路段与当前路段是否不同，若是，则进行步骤4，否则进行步骤.7 ；(4)按照连续缺失MMGPS的数量是否小于连续缺失MMGPS数量的阈值进行判断，若条件 成立，则进行步骤5，否则将当前路段终点边界时刻记为0，并进行步骤.2 ；(5)获得路段边界时刻t，并将t作为当前路段的终点边界时刻t"进行存储，然后判断 最长持续停车时间Tt是否大于Th，若是，则将当前单车路段行程时间记为0，并进行步骤6， 否则计算当前单车路段行程时间T，再进行步骤6 ；(6)将MMGPS的匹配路段作为当前路段、t作为当前路段的起点边界时刻t'，并进行 存储，同时将MMGPS标记为行驶方向判断对象，然后搜索下一个MMGPS数据。
全文摘要
一种基于动态信息的智能导航与位置服务系统及方法，涉及城市交通流诱导系统，采用智能导航与位置服务信息中心、通信网络和智能导航与位置服务车载终端构成，在所有的或大部分的车辆上都安装有车载终端，车载终端将车辆位置信息上传至信息中心，由信息中心实现动态车辆的实时跟踪，实现高精度的位置服务；同时，信息中心根据车辆的位置信息进行路段行程时间的提取、质量评价与控制、短时预测，并根据用户请求将处理后的诱导用动态交通信息发送给车载终端；车载终端接收实时动态交通信息，为驾驶员规划时间最优行驶路线。本发明能够有效缓解大中城市日益严重的交通拥挤问题。
文档编号G01C21/34GK101964941SQ201010261390
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者于德新, 于悦, 刘锋, 杨兆升, 杨楠, 林赐云, 王志建, 高学英, 高鹏, 龚勃文 申请人:吉林大学