專利名稱：多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尋徑導(dǎo)航，特別是涉及一種用于各種車輛出行時(shí)的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo) 航方法。
背景技術(shù)：
尋徑導(dǎo)航是基于位置的服務(wù)、智能交通、應(yīng)急反應(yīng)等諸多重要應(yīng)用領(lǐng)域中的一項(xiàng)關(guān)鍵技 術(shù)。隨著城市的快速發(fā)展，大城市出現(xiàn)了復(fù)雜的道路網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和交通設(shè)施，比如高架路、地 下通道、輔道、立交橋等，均呈現(xiàn)典型的三維特征。伴隨而來的是交通管制的動(dòng)態(tài)性、多樣 性和專門化，例如轉(zhuǎn)向限制、單向通行、應(yīng)急車道、限速車道等。面對(duì)如此復(fù)雜的交通環(huán)境， 尋徑導(dǎo)航的服務(wù)質(zhì)量有了新的要求，特別體現(xiàn)為個(gè)性化和語境(personalized & contextual)。
首先，滿足個(gè)性化的不同道路網(wǎng)絡(luò)層次的路徑査詢。對(duì)于熟悉當(dāng)?shù)氐缆方煌ōh(huán)境的用戶， 需要了解具體哪條車道可通行；而對(duì)于不太熟悉當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境的用戶，關(guān)心如何到達(dá)目的地，
只需要了解哪幾條街道允許通行。即多層次尋徑問題。
其次，導(dǎo)航信息的可視化因人而異，因景而異。比如，個(gè)別用戶需要逼真的三維導(dǎo)航場 景來身臨其境地感受局部環(huán)境，而其他用戶需要提供整體路線指示，還有用戶需要不同模式 之間的切換，全面最大化場景體驗(yàn)。另外，不同狀態(tài)下的導(dǎo)航內(nèi)容不盡相同，比如災(zāi)害應(yīng)急 狀況下的導(dǎo)航服務(wù)需要提供災(zāi)害相關(guān)的信息。即多模態(tài)導(dǎo)航問題。
目前，制約多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航發(fā)展的主要因素有道路網(wǎng)模型表達(dá)不當(dāng)、多層次尋 徑算法不妥、導(dǎo)航思路不配套。以下就上述問題作簡單的分析。 (1)道路網(wǎng)絡(luò)模型表達(dá)不當(dāng)
傳統(tǒng)尋徑導(dǎo)航方法大多是基于二維的道路中心線，將復(fù)雜的立體交通抽象為簡單的結(jié)點(diǎn)， 用單一的弧段表達(dá)整條街道。這種描述方法顯然不能夠表達(dá)復(fù)雜的立體交通，特別是表達(dá)單 個(gè)車道間的拓?fù)潢P(guān)系和交叉口處的復(fù)雜轉(zhuǎn)向關(guān)系。近年來有相關(guān)改進(jìn)方法，主要是通過非平 面網(wǎng)絡(luò)方法表達(dá)立體交通，或用轉(zhuǎn)向表方法或?qū)ε紙D體現(xiàn)交叉口處的轉(zhuǎn)向限制，或用線性參 考方法記錄單個(gè)車道拓?fù)洹＞C合看來，相關(guān)的改進(jìn)方法依存的幾何實(shí)體依舊是道路中心線或 綜合車道，可視化表達(dá)上仍停留在二維。相關(guān)的文獻(xiàn)有1、 Fohl， Curtin, Goodchild et al. A Non-Planar， Lane-Based Navigable Data Model for ITS. 7th International Symposium on Spatial
4Data Handling, 1996; 2、陸鋒，周成虎，萬慶.基于特征的城市交通網(wǎng)絡(luò)非平面數(shù)據(jù)模型.測 繪學(xué)報(bào)，2000， 29(4): 334-341; 3、何桂平，趙鴻鐸，姚祖康.基于線性參照系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮?立交模型.公路交通科技，2001， 6: 86-89; 4、 Jiang， Han and Chen. Modelling Turning Restrictions in Traffic Network for Vehicle Navigation System. Symposium on geospatial theory, processing and applications, 2002; 5、 Winter. Modeling Costs of Turns in Route Planning. Geolnformatica, 2002, 6(4): 345-361; 6、韓剛，蔣捷，陳軍待等，車載導(dǎo)航系統(tǒng)中顧及道路轉(zhuǎn)向限制的弧段Dijkstra算 法.測繪學(xué)報(bào)，2002, 31(4): 366-368; 7、 Cova and Johnson. ANetwork Flow Model for Lane-based Evacuation Routing. Transportation Research Part A: Policy and Practice, 2003， 37(7): 579-604; 8、 左小清，李清泉，謝智穎.基于車道的道路數(shù)據(jù)模型.長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004, 24(2): 73-76; 9、任剛，王煒，鄧衛(wèi).帶轉(zhuǎn)向延誤和限制的最短路徑問題及其求解方法.東南大學(xué)學(xué) 報(bào)(自然科學(xué)版)，2004， 34(1): 104-108; 10、 Malaikrisanachalee and Adams. Lane-based Network for Transportation Network Flow Analysis and Inventory Management. TRR Journal of the Transportation Research Board, 2005， 1935:101-110; 11、 Li and Lin. A Trajectory-Oriented Carriageway-Based Road Network Data Model, Part 1: Background. Geo-spatial Information Science, 2006, 9(1): 65-70 。
(2)多層次尋徑算法不妥
目前的多層次尋徑算法主要有兩種類型， 一種是利用道路網(wǎng)固有的屬性層次信息(國道、 主干道、次干道和支路等)，優(yōu)先選擇道路等級(jí)高的路段。另一種是利用多尺度數(shù)據(jù)源自然的
構(gòu)建金字塔似的多級(jí)道路網(wǎng)結(jié)構(gòu)(i: 50000， i : ioooo和i : 5000等)，優(yōu)先選擇小比例尺 路網(wǎng)來優(yōu)化尋徑效率。綜合分析可以看到，這兩種多層次尋徑算法均不能解決"道路中心線-行車道-實(shí)際車道"這類考慮空間認(rèn)知規(guī)律和推理規(guī)律的多層次尋徑問題。相關(guān)文獻(xiàn)有12、
Quek and Srikanthan. A hierarchical representation of roadway networks 7th World Congress on Intelligent Transportation Systems, 2000; 13、 Park, Sung, Doh et al. Finding a path in the hierarchical road networks. Proceedings of 2001 IEEE Intelligent Transportation Systems, 2001, 936-942; 14、 J嗎adeesh， Srikanthan and Quek. Heuristic Techniques for Accelerating Hierarchical Routing on Road Networks. IEEE Transactions on intelligent transportation system 2002， 3(4): 301-309; 15、陳則王，袁信.基于分層分解的一種實(shí)時(shí)車輛路徑規(guī)劃算法.南京航空航天大 學(xué)學(xué)報(bào),2003， 35(2): 193-197; 16、付夢印，李杰，鄧志紅.基于分層道路網(wǎng)絡(luò)的新型路徑規(guī)劃 算法.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào),2005， 17(4): 719-722; 17、陳玉敏，龔健雅，史文中.多 級(jí)道路網(wǎng)的最優(yōu)路徑算法研究.武漢大學(xué)學(xué)報(bào)信息科學(xué)版，2006， 31(1): 70-73)。(3)導(dǎo)航思路不配套
從導(dǎo)航可視化角度來看，過去人們關(guān)注的焦點(diǎn)往往集中在兩個(gè)方面其一是滿足不同交 通出行方式(比如火車、公交、公路、行人等)或不同信息交互方式(語音，圖像，觸摸等) 的導(dǎo)航可視化服務(wù)，即所謂的多模式導(dǎo)航；另一種是利用恰當(dāng)?shù)牡貥?biāo)建筑增強(qiáng)導(dǎo)航可視化效 果，即所謂的地標(biāo)導(dǎo)航。這兩種導(dǎo)航思路在某種程度上滿足了導(dǎo)航服務(wù)的完整性和逼真性， 但還不能解決個(gè)性化問題，特別是因人而異、因景而異的多模態(tài)導(dǎo)航問題。相關(guān)文獻(xiàn)有18、 Goodchild. GIS and Transportation: Status and Challenges. Geolnformatica， 2000, 4(2): 127-139; 19、 Timpf and Heye. Complexity of routes in multi-modal wayfinding. Second International Conference on Geographic Information Science, 2002; 20、 Brenner and Elias. Extracting landmarks for car navigation systems using existing GIS databases and laser scanning. ISPRS Archives, 2003， XXXIV(Part 3/W8): 17-19; 21、 Elias and Brenner. Automatic Generation and Application of Landmarks in Navigation Data Sets. 11th International Symposium on Spatial Data Handling, 2004; 22、李淵.基于語義信息的建筑尺度多模式應(yīng)急路徑規(guī)劃.華中建筑，2007， 25(3): 109-111; 24、熊麗音，陸鋒，陳傳彬.城市多模式交通網(wǎng)絡(luò)特征連通關(guān)系表達(dá)模型.武漢大 學(xué)學(xué)報(bào)信息科學(xué)版，2008, 33(4): 393-396。
國內(nèi)相關(guān)專利申請(qǐng)，比如公開號(hào)為CN101191730的發(fā)明專利申請(qǐng)公丌一種在汽車導(dǎo)航系 統(tǒng)中檢索用戶興趣點(diǎn)(points of interest)數(shù)據(jù)庫的方法及其裝置。汽車導(dǎo)航系統(tǒng)的信息檢索方 法包括以下步驟為檢索興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)庫內(nèi)必要的信息，生成有關(guān)數(shù)值型數(shù)據(jù)的通用索引和沒 有排序的名稱的倒置文件索引的全處理步驟；判別輸入的檢索條件，在名稱單獨(dú)檢索的情況 下，以對(duì)上述名稱的倒置文件索引為基礎(chǔ)進(jìn)行檢索和輸出有關(guān)信息的步驟；判別輸入的檢索 條件，在名稱單獨(dú)檢索以外的情況下，以上述數(shù)值型數(shù)據(jù)的通用索引為基礎(chǔ)，進(jìn)行檢索和輸 出有關(guān)信息的步驟。
公開號(hào)為CN1724976的發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝藢?dǎo)航系統(tǒng)的畫面上按用戶的要求分步驟顯示 畫面處理狀況。
盡管上述專利文獻(xiàn)提升了尋徑導(dǎo)航服務(wù)的個(gè)性化水平，但并不配套不同尺度應(yīng)用環(huán)境(比 如宏觀2D、中觀2.50和微觀30)。到目前為止，還未見完整的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航專利 文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種主要用于各種車輛出行時(shí)的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法。 本發(fā)明包括以下步驟1) 根據(jù)道路中心線幾何數(shù)據(jù)，建立道路中心線結(jié)點(diǎn)表和弧段表，生成拓?fù)湮募l，記 錄每個(gè)弧段ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID;
2) 根據(jù)行車道中心線幾何數(shù)據(jù)和交叉口區(qū)域幾何數(shù)據(jù)，生成拓?fù)湮募2，記錄每個(gè)行 車道以及交叉口區(qū)域內(nèi)的連通關(guān)系；
3) 輸入起點(diǎn)S和終點(diǎn)D，讀取道路中心線屬性數(shù)據(jù)和行車道屬性數(shù)據(jù)，利用Dijkstra算 法分別計(jì)算基于拓?fù)湮募l和拓?fù)湮募2的最優(yōu)路徑Rl和R2;
4) 依據(jù)最優(yōu)路徑R2，讀取與之關(guān)聯(lián)的行車道數(shù)據(jù)集，建立實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3，記錄 物理車道ID和虛擬車道ID，以及關(guān)聯(lián)的起點(diǎn)ID和終點(diǎn)ID;
5) 讀取實(shí)際車道屬性數(shù)據(jù)，利用Dijkstra算法計(jì)算基于實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3的最優(yōu)路 徑R3;
6) 依據(jù)最優(yōu)路徑R1，動(dòng)態(tài)生成一定范圍dl的緩沖區(qū)B1，篩選出緩沖區(qū)B1范圍內(nèi)的建 筑集L1，在2D可視化窗口以圖示方式表達(dá)建筑集L1，提供全局導(dǎo)航環(huán)境；
7) 調(diào)用建筑屬性信息，進(jìn)一步篩選出滿足要求的建筑集L1中的地標(biāo)建筑集L2，在2,5D 可視化窗口中以軸測圖模型表達(dá)地標(biāo)建筑集L2，提供中觀導(dǎo)航環(huán)境；
8) 依據(jù)行駛者的坐標(biāo)位置，動(dòng)態(tài)調(diào)度一定范圍d2的緩沖區(qū)B2,進(jìn)一步篩選緩沖區(qū)B2 范圍內(nèi)的包含地標(biāo)建筑集L2的實(shí)時(shí)可視化地標(biāo)建筑集L3，賦予相應(yīng)紋理，并在緩沖區(qū)B2 范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)入道路交通相關(guān)設(shè)施，提供3D微觀導(dǎo)航環(huán)境。
在步驟3)中，所述道路中心線屬性數(shù)據(jù)包括距離、平均車速等，所述行車道屬性包括 距離、單向車速、交叉口延遲時(shí)間等數(shù)據(jù)。
在步驟4)中，所述實(shí)際車道屬性數(shù)據(jù)包括車道通行觀測時(shí)間和交叉口通行等待時(shí)間等。 在步驟7)中，所述建筑屬性信息包括性質(zhì)、高度等。 在步驟8)中，所述道路交通相關(guān)設(shè)施包括路燈、交通指示牌等。
所述步驟2)中，根據(jù)行車道中心線幾何數(shù)據(jù)和交叉口區(qū)域幾何數(shù)據(jù)，生成拓?fù)湮募2， 記錄每個(gè)行車道以及交叉口區(qū)域內(nèi)的連通關(guān)系的方法包括以下步驟
1) 根據(jù)行車道幾何數(shù)據(jù)，建立行車道結(jié)點(diǎn)表和弧段表，生成行車道局部拓?fù)湮募?*， 記錄每個(gè)行車道ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID;
2) 利用交叉口幾何數(shù)據(jù)，提取其幾何質(zhì)心，建立交叉口處結(jié)點(diǎn)表，并記錄交叉口關(guān)鍵屬 性信息，所述交叉口關(guān)鍵屬性信息包括入行車道ID和出行車道ID等；
3) 根據(jù)交叉口結(jié)點(diǎn)表和行車道局部拓?fù)湮募2、新建交叉口區(qū)域拓?fù)湮募2弁，記錄 交叉口區(qū)域內(nèi)的連接弧段ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID;
74)合并行車道局部拓?fù)湮募?2*和交叉口區(qū)域拓?fù)湮募?#,生成拓?fù)湮募2，記錄完 整的行車道連通關(guān)系。
所述步驟4)中，依據(jù)最優(yōu)路徑R2，讀取與之關(guān)聯(lián)的行車道數(shù)據(jù)集，建立實(shí)際車道拓?fù)?結(jié)構(gòu)T3，記錄物理車道ID和虛擬車道ID，以及關(guān)聯(lián)的起點(diǎn)ID和終點(diǎn)ID的方法包括以下步 驟
1) 讀取與最優(yōu)路徑R2關(guān)聯(lián)的行車道ID數(shù)據(jù)集，根據(jù)各個(gè)行車道ID對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)生 成實(shí)際車道拓?fù)涞幕疽?，?gòu)建實(shí)際車道局部拓?fù)湮募3、記錄每個(gè)物理車道ID、起始 結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID，所述各個(gè)行車道ID對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)包括實(shí)際車道數(shù)目等，所述實(shí)際 車道拓?fù)涞幕疽匕ò葱熊嚨婪较驈淖笾劣翼樞蚓幪?hào)表示實(shí)際車道屬性；
2) 利用實(shí)際車道的編號(hào)信息和交叉口處的轉(zhuǎn)彎限制條件，補(bǔ)充交叉口處的虛擬車道ID， 構(gòu)建交叉口處的局部拓?fù)湮募3仏記錄每個(gè)虛擬車道ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID，所 述交叉口處的轉(zhuǎn)彎限制條件包括直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)控制等；
3) 合并實(shí)際車道局部拓?fù)湮募?*和交叉口處的局部拓?fù)湮募3#，生成拓?fù)湮募3、 記錄完整的靜態(tài)實(shí)際車道連通關(guān)系；
4) 檢測是否有存在事件及其事件性質(zhì)，鼠標(biāo)交互點(diǎn)擊進(jìn)行車道離散化處理，動(dòng)態(tài)增加實(shí) 際車道結(jié)點(diǎn)和實(shí)際車道弧段，在拓?fù)湮募3A基礎(chǔ)上生成動(dòng)態(tài)拓?fù)銽3。
本發(fā)明以多層次道路網(wǎng)絡(luò)模型和多尺度建筑模型為基礎(chǔ)，依托三維GIS系統(tǒng)，通過語義 關(guān)系自動(dòng)構(gòu)建實(shí)際車道、行車道和道路中心線三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供多層次路徑優(yōu)化算法， 建立2D、 2.5D和3D三種模態(tài)的可視化導(dǎo)航窗口，分別對(duì)應(yīng)宏觀、中觀和微觀的路線引導(dǎo)， 滿足個(gè)性化的語境自適應(yīng)導(dǎo)航需求。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的基本途徑是根據(jù)給定的出發(fā)地和目的地，首先，分析道路中心線的拓?fù)渚W(wǎng) 絡(luò)，滿足宏觀分析和可視化需要，特別是圖標(biāo)模型的動(dòng)態(tài)調(diào)度的需要；進(jìn)而分析中觀層次的 行車道拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，綜合考慮流向和交叉口轉(zhuǎn)彎限制，為實(shí)際車道的選擇提供最優(yōu)路徑的最小 初始數(shù)據(jù)集。最后，根據(jù)關(guān)聯(lián)的實(shí)際車道拓?fù)湫畔⒁约皩?shí)際車道屬性信息等，在微觀層次確 定實(shí)際可行的車道。在導(dǎo)航信息輸出上，考慮到兩層模態(tài)的控制其一是應(yīng)用語境模態(tài)，通 過定義的"角色"(role)和"環(huán)境"(situation)來控制可視化輸出的內(nèi)容；其二是可視化窗口 模態(tài)，通過設(shè)定的"二維地圖視圖"、"2.5維導(dǎo)航視圖"和"三維行為視圖"來分解導(dǎo)航信息， 最大化輸入導(dǎo)航的全局和局部信息。


圖l為本發(fā)明的原理示意圖。圖2為本發(fā)明多層次尋徑流程圖。 圖3為本發(fā)明多模態(tài)導(dǎo)航流程圖。 圖4為本發(fā)明道路中心線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建圖。 圖5為本發(fā)明行車道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建圖。 圖6為本發(fā)明實(shí)際車道網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錁?gòu)建圖。 圖7為本發(fā)明2D地圖模態(tài)數(shù)據(jù)組織。 圖8為本發(fā)明2.5D導(dǎo)航模態(tài)數(shù)據(jù)組織。 圖9為本發(fā)明3D行為模態(tài)數(shù)據(jù)組織。
具體實(shí)施例方式
以下實(shí)施例將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
參見圖1，本發(fā)明的技術(shù)方案原理是基于多層次三維數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫，包含多層次三維 道路網(wǎng)絡(luò)模型和多尺度三維建筑模型，在高精度車輛定位技術(shù)的支撐下，利用三維GIS系統(tǒng) 操作平臺(tái)，提供多層次路徑優(yōu)化和多模態(tài)路徑導(dǎo)航，滿足復(fù)雜城市環(huán)境中的個(gè)性化導(dǎo)航服務(wù)。 針對(duì)其中的關(guān)鍵模塊作如下說明
1) 多層次三維道路網(wǎng)絡(luò)模型將同一條道路，按照細(xì)節(jié)層次不同，組織為"道路中心線-行車道-實(shí)際車道"三個(gè)層次的幾何與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并構(gòu)建其內(nèi)部關(guān)系。其中，道路中心線 結(jié)構(gòu)以單線抽象描述道路的幾何形態(tài)，其空間位置置于道路中央；行車道以雙線描述道路的 幾何形態(tài)，雙線空間位置分別置于流向的中心；實(shí)際車道以多線描述道路的幾何形態(tài)，根據(jù) 功能差異細(xì)分為物理車道和虛擬車道(物理車道對(duì)應(yīng)現(xiàn)實(shí)道路網(wǎng)絡(luò)中的車道幾何條帶，虛擬 車道實(shí)現(xiàn)物理車道在橫向和交叉口區(qū)域內(nèi)的連接)。
2) 高精度車輛定位以高精度車輛定位技術(shù)為支撐，提供厘米級(jí)車輛實(shí)吋動(dòng)態(tài)三維坐標(biāo) 信息，配合多層次三維道路網(wǎng)絡(luò)模型中的車道帶幾何信息，能夠推算出車輛在實(shí)際車道上的 具體位置。
3) 3DGIS人機(jī)界面三維GIS提供數(shù)據(jù)處理和可視化的平臺(tái)，特別是提供三維的空間 分析功能如三維緩沖區(qū)分析和帶紋理三維多尺度表達(dá)控制。利用3DGIS人機(jī)界面,能夠在三維 空間實(shí)時(shí)査詢?nèi)S地上地下對(duì)象，提供全局和局部的可視化環(huán)境。
4) 多層次路徑優(yōu)化該功能是在多層次三維道路網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上，分別設(shè)計(jì)相應(yīng)的路徑 計(jì)算方法，提供基于道路中心線的路徑、行車道的路徑和實(shí)際車道的路徑。
5) 多模態(tài)路徑導(dǎo)航以多層次路徑優(yōu)化的結(jié)果為基礎(chǔ)，考慮多層次三維數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫， 在3DGIS平臺(tái)上開發(fā)2D、 2.5D和3D導(dǎo)航可視化窗口，分別對(duì)應(yīng)宏觀地圖模態(tài)導(dǎo)航、中觀
9模型模態(tài)導(dǎo)航和微觀行為模態(tài)導(dǎo)航。
6)個(gè)性化應(yīng)用環(huán)境整個(gè)尋徑導(dǎo)航服務(wù)的外部需求，體現(xiàn)為導(dǎo)航內(nèi)容的個(gè)性化選配、導(dǎo) 航模態(tài)的選擇。
參見圖2，多層次尋徑的算法流程包括構(gòu)建三層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T1， T2和T3。其中，Tl 和T2是獨(dú)立構(gòu)建，T3是在R2基礎(chǔ)上進(jìn)一步構(gòu)建。多層次尋徑算法流程的輸入內(nèi)容為三維場 景、査詢起點(diǎn)和終點(diǎn)，輸出內(nèi)容為R1，R2和R3。首先，按照預(yù)定義進(jìn)程(拓?fù)錁?gòu)建l和拓?fù)?構(gòu)建2)分析道路中心線的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)(拓?fù)銽1)和行車道拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)(拓?fù)銽2)，用預(yù)定義進(jìn) 程(Dijkstra尋徑算法)計(jì)算道路中心線路徑(路徑R1)和行車道路徑(路徑R2)。然后，利 用路徑R2讀取關(guān)聯(lián)的局部行車道信息，按照預(yù)定義進(jìn)程(拓?fù)錁?gòu)建3)分析實(shí)際車道拓?fù)渚W(wǎng) 絡(luò)(拓?fù)銽3)，用預(yù)定義進(jìn)程(Dijkstra尋徑算法)計(jì)算實(shí)際車道路徑(路徑R3)。
參見圖3，多模態(tài)導(dǎo)航的算法流程以R1，R2和R3為基礎(chǔ)，通過層層數(shù)據(jù)篩選的方法，分 別以2D地圖視圖、2.5D導(dǎo)航視圖和3D行為視圖加以表達(dá)。其中，多尺度模型數(shù)據(jù)庫是本 發(fā)明的重要基礎(chǔ)，包括建筑的2D圖示、2.5D軸測圖和3D模型。針對(duì)路徑R1，利用緩沖區(qū) 分析1調(diào)用2D圖示，產(chǎn)生分析數(shù)據(jù)(圖示集L1),并提供給2D地圖視圖。同時(shí)，基于L1 和軸測圖數(shù)據(jù)庫，調(diào)入預(yù)定義進(jìn)程(語義分析)，讀取建筑高度屬性和性質(zhì)屬性，篩選出地標(biāo) 集L2,并提供給2.5D導(dǎo)航視圖。接著，基于L2和3D模型庫，調(diào)入預(yù)定義進(jìn)程(緩沖區(qū)分析 2)，計(jì)算視線范圍內(nèi)的3D建筑集L3，并提供給3D行為視圖。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程采用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化處理，包括以下步驟
步驟l，參見圖4。根據(jù)道路中心線幾何數(shù)據(jù)，建立道路中心線結(jié)點(diǎn)表和弧段表，生成拓 撲文件T1，記錄每個(gè)弧段ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID。本發(fā)明中的道路中心線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?結(jié)構(gòu)采用弧段-結(jié)點(diǎn)表存儲(chǔ)連通的道路中心線連接關(guān)系。首先，依次讀取每條道路中心線點(diǎn)集， 建立弧段表。接著，獲取中心線點(diǎn)集內(nèi)所有點(diǎn)，提取首尾結(jié)點(diǎn)，并檢査有無重復(fù)，去掉重復(fù) 結(jié)點(diǎn)，建立結(jié)點(diǎn)表。然后，由結(jié)點(diǎn)表中結(jié)點(diǎn)ID和弧段表中弧段ID根據(jù)坐標(biāo)位置，建立連接 關(guān)系表。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要求道路中心線幾何連通，交叉口處是否斷開根據(jù)實(shí)際情況而定。
步驟2，參見圖5。根據(jù)行車道中心線幾何數(shù)據(jù)和交叉口區(qū)域幾何數(shù)據(jù)，生成拓?fù)湮募?T2，記錄每個(gè)行車道以及交叉口區(qū)域內(nèi)的連通關(guān)系。本發(fā)明的行車道幾何網(wǎng)絡(luò)并非幾何連通， 是通過交叉口區(qū)域?qū)崿F(xiàn)邏輯連通。在具體實(shí)現(xiàn)方式上，通過引入交叉口結(jié)點(diǎn)的方式，在交叉 口區(qū)域內(nèi)建立虛擬連接弧段，建立交叉口區(qū)域內(nèi)的連接關(guān)系，使整個(gè)行車道網(wǎng)絡(luò)邏輯連通。
為了便于實(shí)施，本發(fā)明提供了步驟2的具體方式，包括以下步驟
步驟2.1，根據(jù)行車道幾何數(shù)據(jù)，建立行車道結(jié)點(diǎn)表和弧段表,生成行車道局部拓?fù)湮募2*。本發(fā)明根據(jù)行車道幾何數(shù)據(jù)，依次讀取每條行車道點(diǎn)集，建立弧段表。接著，獲取行車 道點(diǎn)集內(nèi)所有點(diǎn)，提取首尾結(jié)點(diǎn)，并檢査有無重復(fù)，去掉重復(fù)結(jié)點(diǎn)，建立行車道結(jié)點(diǎn)表。然 后，由結(jié)點(diǎn)表中結(jié)點(diǎn)ID和弧段表中弧段ID根據(jù)坐標(biāo)位置，建立連接關(guān)系表，生成行車道局部 拓?fù)湮募2、記錄每個(gè)行車道ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID。
步驟2.2，利用交叉口幾何數(shù)據(jù)，提取其幾何質(zhì)心，建立交叉口處結(jié)點(diǎn)表，并記錄交叉口 關(guān)鍵屬性信息(入行車道ID和出行車道ID)。本發(fā)明單獨(dú)存儲(chǔ)每個(gè)交叉口，以交叉口為對(duì)象 組織交叉口處的行車道連通關(guān)系。在實(shí)現(xiàn)方式上，首先選取交叉口幾何對(duì)象，然后依次點(diǎn)選 入交叉口的行車道幾何對(duì)象，確認(rèn)后再依次點(diǎn)選出交叉口的車行道幾何對(duì)象。默認(rèn)情況下， 系統(tǒng)根據(jù)行車道的數(shù)字化方向自動(dòng)確認(rèn)入行車道和出行車道。然后，根據(jù)交叉口對(duì)象的頂點(diǎn) 坐標(biāo)集，計(jì)算出質(zhì)心坐標(biāo)并記錄質(zhì)心ID號(hào)，生成交叉口結(jié)點(diǎn)表。交叉口結(jié)點(diǎn)表記錄入行車道 ID集和出行車道ID集。
步驟2.3，根據(jù)交叉口結(jié)點(diǎn)表和丁2*,新建交叉口區(qū)域拓?fù)湮募?2#，記錄交叉口區(qū)域內(nèi)的 連接弧段ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID。本發(fā)明中，交叉口內(nèi)部的拓?fù)潢P(guān)系是通過自動(dòng)建 立行車道結(jié)點(diǎn)和交叉口結(jié)點(diǎn)之間的弧段來實(shí)現(xiàn)。首先，利用交叉口結(jié)點(diǎn)表中的入行車道ID集 和出行車道ID集，找到每個(gè)行車道ID，并在12*中增加兩項(xiàng)記錄"入交叉口10"和"出交叉口 ID",將交叉口ID信息記錄到每個(gè)行車道ID。然后，利用更新的T2-中的每個(gè)行車道ID的起 點(diǎn)號(hào)(F_Node)和終點(diǎn)號(hào)(T—Node),以及入交叉口號(hào)(In—Node)和出交叉口號(hào)(Out_Node)， 新建交叉口區(qū)域內(nèi)部弧段ID，弧段起點(diǎn)和終點(diǎn)分別由行車道起點(diǎn)號(hào)和出交叉口號(hào)，或者行車 道終點(diǎn)和入交叉口號(hào)構(gòu)成，完成交叉口區(qū)域拓?fù)湮募2弁建立。
步驟2.4，合并T2"^和T2tf，生成拓?fù)湮募2，記錄完整的行車道連通關(guān)系。該步驟是將 新建交叉口區(qū)域內(nèi)部弧段ID表,增加到行車道ID表中，構(gòu)成一個(gè)完整的弧段-結(jié)點(diǎn)表。
步驟3，輸入起點(diǎn)S和終點(diǎn)D，讀取道路中心線屬性數(shù)據(jù)(距離、平均車速)和行車道 屬性(距離、單向車速、交叉口延遲時(shí)間)數(shù)據(jù)，利用Dijkstra算法分別計(jì)算基于Tl和T2 的最優(yōu)路徑R1和R2。本發(fā)明利用傳統(tǒng)Dijkstra尋徑算法，計(jì)算車輛位置到目的地的最優(yōu)路 徑。由于道路中心線網(wǎng)絡(luò)和行車道網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)量并不是很大，可以遍歷計(jì)算的結(jié)點(diǎn)數(shù)目并不是 很多，在算法效率上可以滿足要求。在實(shí)現(xiàn)方式上，創(chuàng)建兩個(gè)表(Open表和Close表)，分 別保存所有已生成而未考察的結(jié)點(diǎn)和已訪問過的結(jié)點(diǎn)。首先訪問網(wǎng)絡(luò)中離起始點(diǎn)最近且沒有 被檢查過的點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)放入Open表待查。然后從Open表找出距起始點(diǎn)最近的點(diǎn)，找出這個(gè) 點(diǎn)所有子結(jié)點(diǎn)，把改點(diǎn)放入Close表。遍歷考察這個(gè)點(diǎn)的子結(jié)點(diǎn)，計(jì)算這些結(jié)點(diǎn)距起始點(diǎn)的 權(quán)重值，放子結(jié)點(diǎn)到Open表中。最后，重復(fù)前面步驟，直到Open表為空，或找到目標(biāo)點(diǎn)。本發(fā)明中，對(duì)于道路中心線網(wǎng)絡(luò)，考慮的權(quán)重是距離，而對(duì)于行車道網(wǎng)絡(luò)，由于具有交通流 方向性，考慮的權(quán)重是通行時(shí)間。
步驟4，參見圖6。依據(jù)R2，讀取與之關(guān)聯(lián)的行車道數(shù)據(jù)集，建立實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3， 記錄物理車道ID和虛擬車道ID，以及關(guān)聯(lián)的起點(diǎn)ID和終點(diǎn)ID。本發(fā)明中，采用啟發(fā)式局 部構(gòu)建實(shí)際車道拓?fù)涞姆椒?，大大減少網(wǎng)絡(luò)搜索空間和實(shí)際車道網(wǎng)絡(luò)計(jì)算效率。在實(shí)現(xiàn)方式 上，通過建立物理車道表達(dá)路段上的實(shí)際車道拓?fù)湓?，通過建立虛擬車道表達(dá)交叉口區(qū)域 內(nèi)的實(shí)際車道連通關(guān)系。同時(shí)，本研究進(jìn)一步考慮到實(shí)際車道的離散化處理，即在提示換車 道處或當(dāng)檢測到臨時(shí)事件(比如車道封鎖)，更新實(shí)際車道拓?fù)洹?br> 為了便于實(shí)施，本發(fā)明提供了步驟4的具體方式，包括以下步驟 步驟4.1，讀取與R2關(guān)聯(lián)的行車道ID數(shù)據(jù)集，根據(jù)各個(gè)行車道ID對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)(實(shí) 際車道數(shù)目)生成實(shí)際車道拓?fù)涞幕疽?按行車道方向從左至右順序編號(hào)表示實(shí)際車道 屬性)，構(gòu)建實(shí)際車道局部拓?fù)湮募3*，記錄每個(gè)物理車道ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID。 本發(fā)明中，實(shí)際車道拓?fù)溆尚熊嚨缼缀尉W(wǎng)絡(luò)衍生，根據(jù)行車道屬性表中記錄的實(shí)際車道數(shù)目 衍生出具體的實(shí)際車道拓?fù)湟?，并按照行車道的方向自?dòng)對(duì)衍生出的行車道拓?fù)湓貙懭?實(shí)際車道編號(hào)。
步驟4.2，利用實(shí)際車道的編號(hào)信息和交叉口處的轉(zhuǎn)彎限制條件(直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)控制)， 補(bǔ)充交叉口處的虛擬車道ID，構(gòu)建交叉口處的局部拓?fù)湮募3弁,記錄每個(gè)虛擬車道ID、起 始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID。本發(fā)明利用相應(yīng)規(guī)則來控制交叉口處的虛擬車道自動(dòng)化構(gòu)建。在 實(shí)現(xiàn)方式上，規(guī)則定義如下
1) 同一路段行車道，編號(hào)最小的實(shí)際車道之間建立虛擬車道，用為U型掉頭虛擬車道
2) 交叉口處入行車道的中間實(shí)際車道，與其他出行車道(除去同一路段出行車道)的中 間實(shí)際車道建立虛擬車道，用為直行車道。
3) 交叉口處入行車道的編號(hào)最大的實(shí)際車道，與其他出行車道(除去同一路段出行車道) 的編號(hào)最大的實(shí)際車道建立虛擬車道，用為右轉(zhuǎn)車道。
其中，由于每個(gè)行車道記錄的實(shí)際車道數(shù)目有變化，如上規(guī)則可能產(chǎn)生重復(fù)虛擬車道， 需要自動(dòng)刪除重復(fù)數(shù)據(jù)；另外，每個(gè)地區(qū)實(shí)際交通規(guī)劃有特例，需要根據(jù)實(shí)際轉(zhuǎn)向限制更改 交通規(guī)則來自動(dòng)建立虛擬車道。
步驟4.3，合并丁3*和13#，生成拓?fù)湮募3八，記錄完整的靜態(tài)實(shí)際車道連通關(guān)系。該 步驟是將新建交叉口區(qū)域內(nèi)部虛擬車道弧段ID表，增加到物理車道ID表中，構(gòu)成一個(gè)完整的 實(shí)際車道弧段-結(jié)點(diǎn)表。步驟4.4，檢測是否有存在事件及其事件性質(zhì)，鼠標(biāo)交互點(diǎn)擊進(jìn)行車道離散化處理，動(dòng)態(tài) 增加實(shí)際車道結(jié)點(diǎn)和實(shí)際車道弧段，在T3A基礎(chǔ)上生成動(dòng)態(tài)拓?fù)銽3。本發(fā)明考慮到兩種交通 行為， 一種是實(shí)際車道之間的換道行為，還一種是臨時(shí)事件下的實(shí)際車道封閉行為。在實(shí)現(xiàn) 方式上，第一種通過電腦自動(dòng)處理，即根據(jù)行車道方向，選取2/3處為換道點(diǎn)，將實(shí)際車道 分為提速區(qū)和換道區(qū)。第二種通過人工點(diǎn)擊行車道幾何網(wǎng)絡(luò)，交互指定實(shí)際車道封閉的位置。 兩種處理方式，均在原物理車道弧段上，增加中間結(jié)點(diǎn)，并自動(dòng)增加中間結(jié)點(diǎn)之間的虛擬弧 段，更新為動(dòng)態(tài)實(shí)際車道拓?fù)銽3。
步驟5，讀取實(shí)際車道屬性數(shù)據(jù)(車道通行觀測時(shí)間和交叉口通行等待時(shí)間),利用Dijkstm 算法計(jì)算基于T3最優(yōu)路徑R3。本發(fā)明在基于實(shí)際車道的路徑計(jì)算中，考慮的權(quán)重包含了三 種，其一是物理車道上的通行距離與速度，計(jì)算物理車道上通行時(shí)間；其二是物理車道之間 換道行為的時(shí)間，默認(rèn)設(shè)定為2s;其三是交叉口處的通行時(shí)間，根據(jù)左轉(zhuǎn)，直行和右轉(zhuǎn)紅綠 燈時(shí)間定，默認(rèn)設(shè)定為30S。同樣，利用Dijkstra算法計(jì)算車輛位置到目的地的最優(yōu)路徑，該 路徑的可視化表達(dá)由車道帶體現(xiàn)。具體實(shí)現(xiàn)方式為每條車道帶記錄行車道ID和所在車道序 號(hào)，當(dāng)進(jìn)行車道離散化處理時(shí)，根據(jù)車道變換點(diǎn)和臨時(shí)事件的位置，自動(dòng)切分對(duì)應(yīng)的車道帶。 然后，根據(jù)分析結(jié)果R3，讀取關(guān)聯(lián)的實(shí)際車道ID和序列號(hào)，再渲染對(duì)應(yīng)的車道帶。
步驟6,參見圖7。依據(jù)R1，動(dòng)態(tài)生成一定范圍dl的緩沖區(qū)B1，篩選出B1范圍內(nèi)的建 筑集L1，在2D可視化窗口以圖示方式表達(dá)L1，提供全局導(dǎo)航環(huán)境。本發(fā)明在宏觀導(dǎo)航可視 化中采用局部二維圖示方式，最大特點(diǎn)是圖示具有明確的特征和意義，比如酒店、商場、停 車道、收費(fèi)站等。采用IS019117作為圖示表達(dá)的參考國際標(biāo)準(zhǔn)，按照建筑和地物類型預(yù)先設(shè) 定二維圖示集，通過建筑性質(zhì)關(guān)聯(lián)和對(duì)路徑R1作緩沖區(qū)分析篩選出Rl —定范圍內(nèi)的圖示建 筑。在實(shí)現(xiàn)方式上，Rl緩沖區(qū)的半徑dl默認(rèn)設(shè)定為50m，整個(gè)導(dǎo)航環(huán)境即提供了沿著路徑 所有的建筑符號(hào)化表示場景。對(duì)于緩沖區(qū)范圍外的建筑，仍以建筑二維幾何形狀作為可視化 背景。
步驟7，參見圖8。調(diào)用建筑屬性信息(性質(zhì)、高度)，進(jìn)一步篩選出滿足要求的L1中的 地標(biāo)建筑集12,在2.50可視化窗口中以軸測圖模型表達(dá)12，提供中觀導(dǎo)航環(huán)境。本發(fā)明在中 觀導(dǎo)航可視化中采用局部2.5維立體模型方式，最大特點(diǎn)是凸顯建筑高度和建筑性質(zhì)。在具 體實(shí)現(xiàn)上，采用屬性數(shù)據(jù)讀取的方式，即讀取L1中地標(biāo)建筑關(guān)聯(lián)的建筑ID的高度信息和建 筑性質(zhì)信息，篩選出視覺突出、意義重要的建筑作為地標(biāo)建筑。然后，利用高度屬性拉升地 標(biāo)建筑并賦予特定顏色增強(qiáng)可視化效果。顏色定義的默認(rèn)規(guī)則如下{居住建筑黃色；商業(yè) 建筑橙色；行政辦公建筑紅色；其他建筑藍(lán)色}。
13步驟8，參見圖9。依據(jù)行駛者的坐標(biāo)位置，動(dòng)態(tài)調(diào)度一定范圍d2的緩沖區(qū)B2，進(jìn)一步 篩選B2范圍內(nèi)的包含L2的實(shí)時(shí)三維可視化建筑集L3，賦予相應(yīng)紋理，并在B2范圍內(nèi)動(dòng)態(tài) 調(diào)入道路交通相關(guān)設(shè)施(路燈、交通指示牌等)，提供3D微觀導(dǎo)航環(huán)境。本發(fā)明在微觀導(dǎo)航 可視化中采用局部三維紋理模型方式，提供實(shí)時(shí)的環(huán)境信息，包括車輛一定視線范圍內(nèi)的交 通標(biāo)識(shí)和交通配套設(shè)施可視化。在實(shí)現(xiàn)方式上，以駕駛者為原點(diǎn)，動(dòng)態(tài)計(jì)算一定范圍d2的圓 形緩沖區(qū)B2 (默認(rèn)d2取值設(shè)定為IOO米)，并篩選出L2內(nèi)的動(dòng)態(tài)可視化建筑集L3。同樣， 采用屬性數(shù)據(jù)讀取的方式，讀取L3中建筑ID，從多層次建筑模型中動(dòng)態(tài)調(diào)出相應(yīng)的富含紋 理的三維建筑模型和配套設(shè)施模型。
權(quán)利要求
1.多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于包括以下步驟1)根據(jù)道路中心線幾何數(shù)據(jù)，建立道路中心線結(jié)點(diǎn)表和弧段表，生成拓?fù)湮募1，記錄每個(gè)弧段ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID；2)根據(jù)行車道中心線幾何數(shù)據(jù)和交叉口區(qū)域幾何數(shù)據(jù)，生成拓?fù)湮募2，記錄每個(gè)行車道以及交叉口區(qū)域內(nèi)的連通關(guān)系；3)輸入起點(diǎn)S和終點(diǎn)D，讀取道路中心線屬性數(shù)據(jù)和行車道屬性數(shù)據(jù)，利用Dijkstra算法分別計(jì)算基于拓?fù)湮募1和拓?fù)湮募2的最優(yōu)路徑R1和R2；4)依據(jù)最優(yōu)路徑R2，讀取與之關(guān)聯(lián)的行車道數(shù)據(jù)集，建立實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3，記錄物理車道ID和虛擬車道ID，以及關(guān)聯(lián)的起點(diǎn)ID和終點(diǎn)ID；5)讀取實(shí)際車道屬性數(shù)據(jù)，利用Dijkstra算法計(jì)算基于實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3的最優(yōu)路徑R3；6)依據(jù)最優(yōu)路徑R1，動(dòng)態(tài)生成一定范圍d1的緩沖區(qū)B1，篩選出緩沖區(qū)B1范圍內(nèi)的建筑集L1，在2D可視化窗口以圖示方式表達(dá)建筑集L1，提供全局導(dǎo)航環(huán)境；7)調(diào)用建筑屬性信息，進(jìn)一步篩選出滿足要求的建筑集L1中的地標(biāo)建筑集L2，在2.5D可視化窗口中以軸測圖模型表達(dá)地標(biāo)建筑集L2，提供中觀導(dǎo)航環(huán)境；8)依據(jù)行駛者的坐標(biāo)位置，動(dòng)態(tài)調(diào)度一定范圍d2的緩沖區(qū)B2，進(jìn)一步篩選緩沖區(qū)B2范圍內(nèi)的包含地標(biāo)建筑集L2的實(shí)時(shí)可視化地標(biāo)建筑集L3，賦予相應(yīng)紋理，并在緩沖區(qū)B2范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)入道路交通相關(guān)設(shè)施，提供3D微觀導(dǎo)航環(huán)境。
2. 如權(quán)利要求1所述的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于所述步驟2)中，根據(jù) 行車道中心線幾何數(shù)據(jù)和交叉口區(qū)域幾何數(shù)據(jù)，生成拓?fù)湮募2，記錄每個(gè)行車道以及交叉 口區(qū)域內(nèi)的連通關(guān)系的方法包括以下步驟1) 根據(jù)行車道幾何數(shù)據(jù)，建立行車道結(jié)點(diǎn)表和弧段表，生成行車道局部拓?fù)湮募2、 記錄每個(gè)行車道ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID;2) 利用交叉口幾何數(shù)據(jù)，提取其幾何質(zhì)心，建立交叉口處結(jié)點(diǎn)表，并記錄交叉口關(guān)鍵屬 性信息，所述交叉口關(guān)鍵屬性信息包括入行車道ID和出行車道ID等；3) 根據(jù)交叉口結(jié)點(diǎn)表和行車道局部拓?fù)湮募?2*，新建交叉口區(qū)域拓?fù)湮募2A記錄 交叉口區(qū)域內(nèi)的連接弧段ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID;4) 合并行車道局部拓?fù)湮募2^和交叉口區(qū)域拓?fù)湮募2仏生成拓?fù)湮募2，記錄完整的行車道連通關(guān)系。
3. 如權(quán)利要求1所述的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于在步驟3)中，所述道 路中心線屬性數(shù)據(jù)包括距離、平均車速，所述行車道屬性包括距離、單向車速、交叉口延遲 吋間。
4. 如權(quán)利要求1所述的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于在步驟4)中，所述實(shí) 際車道屬性數(shù)據(jù)包括車道通行觀測時(shí)間和交叉口通行等待時(shí)間。
5. 如權(quán)利要求1所述的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于所述步驟4)中，依據(jù) 最優(yōu)路徑R2，讀取與之關(guān)聯(lián)的行車道數(shù)據(jù)集，建立實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3，記錄物理車道ID 和虛擬車道ID，以及關(guān)聯(lián)的起點(diǎn)ID和終點(diǎn)ID的方法包括以下步驟1) 讀取與最優(yōu)路徑R2關(guān)聯(lián)的行車道ID數(shù)據(jù)集，根據(jù)各個(gè)行車道ID對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)生 成實(shí)際車道拓?fù)涞幕疽?，?gòu)建實(shí)際車道局部拓?fù)湮募3、記錄每個(gè)物理車道ID、起始 結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID，所述各個(gè)行車道ID對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)包括實(shí)際車道數(shù)目等，所述實(shí)際 車道拓?fù)涞幕疽匕ò葱熊嚨婪较驈淖笾劣翼樞蚓幪?hào)表示實(shí)際車道屬性；2) 利用實(shí)際車道的編號(hào)信息和交叉口處的轉(zhuǎn)彎限制條件，補(bǔ)充交叉口處的虛擬車道ID， 構(gòu)建交叉口處的局部拓?fù)湮募3^記錄每個(gè)虛擬車道ID、起始結(jié)點(diǎn)ID和終止結(jié)點(diǎn)ID，所 述交叉口處的轉(zhuǎn)彎限制條件包括直行、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)控制等；3) 合并實(shí)際車道局部拓?fù)湮募?*和交叉口處的局部拓?fù)湮募?#，生成拓?fù)湮募3A, 記錄完整的靜態(tài)實(shí)際車道連通關(guān)系；4) 檢測是否有存在事件及其事件性質(zhì)，鼠標(biāo)交互點(diǎn)擊進(jìn)行車道離散化處理，動(dòng)態(tài)增加實(shí) 際車道結(jié)點(diǎn)和實(shí)際車道弧段，在拓?fù)湮募3A基礎(chǔ)上生成動(dòng)態(tài)拓?fù)銽3。
6. 如權(quán)利要求1所述的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于在步驟7)中，所述建 筑屬性信息包括性質(zhì)、高度。
7. 如權(quán)利要求1所述的多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，其特征在于在步驟8)中，所述道 路交通相關(guān)設(shè)施包括路燈、交通指示牌。
全文摘要
多層次多模態(tài)尋徑導(dǎo)航方法，涉及一種尋徑導(dǎo)航。建立道路中心線結(jié)點(diǎn)表和弧段表，生成拓?fù)湮募1和T2，輸入起點(diǎn)S和終點(diǎn)D，讀取道路中心線和行車道屬性數(shù)據(jù)，計(jì)算基于T1和T2的最優(yōu)路徑R1和R2；建立實(shí)際車道拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)T3，記錄物理車道ID、虛擬車道ID以及關(guān)聯(lián)的起點(diǎn)ID和終點(diǎn)ID；讀取實(shí)際車道屬性數(shù)據(jù)，計(jì)算基于T3的最優(yōu)路徑R3；依據(jù)R1動(dòng)態(tài)生成一定范圍d1的緩沖區(qū)B1，選出B1內(nèi)的建筑集L1，在2D可視化窗口表達(dá)L1，選出L1中的地標(biāo)建筑集L2，在2.5D可視化窗口中表達(dá)L2，依據(jù)行駛者的坐標(biāo)位置、動(dòng)態(tài)調(diào)度d2的緩沖區(qū)B2，選B2內(nèi)的包含L2的實(shí)時(shí)可視化地標(biāo)L3，在B2內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)入道路交通相關(guān)設(shè)施。
文檔編號(hào)G01C21/34GK101608926SQ20091011225
公開日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者張葉廷, 慶 朱, 淵 李, 杜志強(qiáng) 申請(qǐng)人:廈門大學(xué);武漢大學(xué)