一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统

文档序号:1873886 发布日期:2021-11-23 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统 (Adaptive path planning navigation system capable of sensing specific environment ) 是由 李熳娟 于 2021-10-27 设计创作,主要内容包括:本发明涉及路径规划导航系统,具体地说,涉及一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统。其包括路线规划单元、特定环境采集单元、处理单元、道路推荐选择单元和观测单元。本发明通过特定环境采集单元对路径中通过节点的天气进行搜索以及通过该节点的时间进行预测,已获得该路径中某个节点驾驶的安全风险,以便于使驾驶人员提前获悉道路的情况,方便驾驶人员及时的调整驾驶方式或及时的更换路径,通过处理单元对道路的风险进行判断,并在判断出危险时,通过道路推荐选择单元对行驶的路径进行从新的规划,使驾驶人员通过安全的路径,以保证汽车驾驶的安全性,同时避免因道路的情况而产生汽车拥堵。(The invention relates to a path planning navigation system, in particular to an adaptive path planning navigation system for sensing a specific environment. The system comprises a route planning unit, a specific environment acquisition unit, a processing unit, a road recommendation selection unit and an observation unit. The invention searches the weather passing through the node in the path through the specific environment acquisition unit and predicts the time passing through the node, so as to obtain the driving safety risk of a certain node in the path, thereby facilitating the driver to learn the road condition in advance, facilitating the driver to adjust the driving mode or replace the path in time, judging the road risk through the processing unit, and when judging the danger, planning the driving path through the road recommendation selection unit to ensure the driving safety of the automobile and avoid the automobile congestion caused by the road condition.)

一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统

技术领域

本发明涉及路径规划导航系统,具体地说,涉及一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统。

背景技术

道路的路径导航是GPS

技术领域

中一种典型的应用,目前已经开始被广泛使用。现有导航路径规划过程中,按照路程最短原则对于同一对起点和终点,可以使用不同的加权模式,这样一来,基于同样的道路交通网络,能够规划出不同的路径结果,随着道路建设的发展和交通工具的越来越普及,道路状况已日益复杂多变,因此人们在驾车出行时越来越依赖导航系统提供的路径规划功能。

然而,目前的导航系统对天气只有简单的播报,但并没有对汽车通过此路段的安全性进行预测,同时当遇到特殊天气时,也没有对此类特殊天气进行规避,进而导致汽车被拥堵在道路上影响汽车的通行,同时耽误驾驶人员的事情,延长汽车驾驶人员的驾驶时间,增加驾驶人员的驾驶强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,提供了一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统,包括路线规划单元、特定环境采集单元、处理单元、道路推荐选择单元和观测单元;

所述路线规划单元用于对行驶的路径进行规划;

所述特定环境采集单元用于对路径中的经过位置的天气以及通过该位置的时间信息进行采集;

所述处理单元接收特定环境采集单元采集的数据,并对接收的数据进行分析处理,同时对行驶的路径进行道路情况的判断;

所述道路推荐选择单元用于根据处理单元对特定环境采集单元采集的数据处理的结果对汽车行驶的道路进行重新的规划,并进行新路径的推荐,使驾驶人员根据自身的情况对选择新的行驶路径;

所述观测单元用于对路径进行显示和播报。

作为本技术方案的进一步改进,所述路线规划单元包括路线信息输入模块、通行要求选择模块和规划模块;

所述路线信息输入模块用于驾驶人员将需要到达位置的信息;

所述通行要求选择模块用于驾驶人员对道路通行进行要求的限定;

所述规划模块采用Dijkstra算法进行规划汽车行驶的路径。

作为本技术方案的进一步改进,所述Dijkstra算法的使用步骤如下:

①、初始时令S={V0},T={其余顶点},T为顶点对应的距离值;

若存在坐标点<V0,Vi>,d(V0,Vi)为<V0,Vi>弧上的权值,若不存在坐标点<V0,Vi>,d(V0,Vi)为∞,V0为初始坐标点,Vi为多个顶点中的其中一个点;

②、从T中选取一个其距离值为最小的顶点W且不在S中,加入S;

③、对其余T中顶点的距离值进行修改:若加进W作中间顶点,从V0到Vi的距离值缩短,则修改此距离值

④、重复上述步骤②、③,直到S中包含所有顶点,即W=Vi为止,此时已获得最短路径。

作为本技术方案的进一步改进,所述特定环境采集单元包括天气情况识别模块、时间判断模块和环境特性结合模块;

所述天气情况识别模块用于对路径中经过的节点的天气情况进行识别,已获得节点处此时的天气;

所述时间判断模块用于判断汽车到达节点位置时的时间;

所述环境特性结合模块用于将天气情况识别模块和时间判断模块搜索、判断的数据整合在一起。

作为本技术方案的进一步改进,所述天气情况识别模块包括路径节点读取模块、节点位置提取模块和区域天气搜索模块;

所述路径节点读取模块用于读取路径中通过的节点信息;

所述节点位置提取模块用于提取路径中经过的节点,并对每个节点附近的节点信息进行读取;

所述区域天气搜索模块用于对提取出的节点的天气情况进行网络搜索,已获得此时以及在未来一端时间的天气情况。

作为本技术方案的进一步改进,所述时间判断模块在判断汽车到达节点的时候后,以及根据天气情况识别模块搜索到的天气情况,并通过环境特性结合模块对天气情况识别模块、时间判断模块信息的结合,获得汽车到达节点使的天气。

作为本技术方案的进一步改进,所述处理单元包括道路情况分析模块和风险判断模块;

所述道路情况分析模块用于接收环境特性结合模块整合的节点的天气情况和达到节点的时间,并将两组数据匹配在一起,并根据匹配在一起的数据情况分析道路的情况,以预测道路的积水情况以及道路的驾驶难度;

所述风险判断模块用于根据道路情况分析模块分析的道路情况来判断汽车驾驶安全的风险。

作为本技术方案的进一步改进,所述道路推荐选择单元包括道路节点转换模块、规划路径转换模块、规划路径分析模块;

所述道路节点转换模块用于对汽车驾驶安全的风险高的节点进行更换;

所述规划路径转换模块用于对道路节点转换模块更换的节点进行新路径的规划;

所述规划路径分析模块用于对新规划的多个路径进行分析,并进行推荐驾驶安全的风险低以及路径短的路径。

作为本技术方案的进一步改进,所述观测单元包括显示模块、路径选择模块和播报模块;

所述显示模块用于将路线规划单元和道路推荐选择单元规划的路径显示出来;

所述路径选择模块用于驾驶人员对行驶的路径进行选择;

所述播报模块用于对显示模块显示的情况以及在驾驶人员选定路径后,对路径中的注意事项进行播报提醒。

作为本技术方案的进一步改进,所述道路推荐选择单元在规划新路径并进行推荐的过程中,通过观测单元对驾驶人员进行播报。

与现有技术相比,本发明的有益效果:

1、该感知特定环境的适应性路径规划导航系统中,通过特定环境采集单元对路径中通过节点的天气进行搜索以及通过该节点的时间进行预测,已获得该路径中某个节点驾驶的安全风险,以便于使驾驶人员提前获悉道路的情况,方便驾驶人员及时的调整驾驶方式或及时的更换路径,以提高汽车驾驶的安全性,保护汽车驾驶员的安全。

2、该感知特定环境的适应性路径规划导航系统中,通过处理单元对道路的风险进行判断,并在判断出危险时,通过道路推荐选择单元对行驶的路径进行从新的规划,使驾驶人员通过安全的路径,以保证汽车驾驶的安全性。

附图说明

图1为本发明的整体框图;

图2为本发明的路线规划单元框图;

图3为本发明的特定环境采集单元框图;

图4为本发明的天气情况识别模块框图;

图5为本发明的处理单元框图;

图6为本发明的道路推荐选择单元框图;

图7为本发明的观测单元框图。

图中各个标号意义为:

1、路线规划单元;11、路线信息输入模块;12、通行要求选择模块;13、规划模块;

2、特定环境采集单元;21、天气情况识别模块;211、路径节点读取模块;212、节点位置提取模块;213、区域天气搜索模块;

22、时间判断模块;23、环境特性结合模块;

3、处理单元;31、道路情况分析模块;32、风险判断模块;

4、道路推荐选择单元;41、道路节点转换模块;42、规划路径转换模块;43、规划路径分析模块;

5、观测单元;51、显示模块;52、路径选择模块;53、播报模块。

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,都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

实施例1

请参阅图1-图7所示,本实施例目的在于,提供了一种感知特定环境的适应性路径规划导航系统,包括路线规划单元1、特定环境采集单元2、处理单元3、道路推荐选择单元4和观测单元5;

路线规划单元1用于对行驶的路径进行规划,以便于使用者获悉前进的方向及行走的距离,方便使用者的前进;

路线规划单元1包括路线信息输入模块11、通行要求选择模块12和规划模块13;

路线信息输入模块11用于驾驶人员将需要到达位置的信息,以便于系统根据驾驶人员输入的位置进行路径的规划;

通行要求选择模块12用于驾驶人员对道路通行进行要求的限定,以便于系统规划的路径和驾驶人员所要的规划路径相贴合,比如在节假日时,高速道路较为拥堵,驾驶人员在进行使用系统导航时,将行驶的高速路段屏蔽掉,使规划的路径不经过高速道路;

规划模块13采用Dijkstra算法进行规划汽车行驶的路径,以便于汽车驾驶员了解到此次行驶的路径,方便驾驶员知道汽车驾驶的方向;

Dijkstra算法的使用步骤如下:

①、初始时令S={V0},T={其余顶点},T为顶点对应的距离值;

若存在坐标点<V0,Vi>,d(V0,Vi)为<V0,Vi>弧上的权值,若不存在坐标点<V0,Vi>,d(V0,Vi)为∞,V0为初始坐标点,Vi为多个顶点中的其中一个点;

②、从T中选取一个其距离值为最小的顶点W且不在S中,加入S;

③、对其余T中顶点的距离值进行修改:若加进W作中间顶点,从V0到Vi的距离值缩短,则修改此距离值

④、重复上述步骤②、③,直到S中包含所有顶点,即W=Vi为止,此时已获得最短路径。

通过路线规划单元1对汽车的路径进行规划,使驾驶员便于提前了解即将行驶的道路,方便驾驶员驾驶汽车行驶。

特定环境采集单元2用于对路径中的经过位置的天气以及通过该位置的时间信息进行采集,以便于获悉使用者在到达该位置时的道路情况以及汽车驾驶通过该位置的安全程度;

特定环境采集单元2包括天气情况识别模块21、时间判断模块22和环境特性结合模块23;

天气情况识别模块21用于对路径中经过的节点的天气情况进行识别,已获得节点处此时的天气,以便于驾驶员根据天气的情况及时调整驾驶的方式以及便于更换路径,以做到汽车的安全驾驶;

天气情况识别模块21包括路径节点读取模块211、节点位置提取模块212和区域天气搜索模块213;

路径节点读取模块211用于读取路径中通过的节点信息,以便于系统根据读取的信息节点信息对节点的天气信息进行采集,以便于获悉节点的天气情况;

节点位置提取模块212用于提取路径中经过的节点,并对每个节点附近的节点信息进行读取,以便于后期的路径修改和规划;

区域天气搜索模块213用于对提取出的节点的天气情况进行网络搜索,已获得此时以及在未来一端时间的天气情况,以便于驾驶人员在驾驶到此路段时,可以及时的应对不同的天气情况,以做到汽车的安全驾驶;

时间判断模块22用于判断汽车到达节点位置时的时间;

环境特性结合模块23用于将天气情况识别模块21和时间判断模块22搜索、判断的数据整合在一起,使每个信息都和节点相匹配,以便于驾驶人员清楚的观测到每个节点位置的情况

时间判断模块22在判断汽车到达节点的时候后,以及根据天气情况识别模块21搜索到的天气情况,并通过环境特性结合模块23对天气情况识别模块21、时间判断模块22信息的结合,获得汽车到达节点使的天气,以便于驾驶员根据自身的情况对道路进行选择,避免汽车在恶劣天气通过道路,以提高汽车驾驶的安全性。

处理单元3接收特定环境采集单元2采集的数据,并对接收的数据进行分析处理,同时对行驶的路径进行道路情况的判断,以便于驾驶人员了解行驶道路的情况,方便驾驶人员根据道路的情况进行相对应的汽车驾驶模式,以提高汽车驾驶的安全性;

处理单元3包括道路情况分析模块31和风险判断模块32;

道路情况分析模块31用于接收环境特性结合模块23整合的节点的天气情况和达到节点的时间,并将两组数据匹配在一起,并根据匹配在一起的数据情况分析道路的情况,以预测道路的积水情况以及道路的驾驶难度,以便于汽车驾驶员提前获得道路的情况,便于汽车驾驶员及时的调整驾驶的方式,以及进行提前的道路切换;

风险判断模块32用于根据道路情况分析模块31分析的道路情况来判断汽车驾驶安全的风险,以便于提前提醒驾驶员驾驶此段路径的安全风险,使驾驶人员及时的对该类风险及时规避和应对,以降低汽车驾驶的风险。

道路推荐选择单元4用于根据处理单元3对特定环境采集单元2采集的数据处理的结果对汽车行驶的道路进行重新的规划,并进行新路径的推荐,使驾驶人员根据自身的情况对选择新的行驶路径,以便于技术人员避开危险或在特殊的天气中的路段,比如在夜间行驶困难的、下大雨或下雪的路段等;

道路推荐选择单元4包括道路节点转换模块41、规划路径转换模块42、规划路径分析模块43;

道路节点转换模块41用于对汽车驾驶安全的风险高的节点进行更换,以更换到一个驾驶安全的路径中,以保证汽车驾驶的安全性;

规划路径转换模块42用于对道路节点转换模块41更换的节点进行新路径的规划;

规划路径分析模块43用于对新规划的多个路径进行分析,并进行推荐驾驶安全的风险低以及路径短的路径,以保证在汽车安全驾驶时达到重点的速度最快,减少汽车驾驶的时间,降低因长时间驾驶汽车而造成的驾驶疲劳。

观测单元5用于对路径进行显示和播报,以便于驾驶人员了解道路的情况,方便驾驶人员驾驶汽车。

观测单元5包括显示模块51、路径选择模块52和播报模块53;

显示模块51用于将路线规划单元1和道路推荐选择单元4规划的路径显示出来,以便于驾驶人员了解汽车驾驶的路径;

路径选择模块52用于驾驶人员对行驶的路径进行选择;

播报模块53用于对显示模块51显示的情况以及在驾驶人员选定路径后,对路径中的注意事项进行播报提醒。

道路推荐选择单元4在规划新路径并进行推荐的过程中,通过观测单元5对驾驶人员进行播报,以便于驾驶人员及时的更换路径。

本实施例在使用时,驾驶人员通过将需要达到的终点输入到路线规划单元1中,并根据自身的需要通过通行要求选择模块12输入道路的需求,然后通过规划模块13规划路径,在路径规划好后,通过天气情况识别模块21对路径中的节点信息进行识别,已获悉在路径中每个路段所会遇到的天气,同时通过时间判断模块22判断汽车通过节点的时间,以便于驾驶员及时的应对不同模式下的汽车驾驶情况,通过环境特性结合模块23将节点的天气情况和到达的时间整合并发送到处理单元3中,由处理单元3对道路的情况和风险进行判断,当行驶当前路径的风险较大时,道路推荐选择单元4对存在风险的节点进行更换和重新规划,并进行推荐路径,以便于汽车驾驶员选择,驾驶人员根据自身的情况选择道路并驾驶,使驾驶人员通过安全的路径,以保证汽车驾驶的安全性,同时避免因道路的情况而产生汽车拥堵,造成汽车驾驶员长时间驾驶汽车的麻烦,降低汽车驾驶员的驾驶强度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例,并不用来限制本发明,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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