车载导航道路路径规划研究

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1、车载导航道路路径规划研究张东¨，刘爱花2，扬擘伟2．陈蒋二(1_西安交通是学电信学院，西安710049)(2．西安测绘研究所，西蕾710054)*§{缸十≈Ⅻm撕1算H4$∞№n，lⅢ％＆∞ⅡⅢ目R^·Ro岍舢a·曲一l-’yt*镕u矧H*m的《g措杯-H蚵*}《∞日≈n}＆“H#n^￡RTⅧ划％砌啪lRo眦(椭p】"＆挺ⅢH培*‘删＆女#FR^．舢t4ml璀mT￥f№$#■自t∞％舢删”ⅢⅢ#dt口№■f自☆}F日Rr☆ⅢH』L种目”mⅫ#{工，摊Ⅲr#Jn镕*∞^m蹄”Ⅻ“#mM时-Du—jrq叫‰痒＆lI_R∞％*m“JE#。％*^∞·M酣巾桶fjlfrJ

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3、J￡$*键日：}h：目nm“：nJⅢ"研究导航仪的主婪目的是利用计葬衢出的规划路衽进行实时语音引导或画面引导，主要{J勺功能流程足设定目的地．规划路径一实时导航-偏离路径重新计算．继续实时导航。其中规划路径是贯穿整个流程的主要陶索⋯，车辆导航仪的性能评估-般包括路喇数掘精度和覆盖宰、娃示速度和美观性、交互操作的灵活性、路径规划的实时性、路径的可用性等硎．其中路径的可川性是一个重要的技术指标．如何使用J1，通过较台理的路径到达H的地是导航技术需要解决的问愿，有时计算得到的路径在实际行驶中不具有司操怍性，如图l所示。起始点在北京市三环西

4、北角．目标点在三环东南角，计算条规茏u路径，照然沿对角方向的路径距离较短，狠多算法汁算获得的正是选条路径，但实际行驶中，由于穿越城区．拥堵严重，难以顺畅行驶．所以竣路径实际上是⋯条不可撮作的路径，不能实际行驶。较合理的路径是绕二环线行驶，尽管具有更长的距离。可见规划路径的可用性问题在车辆实时导航中有明显的意义．但在导航研究领域，对于道路的可用性几乎没有专门的论文进行系统研究．研究工作多集中于_数据组织和算法的优化，以提高汁算速度，如动态索引机制的建立、基于双缓冲机制的并行调度算法、优化的路径规划算法等nl。道路的可用性研究包括可用性定义、度量模型、影响因子、路径

5、计算算法及改进和相应的可用性实验等。一、可用性的数学表示凋lD“kmm算洼计算舯豫径在分析可用性前．给出导航数据的组成．包括背景数据和道路数据．分剐定义如下。条件l：背景数据集Back掣oudsd(T．s)={Bl，P1)，其中：T为时同．s为比例尺，Bl为依比例尺变化的{水系、植被、居民点、行政区界线}等背景数据．分别用曲i域或点日标来表示：P1为用于目标地选择和路径规划的{公共基础设施类，餐搜，宾馆，汽车类，商场，休闲娱乐类，交通，文化景观类}等兴趣点类数据，按照褥性定义电录来表示。条件2：道路数据集Roadset(T．s)={ARc，NoDE，wEIGHT

6、}，其中：ARc表示将道路抽象为边或弧段，即表示炳个节点之问的路段．多数情况F具有方向性、节点之间的连通性；NODE表示和路段相关联的节点．在城市中．具有非常复袋的属性．一般包括简单路口、复杂路口、立变桥等；wEIG}fr表示路段属性，如交通限制、收费状况、路段的长度，路面情况，拥堵情况等，是拓扑生成和路径觏划的_j三要信息。道路计算的台理可用性是一个复杂的动态性工程．可用性问题是台理性问题的个分支，台理性模型建立难度很大，因为：(1)用户对于台理性的感受属于意识范畴．差别很大．同样的影响因子不同的人有不同的感受：(2)用户需求的场景不同，随时间变化很大．随意性

7、也较大；(3)多变的路况和实时道路交通拥堵指标对合理性的直接影响t(4)偏离航线时的实时计算．在一次导航中有一组依时间变化的规划路径支持。所以用系统分析法和可用性直接度量方法来进行合理性分析难度较大，事实上用户娶关心基于规划路径实时导航时，车辆在多大程度上处于较顺畅持续导航行驶的状态，所以适合从应用的角度分析道路的可用程度。定义l：规划路径组(RouteGroup)：RGt(PA，PB)=SET(I汰f)l≤i≤k(1)其中：PA和PB为导航的起点和目的地，实际行驶中由于偏离航线、交通限制等原因，行驶的路线是k条实时规划路径RR(Real．timeRDute)的

8、集合，RR；表示第i条路径，Kjl表示完全按照规划路径行驶。对于第i条路径在道路可用性分析时可能其中的一些路段是合理的，一些路段可用性差，或者难以通行，有必要给出如下的分段定义。定义2：实时规划路径RR；的分段：ljRR‘(PT，PB)=sET(RR‘)l

9、bilit)，)：战_=