[發明專利]一種基于非顯示拓撲矢量地圖的路徑規劃方法

有效

• 申請號: 201911015116.1
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN110631601B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 劉雅;楊榮;陳超;陶章志;李云龍;呂慶;喬曉;王森
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種基于非顯示拓撲矢量地圖的路徑規劃方法，包括步驟：(1)構建基礎的六角網格；(2)利用DEM數據和矢量地圖進行地形量化，把原始的公路圖層抽象為六角網格上的公路屬性，形成A*算法計算時所需的拓撲關系；(3)記錄邊關聯的原始公路信息；(4)選取路徑的起點和終點，利用A*算法計算出起點到終點在六角網格上的最短路徑；(5)結合記錄的原始公路信息和計算的最短路徑結果，反向解析出矢量地圖的最短路徑規劃結果；(6)判斷最短路徑是否需要調整，如因地形量化、數據不規整等原因導致最短路徑不合理時，可人工調整相關數據，重新計算，以得到最短路徑。本發明解決了用戶只有非顯示拓撲矢量地圖時的最短路徑規劃問題。

技術領域

本發明涉及一種基于地圖數據規劃路徑的方法；尤其涉及一種基于非顯示拓撲矢量地圖的路徑規劃方法。

背景技術

ISO GDF4.0模型對道路連通拓撲定義了三種拓撲關系，即完全拓撲(FullTopology)、連通拓撲(Connectivity Topology)和非顯示拓撲(Non-explicit Topology)。完全拓撲和連通拓撲都是在空間數據結構中建立要素之間的拓撲關系，相應的要素稱為拓撲要素。拓撲要素由結點、弧段、面等基本幾何圖元構成，不但表示了相關要素的幾何形狀與位置，還表達了要素之間的拓撲信息。在非顯示拓撲關系中，要素間的拓撲關系需要通過要素的坐標值來計算或推斷，相關的要素稱為非拓撲要素。非顯示拓撲要素只包含幾何形狀與位置信息，不顯示地表達其間的拓撲關系。

理想化考慮，人們可以通過選擇不同拓撲關系類型的矢量地圖數據來滿足各種實際應用需求。然而，由于數據來源、信息等級保護、收費標準的巨大差異，只能獲得非顯示拓撲關系類型的矢量地圖數據信息，這就為某些應用帶來了困難。比如，在只能夠獲得非顯示拓撲矢量地圖數據情況下，如何實現路徑規劃就是一個很現實的問題。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提供一種針對非顯示拓撲矢量地圖數據實現路徑規劃的方法。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于非顯示拓撲矢量地圖的路徑規劃方法，該方法包括步驟：

(1)構建基礎的六角網格；

(2)利用DEM數據和矢量地圖進行地形量化，根據原始的公路圖層信息提取得到六角網格上的公路屬性，形成A*算法計算時所需的拓撲關系；

(3)記錄邊關聯的原始公路信息；

(4)在六角網格范圍內選取路徑的起點和終點，利用A*算法計算出起點到終點在六角網格上的最短路徑；

(5)根據步驟(3)中記錄的原始公路信息和步驟(4)計算的最短路徑結果，反向解析，得到矢量地圖的最短路徑規劃結果；

(6)判斷矢量地圖的路徑規劃結果是否需要調整，當矢量地圖數據不規整、地形量化有偏差、途經危險路段時，添加、修改、刪除相關影響路徑規劃的數據(包括公路矢量數據，或生成的六角網格上的邊屬性)，調整相關數據，重新計算出最短路徑。

進一步地，步驟(1)中，所述構建基礎的六角網格包括：

定義六角網格編號規則，所述六角網格的單元為毗鄰拼接的六角格；

根據實際數據，設定六角網格格子的大小，建立六角網格模型，并構建數據結構，所述數據結構包括：六角網格屬性類型、六角格及其邊的屬性類型、各屬性類型之間的關聯關系。

進一步地，所述實際數據包括：需進行路徑規劃的地理范圍、原始矢量公路圖層數據、車輛在不同地形地貌以及不同等級公路下的車輛行駛速度。

進一步地，所述步驟(2)包括：

(21)根據DEM數據計算六角網格內地形起伏度、平均海拔信息，生成六角網格的地貌屬性；