道路路线的分析、测量和自动分类系统及其操作方法技术方案

本发明专利技术涉及一种道路路线的分析、测量和自动分类系统(S)，例如用于城市和郊区路线、环道、赛道，从起始点到到达点，用于在所述道路路线上由用户驾驶车辆，所述系统(S)包括：待处理数据的库的存储装置，例如提供有地形、制图、地名信息等的道路地图，这些道路路线的分析、测量和分类规则；和控制逻辑单元，可操作地连接到所述存储装置，配备有所述待处理数据的处理装置，包括推理类型的计算程序，基于所述数据，确定并提供作为输出用于从所述起始点到所述到达点的驾驶的绘制地图。

Road Route Analysis, Measurement and Automatic Classification System and Its Operation Method

The present invention relates to an analysis, measurement and automatic classification system (S) for road routes, such as urban and suburban routes, circular routes, and raceways, from starting point to arrival point, for user-driven vehicles on said road routes. The system (S) includes storage devices for databases to be processed, such as road maps providing topographic, cartographic, Toponymic information, etc. Rules for analysis, measurement and classification of road routes; and control logic units operatively connected to the storage device, equipped with processing devices for the data to be processed, including a reasoning type calculation program, based on the data, determine and provide a map for driving as output from the starting point to the arrival point.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】道路路线的分析、测量和自动分类系统及其操作方法
本专利技术涉及一种道路路线的分析、测量和自动分类系统。本专利技术还涉及一种所述系统的操作方法。更具体地，本专利技术涉及一种上述类型的系统，特别是用于分析、测量和分类的研究和实现，以及对道路路线的进程(progress)的后续识别，特别是包括所述城市或城市外路线的弯线和直路路段的进程，或任何其他类型的路线，以增加沿着道路行驶的各种类型的装置的驾驶员的安全性，例如驾车者、卡车司机、摩托车驾驶者、自行车骑行者、赛车司机、执法和救援部队。
技术介绍
下述内容将会针对环道、轨道或路线的自动识别，但其不应被视为仅限于该特定用途。众所周知，赛车比赛、摩托车比赛的驾驶员或骑自行车者、汽车拉力赛，在比赛开始之前，通常会对赛道进行侦察，以获得用于描述比赛路线的“注释(notes)”，其使用明确的形式主义，旨在在比赛中更安全地制作曲线。目前采用的方法是完全手动的。特别是，在比赛前几天，驾驶员和副驾驶员以所谓的“巡回”速度反复地进行低速侦察比赛环道之旅。在这些巡回期间，驾驶员根据他的经验和知识，向副驾驶员发布指令，在车载笔记本上提供手动转录，以便充分描述整个比赛路线。特别地，注释包括三种类型的数据：曲线的曲率半径、曲线之间的距离、直路路段的长度，也称为“延伸(extension)”，以及任何显著的凸起或梯度变化。对于曲线，根据其难度级别对它们进行分类，其范围从0到9，其中0表示非常缓慢且困难的曲线，例如发卡(hairpin)曲线，而9值对应于快速的具有非常轻微曲线的基本直线路段。除了这两个数据之外，还可以添加联合符号，其确定副驾驶员必须向驾驶员提供指示注释的速度，其相应地，必须听取有关道路路线的信息。所述联合符号很多，主要有以下几种：字母“D”表示右曲线；字母“S”表示左曲线；“+”符号表示比正常等值曲线更容易的曲线；“-”符号表示曲线比正常等值曲线更难的曲线；符号“CON”表示曲线紧跟另一曲线；字母“E”表示曲线与下一曲线之间的距离在10到20m之间；字母“L”表示曲线相对于其半径是否较长；字母“K”表示曲线结束；字母“A”表示曲线开始。在拉力赛活动中进行的比赛中，当车辆沿着赛道跑道时，副驾驶员向驾驶员读出注释，以便预测比赛期间出现的困难。显然，该曲线和直路路段注释程序是基于驾驶员的经验和知识的手动和主观过程，因此在时间方面以及执行中所涉及的成本方面都是非常繁重的。此外，作为手动过程，基于驾驶员的经验，其容易出错，并且其为不适于其他驾驶员的主观评估。为了完全理解根据本专利技术的方法，下面将对本说明书中使用的术语进行定义。道路地图是简单的并因此非定向且未连接的简单加权图形的视觉展示，由G＝(V，E)表示。特别地，V是图形的顶点集，其是由纬度值(latitude)和经度(longitude)值定义的地理坐标。因此，集V的每个点v被定义为v(lat，lon)。E是加权弧线集，是将一个顶点连接到另一个顶点的路径。因此，给定起始顶点vx和到达顶点vy，集E的每个弧线e被定义为e(vx，vy)。单个弧线e(vx，vy)的权重被定义为连接作为路径的极值的两个顶点vx和vy的路径的长度(以m为单位)。通过边界框，它是指由至少一对地理坐标C1(lat1，long1)和C2(lat2，long2)所限定的矩形，其在制图地图上分别指示矩形的顶部左顶点和矩形的底部右顶点。边界框的延伸可以是可变的，其最大延伸对应于整个地球行星的覆盖范围。作为边界框，还可以使用具有由具有精确经度和精确纬度的点确定的预定数量的顶点的正多边形。子图形是指图形G1＝(V1，E1)，其中，V1选自V，E1选自E。路径是指将图形G的顶点v1连接到顶点v2的线，并且将其定义为将顶点v1连接到顶点v2的弧线的有序集。地图中的道路路线是指路径的图形视图，其中路径为数字形式化。分段是指沿地球表面连接两个点的大地学测量线。将弧线转换为分段涉及以下操作：已知顶点v1和v2，通过将v1和v2进行大地学测量连接从而来检测分段，其中考虑到地球曲线的半径。轨道是指连续分段的有序集，其中分段与下一分段之间的角度可以是锐角、钝角和零角度。在相同的轨道上，包含在同一个连续成对的所有分段之间的角度必须始终具有相同的宽度，因此定义了三种类型的轨道：其中角度都是锐角的轨道，其中都是钝角的轨道，以及，其中都是零角度的轨道。使用已知的Dijkstra算法来实现路线(routing)算法或最小路径计算。这些见解包含在本文中，在此引入作为参考：Cormen，ThomasH.；Leiserson，CharlesE.；Rivest，RonaldL.；Stein，Clifford(2001)."Section24.3:Dijkstra算法"。算法导论(第二版)麻省理工学院出版社以及McGraw-Hill.pp.595-601.ISBN0-262-03293-7。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的是提供一种用于自动识别任何类型的道路路线的系统，例如城市、城市外、环道或比赛路线等，其提供客观且无错误的数据，因此可以推介于能够在所述路线上行进的所有车辆驾驶员。本专利技术的另一目的是识别将单个起始点连接到同一到达点的多条道路路线，使得司机或驾驶员可以个性化并选择最适合其需要的道路路线。本专利技术的另一目的是使司机或驾驶员能够提前知道道路中的困难，以便可以安全驾驶。本专利技术的另一目的是提供一种用于自动识别道路路线的系统，其中还自动提供注释。因此，本专利技术的特定目的是一种道路路线的分析、测量和自动分类系统，例如用于城市和郊区路线、环道、赛道，从起始点到到达点，用于在所述道路路线上由用户驾驶车辆，所述系统包括：待处理数据的库的存储装置，例如是提供有地形、制图、地名信息等的道路地图以及这些道路路线的分析、测量和分类规则；和控制逻辑单元，其可操作地连接到所述存储装置，配备有所述待处理数据的处理装置，包括推理类型的计算程序，计算程序基于所述数据确定并提供作为输出的用于从所述起始点到所述到达点的驾驶的绘制地图。进一步，根据本专利技术，所述系统可以包括对所述绘制地图的发声信号的关联装置，能够在用户沿所述道路路线驾驶时通知所述用户。仍然根据本专利技术，所述系统可以包括所述绘制地图的显示和接口装置，例如显示器等。本专利技术的另一目的是一种道路路线的分析、测量和自动分类方法，例如用于城市和郊区路线、环道、赛道，从起始点到到达点，用于在所述道路路线上由用户驾驶车辆，根据由前述权利要求的所述系统(S)来实现，包括以下步骤：a、计算连接所述起始点到所述到达点的路线，包括分段集，每个分段具有起始点A和最终点B；b、将在所述步骤a中计算出的所述路径转换成包括所述分段的虚线；c、将所述虚线的所述分段标准化；d、将所述虚线的每个分段关联于长度和两条后续曲线之间所形成的角度，并给出轨道组作为输出；e、纠正所述轨道组的错误；f、分析从先前步骤e中获得的轨道，评估轨道的长度、弯曲度、曲率半径和两条曲线之间的距离，后者由将两条曲线分开直线轨道的长度给出，并将初步注释分配至每个轨道；g、检查所述初步注释的一致性和最终注释的产生：仍然根据本专利技术，所述步骤b包括以下子步骤：b1、根据以下公式，计算所述虚线的每个分段的长度作为地球球体上的所述起始点A的所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路路线的分析、测量和自动分类系统(S)，例如用于城市和郊区路线、环道、赛道，从起始点到到达点，用于在所述道路路线上由用户驾驶车辆，所述系统(S)包括：待处理数据的库的存储装置(1)，所述待处理的数据例如是提供有地形、制图、地名信息等的道路地图，以及这些道路路线的分析、测量和分类规则，和能够操作地连接到所述存储装置(1)的控制逻辑单元(2)，其配备有所述待处理数据的处理装置，包括推理类型的计算程序，所述计算程序基于所述数据确定并提供作为输出的用于从所述起始点到所述到达点的驾驶的绘制地图。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.12 IT 1020160000849421.一种道路路线的分析、测量和自动分类系统(S)，例如用于城市和郊区路线、环道、赛道，从起始点到到达点，用于在所述道路路线上由用户驾驶车辆，所述系统(S)包括：待处理数据的库的存储装置(1)，所述待处理的数据例如是提供有地形、制图、地名信息等的道路地图，以及这些道路路线的分析、测量和分类规则，和能够操作地连接到所述存储装置(1)的控制逻辑单元(2)，其配备有所述待处理数据的处理装置，包括推理类型的计算程序，所述计算程序基于所述数据确定并提供作为输出的用于从所述起始点到所述到达点的驾驶的绘制地图。2.根据前述权利要求所述的系统(S)，其特征在于，所述系统包括对所述绘制地图的发声信号的关联装置(3)，能够在用户沿所述道路路线驾驶时通知所述用户。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(S)，其特征在于，所述系统包括所述绘制地图的显示和接口装置(4)，例如显示器等。4.一种道路路线的分析、测量和自动分类方法，例如用于城市和郊区路线、环道、赛道，从起始点到到达点，用于在所述道路路线上由用户驾驶车辆，所述方法由根据前述权利要求的所述系统(S)来实现，包括以下步骤：0.所述系统(S)的配置阶段，用于选择用于对所述道路路线进行自动测量和分类的第一模式和第二模式；1.如果选择了第一计算模式，在道路地图上选择边界框，在由顶点集(V)和弧线集(E)定义的起始图形(G)下，所述道路地图通过选择一对地理坐标C1(lat1，lon1)和C2(lat2，lon2)而相对于所述道路路线；2.通过从所述起始图形(G)的所述顶点集(V)中选择顶点子集(V1)，其中所述顶点子集(V1)包括包含于所述边界框内的所有顶点，从而从所述起始图(G)中提取由所述顶点子集(V1)和弧线子集(E1)定义的子图形(G1)，以使得V1＝{v(lat，lon)∈V：lat≤lat1且lon≥lon1且lat≥lat2且lon≤lon2}，和从所述起始图形(G)的所述弧线集(E)中选择连接所述顶点子集(V1)中包含的所有顶点的弧线子集(E1)，以使得：E1＝{e(v1，v2)∈E：v1∈V1ev2∈V1}；a.如果为所述顶点子集(V1)的每个顶点选择所述第一模式，则通过路由算法计算到达所述顶点子集(V1)的任何其他顶点的可能路径；如果选择所述第二模式，则计算连接与所述道路路线的所述起始点重合的起始顶点到与所述道路路线的所述到达点重合的到达顶点的路径，包括弧线集，其中每个弧线具有起始顶点A和最终顶点B；a1.将所述弧线转换成分段；b.将在所述步骤a中计算出的所述路径转换成包括所述分段的虚线；c.使所述虚线的所述分段标准化，将所述分段分成等长的部分，以便具有均匀的虚线，即，由相当长度的分段组成；d.为所述虚线的每个分段关联一个长度和在每个分段与子午线之间的角度，在平面上投射每个分段的所述起始点A和所述最终点B，并应用已知公式计算平面上两条直线之间的角度γ：其中m和m'是两个连续分段的角系数，具有正值的角度对应于右曲线，具有负值的角度对应于左曲线，并且零值角度对应于属于同一直线的两个直线分段，计算所述虚线的所有分段的所述γ角，将包括所述虚线的所有曲线和直线分开，并输出包含所有所述右曲线的第一轨道集、包含所有所述左曲线的第二轨道集、和包含所有所述直线的第三轨道集；e.纠正存在于轨道组中的由于实现所述道路地图而产生的错误；f.分析从先前步骤e中获得的正确的轨道组，评估轨道的长度、弯曲度、曲率半径和两条曲线之间的距离，后者由将两条曲线分开所述直线的长度给出，并将初步注释分配至每个轨道；g.检查所述初步注释的一致性和最终注释的产生；5.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述步骤b包括以下子步骤：b1.根据以下公式，计算所述虚线的每个分段的长度作为地球球体上的所述起始点A的空间坐标与所述最终点B的空间坐标之间的测地学距离：lunghezza＝R*arccos(sin(latA)*sin(latB)+cos(latA)*cos(latB)*cos(latA-latB))(1)其中，R＝6372,795477598Km是近似大地水准面的球体的平均二次半径；b2.根据以下公式，计算每个分段相对于子午线形成的角度θ作为从每个分段的所述起始点A到所述最终点B的方向：Δlon＝|lonA-lonB|(3)其中，表示所述起始点A与最终点...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·安德烈乌斯，
申请(专利权)人：保罗·安德烈乌斯，
类型：发明
国别省市：意大利,IT