一種智能導(dǎo)航儀及其路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種智能導(dǎo)航儀路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法。實(shí)現(xiàn)步驟包括：（1）導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊定時(shí)發(fā)送車輛行駛數(shù)據(jù)到導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊；（2）導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)單車輛行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄；（3）導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊分析各路段多車輛行駛數(shù)據(jù)，建立各路段的平均車速波形圖，通過二次指數(shù)平滑方法形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告；（4）導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊匹配車輛行駛數(shù)據(jù)與行駛習(xí)慣記錄，預(yù)測車輛行駛目的地和行駛路線；（5）導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊依據(jù)路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，預(yù)測實(shí)時(shí)路況信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息，發(fā)送到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊。本發(fā)明具有實(shí)用性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、信息量大等特點(diǎn)，將提升智能導(dǎo)航儀的實(shí)時(shí)性和個(gè)性化服務(wù)能力。
【專利說明】一種智能導(dǎo)航儀及其路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能導(dǎo)航儀及其路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法，基于大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、統(tǒng)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航儀的路徑實(shí)時(shí)推薦，屬于大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]車載導(dǎo)航儀系統(tǒng)是現(xiàn)代多學(xué)科的高新技術(shù)結(jié)晶，它綜合了 GPS導(dǎo)航衛(wèi)星及目標(biāo)定位技術(shù)、GIS數(shù)字電子地圖技術(shù)、城市智能化交通管理技術(shù)、移動通信等高新技術(shù)的成果。GPS導(dǎo)航可以獲得任意接收點(diǎn)的空間位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，還可用于測時(shí)、測速，為GIS提供極為重要的實(shí)時(shí)、動態(tài)、精確獲取空間數(shù)據(jù)。GIS則可以作為GPS的空間數(shù)據(jù)處理、集成和應(yīng)用工具。二者緊密聯(lián)系，共同開創(chuàng)和深化更多領(lǐng)域的空間應(yīng)用。用GIS提供的重要的空間數(shù)據(jù)和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)獲得的空間位置坐標(biāo)，速度等數(shù)據(jù)加上無線通信系統(tǒng)(CDMA / GPRS)以及與計(jì)算機(jī)車輛管理信息系統(tǒng)的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)車輛跟蹤、定位，提供出行路線規(guī)劃和導(dǎo)航、信息查詢、緊急援助等功能。
[0003]但是，目前市場中的車載導(dǎo)航儀基本上都是采用基于靜態(tài)地圖的路徑規(guī)劃策略，按照人們需求確定出行路線，不能根據(jù)實(shí)時(shí)路況進(jìn)行路徑規(guī)劃；路況信息也只能通過交通信息頻道或廣播或路標(biāo)獲取，不能實(shí)時(shí)主動獲??；電子地圖也面臨不少問題，例如行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、地圖更新周期長、跟不上道路變化狀況等；而且導(dǎo)航儀不會考慮可能發(fā)生的交通擁堵、道路封鎖、交通事故等道路狀況，實(shí)用性還有待提高。
[0004]車輛行駛過程中可以產(chǎn)生大量的車況信息和路況信息，反映出車主的生活習(xí)慣、社交范圍、城市道路狀況等。將這些基本信息作為生產(chǎn)原料，通過最新的大數(shù)據(jù)技術(shù)和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，對這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，就可以快速地生成各種主題的歷史數(shù)據(jù)分析報(bào)表、趨勢報(bào)告等有價(jià)值的信息，進(jìn)而改善智能導(dǎo)航儀的服務(wù)模式，提高服務(wù)質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)某些客戶、群體或組織的興趣和行為規(guī)律，預(yù)測到可能發(fā)生的某些變化趨勢，實(shí)時(shí)、主動地為用戶提供路況信息，進(jìn)行路徑導(dǎo)航推薦等高附加值的服務(wù)。這些增值服務(wù)將提高用戶的交通安全、駕駛樂趣等，實(shí)現(xiàn)更科學(xué)的需求管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種智能導(dǎo)航儀，包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊、導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊和導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊，導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊用于整合傳感器發(fā)送的行駛數(shù)據(jù)，定時(shí)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊，并接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊傳輸?shù)能囕v實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息；所述的行駛數(shù)據(jù)包括車輛行駛位置、行駛速度、駕駛時(shí)間、相鄰車輛距離、停車時(shí)長等；所述的車輛實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息包括車輛當(dāng)前行駛路段的平均車速和通暢程度、預(yù)測的下一時(shí)段的平均車速及其通暢程度；實(shí)時(shí)路徑推薦信息為從當(dāng)前路段到目的地預(yù)測出的時(shí)間最短路徑；導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲行駛數(shù)據(jù)；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊用于統(tǒng)計(jì)分析行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄，繪制各路段平均車速波形圖，形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，發(fā)送車輛實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述的社交地圖為通過分析行駛數(shù)據(jù)得出的停車時(shí)長較長且頻率較高的行駛位置；所述的車輛行駛習(xí)慣記錄為通過分析行駛數(shù)據(jù)得出的行駛路線相同或相近的時(shí)間信息和路
線信息。
[0006]本發(fā)明提供的一種智能導(dǎo)航儀路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法，步驟如下:導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊定時(shí)發(fā)送行駛數(shù)據(jù)到導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊；導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊存儲車輛的行駛數(shù)據(jù)；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)單個(gè)車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)分析經(jīng)過各路段的所有車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立各路段的平均車速波形圖，通過二次指數(shù)平滑的時(shí)間序列方法形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊匹配車輛當(dāng)前的行駛數(shù)據(jù)和車輛行駛習(xí)慣記錄，預(yù)測車輛行駛目的地和行駛路線；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊依據(jù)路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，預(yù)測車輛實(shí)時(shí)路況信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息，發(fā)送到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊；導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊將實(shí)時(shí)路況信息發(fā)送至采用Android實(shí)現(xiàn)的終端平臺上，智能導(dǎo)航儀在Android建立的終端平臺繪制電子地圖，同時(shí)通過語音或文字提示實(shí)時(shí)路徑推薦信息。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]第一步，導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊整合傳感器發(fā)送的行駛數(shù)據(jù)，定時(shí)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊。
[0009]第二步，導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊采用Hadoop建立大數(shù)據(jù)存儲平臺，存儲行駛數(shù)據(jù)。
[0010]第三步，導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)單個(gè)車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄。
[0011]第四步，導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)分析經(jīng)過各路段的所有車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立各路段的平均車速波形圖，通過二次指數(shù)平滑的時(shí)間序列方法形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告。
[0012]第五步，導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊匹配車輛當(dāng)前的行駛數(shù)據(jù)與車輛行駛習(xí)慣記錄，預(yù)測車輛行駛目的地和行駛路線。
[0013]第六步，導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊依據(jù)路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，預(yù)測實(shí)時(shí)路況信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息，發(fā)送到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0014]第七步，智能導(dǎo)航儀在Android建立的終端平臺上將實(shí)時(shí)路況信息繪制在電子地圖上，同時(shí)通過語音、文字提示實(shí)時(shí)路徑推薦信息。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果:
[0016]本發(fā)明采用Apache發(fā)布的Hadoop建立大數(shù)據(jù)存儲和分析平臺，以Android作為建立導(dǎo)航儀終端平臺的操作系統(tǒng)。兩個(gè)系統(tǒng)的開放性保證了智能導(dǎo)航儀系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，有助于提高智能導(dǎo)航系統(tǒng)的服務(wù)能力，有效地保留客戶，適應(yīng)客戶個(gè)性化需求，為用戶提供便捷的服務(wù)。同時(shí)，本發(fā)明采用大數(shù)據(jù)技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和統(tǒng)計(jì)方法對車輛的行駛數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和分析，挖掘數(shù)據(jù)中隱含的關(guān)聯(lián)信息，實(shí)時(shí)預(yù)測路況信息。另外，導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊建立了社交地圖和行駛習(xí)慣記錄，使得數(shù)據(jù)匹配的工作量大量減少，提高了數(shù)據(jù)預(yù)測的實(shí)時(shí)性，而且為路徑預(yù)測提供有效的借鑒數(shù)據(jù)和范圍，提高了數(shù)據(jù)預(yù)測的準(zhǔn)確性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的功能模塊示意圖。
[0018]圖2是導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊的數(shù)據(jù)流示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明提供的一種智能導(dǎo)航儀的功能模塊示意圖如圖1所示，導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊整合傳感器發(fā)送的行駛數(shù)據(jù)，定時(shí)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊；導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊存儲行駛數(shù)據(jù)；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊通過對導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的行駛數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄，繪制各路段平均車速波形圖，形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，發(fā)送車輛實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提供的一種智能導(dǎo)航儀路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法作進(jìn)一步具體說明:
[0021]第一、參考圖1，本發(fā)明包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊、導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊和導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊。導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊位于智能導(dǎo)航儀上，導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊和導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊位于中心服務(wù)器。
[0022]第二、導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊整合傳感器發(fā)送的行駛數(shù)據(jù)，每間隔I分鐘通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊。導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊使用的傳感器技術(shù)、無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不是本發(fā)明的內(nèi)容，本發(fā)明只是采用了這兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用。
[0023]第三、導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊采用Hadoop建立大數(shù)據(jù)存儲平臺，存儲行駛數(shù)據(jù)。
[0024]第四、參考圖2的5個(gè)箭頭，導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊包含5個(gè)子功能模塊:社交地圖建立模塊、行駛習(xí)慣記錄模塊、路況實(shí)時(shí)分析模塊、習(xí)慣記錄匹配模塊和路況實(shí)時(shí)推薦模塊。
[0025]第五、參考圖2，社交地圖建立模塊和行駛習(xí)慣記錄模塊統(tǒng)計(jì)單個(gè)車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄。社交地圖為車輛行駛數(shù)據(jù)中停車時(shí)長較長且頻率較高的行駛位置。車輛行駛習(xí)慣記錄為行駛數(shù)據(jù)中行駛路線相同或相近的時(shí)間信息和路線信息。
[0026]第六、參考圖2，路況實(shí)時(shí)分析模塊分析經(jīng)過各路段的所有車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立各路段的平均車速波形圖，通過二次指數(shù)平滑的時(shí)間序列方法形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告。
[0027]Ia)路況實(shí)時(shí)分析模塊針對每個(gè)路段通過的所有車輛的平均車速繪制當(dāng)天該路段的平均車速波形圖。
[0028]Ib)路況實(shí)時(shí)分析模塊采用二次指數(shù)平滑的時(shí)間序列方法對當(dāng)天的平均車速波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測出該路段之后5分鐘的平均車速。依據(jù)所有路段的預(yù)測數(shù)據(jù)形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告。
[0029]Ic)路況實(shí)時(shí)分析模塊采用二次指數(shù)平滑的時(shí)間序列方法對當(dāng)前時(shí)刻至5分鐘之后的所有歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，預(yù)測當(dāng)前時(shí)刻及之后5分鐘的各路段的平均車速。依據(jù)所有路段的預(yù)測數(shù)據(jù)形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告。
[0030]Id)路況實(shí)時(shí)分析模塊采用當(dāng)天數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)預(yù)測的路況報(bào)告和趨勢報(bào)告差異較大時(shí)，適當(dāng)調(diào)節(jié)指數(shù)平滑系數(shù)。
[0031]Ie) 二次指數(shù)平滑法的計(jì)算公式如下:
[0032]^(1) = dYt + (1- 0)5；'；(I)
[0033]S?、= dSf] + (I — d)Sj2；(2)[0034]其中，^(1)為第t期的一次指數(shù)平滑值，S為第t期的二次指數(shù)平滑值，a為指數(shù)
平滑系數(shù)。
[0035]預(yù)測值為
[0036]Ft+T=at+btT (3)
[0037]其中，at和bt分別為模型參數(shù)。
[0038]
【權(quán)利要求】
1.一種智能導(dǎo)航儀，其特征在于:包括導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊、導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊和導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊；導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊用于整合傳感器發(fā)送的行駛數(shù)據(jù)，定時(shí)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊，并接收導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊傳輸?shù)能囕v實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息；所述的行駛數(shù)據(jù)包括車輛行駛位置、行駛速度、駕駛時(shí)間、相鄰車輛距離、停車時(shí)長；所述的車輛實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息包括車輛當(dāng)前行駛路段的平均車速和通暢程度、預(yù)測的下一時(shí)段的平均車速及其通暢程度；實(shí)時(shí)路徑推薦信息為從當(dāng)前路段到目的地預(yù)測出的時(shí)間最短路徑；導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊用于存儲行駛數(shù)據(jù)；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊用于統(tǒng)計(jì)分析行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄，繪制各路段平均車速波形圖，形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，發(fā)送車輛實(shí)時(shí)路況預(yù)測信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊；所述的社交地圖為通過分析行駛數(shù)據(jù)得出的停車時(shí)長較長且頻率較高的行駛位置；所述的車輛行駛習(xí)慣記錄為通過分析行駛數(shù)據(jù)得出的行駛路線相同或相近的時(shí)間信息和路線信息。
2.如權(quán)利要求1所述的一種智能導(dǎo)航儀的路徑導(dǎo)航的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括如下步驟:導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊定時(shí)發(fā)送行駛數(shù)據(jù)到導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊；導(dǎo)航數(shù)據(jù)存儲模塊存儲車輛的行駛數(shù)據(jù)；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)單個(gè)車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立社交地圖和車輛行駛習(xí)慣記錄；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊統(tǒng)計(jì)分析經(jīng)過各路段的所有車輛的行駛數(shù)據(jù)，建立各路段的平均車速波形圖，通過二次指數(shù)平滑的時(shí)間序列方法形成路況報(bào)告和趨勢報(bào)告；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊匹配車輛當(dāng)前的行駛數(shù)據(jù)和車輛行駛習(xí)慣記錄，預(yù)測車輛行駛目的地和行駛路線；導(dǎo)航數(shù)據(jù)分析模塊依據(jù)路況報(bào)告和趨勢報(bào)告，預(yù)測車輛實(shí)時(shí)路況信息和實(shí)時(shí)路徑推薦信息，發(fā)送到導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊；導(dǎo)航數(shù)據(jù)傳輸模塊將實(shí)時(shí)路況信息發(fā)送至采用Android實(shí)現(xiàn)的終端平臺上，智能導(dǎo)航儀在Android建立的終端平臺繪制電子地圖，同時(shí)通過語音或文字提示實(shí)時(shí)路徑推薦信息。
【文檔編號】G01C21/34GK103606292SQ201310562818
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】高小方 申請人:山西大學(xué)