[发明专利]一种复杂环境下的导航方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种复杂环境下的导航方法，主要针对复杂环境，如自然灾害导致道路破坏、通信系统瘫痪等条件下，解决道路灾情信息的实时获取，以及监控系统能够利用有限的通信信道在监控中心对监控目标进行实时跟踪和显示，从而能做到对监控目标进行实时调度和管理。

背景技术

对于一个目标实时监控系统，它主要包括：监控中心、通信系统以及监控目标三个部分，监控中心通过通信系统实时获取监控目标的位置信息，从而实现远距离的对监控目标进行实时导航和管理；另外，在监控中心和监控目标的各自终端设备内还含有精确的实时导航电子地图，监控中心利用导航电子地图对监控目标进行路径规划、实时位置显示和调度，监控目标导航系统内的实时定位算法可以利用导航电子地图实时修正导航系统硬件设备的累积误差，从而获取高精度的目标位置信息，所以针对实时监控系统通信系统和实时导航电子地图是两个必不可少的部分。

但是，在一种复杂环境(本发明的一种复杂环境主要是指受地震等自然灾害的影响，导致道路破坏、通信系统中断等条件)下，通信系统和原有导航电子地图中的实际道路网络都已受到严重破坏，所有传统的目标实时监控系统同时都处于瘫痪状态。

针对一种复杂环境下的导航电子地图，由于道路受到严重破坏，如果不能实时快捷的获取道路的通行能力，监控系统的监控中心将无法利用导航电子地图对监控目标进行路径规划，从而无法实现对监控目标进行实时调度和管理。目前导航电子地图道路信息获取途径主要有：

(1)现场测绘

现场测绘有人工测绘和车辆测绘。人工测绘即由专门测绘人员，根据导航电子地图制作规范，通过专用的测绘仪器，实地测绘道路信息；车辆测绘即由专门的测绘车辆，车辆上装备有高精度的测绘仪器(如GPS系统、高精度惯性导航系统等)，利用车辆在测绘道路上的行驶，测绘仪器测量车辆实时行驶的轨迹即可作为导航电子地图的道路信息。

(2)纸质地图描绘

纸质地图描绘主要通过专门的电子地图制作人员，根据导航电子地图制作规范，依据纸质地图的信息，绘制导航电子地图的道路信息；纸质地图描绘获取导航电子地图的道路信息是最原始的方法，这是早期的导航电子地图制作方式。

(3)遥感影像图

随着遥感技术的出现，最常用快捷的导航电子地图道路信息获取途径是基于航空遥感或卫星遥感影像图的图像识别技术，它通过一套成熟的图像识别技术直接从遥感影像图中自动识别道路信息，这是目前导航电子地图制作环节中获取道路信息最快捷的一种方法。

由以上三种方法可以看出，在一种复杂环境下，时间就是生命，所以第(1)、(2)中导航电子地图道路信息获取方法无法满足需求，只有从遥感影像图上获取。传统的从遥感影像图中获取电子地图道路信息都是按照导航电子地图制作规范进行，它一般仅包括道路段的位置坐标属性、道路方向属性、道路路口的转向限制属性、道路的通行能力属性等，这里的道路通行能力属性主要是定义道路的车道数。而在一种复杂环境下，由于某些道路段受到严重破坏，电子地图制作规范规定的道路属性已不能满足需求，对人们最重要的道路信息是：道路通行能力以及道路恢复通行的能力，这里的通行能力不再是定义道路的车道数，而是定义道路在当前受损条件下能够通过车辆类型(如小轿车、中型货车、大型货车、大型吊车等)的能力。

针对一种复杂环境下的通信系统，由于无线通信基站的破坏，常用的通信系统已无法在短时间内恢复通信功能，此时只能依靠特殊的有限的通信设备(如卫星通信)来进行通信。这些有限的通信设备还要提供其它服务，所以真正留给监控系统的通信资源更是微乎其微。

传统的目标实时监控系统，监控目标通过约定的时间间隔(如3s时间间隔、8s时间间隔等)由通信系统向监控中心实时上报监控目标的真实位置信息，监控中心接收监控目标上报的实时位置信息并实时显示在导航电子上，从而实现对监控目标的实时监控和调度。假设监控目标当前以60km/h速度在道路上匀速行驶，如果以约定的间隔时间为3s，那么因时间间隔导致的定位误差为50m；如果以约定的间隔时间为8s，那么因时间间隔导致的定位误差为133m。所以传统的目标实时监控系统都要求监控目标必须通过通信系统实时上报监控目标的位置信息，无法在短期内得到实时保障。

发明内容