基于公交车位置数据的动态导乘图生成方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010660176.5 (22)申请日 2020.07.10 (71)申请人 上海澳马信息技术服务有限公司 地址 200282 上海市杨浦区国通路127号16 层(集中登记地) 申请人 上海澳马车辆物资采购有限公司 (72)发明人 周农钟文成殷剑陈光闵凯 (74)专利代理机构 合肥东邦滋原专利代理事务 所(普通合伙) 34155 代理人 张海燕 (51)Int.Cl. G06F 16/29(2019.01) G06Q 50/30(2012.01) (54)发明名称 一种基于。

2、公交车位置数据的动态导乘图生 成方法 (57)摘要 本发明提供一种基于公交车位置数据的动 态导乘图生成方法， 当公交车在路段AiAi+1上行 进时， 坐标映射函数按照下述步骤完成公交车图 标在显示屏上的坐标值B(x,y)计算和车头指向 的方向角B(Q)计算： 步骤(1).获取公交车当前的 经纬度B(N,S)、 获取关键点Ai的经纬度Ai(Ni, Si)、 获取关键点Ai+1的经纬度Ai+1(Ni+1,Si+1)， 计 算公交车当前位置与关键点Ai之间的距离d， 计 算公交车所处路段的拟合线AiAi+1的长度Di,然 后求得比值ud/Di； 步骤(2) .获取顶点Pi的坐 标值Pi(xi,yi)。

3、、 获取顶点Pi+1的坐标值Pi+1(xi+1, yi+1),计算xxi+(xi+1xi)u， 计算yyi+(yi+1 yi)u， 则得到公交车图标在导乘图上的坐标值 B(x,y)， 及其方向角B(Q)atan2(yi+1yi)/ (xi+1xi)； 本发明能够借助车载终端机、 电脑一 体机及其显示屏， 在导乘图上实时动态地显示公 交车营运时所处的地段、 位置、 站级、 速度。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 111881237 A 2020.11.03 CN 111881237 A 1.一种基于公交车位置数据的动态导乘图生成方法， 其特征在于： 当公交车在路段 AiAi+1上行进。

4、时， 坐标映射函数按照下述步骤完成公交车图标在显示屏上的坐标值B(x,y) 计算和车头指向的方向角B(Q)计算： 步骤(1).获取公交车当前的经纬度B(N,S)、 获取关键点Ai的经纬度Ai(Ni,Si)、 获取关键 点Ai+1的经纬度Ai+1(Ni+1,Si+1)， 利用B(N,S)和Ai(Ni,Si)计算公交车当前位置与关键点Ai之 间的距离d， 利用Ai(Ni,Si)和Ai+1(Ni+1,Si+1)计算公交车所处路段的拟合线AiAi+1的长度Di,然 后求得比值ud/Di， 其中0u1； 步骤(2).获取顶点Pi的坐标值Pi(xi,yi)、 获取顶点Pi+1的坐标值Pi+1(xi+1,y。

5、i+1),计算x xi+(xi+1-xi)u， 计算yyi+(yi+1-yi)u， 则得到公交车图标在导乘图上的坐标值B(x,y)， 同时让公交车图标车头所指向的方向角B(Q)atan2(yi+1-yi)/(xi+1-xi)。 2.根据权利要求1所述的一种基于公交车位置数据的动态导乘图生成方法， 其特征在 于： 所述导乘图是从始发站开始依次连接若干顶点P0,P1,Pi,Pi+1,Pn所组成的一组 线段P0P1,P1P2,PiPi+1,Pn-1Pn， 所述若干顶点P0,P1,Pi,Pi+1,Pn分别用以代 表公交车在实际营运时所经过的路径上的关键点A0,A1,Ai,Ai+1,An， 当公交车在任。

6、 一路段AiAi+1之间行进时， 车载终端机实时采集公交车的经纬度B(N,S)， 并通过RS485接口 将经纬度B(N,S)传输给电脑一体机， 电脑一体机内安装有所述坐标映射函数， 所述坐标映 射函数中保存有每个关键点Ai的经纬度数据Ai(Ni,Si)和每个所述顶点Pi在显示屏上的坐标 值Pi(xi,yi),所述坐标映射函数通过读取公交车的经纬度B(N,S)自动计算出公交车图标在 显示屏上的坐标位置B(x,y)， 使得所述B(x,y)正好位于线段PiPi+1上， 并使公交车图标的车 头方向指向顶点Pi+1， 其中， n0， 0in,i和n都是整数。 3.根据权利要求2所述的一种基于公交车位置数。

7、据的动态导乘图生成方法， 其特征在 于： 所述车载终端机和电脑一体机都安装在公交车上， 车载终端机和电脑一体机之间用 RS485接口彼此连接， 电脑一体机的显示屏上有显示公交车营运时所行经的各路段和站级 的导乘图， 导乘图中有代表公交车当前所处位置和方向的公交车图标。 4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于公交车位置数据的动态导乘图生成方 法， 其特征在于： 所述步骤(2)中具体包括导乘图中的顶点Pi的数量n+1， 等于预先在地图上 沿着公交车实际营运时所行经的各路段的端点处和站点处依次设置的关键点A0,A1, Ai,Ai+1,An的数量， 通过在所述地图上预先设置关键点A0,A1,Ai。

8、,Ai+1,An的数量 和位置， 使得在所述地图上依次连线关键点A0A1,A1A2,AiAi+1,An-1An后， 能得到与公 交车(1)营运时所经过的实际路径相吻合的路径拟合线,并采集和保存各关键点Ai的经纬 度数据Ai(Ni,Si)。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111881237 A 2 一种基于公交车位置数据的动态导乘图生成方法 技术领域 0001 本发明涉及公交车导乘图领域， 具体为一种基于公交车位置数据的动态导乘图生 成方法。 背景技术 0002 公交车上的导乘图最早是张贴在车厢内的一幅静态图表， 多以印刷或喷绘的方式 制成， 用以供乘客查询本线路公交车所行经的站名、 站级和。

9、站序等本线路的乘车信息。 静态 导乘图虽然可以展示公交线路全部的站点信息， 但由于不能显示公交车当前所处的路段、 位置、 站级等动态信息， 所以乘客查看静态导乘图时还必须结合车上的语音报站， 才能准确 地了解当前的行车站级。 而语音报站的内容只能是间续的、 局部的， 所以仍然不能让乘客实 时地、 完整地掌握所乘车辆当前的路段、 位置、 站级等动态信息。 另外， 由于同一条公交线路 往往分为上行线路和下行线路， 两者所行经的路段、 站点也不尽相同， 所以一张静态导乘图 还必须能同时区分公交车的上行线路和下行线路的站点和站级关系， 复杂的静态导乘图常 给乘客的阅图和查询带来不便。 0003 近年来。

10、， 随着高分辨率LCD屏和电脑一体机的出现， 公交车已大量应用了这类电子 显示屏来播放电视、 广告、 公告等内容， 特别是LCD条屏一体机的出现， 使得导乘图也出现在 公交车的电子显示屏上。 但这些电子化的导乘图仍然是静态的站名和站级内容， 仍然不能 实时地显示公交车当前所处的路段、 位置、 站级等动态信息。 0004 车载终端机是安装在公交车上的专用设备， 车载终端机中的卫星定位模块可以高 频率地采集公交车所在位置的经纬度数据， 并通过无线通讯模块(如4G/5G网络)将采集的 经纬度数据传输给调度指挥中心， 以便调度指挥中心能够实时监控和调度公交车的营运。 0005 因此， 有必要借助车载终。

11、端机所提供的经纬度数据， 借助已经普及的车载电脑一 体机的电子显示屏和程序运算能力， 设计一种公交车的动态导乘图， 能实时地显示公交车 当前所在的路段、 位置、 站级的动态信息， 为乘客提供更完善、 更加直观的动态营运信息。 发明内容 0006 本发明所解决的技术问题在于提供一种基于公交车位置数据的动态导乘图生成 方法， 以解决上述背景技术中提出的问题。 0007 本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现： 当公交车在路段AiAi+1上行 进时， 坐标映射函数按照下述步骤完成公交车图标在显示屏上的坐标值B(x,y)计算和车头 指向的方向角B(Q)计算： 0008 步骤(1).获取公交车当前。

12、的经纬度B(N,S)、 获取关键点Ai的经纬度Ai(Ni,Si)、 获 取关键点Ai+1的经纬度Ai+1(Ni+1,Si+1)， 利用B(N,S)和Ai(Ni,Si)计算公交车当前位置与关键 点Ai之间的距离d， 利用Ai(Ni,Si)和Ai+1(Ni+1,Si+1)计算公交车所处路段的拟合线AiAi+1的长 度Di,然后求得比值ud/Di， 其中0u1； 0009 步骤(2).获取顶点Pi的坐标值Pi(xi,yi)、 获取顶点Pi+1的坐标值Pi+1(xi+1,yi+1),计 说明书 1/5 页 3 CN 111881237 A 3 算xxi+(xi+1-xi)u， 计算yyi+(yi+1-。

13、yi)u， 则得到公交车图标在导乘图上的坐标值B (x,y)， 同时让公交车图标车头所指向的方向角B(Q)atan2(yi+1-yi)/(xi+1-xi)； 0010 所述导乘图是从始发站开始依次连接若干顶点P0,P1,Pi,Pi+1,Pn所组成 的一组线段P0P1,P1P2,PiPi+1,Pn-1Pn， 所述若干顶点P0,P1,Pi,Pi+1,Pn分别 用以代表公交车在实际营运时所经过的路径上的关键点A0,A1,Ai,Ai+1,An， 当公交 车在任一路段AiAi+1之间行进时， 车载终端机实时采集公交车的经纬度B(N,S)， 并通过 RS485接口将经纬度B(N,S)传输给电脑一体机， 电。

14、脑一体机内安装有所述坐标映射函数， 所 述坐标映射函数中保存有每个关键点Ai的经纬度数据Ai(Ni,Si)和每个所述顶点Pi在显示屏 上的坐标值Pi(xi,yi),所述坐标映射函数通过读取公交车的经纬度B(N,S)自动计算出公交 车图标在显示屏上的坐标位置B(x,y)， 使得所述B(x,y)正好位于线段PiPi+1上， 并使公交车 图标的车头方向指向顶点Pi+1， 其中， n0， 0in,i和n都是整数。 0011 所述车载终端机和电脑一体机都安装在公交车上， 车载终端机和电脑一体机之间 用RS485接口彼此连接， 电脑一体机的显示屏上有显示公交车营运时所行经的各路段和站 级的导乘图， 导乘图。

15、中有代表公交车当前所处位置和方向的公交车图标。 0012 所述步骤(2)中具体包括导乘图中的顶点Pi的数量n+1， 等于预先在地图上沿着公 交车实际营运时所行经的各路段的端点处和站点处依次设置的关键点A0,A1,Ai, Ai+1,An的数量， 通过在所述地图上预先设置关键点A0,A1,Ai,Ai+1,An的数量和 位置， 使得在所述地图上依次连线关键点A0A1,A1A2,AiAi+1,An-1An后， 能得到与公交 车营运时所经过的实际路径相吻合的路径拟合线,并采集和保存各关键点Ai的经纬度数据 Ai(Ni,Si)。 0013 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 本发明能够借助车载终端机所。

16、提供的经 纬度数据， 借助已经普及的车载电脑一体机的电子显示屏和程序运算能力， 在导乘图上实 时动态地显示公交车营运时所处的地段、 位置、 站级、 速度。 附图说明 0014 图1为本发明的使用状态示意图。 0015 图2为本发明的获取关键点示意图。 0016 图3为本发明的顶点设置示意图。 0017 图4为本发明的动态导乘图的渲染效果图。 具体实施方式 0018 为了使本发明的实现技术手段、 创作特征、 达成目的与功效易于明白了解， 下面结 合具体图示， 进一步阐述本发明， 在本发明的描述中， 需要说明的是， 除非另有明确的规定 和限定， 术语 “安装” 、“连” 、“连接” 应做广义理解，。

17、 例如， 可以是固定连接， 也可以是可拆卸 连接， 或一体地连接可以是机械连接， 也可以是电连接； 可以是直接相连， 也可以通过中间 媒介间接相连， 可以两个元件内部的连通。 0019 如图13所示， 一种基于公交车位置数据的动态导乘图生成方法， 当公交车在路 段AiAi+1上行进时， 坐标映射函数按照下述步骤完成公交车图标在显示屏上的坐标值B(x, y)计算和车头指向的方向角B(Q)计算： 说明书 2/5 页 4 CN 111881237 A 4 0020 步骤(1).获取公交车当前的经纬度B(N,S)、 获取关键点Ai的经纬度Ai(Ni,Si)、 获 取关键点Ai+1的经纬度Ai+1(Ni。

18、+1,Si+1)， 利用B(N,S)和Ai(Ni,Si)计算公交车当前位置与关键 点Ai之间的距离d， 利用Ai(Ni,Si)和Ai+1(Ni+1,Si+1)计算公交车所处路段的拟合线AiAi+1的长 度Di,然后求得比值ud/Di， 其中0u1； 0021 步骤(2).获取顶点Pi的坐标值Pi(xi,yi)、 获取顶点Pi+1的坐标值Pi+1(xi+1,yi+1),计 算xxi+(xi+1-xi)u， 计算yyi+(yi+1-yi)u， 则得到公交车图标在导乘图上的坐标值B (x,y)， 同时让公交车图标车头所指向的方向角B(Q)atan2(yi+1-yi)/(xi+1-xi)。 0022 。

19、所述导乘图是从始发站开始依次连接若干顶点P0,P1,Pi,Pi+1,Pn所组成 的一组线段P0P1,P1P2,PiPi+1,Pn-1Pn， 所述若干顶点P0,P1,Pi,Pi+1,Pn分别 用以代表公交车在实际营运时所经过的路径上的关键点A0,A1,Ai,Ai+1,An， 当公交 车在任一路段AiAi+1之间行进时， 车载终端机实时采集公交车的经纬度B(N,S)， 并通过 RS485接口将经纬度B(N,S)传输给电脑一体机， 电脑一体机内安装有所述坐标映射函数， 所 述坐标映射函数中保存有每个关键点Ai的经纬度数据Ai(Ni,Si)和每个所述顶点Pi在显示屏 上的坐标值Pi(xi,yi),所述。

20、坐标映射函数通过读取公交车的经纬度B(N,S)自动计算出公交 车图标在显示屏上的坐标位置B(x,y)， 使得所述B(x,y)正好位于线段PiPi+1上， 并使公交车 图标的车头方向指向顶点Pi+1， 其中， n0， 0in,i和n都是整数。 0023 所述车载终端机和电脑一体机都安装在公交车上， 车载终端机和电脑一体机之间 用RS485接口彼此连接， 电脑一体机的显示屏上有显示公交车营运时所行经的各路段和站 级的导乘图， 导乘图中有代表公交车当前所处位置和方向的公交车图标。 0024 所述步骤(2)中具体包括导乘图中的顶点Pi的数量n+1， 等于预先在地图上沿着公 交车实际营运时所行经的各路段。

21、的端点处和站点处依次设置的关键点A0,A1,Ai, Ai+1,An的数量， 通过在所述地图上预先设置关键点A0,A1,Ai,Ai+1,An的数量和 位置， 使得在所述地图上依次连线关键点A0A1,A1A2,AiAi+1,An-1An后， 能得到与公交 车营运时所经过的实际路径相吻合的路径拟合线,并采集和保存各关键点Ai的经纬度数据 Ai(Ni,Si)。 0025 实施例1是深圳公交3路车上行线路导乘图生成方法： 0026 首先从电子地图(如高德地图、 百度地图)查询深圳公交3号线上行线路(自水库总 站至购物公园站)的实际轨迹， 或者根据3号线的实际路径在地图上描绘出3号线的实际轨 迹， 图2中。

22、的粗实线就是3号线的实际轨迹。 然后从起始站开始， 沿着实际轨迹设置30个关键 点(A0到A29)。 设置关键点时， 必须包括所有的站点， 还应该包括影响实际轨迹曲线形状的拐 点、 路口， 同时为了在导乘图中体现公交所处的路段， 还应该包括所经各路段的端点或路段 之间的交会点。 如图2中所示， 30个关键点的连线所组成的路段拟合线与公交3号线的上行 线路的轨迹基本吻合。 也可以设置更多的关键点， 使得路径拟合线与实际轨迹的形状更趋 相同， 但就公交3号线上行而言， 图2中所设置的30个关键点已经足以满足导乘图对车辆的 定位精度的要求了。 设置完30个关键点后， 在电子地图上采集各关键点的经纬度。

23、数据Ai(Ni, Si)并予以保存， 0i29,i为整数。 0027 如图3所示， 根据显示屏长宽尺寸， 建立一个平面直角坐标系， 坐标原点对应在显 示屏的左下角， 横坐标为X轴， 坐标范围x0,1920， 纵坐标为Y轴， 坐标范围y0,540， 坐标 单位为显示屏的显像单元(即像素)， 坐标系内任一点的位置用(x,y)表示。 在该坐标系内设 说明书 3/5 页 5 CN 111881237 A 5 置30个顶点(P0到P29)， 用以分别对应图2中的30个关键点(A0到A29)， 通过逐一设置每个顶点 Pi在坐标系中的坐标值Pi(xi,yi)， 使得各顶点的连线PiPi+1所组成的一组线段如。

24、图3所示。 理 论上设计者可以任意设置每个顶点Pi的坐标值Pi(xi,yi)以实现其对导乘图的设计意图， 但 仍应符合乘客对导乘图的阅图和查询的习惯， 并力求使所设计的导乘图能够体现线路轨迹 的基本走向、 路段结构， 用简洁明了、 疏密适当的布局思路设置各顶点的位置坐标值。 如图3 设置完30个顶点的坐标值后， 保存各顶点的坐标值Pi(xi,yi)， 0i29,i为整数。 0028 在为深圳公交3号线设置完30个关键点Ai和30个顶点Pi后， 对于正在路段AiAi+1上 行进的公交车， 由车载终端机采集公交车当前的经纬度B(N,S)， 并通过RS485接口传递给电 脑一体机中的坐标映射函数。 。

25、坐标映射函数的任务就是要在导乘图中赋予公交车图标正确 的坐标值B(x,y)和方向角B(Q)， 使得公交车图标位于线段PiPi+1上， 且B(N,S)在路段AiAi+1中 的位置与B(x,y)在线段PiPi+1中的位置对应成比例， 同时让公交车图标车头指向对准顶点 Pi+1。 为此， 坐标映射函数按照以下步骤完成计算： 0029 步骤1、 获取公交车当前的经纬度B(N,S)、 关键点Ai的经纬度Ai(Ni,Si)、 关键点Ai+1 的经纬度Ai+1(Ni+1,Si+1)， 计算B(N,S)到关键点Ai(Ni,Si)的直线距离d， 计算路段AiAi+1的直 线距离Di,让ud/Di。 0030 步。

26、骤2、 获取顶点Pi的坐标值Pi(xi,yi)， 获取顶点Pi+1的坐标值Pi+1(xi+1,yi+1),计算 xxi+(xi+1-xi)u， 计算yyi+(yi+1-yi)u， 则得到公交车图标在显示屏上的坐标值B(x, y)， 同时让公交车图标车头所指向的方向角B(Q)atan2(yi+1-yi)/(xi+1-xi)； 0031 坐标映射函数经过上述步骤的计算， 即得到公交车图标在导乘图中的正确的位置 和方向， 最后经过计算机的着色渲染流程在显示屏上呈现的导乘图如图4所示。 0032 本实施例中让车载终端机所采集和传送的公交车经纬度B(N,S)的频率达到1HZ, 同时让所述坐标映射函数的计。

27、算和刷新频率也达到1HZ， 因此能在导乘图中看到公交车图 标实时和连续的移动效果， 且公交车图标在导乘图中所处的路段、 位置、 方向、 速度都基本 符合公交车的实际运行状态。 0033 本发明在设置关键点Ai的位置和数量时， 为保证所述的路径拟合线与公交车营运 时所行经的实际路径能够充分吻合， 所设置的关键点Ai的数量应足够充分， 且必须包括所 有的站点， 还应该包括影响实际路径形状的拐点、 路口， 同时为了在导乘图中体现公交车所 处的路段， 还应该包括所经各路段的端点或路段之间的交会点， 若某路段有较大跨度的曲 线路径， 则应在该曲线处设置更多的关键点。 总之， 当按照上述方式设置的关键点足。

28、够多 时， 所述路径拟合线就能与实际路径充分吻合。 设置完关键点Ai后， 采集关键点Ai的经纬度 Ai(Ni,Si)的方式可以是在电子地图上采集， 也可以为实地采集。 0034 本发明在导乘图中设置顶点Pi的数量时， 应与关键点Ai的数量相等， 即都为n+1个， 使得每个顶点Pi都能对应地代表关键点Ai。 对于每个顶点Pi在导乘图中的坐标值Pi(xi,yi) 的设置， 理论上设计者可以任意设置每个顶点Pi的坐标值Pi(xi,yi)， 以实现其对导乘图形 状的设计意图， 但仍应符合乘客对导乘图的阅图习惯， 并力求使所设计的导乘图能够体现 线路轨迹的基本走向、 路段结构、 站点位置， 以求用简洁明。

29、了、 疏密适当的布局思路来设置 各顶点的位置坐标值。 0035 本发明所述坐标映射函数中， 对于地球表面两个点之间的距离的计算方法， 均采 用直线距离法。 相较于两点之间的球面距离， 计算机在计算直线距离时的效率更高， 在两点 说明书 4/5 页 6 CN 111881237 A 6 的距离不远时， 直线距离与球面距离几乎相等。 0036 当车载终端机所采集和传送的公交车经纬度数据B(N,S)的频率足够高时， 所述的 坐标映射函数就能够高频率地计算和刷新公交车图标的位置和方向数据， 使得导乘图中的 公交车图标能够实时和连续地反应公交车的行驶状态， 实时地为乘客提供所乘公交车所处 的路段、 位置。

30、、 站级、 速度等动态信息。 0037 不需要将上行线路和下行线路作合图设计， 而是在上行和下行之间动态地切换对 应的导乘图， 公交车还可以预先保存或随时调取其他线路的导乘图， 以便可以在参与其他 线路的营运时能随时切换和呈现成正确的导乘图。 由于车载终端机和电脑一体机已在绝大 多数公交车上安装， 所以本发明几乎不需另外增加硬件设备的投入即可实施。 0038 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。 本行业的技术 人员应该了解， 本发明不受上述实施例的限制， 上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理， 在不脱离本发明精神和范围的前提下， 本发明还会有各种变化和改进， 这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。 本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及 其等效物界定。 说明书 5/5 页 7 CN 111881237 A 7 图1 图2 图3 说明书附图 1/2 页 8 CN 111881237 A 8 图4 说明书附图 2/2 页 9 CN 111881237 A 9 。