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专利号: 2018104043409
申请人: 山东交通学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种动态空气质量导航方法,其特征是,包括以下步骤:

S1、获取骑行载具的ID数值u、骑行载具初始位置SNu、目的地位置DNu,时间间隔T,使用Dijkstra算法确定从初始位置到目的地位置的初始导航路径;

S2、骑行载具每隔时间间隔T接收到空气质量报告,动态更新导航路径中路段的权值cost数值,再次应用Dijkstra算法确定从当前位置到目的地位置的动态导航路径;

S3、判断当前位置是否为目的地位置,如果是,结束导航路径计算;如果否,返回步骤S2。

2.如权利要求1所述的一种动态空气质量导航方法,其特征是,步骤S1中,使用Dijkstra算法确定从初始位置到目的地位置的初始导航路径的具体步骤包括:S11、构建初始位置SNu与目的地位置DNu道路网络的拓扑结构,统计道路节点总数n;

S12、确定初始位置节点t与目的节点,t存入T,其他节点存入R;

S13、建立n*n阶邻接矩阵C,C[i,j]代表节点Pi到节点Pj的权值cost;

S14、建立数组D[n],存放初始位置节点到各节点的最短距离;

S15、计算初始位置节点到各节点的距离,选取距离最小的节点Pj存入T,即T={t,Pj};

S16、修改R中节点到初始位置节点的距离D[m],使其最小;

S17、判断Pj是否为目的位置节点,如果是,结束;如果否,返回步骤S15。

3.如权利要求1所述的一种动态空气质量导航方法,其特征是,步骤S2具体步骤如下:S21、骑行载具u生成T时刻的空气质量信息,将所处路段信息Sg Rd与空气质量信息发送给所在路段的簇头骑行载具;

S22、簇头骑行载具获取该路段全部簇成员转发的路段信息与空气质量信息后生成该路段的T时刻的常规空气质量信息报告和紧急空气质量报告,并将常规空气质量报告转发给相邻路段簇头骑行载具;

S23、簇头骑行载具接收到相邻簇头骑行载具转发的某路段T时刻的常规空气质量信息报告后,发送给该路段其他簇成员骑行载具;骑行载具判断该路段是否为已导航路径的一部分,如果是,进入步骤S25;如果否,进入步骤S26;

S24、簇头骑行载具判断该路段是否是已导航路径的一部分,如果是,簇头骑行载具存储收到的常规空气质量信息报告并转发给相邻路段的簇头骑行载具,进入步骤S25;如果不是,则只转发给相邻路段的簇头骑行载具但不存储,进入步骤S26;

S25、动态更新导航路径中该路段的权值cost数值,再次应用Dijkstra算法确定从当前位置到目的地位置的动态导航路径;

S26、骑行载具判断当前路段是否为目的位置,如果是,停止导航计算,如果否,则在T=T+T时刻重复步骤S21。

4.如权利要求3所述的一种动态空气质量导航方法,其特征是,步骤S2中,路段的权值cost定义如下式所示:Quality Level为所处路段的平均PM2.5值,Min Quality为所处路段PM2.5最小值,Max Quality为所处路段PM2.5最大值,Length为该路段的长度,k1为PM 2.5的比例系数,k2为路段长度的比例系数。

5.如权利要求3所述的一种动态空气质量导航方法,其特征是,步骤S22中,所述常规空气质量信息报告用于显示当前路段的常规实时空气质量状况,定义如下:其中,Rd为当前道路ID,Sg Rd为当前路段的ID,LRd为当前路段的长度, 是时刻T该路段SgRd的平均速度, 是时刻T该路段SgRd的平均PM2.5值,分别可由下式得到:其中,*V表示T时刻该路段SgRd中除了骑行载具u之外的其他骑行载具的速度;

表示当前时刻T路段SgRd中除了骑行载具u之外的其他骑行载具当前位置测得的PM2.5的值。

6.如权利要求3所述的一种动态空气质量导航方法,其特征是,步骤S22中,紧急空气质量信息报告用于显示当前路段紧急空气质量信息,其中, 代表当前路段SgRd在时间T时的 其中Φ表示PM2.5的设定阈值,超过此设定阈值的道路不宜骑行。

7.如权利要求6所述的一种动态空气质量导航方法,其特征是,当前路段SgRd在时间T时的 时,该路段的权值cost被设定为∞。

8.一种骑行载具空气质量监测系统,其特征是,包括位于骑行载具处的空气质量采集模块和位于服务器端的数字地图模块、最短路径导航模块,空气质量采集模块用于获取骑行载具实时位置处的空气质量数据并完成空气质量数据的转发;数字地图模块用于显示路径信息;最短路径导航模块用于动态确定骑行载具从当前位置到目的地位置的最优行驶路径。

9.如权利要求8所述的一种骑行载具空气质量监测系统,其特征是,所述空气质量采集模块包括微控制器、空气质量采集传感器、无线通信单元和定位单元,空气质量采集传感器的输出端与微处理器的输入端连接,微处理器的输出端与无线通信单元的数据发送端连接,无线通信单元的数据接收端与微处理器的输入端连接,无线通信单元的数据收发端与通信天线连接,定位单元的数据收发端与通信天线连接,定位单元的数据发送端与微处理器连接。

10.如权利要求8所述的一种骑行载具空气质量监测系统,其特征是,最短路径导航模块包括:路径网络拓扑单元,确定骑行载具从当前位置到目的地位置的道路拓扑信息;

路径优化单元,根据更新后的路段权值cost应用最短路径算法确定最优导航路径。