用于车辆限行管理的方法、电子设备和介质
技术领域
本公开概括而言涉及车辆控制技术领域，更具体地，涉及一种用于车辆限行管理的方法、用户设备和计算机可读存储介质。
背景技术
当前，随着全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）的发展和完善，能够容易地通过GNSS服务获得车辆的点位数据，在此基础上开发了许多的车辆应用，如车辆导航应用以及基于位置的车辆服务等。GNSS是对中国的北斗系统（BDS）、美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS系统以及欧洲的伽利略（Galileo）系统等卫星导航定位系统的统称。通过GNSS中的一个或多个系统，车载定位设备（接收机）能够获得车辆的点位数据。
然而，车载定位设备在与定位卫星交互过程中，因受到大气环境和位置影响，会出现点位漂移的情况，特别是在车辆静止状态下，因受到车辆停留位置的影响，如高楼、地下停车场等，从而导致卫星信号出现多次折射、反射或信号强度减弱，这些信号变化会导致在车辆静止状态下，车载定位设备计算得到的点位数据不停出现变化或者点位精度变差，称为点位漂移。点位漂移使得车载定位设备不能获得车辆的准确位置，从而基于车辆的点位数据的各种应用的效果变差。
此外，对于诸如车辆租借之类的车辆运营服务来说，运营方希望能够监控车辆的位置来获取运营车辆的各种状况，例如车辆是否违反特定城市限行政策、车辆是否处于不正常的行驶状态、车辆是否处于允许的运营范围等。这里，限行政策通常是指特定或非特定时间禁止特定车辆进入城市的特定区域的政策。目前全国很多大中城市都设计了多种不同的道路限行政策，如北京的尾号限行，广州的开四停四，上海的沪C车牌禁止进入外环等。在这些限行政策中，限行区域通常是不规则的，这对车辆运营和调度带来了很大的困难。
针对上述问题，本发明的发明人提出可以通过GNSS获取车辆的点位数据以及确定不规则的限行区域来判断车辆是否进入了该限行区域。然而，一方面，通过GNSS获取的车辆的点位数据经常会发生漂移，从而容易导致出现车辆明明没有行驶却被认为进入限行区域或被认为在限行区域内外不停移动等异常情况。另一方面，不规则的限行区域又难以确定，从而难以将车辆的点位数据与限行区域进行比较。
发明内容
针对上述问题中的至少一个，本公开提供了一种用于车辆限行管理的方案，能够精确地判断车辆是否在限行区域内。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于车辆限行管理的方法。该方法包括：基于城市的限行区域的信息和电子地图，生成用于指示该城市的限行区域的电子围栏；获取通过全球导航卫星系统得到的该车辆的多个点位数据；对该车辆的该多个点位数据进行校准以确定该车辆的实际点位；以及基于该车辆的实际点位和该电子围栏，确定该车辆是否在该电子围栏内以确定该车辆的限行情况。
根据本公开的另一个方面，提供了一种电子设备。该电子设备包括：至少一个处理单元；以及至少一个存储器，该至少一个存储器被耦合到该至少一个处理单元并且存储用于由该至少一个处理单元执行的指令，该指令当由该至少一个处理单元执行时，使得该电子设备执行根据上述方法的步骤。
根据本公开的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序代码，该计算机程序代码在被运行时执行如上所述的方法。
附图说明
通过参考下列附图所给出的本公开的具体实施方式的描述，将更好地理解本公开，并且本公开的其他目的、细节、特点和优点将变得更加显而易见。
图1示出了根据本公开的实施例的用于车辆限行管理的系统的示意图。
图2示出了一个示例性电子地图的屏幕截图。
图3示出了根据本公开的一些实施例的用于车辆限行管理的方法的流程图。
图4示出了根据本发明实施例的用于生成指示城市的限行区域的电子围栏的步骤的示意图。
图5示出了根据本发明的实施例的电子围栏的示意图。
图6示出了根据本发明实施例的用于确定车辆的实际点位的步骤的流程图。
图7示出了根据本发明实施例的用于确定车辆的限行情况的步骤的流程图。
图8示出了根据本发明实施例的在电子地图上确定车辆是否在限行区域内的场景的示意图。
图9示出了从车辆出发的射线与电子围栏的边界的相交点的示意图。
图10示出了适合实现本公开的实施例的电子设备的结构方框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“一些实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。
图1示出了根据本公开的实施例的用于车辆限行管理的系统1的示意图。如图1中所示，系统1包括一个或多个车辆10（图1中仅示例性地示出了一个车辆10）和服务器20。车辆10可以包括车载定位设备（如车载GPS模块）和/或电子控制单元（ECU）等组件（图中未示出）。车辆10和服务器20可以单独或组合实现如下所述的本发明的方法100。在车辆10单独实现该方法的情况下，车辆10可以包括一个电子设备12，该电子设备12包括至少一个处理器和与该至少一个处理器耦合的至少一个存储器，该存储器中存储有可由该至少一个处理器执行的指令，该指令在被该至少一个处理器执行时执行如下所述的方法100的至少一部分。注意，在本发明中，电子设备12可以是一个单独的电子设备，其例如由车辆租借公司开发并安装在车辆10上，或者，电子设备12可以集成在车辆10的车载定位设备（如车载GPS模块）或者ECU中作为其一部分。服务器20可以例如是车辆租借公司的服务器，其可以与车辆10通信，以发送和接收各种信息。例如，在服务器20执行根据本发明的方法100时，服务器20可以从车辆10接收通过车载定位设备获取的车辆10的点位数据，并且在确定车辆10的限行情况之后，可以将该限行情况通知车辆10，例如提醒车辆10的驾驶员当前处于限行区域。而在电子设备12执行根据本发明的方法100时，服务器20可以从车辆10接收所确定的车辆10的情况（如车辆10处于限行区域、车辆10处于不正常行驶状态等），从而服务器20能够及时掌握车辆10的情况并采取相应的措施。电子设备12和服务器20的具体结构例如可以如下结合图10所述。
图2示出了一个示例性电子地图200的屏幕截图。电子地图200例如可以是由专业的地图数据提供商（如百度、谷歌或高德等）提供的电子地图数据在服务器20或电子设备12上渲染产生的可视化地图。
图3示出了根据本公开的一些实施例的用于车辆限行管理的方法100的流程图。方法100例如可以由图1中所示的系统1中的车辆10的电子设备12或服务器20执行。以下以服务器20执行为例，结合图1至图10对方法100进行更加详细的描述。
如图3中所示，在步骤110，服务器20可以基于城市的限行区域的信息和电子地图（如图2中所示），生成用于指示该城市的限行区域的电子围栏。这里，城市的限行区域的信息用于描述该城市的限行区域的地理信息，其可以是城市的可构成封闭区域的多条道路或者城市的某条环路等。本领域技术人员可以理解，限行区域的确定不仅包括限行区域的地理信息，还可以包括车辆10的车牌信息和/或时间信息。在一些实施例中，不同车辆10的限行区域可能不同，例如许多城市针对本地车牌和非本地车牌规定了不同的限行区域。此外，在一些实施例中，不同时段的限行区域可能不同，例如一些城市早晚高峰时段的限行区域不同于其他时段的限行区域。在本文中，不考虑车牌和时间对限行区域的影响，但是本领域技术人员理解，在考虑车牌和时间的情况下，限行区域的确定只需在上述地理信息的基础上叠加车辆10的车牌和/或时间信息即可。例如，杭州市的限行区域可以描述为：对于浙A车牌，工作日早晚高峰时段，“留祥路—石祥路—石桥路—秋涛路—复兴路—老复兴路—虎跑路—满觉陇路—五老峰隧道—吉庆山隧道—梅灵北路—九里松隧道—灵溪南路—灵溪隧道—西溪路—紫金港路—文一西路—古墩路构成的围合区域内所有道路以及高架(含匝道以及附属桥梁、隧道)”限行（这里不考虑浙A车牌尾号政策的限制）。又例如，上海市对于沪C车牌的限行区域可以描述为：外环线以内限行。
图4示出了根据本发明实施例的用于生成指示城市的限行区域的电子围栏的步骤110的示意图。图5示出了根据本发明的实施例的电子围栏250的示意图。图5的电子围栏250例如叠加在图2所示的电子地图200上。
具体地，步骤110可以包括子步骤112，其中基于如上所述的城市的限行区域的信息，在电子地图200上确定第一连接点201。这里，连接点指示限行区域的道路的交叉点。由于限行区域的信息描述的是封闭区域，因此可以确定任何一个道路交叉点作为第一连接点201。例如，在如上所述的杭州市的限行区域的描述中，可以选择“留祥路”与“石祥路”的交叉点作为第一连接点201。而在如上所述的上海市的限行区域的描述中，可以选择外环线与任意一条与其相交的道路的交叉点作为第一连接点201。
接下来，在子步骤114，从第一连接点201出发，依次确定第一连接点201之后的后续连接点203、205、207……。这里，后续连接点的确定可以是根据限行区域的描述中的道路顺序依次确定的道路交叉点，也可以是按照环线的顺时针或逆时针方向依次确定的与环线相交的道路的交叉点。
在根据限行区域的信息依次确定了所有连接点201、203、205、207……之后，在子步骤116，可以依次连接所有连接点，以在电子地图200上确定至少一个封闭的地图区域250作为指示该城市的限行区域的电子围栏，其中相邻连接点之间的连线202、204、206……构成电子围栏250的边界。
服务器20可以将如上所述产生的该城市的限行区域的电子围栏250的所有数据（例如所有连接点201、203、205、207……的坐标数据列表）存储在其中并进行更新（如根据限行政策中的时间限制）。或者，在方法100由车辆10的电子设备12执行的情况下，电子设备12可以预先存储有或者从服务器20接收上述限行区域的信息和电子地图数据，并且基于限行区域的信息和电子地图数据生成指示限行区域的电子围栏250。
继续图3，在步骤120，获取通过GNSS得到的车辆10的多个点位数据。这里，车辆10的多个点位数据可以由车辆10在静止或运动状态下由车载定位设备基于从GNSS的定位卫星获得的数据计算得到。在由服务器20执行方法100的情况下，这些点位数据可以由服务器20从车辆10的车载定位设备接收。通过GNSS获取车辆的点位数据的方法对于本领域技术人员来说是公知的，在此不再赘述。
在步骤130，对车辆10的多个点位数据进行校准以确定车辆10的实际点位。
图6示出了根据本发明实施例的用于确定车辆10的实际点位的步骤130的示意图。
具体地，步骤130可以包括子步骤132，其中基于条件C1：车辆10的点火状态（如车辆10的ACC处于点火还是熄火状态）和条件C2：步骤120中获取的多个点位数据中至少两个连续的点位数据，来确定车辆10是否存在点位漂移。
具体地，电子设备12可以以车辆10的点火状态变为熄火时的点位数据L(0)作为车辆10的原点点位数据。接下来，从步骤120中获取的多个点位数据中获取原点点位数据L(0)之后的至少两个连续的点位数据，并且确定该至少两个连续的点位数据分别与原点点位数据L(0)之间的距离。例如，假设获取了原点点位数据L(0)之后n个（n是大于或等于1的正整数）点位数据之后的连续的M个（M是大于或等于2的正整数）点位数据L(n)、L(n+1)、……L(n+M-1)，并且这M个点位数据与原点点位数据L(0)之间的距离分别为d0、d1、……dM-1，则可以将距离d0、d1、……dM-1的取值分为如下情况：1）都等于0；2）都大于0且小于一预定值；3）都大于该预定值；以及4）其他情况，如上述三种情况中的至少两种的组合。在一种实施例中，M可以是2至5中的一个正整数，更优选的可以是2或者3，预定值可以是10米。
对于上述情况1），可以确定M个点位数据与原点点位数据L(0)相等，即车辆10未产生位移。在这种情况下，可以认为车辆10一直处于停止状态，不需对点位数据进行校正（或者说是一种校正值为0的特殊校正）。
对于上述情况3），可以确定处于熄火状态的车辆10产生了足够大的连续位移。在这种情况下，可以认为车辆10处于非主动移动状态（例如被拖车拖动）。在方法100由电子设备12实现的情况下，电子设备12可以向服务器20发出指示不正常移动的警报信号。在方法100由服务器20实现的情况下，服务器20可以向车辆10的运营方的业务系统发出警报信号，或者向交管部门报警。
对于上述情况4），将其认为是获取的车辆10的点位数据的抖动，不进行特别处理。
对于上述情况2），可以确定处于熄火状态的车辆10产生了连续的较小位移，该位移可被认为是点位漂移造成的。在这种情况下，在子步骤134，可以对车辆10的点位数据进行校准以确定车辆10的实际点位。具体地，将M个连续的点位数据L(n)、L(n+1)、……L(n+M-1)都设置为原点点位数据L(0)以作为车辆10的实际点位。也就是说，如果原点点位数据L(0)之后的若干个连续点位数据与原点点位数据L(0)之间存在距离但该距离较小，可以认为该距离是由于点位漂移造成的，而不是车辆10实际发生了位移。
在另一些实施例中，可以求取M个距离d0、d1、……dM-1的均值作为测量得到的点位数据与实际点位之间的差值，并且将测量得到的点位数据减去该差值来得到车辆10的实际点位。这种方式特别适合于车辆10处于运动中的情况。
此外，在一些实施例中，在确定点位漂移时，除了车辆10的点火状态和M个连续点位数据与原点点位数据之间的距离之外，还可以引入条件C3：确定车辆的速度是否为零。在这种情况下，电子设备12或者服务器20例如可以从车辆10的ECU读取车辆10的实时速度。在距离d0、d1、……dM-1都大于0且小于该预定值，并且读取的车辆10的速度为零时，确定车辆10存在点位漂移。该条件C3可以用于与上述条件C1结合，进一步确定车辆10处于停止状态。
此外，在一些实施例中，在确定点位漂移时，除了上述条件C1、C2、C3之外，还可以引入条件C4：确定车辆10是否在允许运营区域内，并且在距离d0、d1、……dM-1都大于0且小于该预定值、读取的车辆10的速度为零且车辆10在允许运营区域内时，确定车辆10存在点位漂移。该条件C4用于判断车辆10是否在允许的运营区域内运营。在方法100由电子设备12实现的情况下，当判断车辆10不在允许的运营区域内运营时，电子设备12可以向服务器20发出指示超出允许运营区域的警报信号。在方法100由服务器20实现的情况下，服务器20可以向车辆10的运营方的业务系统发出警报信号，或者向交管部门报警。
这里，允许运营区域可以是由服务器20的运营方为每个车辆10单独设置的。在实际情况中，出于各种原因，车辆10的运营方可能希望为不同的车辆10设置不同的允许运营区域，该区域例如可以是一个市、一个省等。或者，允许运营区域可以是中国大陆。在这种情况下，一种简单的确定允许运营区域的方法是以中国大陆的东南西北最远的四个点相连形成四边形形状，作为该允许运营区域。
继续图3，在步骤140，电子设备12基于步骤130所确定的车辆10的实际点位和步骤110确定的指示城市的限行区域的电子围栏250，确定车辆10是否在电子围栏250内以确定车辆10的限行情况。
图7示出了根据本发明实施例的用于确定车辆10的限行情况的步骤140的流程图，图8示出了根据本发明实施例的在电子地图200上确定车辆10是否在限行区域内的场景的示意图。
如图7中所示，步骤140可以包括子步骤142，其中从车辆10的实际点位出发，在电子地图200上产生一条射线。该射线可以是沿任意方向的射线，如图8中示出了从车辆10出发的两条射线801和802以及从另一车辆10’出发的一条射线803。
接下来，在子步骤144，确定该射线与电子围栏250的所有边界的相交点的数量。
以射线801为例，其是一条沿水平方向延伸的射线。图9示出了从车辆10出发的射线801与电子围栏250的边界204的相交点D的示意图。
假设以从A点出发的射线801为X轴，其垂线为Y轴建立平面直角坐标系。车辆10的实际点位为A，其坐标为(Ax, Ay)，从A点出发的射线801与电子围栏250的连接点203（图中的点B，坐标为(Bx, By)）和205（图中的点C，坐标为(Cx, Cy)）之间的边界相交，相交点为D，坐标为(Dx, Dy)，点F是从B出发垂直于射线801的射线与从C出发平行于射线801的射线之间的交点，线段BF垂直于射线801，线段CF平行于射线801，点E是BF与射线801的交点。这里，点B和点C例如是通过在所有连接点中寻找与点A的纵坐标最接近的一个连接点及其相邻连接点来确定的。
根据相似三角形原理，相交点D的横坐标Dx可以如下确定：
Dx=Bx–(Bx-Cx)/(By-Cy)*(By-Ay)。
如果Dx>Ax，表明相交点D在车辆10右侧，因此射线801与电子围栏250具有一个相交点。
如果Dx<Ax，表明相交点D在车辆10左侧，因此射线801与电子围栏250没有相交点。
依次确定从车辆10出发的射线与电子围栏的所有相交点。当相交点的数量为奇数时，在子步骤146，确定车辆10在电子围栏250内，即在限行区域内。
另一方面，如果相交点的数量为偶数，在子步骤148，确定车辆10在电子围栏250外，即在限行区域外。
如图8中所示，对于从车辆10出发的射线801，其与电子围栏250具有1个相交点，因此确定车辆10位于电子围栏250内。对于从车辆10出发的射线802，其与电子围栏250具有3个相交点，因此同样确定车辆10位于电子围栏250内。也就是说，从车辆10出发的射线的方向不影响最终的确定结果。
对于另一车辆10’来说，从车辆10’出发的射线803与电子围栏250具有2个相交点，因此确定车辆10’位于电子围栏250内。
图8的示意图也显示了上述结论。
通过上述方法100，能够准确地判断车辆10是否处于限行区域内。在服务器20执行根据本发明的方法100时，当在步骤140确定车辆10处于限行区域内时，服务器20可以向车辆10发出提醒信号以提醒车辆10的驾驶员尽快驶离限行区域，和/或，可以向运营方的业务系统发出报警信号以通知运营方该车辆10处于限行区域。而在电子设备12执行根据本发明的方法100时，电子设备10可以发出提醒信号以提醒车辆10的驾驶员尽快驶离限行区域，和/或，电子设备12可以向服务器20发送警报信号以指示车辆10正在限行区域内。
图10示出了适合实现本公开的实施例的电子设备1000的结构方框图。电子设备1000例如可以是如上所述的服务器20或位于车辆10中的电子设备12。
如图10中所示，电子设备1000可以包括一个或多个中央处理单元（CPU）1010（图中仅示意性地示出了一个），其可以根据存储在只读存储器（ROM）1020中的计算机程序指令或者从存储单元1080加载到随机访问存储器（RAM）1030中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1030中，还可存储电子设备1000操作所需的各种程序和数据。CPU1010、ROM 1020以及RAM 1030通过总线1040彼此相连。输入/输出（I/O）接口1050也连接至总线1040。
电子设备1000中的多个部件连接至I/O接口1050，包括：输入单元1060，例如键盘、鼠标等；输出单元1070，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1080，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1090，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1090允许电子设备1000通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的方法100例如可由电子设备1000（如车辆10中的电子设备12或服务器20）的中央处理单元1010执行。例如，在一些实施例中，方法100可被实现为计算机软件程序，其被有形地包括于机器可读介质，例如存储单元1080。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1020和/或通信单元1090而被载入和/或安装到电子设备1000上。当计算机程序被加载到RAM 1030并由CPU 1010执行时，可以执行上文描述的方法100的一个或多个操作。此外，通信单元1090可以支持有线或无线通信功能。
本领域技术人员可以理解，图10所示的电子设备1000仅是示意性的。在一些实施例中，电子设备12或服务器20可以包含比电子设备1000更多或更少的部件。例如，在电子设备12是实现在车辆10内的单独的模块的情况下，电子设备12可以仅包含处理器和与该处理器耦合的存储器，并且存储器中存储有可由该处理器执行的指令，该指令在被该处理器执行时执行如上所述的方法100。
利用本发明的方案，一方面，通过对获取的车辆点位信息进行校准来获得了准确的车辆实际点位，另一方面，通过在地图上为不规则的限行区域生成完全匹配的电子围栏，从而能够准确判断车辆是否处于或曾经处于限行区域内。
以上结合附图对根据本发明的用于车辆限行管理的方法100以及可用作电子设备12和服务器20的电子设备1000进行了描述。然而本领域技术人员可以理解，方法100的步骤的执行并不局限于图中所示和以上所述的顺序，而是可以以任何其他合理的顺序来执行。例如，图1所示的方法100的步骤110和120可以并行执行或以其他顺序执行。此外，电子设备1000也不必须包括图10中所示的所有组件，其可以仅仅包括执行本发明中所述的功能所必须的其中一些组件，并且这些组件的连接方式也不局限于图中所示的形式。
本发明可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本发明的各个方面的计算机可读程序指令。
在一个或多个示例性设计中，可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现本公开所述的功能。例如，如果用软件来实现，则可以将所述功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上，或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码来传输。
本文公开的装置的各个单元可以使用分立硬件组件来实现，也可以集成地实现在一个硬件组件，如处理器上。例如，可以用通用处理器、数字信号处理器（DSP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）或其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或用于执行本文所述的功能的任意组合来实现或执行结合本公开所描述的各种示例性的逻辑块、模块和电路。
本领域普通技术人员还应当理解，结合本公开的实施例描述的各种示例性的逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现成电子硬件、计算机软件或二者的组合。
本公开的以上描述用于使本领域的任何普通技术人员能够实现或使用本公开。对于本领域普通技术人员来说，本公开的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的一般性原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的情况下应用于其它变形。因此，本公开并不限于本文所述的实例和设计，而是与本文公开的原理和新颖性特性的最广范围相一致。
