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手繪地圖制作的關(guān)鍵點(diǎn)之“實(shí)時(shí)導(dǎo)航”

發(fā)布時(shí)間：2022/08/18 點(diǎn)擊數(shù)：3055

接上文《手繪地圖制作的關(guān)鍵點(diǎn)之“圖層覆蓋”》，繼續(xù)來(lái)聊聊手繪地圖另外一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

那就是“實(shí)時(shí)導(dǎo)航”。

作者：輕輕的煙霧（z281099678）

之前在《景區(qū)手繪地圖（電子地圖、智慧導(dǎo)覽系統(tǒng)）如何制作》說(shuō)過(guò)：

如果說(shuō)手繪圖本身是面子，讓人對(duì)地圖有第一印象和直觀感受，那么實(shí)時(shí)導(dǎo)航功能則是地圖的靈魂和里子。沒(méi)有實(shí)時(shí)定位和動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃導(dǎo)航功能的地圖，只是一個(gè)可觀而不可用的花瓶，沒(méi)有使用價(jià)值。沒(méi)有準(zhǔn)確的而高效的實(shí)時(shí)導(dǎo)航算法，就不能把地圖價(jià)值在游客手里發(fā)揮到最大。

實(shí)時(shí)導(dǎo)航的手繪地圖

一、實(shí)時(shí)導(dǎo)航的最短路徑算法

但凡與地圖相關(guān)的產(chǎn)品，都有一個(gè)重要的核心，那就是最短路徑的計(jì)算。手繪地圖當(dāng)然也不例外，甚至說(shuō)更是其中的典型。

最短路徑問(wèn)題，是圖論研究中的一個(gè)經(jīng)典算法問(wèn)題。這里的“圖”的概念，和通常意義的圖不一樣，而是由結(jié)點(diǎn)和路徑組成的一組數(shù)據(jù)，而最短路徑則旨在尋找圖中兩結(jié)點(diǎn)之間的最短路徑。

最短路算法常見(jiàn)的幾種：bellman-ford、、spfa、floyd。每種算法的思想都有所差異甚至完全不同，適用的場(chǎng)景也各不相同。這里簡(jiǎn)略聊聊各自的特點(diǎn)。

bellman-ford：可以用于邊權(quán)為負(fù)的圖，圖中如果有負(fù)環(huán)，算法會(huì)檢測(cè)出負(fù)環(huán)。時(shí)間復(fù)雜度O（VE）。

spfa：bellman-ford的優(yōu)化算法，本質(zhì)是bellman-ford，所以適用性和bellman-ford一樣。時(shí)間復(fù)雜度O（KE）。

dijkstra：只能用于邊權(quán)都為正的圖中。時(shí)間復(fù)雜度O（n2）。

floyd：也可以用于有負(fù)權(quán)的圖中，即使有負(fù)環(huán)，算法也可以檢測(cè)出來(lái)。可以求任意點(diǎn)的最短路徑，有向圖和無(wú)向圖的最小環(huán)和最大環(huán)。時(shí)間復(fù)雜度O（n3）。

帶權(quán)圖

我們的手繪地圖的路徑規(guī)劃算法，則主要用到了dijkstra和floyd。因?yàn)閐ijkstra算法較為高效，而地圖里的點(diǎn)，每?jī)蓚€(gè)點(diǎn)的距離，一定是正數(shù)，不可能兩點(diǎn)之間的距離為負(fù)。而floyd算法雖然效率較慢，但是他很強(qiáng)大，他可以直接計(jì)算出一個(gè)地圖里所有點(diǎn)之間的路徑。

所以針對(duì)不同場(chǎng)景，我們采取了兩者結(jié)合的方案。

二、實(shí)時(shí)導(dǎo)航的方向指引

在手繪地圖里，用戶(hù)的實(shí)時(shí)方向，是導(dǎo)航的基礎(chǔ)。

用戶(hù)根據(jù)自己面對(duì)的方向，才能確定導(dǎo)航點(diǎn)位的方向。換言之，才知道當(dāng)前應(yīng)該往哪個(gè)方向前進(jìn)。

而這一點(diǎn)至關(guān)重要的功能的實(shí)現(xiàn)，則需要接觸HTML5的陀螺儀接口。現(xiàn)在絕大部分的設(shè)備都支持此接口。當(dāng)然，是細(xì)節(jié)上，安卓設(shè)備和蘋(píng)果設(shè)備有一些差異，我們?cè)趯?shí)現(xiàn)的時(shí)候注意兼容即可。

實(shí)現(xiàn)了方向的指引，則手繪地圖導(dǎo)航功能的基礎(chǔ)已經(jīng)具備。

指北針指示方向

三、實(shí)時(shí)導(dǎo)航的路徑信息

當(dāng)前實(shí)時(shí)的道路信息主要包括：前方的轉(zhuǎn)向以及距離。

類(lèi)似于地圖APP的導(dǎo)航功能，直行、轉(zhuǎn)向等方向提示可以極大的增加導(dǎo)航的使用體驗(yàn)和實(shí)用效果。對(duì)于這一點(diǎn)，也可以通過(guò)設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)用戶(hù)前進(jìn)的方向，結(jié)合規(guī)劃的路徑，來(lái)判斷前方應(yīng)當(dāng)如何轉(zhuǎn)向。當(dāng)然，這里的細(xì)節(jié)比較復(fù)雜，就不展開(kāi)贅述。而還需要注意的一點(diǎn)就是，判斷用戶(hù)是否已經(jīng)偏移路線(xiàn)。

導(dǎo)航提示信息

四、實(shí)時(shí)導(dǎo)航的智能糾偏

手機(jī)的定位不可能十分精確，總是在一個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)隨機(jī)的跳躍。如果按照手機(jī)返回的經(jīng)緯度來(lái)定位，則用戶(hù)會(huì)非常活躍的在一個(gè)范圍內(nèi)跳躍。這容易讓人感覺(jué)很迷茫，也非常影響體驗(yàn)，降低實(shí)用效果。

因此，我們這里需要設(shè)計(jì)方案來(lái)進(jìn)行智能糾偏。結(jié)合導(dǎo)航的規(guī)劃路徑，以及當(dāng)前的定位，還參考前進(jìn)的速度、方向等參數(shù)，把用戶(hù)的位置控制在比較真實(shí)而友好的位置。

當(dāng)然，對(duì)于確實(shí)偏移過(guò)大的情況，也不能強(qiáng)行糾偏。因?yàn)檫@種情況，我們其實(shí)是不知道到底是用戶(hù)確實(shí)已經(jīng)偏離太大，還是手機(jī)定位出現(xiàn)的較大誤差。這時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況提示用戶(hù)已經(jīng)偏移路線(xiàn)，或者待手機(jī)定位自動(dòng)恢復(fù)正常。

糾偏信息

五、演示案例