路径搜索方法和路径搜索装置制造方法及图纸

根据本发明专利技术，提出了一种路径搜索方法，包括：获取步骤，获取移动体在给定时间段内采集的一系列GPS点；确定步骤，从所述一系列GPS点确定置信度最大的GPS点，作为关键点；以及路径搜索步骤，从所述关键点出发执行路径搜索，来找到与所述一系列GPS点相匹配的路径。

【技术实现步骤摘要】
路径搜索方法和路径搜索装置
本专利技术涉及智能交通领域，更具体地，涉及一种路径搜索方法和路径搜索装置，能够在减少计算量的情况下，对路径进行搜索和匹配，从而精确地确定移动体的行进轨迹。
技术介绍
近年来，电子地图、导航系统，出行轨迹记录等基于位置的服务越来越普及。在实现这些基于位置的服务时，有可能需要将某一特定物体(如车辆或人)的一系列位置点(包含经度、纬度、时间等信息)匹配到电子地图的路网中，以确定该物体的行进轨迹。 其中，上述位置点的信息通常是由物体自身或安装在物体上的具有定位功能的设备采集的，例如GPS(Global Posit1n System,全球卫星定位系统)装置等。在本说明书中，为了简化说明，以下将使用本领域中常用的“GPS点”这个词指代原始的待匹配位置点。但需要说明的是，本专利技术中的位置点信息不限于由GPS装置采集，也可以由其他定位系统获取。 在实际应用中，由于受到设备条件、定位精度等因素的影响，GPS点信息通常有如下问题: 第一，GPS点位置可能存在漂移，即偏离其在地图上的实际位置，偏离范围有可能达到几米甚至几十米。 第二，采集到的GPS点时间间隔比较长，例如每I分钟打一个点。在较长时间间隔下，相邻两个GPS点的位置不是连续的，距离有可能比较远，甚至跨越了多个路段，因此相邻两点之间的行进轨迹需要进行估计。 针对以上问题，在专利文献1(中国专利申请:申请号200810223008.9)中，采用如下方法对某一车辆在某给定时间段内的一系列GPS点进行路径匹配。首先，在上述给定时间段内将GPS点按时间排序，从前两个GPS点开始，以GPS点为中心，在给定距离范围内为每个GPS点选择几条候补匹配道路；然后，搜索这两个GPS点之间所有可能连接这些候补匹配道路的路径集合；接下来，读入下一个GPS点并为其选择几条候补匹配道路，继续搜索连接到该GPS点的所有可能路径，并更新、追加到路径集合；依次类推，最终得到的路径集合中的每条路径都可以计算道路识别置信度，置信度最高的路径将作为连接所有GPS点的最优匹配结果。 上述专利文献I公开的技术(下面简称为“现有方法I”)中存在一个问题。由于每个GPS点都可能有多条候补匹配道路，该方法需要对相邻两个GPS点的所有候补匹配道路的、两两之间所有可能的连接组合都进行路径搜索，计算量大，会占用大量的系统资源。 为了减少如现有方法I所述路径搜索系统的计算量，也可以提出另一种替代方案(中国专利申请，申请号200910091802.7，下面简称为“现有方法2”)。即每次完成相邻两GPS点之间的、多组候补匹配道路之间的路径搜索后，仅保留最优的一条路径，不在此最优路径上的其余的候补匹配道路将从列表中删除，不参与下一个GPS点的路径搜索。现有方法2与现有方法I相比，可以显著地减少路径搜索的计算量。但现有方法2的问题在于，路径搜索总是从第一个GPS点开始依次向后进行，如果第一个GPS点不够可靠，可能会使路径搜索匹配到错误的道路上，而正确的候补匹配道路在路径搜索过程中已被删除，因此匹配精度下降。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，提出了本专利技术。因此，本专利技术的目的是提出一种路径搜索方法和路径搜索装置，能够在减少计算量的情况下，对路径进行搜索和匹配，从而精确地确定移动体的行进轨迹。 为了实现上述目的，根据本专利技术，提出了一种路径搜索方法，包括:获取步骤，获取移动体在给定时间段内采集的一系列GPS点；确定步骤，从所述一系列GPS点确定置信度最大的GPS点，作为关键点；以及路径搜索步骤，从所述关键点出发执行路径搜索，来找到与所述一系列GPS点相匹配的路径。 优选地，所述确定步骤包括:确定所述一系列GPS点中的每个GPS点在候补匹配路链上的候补匹配点；以及从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的GPS点中确定所述关键点。 优选地，从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的GPS点中确定所述关键点的步骤包括:在具有最少候补匹配点的GPS点的数量多于一个的情况下，从所述具有最少候补匹配点的多个GPS点中进一步确定具有最大置信度的GPS点。 优选地，根据所述具有最少候补匹配点的多个GPS点中的每个GPS点到候补匹配点的距离、以及该GPS点的行进方向与候补匹配路链方向的夹角来确定具有最大置信度的GPS 点。 优选地，根据所述具有最少候补匹配点的多个GPS点中的每个GPS点的时间先后次序来确定具有最大置信度的GPS点。 优选地，在所述路径搜索步骤中，通过从所述关键点出发的前向逐点路径搜索和后向逐点路径搜索中的至少一者来执行路径搜索。 优选地，所述候补匹配点是根据相应的GPS点的行进方向、行进速度和候补匹配路链的道路类别、以及离相应的GPS点的距离，从候补匹配路链上选择的位置点。 另外，根据本专利技术，还提出了一种路径搜索装置，包括:获取单元，获取移动体在给定时间段内采集的一系列GPS点；确定单元，从所述一系列GPS点确定置信度最大的GPS点，作为关键点；以及路径搜索单元，从所述关键点出发执行路径搜索，来找到与所述一系列GPS点相匹配的路径。 根据本专利技术，提供了一种基于关键点的路径搜索系统，一方面在路径搜索过程中及时删除多余的候补匹配道路，避免对所有候补匹配道路的所有可能连接都进行搜索，从而减少路径搜索的计算量；另一方面，从一系列GPS点中选取一个置信度最大的点(即关键点)作为路径搜索的起点，以减少由于删除多余的候补匹配道路而可能造成的误匹配，从而提高匹配精度。 在本领域，“路链”是构成道路网络的有向边[IS019133]，路链的方向代表车辆的行驶方向。在本专利技术中，地图中的道路通过路链表示，物体从出发位置到结束位置的一条行驶路径是由一系列连续的路链组成的。 根据本专利技术，路径搜索系统可以判断每个GPS点的置信度，找到置信度最大的关键点，作为路径搜索的起始点。以此关键点为中心，分别向前、向后逐个点进行路径搜索。 其中，GPS点的置信度衡量了从所述GPS点开始进行路径搜索时能匹配到正确路径上的可靠程度。所述置信度是依据每个GPS点的候补匹配点数量、到候补匹配点的距离、行进方向与候补匹配路链方向的夹角、以及在GPS点序列中的次序等决定的。在本专利技术中，候补匹配点数量越少、到候补匹配点的距离越短、行进方向与候补匹配路链方向的夹角越小、GPS点在点序列中次序越靠前,置信度就越高。 根据本专利技术，在路径搜索过程中，在搜索连接相邻两个GPS点之间的多条可能的路径后，从中选择最佳的一条路径，并仅保留位于该路径上的候补匹配点，其他非最佳路径上的候补匹配点将从列表中删除，不再参与后续的路径搜索。 综上所述，与现有技术相比，本专利技术具有如下效果: 路径搜索过程中删除了部分候补匹配点，这些点不再参与后续的路径搜索，因此与现有方法I相比，大大减少了路径搜索的计算量。 在现有方法2中，也能通过删除部分候补匹配点的方式减少计算量。但本专利技术与现有方法2的区别在于，路径搜索是从置信度最高的GPS点(即关键点)为起点进行的。与现有方法2总是从第一个GPS点开始进行路径搜索相比，每一步搜索出的最佳路径可靠性更高，减少了误删正确候补匹配点的几率，从而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种路径搜索方法，包括：获取步骤，获取移动体在给定时间段内采集的一系列GPS点；确定步骤，从所述一系列GPS点确定置信度最大的GPS点，作为关键点；以及路径搜索步骤，从所述关键点出发执行路径搜索，来找到与所述一系列GPS点相匹配的路径。

【技术特征摘要】
1.一种路径搜索方法，包括: 获取步骤，获取移动体在给定时间段内采集的一系列GPS点； 确定步骤，从所述一系列GPS点确定置信度最大的GPS点，作为关键点；以及路径搜索步骤，从所述关键点出发执行路径搜索，来找到与所述一系列GPS点相匹配的路径。2.根据权利要求1所述的路径搜索方法，其中，所述确定步骤包括: 确定所述一系列GPS点中的每个GPS点在候补匹配路链上的候补匹配点；以及 从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的GPS点中确定所述关键点。3.根据权利要求2所述的路径搜索方法，从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的GPS点中确定所述关键点的步骤包括: 在具有最少候补匹配点的GPS点的数量多于一个的情况下，从所述具有最少候补匹配点的多个GPS点中进一步确定具有最大置信度的GPS点。4.根据权利要求3所述的路径搜索方法，其中， 根据所述具有最少候补匹配点的多个GPS点中的每个GPS点到候...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岚，刘勃，大久保达也，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP