一种道路更新的方法技术

本发明专利技术提供了一种道路更新的方法，包括以下步骤：步骤a、信息采集；步骤b、数据预处理；步骤c、轨迹线的生成；步骤d、轨迹线同道路判断归类；步骤e、轨迹点集合G2的获得；步骤f、新增点集合G4的获得；步骤g、轨迹线D2的获得；步骤h、道路P2的生成；步骤i、提取道路P2的道路中心线D3，将道路中心线D3加入新增道路缓冲数据库中；步骤j、所有道路中心线D3与原有道路之间进行拓扑操作，得到更新后的道路数据。本发明专利技术采用的道路更新的方法具有更新速度快、精度高、实时性好等特点，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及地理信息系统和矿山信息化
，特别地，涉及。
技术介绍
露天矿山进行开采设计、生产时，需要获得矿山道路信息，以实现开采初期进行开采规划与设计，生产过程中对运载卡车和电铲的实时定位与动态监控、运载配矿的统计与分析，以及对车辆运载历史轨迹回放等，从而达到有效设计与提高生产管理效率的目的。矿山生产路网结构处于快速动态变化中，传统地表测量系统采用高端GPS定位设备或者全站仪等设备，测量限于局部地区、信息获取周期长、后续处理工作量大、更新不及时。为了实现矿山信息化，本领域技术人员一般采用数字化手段更新道路信息。现有更新方式主要分为两种，第一种是利用GPS定位数据自动绘制出数字化的道路网栅格地图的方法。专利《基于GPS定位的道路网络栅格数字地图自动生成方法》对该方法进行了详细阐述，具体办法是让浮动车在需要绘制路网的道路上行驶，从而得到所需道路的浮动车轨迹数据，随后对得到的轨迹数据进行相应的转换和预处理工作，再将轨迹数据转换为栅格图像格式数据，经由图像处理的方法可以生成较为精确的道路网络栅格数字地图。该方法存在很多弊端:矢量地图进行腐蚀处理生成栅格数字地图容易出现问题，没有充分利用往返的坐标信息，没有考虑GPS误差影响；第二种是采用导航电子地图更新方式。第二种是文献《基于出租车GPS轨迹的导航道路数据更新》中利用浮动车采集道路基础信息，先进行地图匹配，根据已有算法进行匹配，再处理数据提取出所需要的道路信息。该办法通过越界判断、间隔数据判断、冗余处理剔除粗差，但GPS信号在金属矿山环境中很容易被衰减和发生发射，对GPS定位产生不利的干扰并导致定位漂移，采用该方法不能较好的解决这个问题。同时，该方法没有充分利用往返的轨迹信息，生成的道路精度低。因此，急需一种道路更新方法，以解决矿山道路复杂多变、矿山环境下GPS信号易发生偏移导致GPS定位不准的问题。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种更新速度快、准确度高的道路更新方法，具体技术方案如下:，包括以下步骤:步骤a、信息采集，具体是:在矿山所有运矿车上安装与控制中心连接的信息采集设备，并将获得的三维坐标位置、采集时间以及运矿车辆编号按照设定的数据传输频率传回控制中心，存储至信息采集数据库；步骤b、数据预处理，具体是:对信息采集数据库中通过步骤a获得的三维坐标位置信息进行坐标转换以及异常数据剔除的预处理操作，得到轨迹点集合G1 ;步骤c、轨迹线的生成，具体是:根据车辆编号、采集时间以及轨迹点的朝向将轨迹点集合G1按序分段连接成多条轨迹线D1 ;步骤d、轨迹线同道路判断归类，具体是:通过各条轨迹线D1之间的位置关系确定属同一条道路的轨迹线；步骤e、轨迹点集合G2的获得，具体是:对同一条道路上所有轨迹点通过朝向、坐标以及轨迹采集时间进行过滤漂移点处理后得到轨迹点集合G2 ;步骤f、新增点集合G4的获得，具体是:通过已有道路与轨迹点集合G2之间的位置关系，获取新增点集合G4 ;步骤g、轨迹线D2的获得，具体是:将新增点集合G4按车辆编号和采集时间连接成轨迹线D2 ；步骤h、道路P2的生成，具体是:将同一条道路上所有轨迹线D2融合生成道路P2 ；步骤1、提取道路P2的道路中心线D3，将道路中心线D3加入新增道路缓冲数据库中；步骤j、将新增道路缓冲数据库中所有道路中心线D3与原有道路之间进行拓扑操作，得到更新后的道路数据。以上技术方案中优选的，所述步骤b中的数据预处理具体包括以下步骤:b 1、查询道路更新周期内所有的轨迹点，将所有轨迹点的三维坐标位置的坐标通过七参数转换算法转换到指定坐标系中得到各个轨迹点的位置坐标，对转换后的轨迹点的位置坐标进行越界剔除预处理，所述越界剔除预处理具体为:通过将轨迹点的位置坐标与矿区范围的信息进行对比，剔除不在矿区范围内的数据；b2、将bl中未被剔除的数据进行维修数据剔除预处理，所述维修数据剔除预处理具体是:判断轨迹点的位置坐标在建筑物内且长时间点在一定范围内浮动，判断此时运矿车在维修状态，然后将这些轨迹点的位置坐标进行剔除；b3、将b2中未被剔除的数据按车辆编号和时间间隔进行分段，具体是:建立起以时间为横坐标以及经度为纵坐标的时间序列样本I，建立起以时间为横坐标、维度为纵坐标的时间序列样本II ;b4、计算时间序列样本I的自相关系数，获得自相关系数序列I ;计算时间序列样本II的自相关系数，获得自相关系数序列II ;b5、采用噪声假设检验方法检验自相关系数序列I以及自相关系数序列II是否有噪声，若是，通过自相关系数序列I的自相关阶数以及自相关系数序列II的自相关阶数找出各自的偏差点进行剔除；若否，进行第一次判断，所述第一次判断具体为:如果自相关系数序列I和自相关系数序列II均没有噪声，则判断横坐标和纵坐标的趋势，如果横坐标或纵坐标随着时间有上升或者下降的趋势，则对横坐标或纵坐标实施对数变换，形成新的时间序列F = InX或者F = InY ;如果横坐标或纵坐标随着时间有震荡的趋势，则对横坐标或纵坐标施加时滞为s的差分变换，形成新的时间序列F =Λ sXi = (X1-X1-s)，其中s为经验值；如果横坐标或纵坐标同时具有随着时间有上升或者下降的趋势以及随着时间有震荡的趋势，则对横坐标或纵坐标同时施加对数变换和差分变换，形成新的序列F =In (X1-X1-s)，然后对新的序列F进行b4步骤处理；b6、经过b5后的轨迹信息形成轨迹点集合G1。以上技术方案中优选的，所述步骤c中轨迹线的生成具体包括以下步骤:cl、根据车辆编号获得该车道路更新周期内所有的经过步骤b中数据预处理的轨迹点；c2、按照时间序列对cl获得的所有轨迹点进行距离与方位分析，根据轨迹点一定时间内位置变化不大以及轨迹点上一点与下一点处方位相反且接下来一定数量点(一般选择10个)方位均相同的原则将所有的轨迹点分割为不同段；c3、将c2得到的不同段内的各轨迹点按时间先后顺序连接成曲线，得到多条轨迹线Dl0以上技术方案中优选的，所述步骤d中采用曲线建立缓冲区后叠加判断的方式进行同一条道路归属判断，具体是:dl、分别以多条轨迹线D1为中心建立半径为3米的缓冲区；d2、对各条轨迹线D1的缓冲区进行位置判断，若重叠比例小于95%则分别将各条轨迹线D1进行分割并取出不重叠的轨迹点，若重叠比例大于等于95%则认定多条轨迹线D1属于同一条道路，若无重叠则直接判断多条轨迹线D1不属于同一条道路。以上技术方案中优选的，所述步骤e中的过滤过滤漂移点处理具体包括以下步骤:el、提取属于同一条道路的不同轨迹线；e2、假设行进方向，将el中所有轨迹线上的轨迹点按行进方向进行排序；e3，判断第i轨迹点的序号值是否小于所有轨迹点的总数值，若不是则划分至待定点集合中，跳回e2 ;若是则获取其余轨迹线上的对应序号的轨迹点；e4、将e3获得的轨迹点进行朝向判断，若朝向在阀值内则认定为合格点，储存至轨迹点集合G2中；若朝向超过阀值则获取此轨迹线上此轨迹点的后三个轨迹点以及其他轨迹线上的三个轨迹点得到第i轨迹点子集；e5、判断第i轨迹点子集中的轨迹点的朝向，若朝向在阀值内则认定第i轨迹点为偏差点，进一步通过距离加权法计算第i轨迹点的修正坐标，将第i轨迹点的修正坐标存储至轨迹点集合G2中，若朝本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种道路更新的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤a、信息采集，具体是：在矿山所有运矿车上安装与控制中心连接的信息采集设备，并将获得的三维坐标位置、采集时间以及车辆编号按照设定的数据传输频率传回控制中心，存储至信息采集数据库中；步骤b、数据预处理，具体是：对信息采集数据库中通过步骤a获得的三维坐标位置信息进行坐标转换以及异常数据剔除的预处理操作，得到轨迹点集合G1；步骤c、轨迹线的生成，具体是：根据车辆编号、采集时间以及轨迹点的朝向将轨迹点集合G1按序分段连接成多条轨迹线D1；步骤d、轨迹线同道路判断归类，具体是：通过各条轨迹线D1之间的位置关系确定属同一条道路的轨迹线；步骤e、轨迹点集合G2的获得，具体是：对同一条道路上所有轨迹点通过朝向、坐标以及轨迹采集时间进行过滤漂移点处理后得到轨迹点集合G2；步骤f、新增点集合G4的获得，具体是：通过已有道路与轨迹点集合G2之间的位置关系，获取新增点集合G4；步骤g、轨迹线D2的获得，具体是：将新增点集合G4按车辆编号和采集时间连接成轨迹线D2；步骤h、道路P2的生成，具体是：将同一条道路上所有轨迹线D2融合生成道路P2；步骤i、提取道路P2的道路中心线D3，将道路中心线D3加入新增道路缓冲数据库中；步骤j、将新增道路缓冲数据库中所有道路中心线D3与原有道路之间进行拓扑操作，得到更新后的道路数据。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭琴，杜年春，
申请(专利权)人：中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43