一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新的方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新方法，其特征在于，该方法包括：将采集的移动轨迹数据与获取的原始路网数据通过距离约束条件与方向约束条件判断轨迹点与原始路网是否匹配，通过匹配结果获取未匹配的轨迹点，对未匹配的轨迹点进行自适应轨迹聚类，并针对每个轨迹聚类，采用最优主曲线拟合方法进行轨迹点的曲线拟合，提取出道路中心线，识别出道路行车方向、单/双向信息，进而完成变化道路与原始路网的融合。通过该方法可以解决大范围城市路网变化区域快速识别、复杂情景下变化道路精细几何结构的自适应提取与更新、道路行车方向、单/双向等语义信息的识别与更新。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新的方法及系统
本专利技术涉及一种地理信息系统与智能交通研究领域，尤其涉及一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新的方法及系统。
技术介绍
路网是人们出行导航、物流配送和城市规划等重大应用的基础数据，也是测绘、国土和规划部门高度重视的基础地理信息之一。当前，随着我国城镇建设的快速发展，城市路网经常发生变化。面对快速变化的城市道路网，如何保障路网数据的现势性和实现路网数据的快速更新是当前测绘、交通、规划等部门热切关注的一个问题。然而，现有的数字测图方法(如野外测量、遥感影像矢量化、激光雷达数据制图等)因数据获取过程需要耗费大量人力和物力，数据后处理过程复杂而难以实现对快速变化的城市路网的及时更新。现有的城市路网更新多采用周期性的阶段更新手段，即每间隔一定的时间周期(如5年、1年等)对整个区域进行一次的全面数据采集与更新，这种地毯式的数据更新方式难以满足当前各类智能交通导航应用对实时道路数据的更新需求。随着移动定位技术和传感器技术的快速发展，城市内公交车、出租车和用户手机等设备可以实时记录车辆/行人的位置、方向和运动速度等信息，这些记录车辆和用户出行路径的G本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新的方法，其特征在于，该方法包括：将采集到的移动轨迹数据与获取的原始路网数据通过距离约束条件与方向约束条件判断轨迹点与原始路网是否匹配，通过匹配结果获取未匹配的轨迹点，对未匹配的轨迹点进行自适应轨迹聚类，并针对每个轨迹聚类，采用最优主曲线拟合方法进行轨迹点的曲线拟合，提取出道路中心线，识别出道路行车方向、单/双向信息，进而完成变化道路与原始路网的融合。

【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新的方法，其特征在于，该方法包括：将采集到的移动轨迹数据与获取的原始路网数据通过距离约束条件与方向约束条件判断轨迹点与原始路网是否匹配，通过匹配结果获取未匹配的轨迹点，对未匹配的轨迹点进行自适应轨迹聚类，并针对每个轨迹聚类，采用最优主曲线拟合方法进行轨迹点的曲线拟合，提取出道路中心线，识别出道路行车方向、单/双向信息，进而完成变化道路与原始路网的融合。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述通过距离约束条件与方向约束条件判断轨迹点与原始路网是否匹配具体包括：计算轨迹点Pi与原始路网RD中所有路段的最短距离，从RD中选取距离轨迹点Pi小于阈值的路段作为候选匹配路段C_RD，若候选匹配路段为空，则标记Pi为未匹配节点；否则，进行方向约束条件判断。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述方向约束条件为将C_RD内的路段按照距离Pi的大小进行升序排列，从第一条路段开始，依次向后计算该候选路段ek与轨迹点的方向差异，如果方向差异小于阈值，则认为Pi与ek匹配，否则，继续选取下一条候选匹配路段，计算其与轨迹点Pi的方向差异，并判断是否与Pi匹配，按照上述步骤遍历所有候选路段，若Pi仍未找到合适的匹配路段，则标记Pi为未匹配的轨迹点，最优主曲线拟合方法可以为分段线性最优曲线拟合方法。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其中，识别出道路行车方向、单/双向信息具体包括：根据获取的轨迹点聚类Cj，统计Cj内所有轨迹点的方向分布直方图，采用期望最大化算法求解混合高斯分布参数，拟合轨迹点方向分布密度曲线，通过爬山算法识别分布密度曲线的局部极值点，通过局部极值点判断路段方向。5.根据权利要求4所述的方法，其中通过局部极值点判断路段方向具体包括：若只检测到一个局部极值点，则将该极值点对应的方向作为新增或变化路段的行车方向，且标记该新增路段为单方向路段；若同时检测到两个局部极值点，则将两个极值点对应的方向作为该新增或变化路段的行车方向，且标记该新增路段为双方向路段。6.一种基于轨迹自适应聚类的路网快速更新的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓敏，陈雪莹，唐建波，刘慧敏，黄金彩，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43