【技术实现步骤摘要】
一种地图匹配方法及系统
本申请实施例涉及通信
，具体涉及一种地图匹配方法及系统。
技术介绍
GPS嵌入式车辆的普及使得包含大量车辆轨迹数据的大数据流成为可能。大量轨迹数据催生了许多基于数据驱动的以轨迹为主的应用，如路径推荐、遍历时间估计、交通动力学分析、欺诈检测和城市规划等。这些应用程序需要一个重要的预处理步骤，将GPS获得的每个原始轨迹映射到道路网络上，通常称该预处理步骤为地图匹配。由于以下两个原因，地图匹配总是必不可少的。首先，GPS产生的跟踪数据不准确。一方面，尽管使用最先进的设备，都无法消除城市峡谷效应和其他信号干扰带来的测量误差；另一方面，有限的存储空间和传输带宽限制了采样的区间，导致了轨迹的采样误差。因而需要地图匹配技术来修正这些错误。其次，许多应用是基于统计流量数据的数字公路网。识别车辆通过的路段比获取车辆的具体地理坐标更为重要。因此，地图匹配技术的另一个作用是将GPS坐标离散成一系列的路段，这在大轨迹数据的统计分析中起着不可或缺的作用。由于基于轨迹的应用中地图匹配的普遍性和重要性，近年来...
【技术保护点】
1.一种地图匹配方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取待匹配GPS轨迹的日志文件，所述GPS轨迹的日志文件包括轨迹点的经纬度、朝向和速度；/n将所述GPS轨迹的轨迹点映射到道路网络中，构建候选匹配集，所述候选匹配集包括所有轨迹点以及每个轨迹点的N条候选路段，N为大于1的整数；/n计算每条候选路段的启发式信息；/n根据候选匹配集和全局适应度函数计算出全局适应度；/n根据所述启发式信息和所述全局适应度基于蚁群优化算法对所述N条候选路段进行优化，得到目标匹配路径。/n
【技术特征摘要】
1.一种地图匹配方法，其特征在于，所述方法包括：
获取待匹配GPS轨迹的日志文件，所述GPS轨迹的日志文件包括轨迹点的经纬度、朝向和速度；
将所述GPS轨迹的轨迹点映射到道路网络中，构建候选匹配集，所述候选匹配集包括所有轨迹点以及每个轨迹点的N条候选路段，N为大于1的整数；
计算每条候选路段的启发式信息；
根据候选匹配集和全局适应度函数计算出全局适应度；
根据所述启发式信息和所述全局适应度基于蚁群优化算法对所述N条候选路段进行优化，得到目标匹配路径。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述启发式信息包括几何误差、朝向误差和路径误差的降序排序；
按照如下公式计算每条候选路段的启发式信息：
其中，h1、h2和h3分别表示几何误差、朝向误差和路径误差，ε为一个小常数值，rank↓(·)函数表示返回括号内的值的降序排列，μ为平均误差参数，为离xj最近的投影边，φi和φi+1表示车辆在点pi和pi+1实际朝向角度，和表示在道路网络中候选路段的角度，函数返回两个角度的弧度差，表示在道路网络中由到的最短行驶距离，||xi-xi+1||gcd表示在地球上由xi到xi+1的大圆距离。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下公式根据候选匹配集和全局适应度函数计算出全局适应度：
其中，Sm(·)为量化原始轨迹T和数字路径P相互关系的相似度量，X＝{α1,α2,…,αl},Y＝{β1,β2,…,βl}，Υ(T)和Θ(P)分别为原始轨迹T和数字路径P的特征矢量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于蚁群优化算法对所述N条候选路段进行优化是根据状态转移规则、信息素更新规则和终止规则进行的；
所述状态转移规则为位于位置的蚂蚁按照如下公式选择下一位置
其中，q为[0,1]中取的随机数，q0为蚁群算法中决定开发概率的参数，为在当前位置从候选集Ci+1选择作为下一位置的转移概率，所述按照如下公式进行计算：
其中为路段上残留的信息素浓度，指数β为调节信息素相对于启发式信息在计算转移概率时的重要程度的参数；
所述终止规则为当迭代重复次数达到一个设定最大值g时，终止优化过程。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息素更新规则为采取全局更新和局部更新来调节不同路段上的信息素浓度；
对于目前为止最佳的路径Pbsf中的每一条路段路段上的信息素按如下公式进行全局更新：
其中α∈(0,1)为全局的信息素蒸发速率；
每当蚂蚁经过路段时，路段上的信息素按如下公式进行局部更新：
其中ρ∈(0,1)为局部的信息素蒸发速率。
6.一种地图匹配系统，...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚月姣，林大略，张幸林，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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