一种城市交叉口地图匹配方法组成比例

本发明专利技术涉及GPS数据采集技术领域，提供了一种城市交叉口地图匹配方法。本发明专利技术的目的在于解决冗余点极易造成错配，使匹配结果出现异常的来回往返、锯齿等形态，影响整体的匹配效率的问题。主要方案包括确定路网中的交叉口，规定道路交叉口区域的大小，以交叉口为圆心，考虑到道路宽度，作一个圆，圆里面的点都算是进入了交叉口的GPS点；交叉口区域内GPS点的滤波，得到滤波后的GPS点；交叉口区域内的地图匹配，对滤波后还剩下的GPS点分别测算概率，概率通过D‑S证据理论相融合得到GPS点所在路段，将GPS点应设置对应路段，然后按照时间先后顺序连接所有GPS点，得到行车轨迹。

【技术实现步骤摘要】
一种城市交叉口地图匹配方法
本专利技术涉及GPS数据采集
，提供了一种城市交叉口地图匹配方法。
技术介绍
现有的研究中，研究者往往关注怎样将低采样率GPS点尽可能准确的匹配，然而由于科学和技术的进步，当今的GPS数据往往是高采样率的轨迹数据。在城市区域，在路况差、路口多的情况下，车辆低速行驶导致高采样率的GPS数据包含了大量的冗余点。这些冗余点极易造成错配，使匹配结果出现异常的来回往返、锯齿等形态，影响整体的匹配效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决冗余点极易造成错配，使匹配结果出现异常的来回往返、锯齿等形态，影响整体的匹配效率的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术手段：一种城市交叉口地图匹配方法，包括以下步骤：步骤S1：确定路网中的交叉口，使用有向图来表示路网，其中边E表示道路，顶点V表示道路中的结点，当某个结点V上连接的道路数大于等于3条，则判定该顶点为路网中的交叉口；步骤S2：规定道路交叉口区域的大小，以交叉口为圆心，考虑到道路宽度，作一个圆，圆里面的点都算是进入了交叉口的GPS点；步骤S3：交叉口区域内GPS点的滤波，首先对进入交叉口区域内的GPS轨迹进行滤波，降低冗余度，得到滤波后的GPS点；步骤S4：交叉口区域内的地图匹配，对滤波后还剩下的GPS点分别测算概率，概率通过D-S证据理论相融合得到结果。步骤S3中滤波根据规则如下：规则1：速度滤波：清除GPS轨迹点瞬时速度为0的点；清除GPS轨迹点瞬时速度大于交叉口所连接的道路的最高限制速度120％的点。规则2：方向滤波：形成一个尺寸为4个GPS点的滑动窗口，当检测到4个点的连线(4个点有3条连线，能够形成2个夹角)，则随机删除中间2个GPS点中的一个，继续向前滑动进行过滤。步骤S4中通过D-S证据理论相融合的概率为：基于距离的匹配概率：分别计算dmix＝(S1+S2)/2，其中S1为GPS点pn(n＝1，2，3…)到临近路段Xm(m＝1，2，3...)的映射点的距离，一般为直线距离，S2为GPS点pn到交叉口的距离，根据dmix的大小，通过正态分布确定路段Xm基于距离的匹配概率：其中π为圆周率，e为自然对数的底数，σ＝20米；基于拓扑的匹配概率：ddij是GPS点匹配到条路段X上的映射点到上一个GPS点的映射点迪杰斯特拉距离，迪杰斯特拉距离是最短路径算法，用于计算一个节点到其他节点的最短路径，π为圆周率，e为自然对数的底数，σ＝20米；步骤S4中通过D-S证据理论相融合的概率的方法如下：求归一化系数利用Dempster合成规则计算：依次计算当前GPS点pn在路段Xm上的的DS融合概率得到关于当前PGS点pn的DS融合概率集合选取集合中最大值作为结果，将当前点pn匹配到DS融合概率最大值对应的的路段，并将该路段计为代报pn所在路段；对所有GPS点求得所在路段，得到所有GPS点所在路段，然后将GPS点映射至对应路段后，将所有GPS点按照时间先后顺序连接，得到行车轨迹。因为本专利技术采用以上技术方案，因此具备以下有益效果：由于本专利技术对低速GPS点的预处理，以及根据交叉口的特性做出的针对性处理，提升了车辆在交叉口内轨迹匹配的准确度，减少了环形、迂回或锯齿形匹配结果的出现。GPS轨迹匹配更加准确，能够为后续的应用提供更好地支持，如导航系统和行车预测等，使得车主能够精准的判断自己所处位置，并根据导航高效的出行。附图说明图1为交叉口内地图匹配示意图；图中1为路段X1，2为路段X2，3为路段X3，4为路段X4，5为GPS点P3在路段X1上的映射点，6为GPS点P3在路段X2上的映射点，7为GPS点P4在路段X3上的映射点，8为交叉口区域，P1为GPS点。具体实施方式本专利技术提供了一种城市交叉口地图匹配方法，包括以下步骤：步骤S1：确定路网中的交叉口，使用有向图来表示路网，其中边E表示道路，顶点V表示道路中的结点，当某个结点V上连接的道路数大于等于3条，则判定该顶点为路网中的交叉口；步骤S2：规定道路交叉口区域的大小，以交叉口为圆心，考虑到道路宽度，作一个圆，圆里面的点都算是进入了交叉口的GPS点；步骤S3：交叉口区域内GPS点的滤波，首先对进入交叉口区域内的GPS轨迹进行滤波，降低冗余度，得到滤波后的GPS点；步骤S4：交叉口区域内的地图匹配，对滤波后还剩下的GPS点分别测算概率，概率通过D-S证据理论相融合得到结果。步骤S3中滤波根据规则如下：规则1：速度滤波：清除GPS轨迹点瞬时速度为0的点；清除GPS轨迹点瞬时速度大于交叉口所连接的道路的最高限制速度120％的点。规则2：方向滤波：形成一个尺寸为4个GPS点的滑动窗口，当检测到4个点的连线(4个点有3条连线，能够形成2个夹角)，则随机删除中间2个GPS点中的一个，继续向前滑动进行过滤。步骤S4中通过D-S证据理论相融合的概率为：基于距离的匹配概率：分别计算dmix＝(S1+S2)/2，其中S1为GPS点pn(n＝1，2，3…)到临近路段Xm(m＝1，2，3...)的映射点的距离，一般为直线距离，S2为GPS点pn到交叉口的距离，根据dmix的大小，通过正态分布确定路段Xm基于距离的匹配概率：其中π为圆周率，e为自然对数的底数，σ＝20米；基于拓扑的匹配概率：ddij是GPS点匹配到条路段X上的映射点到上一个GPS点的映射点迪杰斯特拉距离，迪杰斯特拉距离是最短路径算法，用于计算一个节点到其他节点的最短路径，π为圆周率，e为自然对数的底数，σ＝20米；步骤S4中通过D-S证据理论相融合的概率的方法如下：求归一化系数利用Dempster合成规则计算：依次计算当前GPS点pn在路段Xm上的的DS融合概率得到关于当前PGS点pn的DS融合概率集合选取集合中最大值作为结果，将当前点pn匹配到DS融合概率最大值对应的的路段，并将该路段计为代报pn所在路段；对所有GPS点求得所在路段，得到所有GPS点所在路段，然后将GPS点映射至对应路段后，将所有GPS点按照时间先后顺序连接，得到行车轨迹。实施例1归一化系数利用Dempster合成规则计算：GPS点P1在路段X1上的融合概率为：GPS点P1在路段X2上的融合概率为：GPS点P1在路段X3上的融合概率为：＝0.2*0.6/0.71＝0.16因此将轨迹点p匹配到路段X1(概率最高)上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种城市交叉口地图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：确定路网中的交叉口，使用有向图来表示路网，其中边E表示道路，顶点V表示道路中的结点，当某个结点V上连接的道路数大于等于3条，则判定该顶点为路网中的交叉口；/n步骤S2：规定道路交叉口区域的大小，以交叉口为圆心，考虑到道路宽度，作一个圆，圆里面的点都算是进入了交叉口的6PS点；/n步骤S3：交叉口区域内GPS点的滤波，首先对进入交叉口区域内的GPS轨迹进行滤波，降低冗余度，得到滤波后的GPS点；/n步骤S4：交叉口区域内的地图匹配，对滤波后还剩下的GPS点分别测算概率，概率通过D-S证据理论相融合得到GPS点所在路段，将GPS点应设置对应路段，然后按照时间先后顺序连接所有GPS点，得到行车轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种城市交叉口地图匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：确定路网中的交叉口，使用有向图来表示路网，其中边E表示道路，顶点V表示道路中的结点，当某个结点V上连接的道路数大于等于3条，则判定该顶点为路网中的交叉口；
步骤S2：规定道路交叉口区域的大小，以交叉口为圆心，考虑到道路宽度，作一个圆，圆里面的点都算是进入了交叉口的6PS点；
步骤S3：交叉口区域内GPS点的滤波，首先对进入交叉口区域内的GPS轨迹进行滤波，降低冗余度，得到滤波后的GPS点；
步骤S4：交叉口区域内的地图匹配，对滤波后还剩下的GPS点分别测算概率，概率通过D-S证据理论相融合得到GPS点所在路段，将GPS点应设置对应路段，然后按照时间先后顺序连接所有GPS点，得到行车轨迹。


2.根据权利要求1所述的一种城市交叉口地图匹配方法，其特征在于，步骤S3中滤波根据规则如下：
规则1：速度滤波：清除GPS轨迹点瞬时速度为0的点；清除GPS轨迹点瞬时速度大于交叉口所连接的道路的最高限制速度120％的点。
规则2：方向滤波：形成一个尺寸为4个GPS点的滑动窗口，当检测到4个点的连线(4个点有3条连线，能够形成2个夹角)，则随机删除中间2个GPS点中的一个，继续向前滑动进行过滤。


3.根据权利要求1所述的一种城市交叉口地图匹配方法，其特征在于，步骤S4中通过D-...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛新征，刘鹏飞，陈冬子，郑云红，匡洁良，王仕民，吴鹏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51