一种基于轨迹拓扑的地图匹配的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种基于轨迹拓扑的地图匹配方法及设备，包括步骤S1：基于路网数据，使用出入口、枢纽和连接三类节点对城市空间进行建模，构建城市拓扑图；S2：使用原始车辆GPS记录序列，得到对应车辆轨迹拓扑的候选点集合；S3：根据原始车辆GPS记录序列和城市拓扑图计算候选点之间的空间相似函数，得到权重候选图；S4：根据权重候选图建立静态相似矩阵并计算，得到加权相似矩阵；S5：计算局部最优路径，为局部最优路径上所有候选点计次投票，连接票数最高的候选点得到轨迹拓扑；S6：通过轨迹拓扑进行地图匹配；本发明专利技术以城市拓扑图作为轨迹数据表达的载体，简化了轨迹的表达方式，提升了轨迹数据与地图匹配的准确性和效率。据与地图匹配的准确性和效率。据与地图匹配的准确性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于轨迹拓扑的地图匹配的方法及设备


[0001]本专利技术涉及交通大数据的
，特别是涉及一种基于轨迹拓扑的地图匹配的方法及设备。

技术介绍

[0002]轨迹数据是智能交通系统的一个新兴的数据来源。轨迹数据来源于浮动车上报的实时定位数据。浮动车，即配备了全球定位系统(GPS)的出租车，是在大规模路网中收集交通数据的一种有效方式。浮动车通过无线通信以短时间间隔将其状态信息(例如纬度、经度、瞬时速度和移动方向)持续上传到数据中心，如同无处不在的探测城市交通状态的移动传感器。
[0003]地图匹配是由GPS数据获得轨迹数据的关键步骤。地图匹配是将观测到的位置序列与地图上的道路网络对齐的过程。由于城市空间是连续的，轨迹点的表达空间为无穷大。因此，有必要对城市空间进行拓扑化。过往研究常用的方法是将轨迹点匹配到路段上，进而通过轨迹数据计算观测路段上的交通参数，从而进行交通状态观测。然而这种方法由于城市空间拓扑化程度较低，地图匹配的过程耗时相当之大。
[0004]现有方案一般是将GPS点与整个道路网相匹配，通过道路网考虑多种可能的路径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轨迹拓扑的地图匹配方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：基于路网数据，使用出入口、枢纽和连接三类节点对城市空间进行建模，构建城市拓扑图；S2：使用原始车辆GPS记录序列，得到对应车辆轨迹拓扑的候选点集合；S3：根据所述原始车辆GPS记录序列和所述城市拓扑图计算候选点之间的空间相似函数，得到权重候选图；S4：根据所述权重候选图建立静态相似矩阵并计算，得到加权相似矩阵；S5：计算局部最优路径，为所述局部最优路径上所有候选点计次投票，连接票数最高的候选点得到轨迹拓扑；S6：通过所述轨迹拓扑进行地图匹配。2.根据权利要求1所述的基于轨迹拓扑的地图匹配方法，其特征在于，步骤S1包括如下步骤：S11：获取目标区域的路网数据；S12：获得所述目标区域的出入口坐标数据，作为出入口节点；S13：基于所述路网数据得到所述目标区域的道路交叉点的坐标数据，作为枢纽节点；S14：基于所述路网数据得到所述目标区域的道路干线和支线交点的坐标数据、以及所述出入口节点在所述路网数据上的投影点，作为连接节点；S15：根据道路方向对所述出入口节点、枢纽节点、连接节点进行有向连接，构建城市拓扑图。3.根据权利要求2所述的基于轨迹拓扑的地图匹配方法，其特征在于，步骤S1还包括步骤S16：基于R
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Tree对目标区域内的节点建立空间索引，能够进行目标区域内所有节点的快速检索。4.根据权利要求1所述的基于轨迹拓扑的地图匹配方法，其特征在于，在步骤S5中，对于每个GPS点的所有候选点，分别假设所述候选点是其对应GPS点的正确匹配点，使用动态规划算法得到一条通过所述候选点的局部最优路径。5.根据权利要求4所述的基于轨迹拓扑的地图匹配方法，其特征在于，对于每个GPS点，基于所述加权相似矩阵，使用两次动态规划算法分别找到以每个GPS点的候选点为起点和终点的所述局部最优路径，为所述局部最优路径上非候选点的点记一次票数。6.根据权利要求5所述的基于轨迹拓扑的地图匹配方法，其特征在于，为所述局部最优路径上非候选点的点记一次票数步骤如下：S51：寻找前向最优路径，设dp_pre[t][j]表示从第一个GPS点至候选点的最大加权相似度和，前向状态转移方程为：其中(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志恒，丁嘉宁，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：