[發明專利]稀疏采樣下基于多重概率匹配的車輛行駛軌跡重構方法

有效

• 申請號: 201310070036.2
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103162702A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 李軍;謝良惠;趙長相
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01C21/34
• 分類號: G01C21/34
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及交通地理信息技術領域，更具體地，涉及一種應用于復雜路網中稀疏采樣下的基于多重概率匹配的車輛行駛軌跡重構方法。

背景技術

城市道路網絡結構復雜，在路網密度高、立交橋復雜地段往往難以準確匹配定位數據，尤其是當采樣點稀疏，且定位精度不高時，更是大大增加了車輛行駛軌跡重構的難度。

當前車輛行駛軌跡重構的方法可分為兩類：一類是通過地圖匹配將采樣點匹配到點或線，再通過最短路算法相連構成車輛行駛軌跡；另一類是全局的車輛行駛軌跡匹配算法，在匹配各采樣點的同時考慮連通性，得到一系列的路段系列。第一類方法在匹配采樣點時，一般采用幾何匹配、拓撲分析、權重匹配等，而稀疏的采樣點難以保證采樣點匹配的準確度，采樣點匹配的精度又進一步影響了車輛行駛軌跡重構的精度。第二類方法通過引入概率匹配模型、延時匹配模型、平行道路匹配模型等來提高精度，復雜度較高；若某一位置錯誤匹配，很容易導致后續采樣點的匹配錯誤；由于單純的考慮采樣點數據特征，并未考慮車輛行駛軌跡的創造者駕駛員的選擇行為，在面對復雜的路網尤其是高架和普通路之間時，車輛行駛軌跡重構效果不理想。

發明內容

為了減少復雜路網中由于采樣點稀疏及精度不足而引致的匹配失誤，準確而快速地重構車輛行駛軌跡，本發明提供了一種稀疏采樣下基于多重概率匹配的車輛行駛軌跡重構方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種稀疏采樣下基于多重概率匹配的車輛行駛軌跡重構方法，包含以下步驟：

S1.采集足量的采樣點歷史數據進行誤差統計分析；

S2.基于歷史數據統計稀疏采樣點的誤差分布，確定搜索區域；

S3.在指定區域內搜索候選匹配對象，確定匹配對象類型；

S4.計算候選匹配對象的匹配概率以及合理路徑的路徑選擇概率；

S5.通過雙層概率匹配算法，確定最可能的車輛行駛軌跡。

優選的，所述步驟S1中的統計歷史采樣點數據誤差是以正態分布擬合采樣點誤差。

優選的，所述步驟S2中確定搜索區域是以采樣點為中心，以置信區間半徑為半徑畫圓進行搜索。

優選的，所述步驟S3中的候選匹配對象為：在步驟S2確定的搜索區域范圍內的所有對象，根據候選對象特征分為三類：零匹配對象、單匹配對象及多匹配對象。

優選的，所述步驟S4中，以最短路算法連接各候選匹配對象，確定采樣點間的合理路徑，計算各候選匹配對象的匹配概率以及合理路徑的路徑選擇概率。

優選的，所述步驟S5中，采用雙層概率選擇模型，綜合采樣點匹配概率及其合理路徑的路徑選擇概率，選取最可能的軌跡作為最終重構結果。

與現有技術相比，本發明的優點主要體現在以下幾個方面：

1）對采樣點數據要求低，數據來源廣泛。以稀疏采樣點為數據支撐，適用于GPS、基站、雷達、視頻、人證等多種采樣形式下的車輛行駛軌跡重構。

2）路網適用性強。適用于各種路網尤其是城市復雜路網，解決了復雜交叉口及快速路的匹配問題。

3）匹配精度高。容易出現匹配錯誤的交叉口被作為單匹配對象，且充分考慮駕駛員的選擇行為，通過雙層概率模型準確的確定車輛行駛軌跡。

4）算法復雜度低。算法以最短路連接候選對象，僅計算合理路徑的路徑選擇概率，避免了復雜路網尤其是高架道路同普通道路定位反復切換問題。

附圖說明

圖1為采樣點誤差區間統計圖。

圖2-7為不同特征的候選對象示意圖。

圖8-10為一具體實施例中路段的匹配示意圖。

圖11-13是以廣州市天河客運站至廣州火車站之間的出某租車行駛軌跡重構效果示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步的描述，但本發明的實施方式并不限于此。

采樣一般是指把時間域或空間域的連續量轉化成離散量的過程。本發明中的采樣是指將調查數據作為樣本量在時間域或空間域上進行間隔取樣的過程。不同的采樣率對應的采樣結果稀疏程度不同，通過采樣處理可以在保證數據在保真度范圍內的條件下減少采樣點數、降低重構運算量。本發明結合多重概率匹配模型致力于在不同采樣率下對車輛行駛軌跡進行重構，發明既能夠處理一般數據量的路徑重構問題，同時在稀疏采樣數據情況下也能夠取得較好的軌跡重構效果。

下面結合附圖對本發明進一步說明。