[發明專利]一種基于浮動車移動軌跡與電子地圖融合的道路匹配方法

有效

• 申請號: 201510092939.X
• 申請日: 2015-03-02
• 公開（公告）號: CN104634352A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 趙睿;秦貴和;董勁男;王璇喆;秦俊;郭悅;趙鵬遠
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

技術領域

本發明屬于道路匹配的方法，尤其是指基于浮動車移動軌跡與電子地圖融合的道路匹配方法。

背景技術

交通是一個城市的命脈，它直接影響著城市居民的日常出行，朝九晚五的上班族，出差旅行的異地客,城市交通狀況的好壞,都將直接影響著人們對這個城市的態度，便捷流暢的交通環境無疑會增加居民的居住舒適感和異地他鄉游子的喜愛度。但是在經濟迅速發展，公車私家車遍地橫行的今天，想要保證一個便捷的交通，又是何其的困難，縱有“要想富，先修路”的治世名言，但是城市的空間資源顯然是有限的，不可能無限制的去發展城市路建，那么如何在現有交通資源的前提下，來合理的指導人們的出行，以盡可能的提高交通路況的流暢度呢？于是智能交通系統(ITS)便應運而生。

智能交通系統是歐美等發達國家率先提出的一種智能化，信息化，數字化的綜合交通管理系統，它是當今和未來交通發展的走向，智能交通系統通過建立人與車，車與車，車與服務器之間的通信來進行信息交流與共享，以實現最優化人們的出行路線的目的，而浮動車及其相關技術作為智能交通系統中的主要技術之一，它是指裝備有GPS定位系統的移動車輛，是該系統的主要操作目標，因此圍繞著GPS定位技術和浮動車技術的相關研究近年來便越來越收到重視。圍繞浮動車展開的智能交通控制過程大致為：首先浮動車的信息采集設備，將自身的相關定位信息通過無線網絡傳送給交通控制中心，交通控制中心通過該定位信息對車輛進行定位匹配，判斷該車目前所處路段，即是進行道路匹配，然后根據定位信息中的車速等其他相關信息來間接得到當前某路段的交通狀況，并將該信息反饋到交通控制中心路況信息數據庫中，當車輛在進行路徑規劃請求服務時，控制中心會根據實時路網中的動態路況對請求服務端進行規劃建議，達到合理引導出行的目的。而地圖匹配作為智能交通控制中的首要環節，其關鍵性不言而喻。

道路匹配技術發展至今，歷經由基于點線式的基本匹配方法到模糊識別，卡爾曼濾波等復雜理論的應用的高級匹配方法的過程，是一個由簡入繁，由易入難，逐漸豐富的典型過程。點線式理論的匹配方法，其方法簡單，易懂易用，且時空復雜度較低，對應用環境和硬件支持的要求不高，但是其缺點也很明顯，方法的匹配精度不夠理想，無法滿足對準確性要求較高的應用環境，只能應用在路網環境較為簡單或是用于進行基本的原理性的驗證實驗上，在真實的復雜路況下很難達到理想的應用效果。而對于目前較為流行的采用復雜理論的高級地圖匹配方法，即使是在非常復雜的路網路段中，往往也都能得到很好的匹配效果，但是它是以大量的浮點復雜運算為代價的，相對于點線式，其呈現出了幾乎指數增長的復雜度，方法在實時性和處理效率上將嚴重取決于運行環境，只有具備一定的處理能力的環境才能使用該類匹配方法，而對于目前的嵌入式車載設備而言，要具備這樣的處理能力，造價顯然是要相對較高的，這也是目前市場上的車載定位設備價格之所以偏高的原因，可以說它是阻礙當前智能交通系統發展的原因之一。

發明內容

本發明提供一種基于浮動車移動軌跡與電子地圖融合的道路匹配方法，以解決目前匹配結果的準確度低的問題。

本發明采取的技術方案是，包括下列步驟：

(一)浮動車數據處理

對采集到的原始GPS數據進行處理，原始GPS數據是多車在某一時間段內的連續數據，通過車輛ID來標識一輛車，首先通過車輛ID號碼將數據進行整理，將同一車數據按照時間順序連接，然后根據局部電子地圖經緯度范圍，凡超出該范圍的GPS定位點均按照無效數據予以剔除，最后將GPS定位點的數據坐標通過高斯‐克呂格投影轉換到電子地圖所采用的WGS‐84坐標系；

(二)電子地圖數據處理

根據MapInfo格式的電子地圖，對其進行網格劃分，將原本的整個地圖劃分成由眾多網格組成的矩陣，每個網格是一個獨立的部分，對于路網中的任一路段若有一點落入某一網格中便將該路段指針加入相應網格中，網格結構采用動態二維數組容器來組織，每一網格對應一個獨立的容器，其中存放著落入該網格中的所有路段指針，如圖1所示，其中(m，n)為該二維網格數組結構下標，p_i為路段指針，存儲于網格容器中。對于某一GPS定位點(x，y)，計算其所落入的網格(I，J)方法為：

I＝(maxlat–x)/S

J＝(y–minlon)/S

maxlat為電子地圖最大緯度值minlon為電子地圖最小經度值，S為網格邊長，在計算出GPS定位點所處網格后，以該網格為中心的三乘三的九宮格即為待匹配路段的搜索范圍，分別取出該九宮格內的容器中的所有路段，即為當前定位點的待匹配路段；