[發明專利]基于低精度時空軌跡數據的城市交叉口自動識別的方法

有效

• 申請號: 201610329020.2
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN105788273B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 唐爐亮;楊雪;牛樂;李清泉
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G08G1/01
• 分類號: G08G1/01
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 趙麗影

1.一種基于低精度時空軌跡數據的城市交叉口自動識別的方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1，數據預處理；利用密度聚類方法剔除掉原始低精度軌跡數據中的漂移點，再選取采樣間隔小于15s的軌跡數據；

步驟2，跟蹤并識別軌跡的轉彎過程，提取一次轉彎過程中航向角度變化值超過轉向角閾值且時間間隔小于時間閾值的轉彎點對；

步驟3，利用基于距離和空間的生長聚類方法，對所有的轉彎點對進行聚類計算，直到每一個轉彎點對找到其歸屬類別為止；

步驟4，計算各轉彎點對類簇中心，采用基于局部點連通性的聚類方法，若兩個類簇中心是直接可達的，則將這兩個類簇中心劃分為同一類，直到所有的類簇中心得到劃分；

步驟5，將屬于同一個類別的類簇中心點作為對象，通過分析這些類簇中心點的轉向屬性及其中心點個數，完成交叉口自動識別。

2.根據權利要求1所述的一種基于低精度時空軌跡數據的城市交叉口自動識別的方法，其特征在于：

所述步驟2，根據步驟1預處理后的數據，利用車輛在交叉口區域的行駛特點—車輛在交叉口處存在左轉、右轉、直行、掉頭這幾種類型的組合，計算軌跡點中前一個軌跡點與后一個軌跡點之間的航向角度變化值，并按照航向角度變化值與轉向屬性之間的關系，標示狀態變化點對的轉向屬性。

3.根據權利要求2所述的一種基于低精度時空軌跡數據的城市交叉口自動識別的方法，其特征在于：

所述步驟3，對步驟2獲取的具有左轉、右轉、掉頭轉彎點對，分別進行基于角度和距離的空間聚類；

首先將轉彎點對用坐標向量表示；然后，對以坐標向量表示的轉彎點對做標準化處理；最后，將轉彎點對的兩個標準化向量與其他轉彎點對的兩個標準化向量加權求和得到轉彎點對的空間相似性：

在聚類過程中，先選取一個轉彎點對作為初始類別，計算轉彎點對兩兩之間的相似度，將滿足聚類相似度閾值的歸屬到同一類，不斷迭代，直至所有轉彎點對都歸屬到對應的類別，且聚類類別不再發生變化為止。

4.根據權利要求3所述的一種基于低精度時空軌跡數據的城市交叉口自動識別的方法，其特征在于：

所述步驟4，根據步驟3獲取的各轉彎點對聚類類簇，利用類簇中心點方法首先計算每個轉彎點對類簇的中心點，位于同一交叉口的轉彎點對類簇，其中心點必然集中在相應的交叉口區域，利用DBSCAN區域連通性的思想，采用基于局部點連通性分析的聚類方法，給定搜索半徑閾值R，如果兩個中心點的距離小于R，認為這兩個點是可達的；對每一個中心點搜索其鄰域內的其他中心點，得到初始類簇，然后將每個簇內的點直接可達的點吸收進來，不斷迭代，直到已有的簇不再增長或者沒有新簇出現為止；

將屬于同一空間范圍的轉彎點對類簇的中心歸為一類。

5.根據權利要求4所述的一種基于低精度時空軌跡數據的城市交叉口自動識別的方法，其特征在于：

所述步驟5，分析步驟4獲取的歸屬于同一空間范圍的轉彎點對類簇中心，對交叉口進行自動識別，具體方法如下：

1)如果屬于同一空間范圍的轉彎點對類簇中心點的屬性僅有左轉和右轉兩種，且中心點的數量也僅有兩個，那么將其表示為非交叉口，也即屬于道路轉彎點；

2)如果屬于同一空間范圍的轉彎點對類簇中心點的屬性僅有掉頭一種類型，那么就將其標示為非交叉口，也即屬于道路轉彎路段；

3)如果屬于同一空間范圍的轉彎點對類簇中心點的屬性不屬于前兩種情況，那么就將其標示為交叉口；

至此，完成最終的交叉口自動識別。