[發明專利]一種相似軌跡分析系統及其分析方法

在審

• 申請號: 201710101803.X
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106951455A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 葉楓;吳勝艷;鄒由超;徐永歡
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30;G01C21/26
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 梁耀文

1.一種相似軌跡分析系統，其特征在于，包括若干個移動終端以及存儲分析處理器，其中存儲分析處理器包括用戶接口層、業務邏輯層以及數據存儲層；

數據存儲層，用于存放系統需要的四種類型數據：軌跡抽象結構、相似分析數據、可視化資源和數據接口及協議；

業務邏輯層，用于進行數據獲取、數據預處理、相似分析和異常處理；

用戶接口層，用于提供與用戶的交互界面，將業務邏輯層功能的計算結果呈現給用戶。

用戶通過與計算機的人機交互，可進行不同的操作，主要操作包括文件提交，軌跡可視化、調節最壞值和不同軌跡相似度。

2.一種如權利要求1所述的相似軌跡分析系統的分析方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一：參數定義，根據用戶需求修改參數的權值，調整最壞值，生成動態相似分析模型

步驟二：獲取用戶提交的軌跡文件即CSV文件，解析軌跡數據且將數據抽象存儲，對軌跡進行編號，加入軌跡點ID；

步驟三：軌跡數據預處理包括缺失值處理、軌跡切割和異常點檢測；

步驟四：輸入處理過后軌跡數據，利用相似分析模型計算軌跡間相似度；

步驟五：搜索軌跡間相似的軌跡點，對相似點間的信息進行再次比較和分析，獲取相似度最高的最像點；

步驟六：搜索出相似的軌跡段，二次分析軌跡段的相似性，返回相似度最高的最像軌跡段；；

步驟七：封裝分析結果并傳遞到UI界面；

步驟八：以可視化的方式將結果展示給用戶，方便用戶查看分析結果。

3.根據權利要求2所述的相似軌跡分析系統的分析方法，其特征在于：所述步驟四中利用相似分析模型計算軌跡間相似度的具體步驟如下：首先，基于軌跡特征值對軌跡進行相似分析，軌跡特征值包括軌跡間相異距離、軌跡點臨近度、形狀差異度；然后利用動態時間規整(DTW)對兩條軌跡進行對應點的匹配；再對匹配的軌跡點回溯，并進行統計學分析，分析特征值：匹配點之間實際距離、匹配點之間順序差；其中匹配點之間實際距離分析是軌跡間相異距離和形狀差異度的體現，該距離為基于經緯度的實際曲面距離；對計算出的距離集合計算方差以度量其軌跡形狀相似度；通過以上3個量的分析來對最終軌跡間的相似度進行量化和歸一化。

4.根據權利要求2所述的相似軌跡分析系統的分析方法，其特征在于：所述步驟五中獲取相似度最高的最像點的具體步驟如下：計算軌跡點與點之間的歐式距離，形成m*n矩陣，尋找距離較小的軌跡點序列<p1,p2>，形成相似點集P，再分析每對點的軌跡順序差異和在軌跡中的位置，找出最相似的軌跡點，即為最像點。

5.根據權利要求2所述的相似軌跡分析系統的分析方法，其特征在于：所述步驟六中生成最像軌跡段的具體步驟如下：根據DTW距離，動態生成軌跡點相似的域值，LCSS基于該閾值進行相似軌跡段的搜索，搜索出多段相似的軌跡段，再進行精確的相似度計算，相似度最高的即為兩條軌跡間的最像軌跡段。