[發(fā)明專利]一種基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的出行方式識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710537038.6
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN107330469B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪寶;高林杰;雋志才
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/30;G01S19/42
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 王一琦

本發(fā)明公開了一種基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的出行方式識別方法，對于GPS信號缺失和信號不完整的出行方式，采用基于規(guī)則的地鐵識別方法；對于GPS信號記錄正常的其他出行方式采用隨機(jī)森林分類器，結(jié)合GPS軌跡數(shù)據(jù)進(jìn)行建模與驗(yàn)證。在進(jìn)行方式識別前，特征選擇過程篩選出4類與方式識別相關(guān)的特征參數(shù)，可以精確識別出所有的真實(shí)出行方式。該方法不受GPS數(shù)據(jù)限制，不依賴其他數(shù)據(jù)來源，通用性高，計(jì)算簡單，識別結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的出行方式識別，有利于推動基于智能手機(jī)的出行調(diào)查的大規(guī)模推廣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)識別技術(shù)，尤其涉及一種基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的出行方式識別方法。

背景技術(shù)

隨著智能手機(jī)的普及和GPS定位技術(shù)的發(fā)展，基于智能手機(jī)的GPS出行調(diào)查得到了越來越多的關(guān)注，該方法可以彌補(bǔ)許多傳統(tǒng)居民出行調(diào)查中的不足，采集的數(shù)據(jù)精確、操作簡單、調(diào)查者負(fù)擔(dān)小等等。

采集到的GPS軌跡數(shù)據(jù)需要經(jīng)過特定的算法處理才能得到出行研究所需的信息。出行方式的識別就是其中最為關(guān)鍵的一步。目前，許多研究者應(yīng)用GPS、GIS、GIS+GPS以及加速度計(jì)等數(shù)據(jù)來識別出行方式，使用的識別方法主要是基于規(guī)則和計(jì)算概率的方法。但由于GIS數(shù)據(jù)在國內(nèi)比較難以獲取，并且在使用GIS數(shù)據(jù)與GPS軌跡匹配來識別出行方式如公交方式識別時(shí)，計(jì)算復(fù)雜，效率低，識別效果不佳。基于規(guī)則的方法對數(shù)據(jù)的依賴性比較大，一旦數(shù)據(jù)來源發(fā)生變化，已取得的規(guī)則就不再適用，方法通用性較差；同時(shí)在進(jìn)行出行方式識別時(shí)缺少必要的特征參數(shù)選擇過程，可能存在相關(guān)的特征參數(shù)應(yīng)用于同一識別模型中發(fā)生過擬合進(jìn)而導(dǎo)致識別精度下降。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于GPS軌跡數(shù)據(jù)的出行方式識別方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)GPS信號分三種情況，GPS信號缺失，GPS信號不完整，GPS信號正常；

a.GPS信號缺失，基于規(guī)則的地鐵單方式段出行的識別方法：

1)地鐵單方式段持續(xù)時(shí)間大于5分鐘；

2)GPS軌跡點(diǎn)的最大速度小于地鐵最高速度；

3)地鐵單方式段的起點(diǎn)與最近的地鐵出入口之間的距離小于100米；

4)地鐵單方式段的終點(diǎn)與最近的地鐵出入口之間的距離小于200米；

b.GPS信號不完整，基于規(guī)則的地鐵單方式段的識別方法：

1)滿足所述的GPS信號缺失，基于規(guī)則的地鐵單方式段出行的識別方法的所有要求

2)除起點(diǎn)和終點(diǎn)外的所有GPS軌跡點(diǎn)與最近的地鐵線路之間的距離小于30米；

c.GPS信號正常的其他出行方式采用隨機(jī)森林分類器,包括以下步驟：第一步、GPS軌跡數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：

采集的GPS軌跡數(shù)據(jù)包括：用戶編號、定位日期、時(shí)間、經(jīng)度、緯度、速度、海拔、方向和定位衛(wèi)星數(shù)，根據(jù)用戶編號，GPS軌跡數(shù)據(jù)按照時(shí)間順序分配到每個人每天的出行，即摘取每人每天的出行軌跡點(diǎn)并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，

1)計(jì)算每個點(diǎn)瞬時(shí)速度；

2)計(jì)算每個點(diǎn)瞬時(shí)加速度；

3)計(jì)算每個點(diǎn)方向變化值；

4)計(jì)算特征參數(shù)：計(jì)算每個單方式出行段的速度、加速度、方向變化和距離/出行時(shí)長4個方面的特征作為方式識別的輸入?yún)?shù)；

第二步、特征參數(shù)篩選：