[發明專利]一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮系統及方法

在審

• 申請號: 201811455541.8
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109640263A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 陳超;程思靜;謝雪楓
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H04W4/029
• 分類號: H04W4/029;H04W4/40;H04W4/80;G08G1/01
• 代理公司: 西安利澤明知識產權代理有限公司 61222
• 代理人: 劉偉

本發明一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮方法，其特征在于：包括：第一階段：為一個給定的GPS軌跡點，根據連接它的邊和已保存的路網片段識別它是否為交叉路口節點；第二階段：通過判斷車輛在交叉路口是否直行來移除不必要的邊。通過本發明提供的在線軌跡壓縮系統，在80％情況下只需要200毫秒就可完成對一批軌跡的壓縮，最高壓縮用時間不超過600ms，相對車載GPS設備6秒的采樣時間來說可以在下一批軌跡數據到達前及時完成軌跡的壓縮。

技術領域

本發明涉及軌跡壓縮領域，邊緣計算領域，特別是基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮方法和系統。

背景技術

日常生活中，各種GPS設備的廣泛普及使得許多種軌跡數據可以方便地大規模獲取，其中車輛軌跡數據是一個典型的代表。這些軌跡數據不僅可以直接用來追蹤車輛的行駛路徑，還可以挖掘出大量的普適智能和城市服務，如了解城市、交通動態，提示駕駛路線，推斷城市、建筑物功能。因此，近年來為滿足城市計算任務的軌跡數據挖掘越來越受到關注。為了節約通信和儲存成本，車輛只以稀疏的時間間隔即低頻率向數據中心報告GPS位置。例如，安裝在出租車上的GPS設備根據是否搭載乘客，每隔1或者2分鐘向數據中心發送它們的位置。不幸的是，這種簡單的方案也會導致一些嚴重的問題，例如在兩個GPS點之間留下了很大的不確定性，更糟糕的是，GPS噪聲和路網的復雜性使得推斷兩點之間的行駛路徑更加困難，因此軌跡數據的應用非常有限。

為了在節約成本和軌跡數據的可用性之間取得平衡，一種很有前景的方法是在線軌跡數據壓縮，即在GPS設備一側更頻繁地收集GPS位置信息，但仍然上傳更少的完整的數據到數據中心。因此，簡潔的空間無損的軌跡表示計算是必不可少的。然而，這種計算通常資源消耗大而且GPS設備本身不能負擔繁重的任務。

發明內容

針對以上缺陷，受移動邊緣計算的啟發，本發明提供了一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮系統和方法，將智能終端設備作為本地計算單元來遷移計算負擔，對匹配后的軌跡數據進行壓縮。

本發明的技術方案為：一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮方法，包括：

第一階段：為一個給定的GPS軌跡點，根據連接它的邊和已保存的路網片段識別它是否為交叉路口節點；

第二階段：通過判斷車輛在交叉路口是否直行來移除不必要的邊。

進一步的，一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮方法，所述的第一階段中：將輸入軌跡的第一條邊e₁加入壓縮后的軌跡T_c中，然后依次掃描輸入軌跡中剩下的邊，對于后面的每條邊e_i,首先識別連接這條邊的節點以及它的下一條邊e_i+1，然后通過已保存的路網片段判斷這個節點是否是一個交叉路口節點。

進一步的，一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮方法，所述的第二階段中：對于一個交叉路口節點，計算車輛在這個交叉路口的航向變化，如果車輛在這個交叉路口不是直行，那么將交叉路口的出口邊e_i+1加入到前面已經壓縮的軌跡T_c中；否則，跳過這條邊e_i，繼續處理下一條邊e_i+1。

進一步的，一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮方法，對于不確定的軌跡，通過保留交叉路口中被識別為直行的出口邊到壓縮后的軌跡中來避免，即使車輛在交叉路口行駛方向為直行，仍然保留這個交叉路口的出口邊到壓縮后的軌跡T_c中。

本發明還提供一種基于移動邊緣計算的在線軌跡壓縮系統，包括：GPS設備、智能終端設備、數據中心；包含以下三個步驟：

步驟一：GPS設備以高采樣率記錄行駛中車輛的位置信息，然后將收集到的密集的軌跡數據通過藍牙傳輸到智能終端設備上；