[發明專利]一種地圖匹配方法及系統

在審

• 申請號: 202010071838.5
• 申請日: 2020-01-21
• 公開（公告）號: CN111256710A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 龔月姣;林大略;張幸林
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30;G06N3/00
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 朱芳

1.一種地圖匹配方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待匹配GPS軌跡的日志文件，所述GPS軌跡的日志文件包括軌跡點的經緯度、朝向和速度；

將所述GPS軌跡的軌跡點映射到道路網絡中，構建候選匹配集，所述候選匹配集包括所有軌跡點以及每個軌跡點的N條候選路段，N為大于1的整數；

計算每條候選路段的啟發式信息；

根據候選匹配集和全局適應度函數計算出全局適應度；

根據所述啟發式信息和所述全局適應度基于蟻群優化算法對所述N條候選路段進行優化，得到目標匹配路徑。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述啟發式信息包括幾何誤差、朝向誤差和路徑誤差的降序排序；

按照如下公式計算每條候選路段的啟發式信息：

其中，h₁、h₂和h₃分別表示幾何誤差、朝向誤差和路徑誤差，ε為一個小常數值，rank_↓(·)函數表示返回括號內的值的降序排列，μ為平均誤差參數，為離x_j最近的投影邊，φ_i和φ_i+1表示車輛在點p_i和p_i+1實際朝向角度，和表示在道路網絡中候選路段的角度，函數返回兩個角度的弧度差，表示在道路網絡中由到的最短行駛距離，||x_i-x_i+1||_gcd表示在地球上由x_i到x_i+1的大圓距離。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，按照如下公式根據候選匹配集和全局適應度函數計算出全局適應度：

其中，S_m(·)為量化原始軌跡T和數字路徑P相互關系的相似度量，X＝{α₁,α₂,…,α_l},Y＝{β₁,β₂,…,β_l}，Υ(T)和Θ(P)分別為原始軌跡T和數字路徑P的特征矢量。

4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于蟻群優化算法對所述N條候選路段進行優化是根據狀態轉移規則、信息素更新規則和終止規則進行的；

所述狀態轉移規則為位于位置的螞蟻按照如下公式選擇下一位置

其中，q為[0,1]中取的隨機數，q₀為蟻群算法中決定開發概率的參數，為在當前位置從候選集C_i+1選擇作為下一位置的轉移概率，所述按照如下公式進行計算：

其中為路段上殘留的信息素濃度，指數β為調節信息素相對于啟發式信息在計算轉移概率時的重要程度的參數；

所述終止規則為當迭代重復次數達到一個設定最大值g時，終止優化過程。

5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述信息素更新規則為采取全局更新和局部更新來調節不同路段上的信息素濃度；

對于目前為止最佳的路徑P_bsf中的每一條路段路段上的信息素按如下公式進行全局更新：

其中α∈(0,1)為全局的信息素蒸發速率；

每當螞蟻經過路段時，路段上的信息素按如下公式進行局部更新：

其中ρ∈(0,1)為局部的信息素蒸發速率。