[發明專利]基于特征選擇的移動對象軌跡簡化算法

在審

• 申請號: 202110454815.7
• 申請日: 2021-04-26
• 公開（公告）號: CN113052265A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 任帥帥;楊智應
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06F16/215
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 朱成之;張靜潔

本發明公開了一種基于特征選擇的移動對象軌跡簡化算法，包含以下步驟：采用DBSCAN密度聚類算法對移動對象的軌跡數據進行處理，得到軌跡的速度區間；根據速度區間對移動對象的軌跡進行劃分，得到與速度區對應的軌跡段；對每個軌跡段進行特征分析、選擇簡化算法，并對該軌跡段的軌跡數據進行簡化處理；將每個軌跡段的簡化結果合并、得到移動對象的軌跡簡化結果。本發明提出的基于特征選擇的移動對象軌跡簡化算法，先根據速度特征劃分軌跡段，然后在軌跡段內進行方向特征判斷或距離特征判斷，從而選擇適合各軌跡段的簡化算法，實現執行時間和誤差度量的優化，提升簡化效果。

技術領域

本發明屬于計算機應用技術領域，具體設計一種基于特征選擇的移動對象軌跡簡化算法。

背景技術

移動對象軌跡化簡算法的研究是移動對象數據庫研究領域的一個重要組成部分，它是伴隨著移動電子產品的日益升級和普及而逐步產生和發展起來的，廣泛應用于運動目標的跟蹤定位、環境監測以及交通管理、基于位置的社交網絡(LBSN)，路線導航軌跡推薦，目的地預測和用戶的行為分析等許多領域。

智能手機、車載導航系統和可穿戴設備中的GPS傳感器通常產生大量的原始軌跡，增加了數據存儲、傳輸和數據分析的成本。軌跡數據簡化壓縮是通過減少軌跡數據量以降低存儲器空間，從而提高數據傳輸、存儲和處理效率的方法，根據特定的算法減少冗余和存儲空間，同時盡可能少地丟失信息或重新組織數據。目前的移動對象軌跡簡化算法分為離線簡化和在線簡化。以往的簡化算法中大多依賴軌跡的幾何特性(例如軌跡點位置之間的關系,軌跡點方向角度之間的關系)，這些幾何特性都可以用軌跡點的相對位置展現出來，而針對移動對象的速度這一重要特征的研究還不是很完善。

隨著大數據技術在分析應用方面有效性的凸顯，怎樣設計出能夠準確且高效率地存儲軌跡的信息的軌跡簡化優化算法是近幾年重要的研究問題。

發明內容

為了能夠準確、高效率地存儲移動對象的軌跡信息，本發明提供了一種基于特征選擇的移動對象軌跡簡化算法。

本發明提供的基于特征選擇的移動對象軌跡簡化算法，具體包含以下步驟：

S1、采用DBSCAN密度聚類算法對移動對象的軌跡數據進行處理，得到軌跡的速度區間；

S2、根據速度區間對移動對象的軌跡進行劃分，得到與速度區對應的軌跡段；

S3、對每個軌跡段進行特征分析、選擇簡化算法，并對該軌跡段的軌跡數據進行簡化處理；

S4、將每個軌跡段的簡化結果合并、得到移動對象的軌跡簡化結果。

可選的，設定時間間隔、采集移動對象的軌跡點p的數據，形成原始軌跡數據集。

可選的，所述軌跡點p的數據包含位置數據和速度數據。

可選的，對采集的原始軌跡數據集進行清洗，去除不合理的軌跡點，得到所述移動對象的軌跡T(p₁,p₂,...,p_n)，其中，p_n表示所述移動對象的第n個軌跡點。

可選的，步驟S1中，所述DBSCAN密度聚類算法用于對軌跡點p的速度數據進行處理。

可選的，步驟S2中，對所述移動對象的軌跡進行速度特征分析：

對于所述移動對象的軌跡T(p₁,p₂,...,p_n)，計算相鄰兩個軌跡點p的平均速度，生成移動對象的速度標簽T^v＝(L₁,L₂,...,L_n-1)，L_n-1表示所述移動對象的第n-1個速度值；計算速度標簽T^v的基尼系數，公式如下：