[發明專利]基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法及系統

有效

• 申請號: 202110864075.4
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113639757B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 錢詩友;胡瀚文;歐陽景潮;曹健;薛廣濤
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

1.一種基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法，其特征在于，包括：

步驟S1：基于采集到的GPS點位置信息，根據地圖路徑信息選取候選點；

步驟S2：基于雙向評分模型對測量的GPS點的位置、方向以及速度進行評分并賦予位置、方向以及速度對應的評分不同的權重，得到候選點對GPS點的評分；當GPS點的評分低于閾值時，則判定為低質量點，并刪除當前低質量點不參與匹配；

步驟S3：當判定連續的GPS點為低質量點并刪除時，則利用隨后第一個沒有被刪除的GPS點逆向評估被刪除的GPS點，重新檢測被刪除的GPS點是否為低質量點；當不是低質量點時，則重新保留當前GPS點；

步驟S4：基于雙向評分模型計算每個候選點與當前保留的GPS點的匹配概率，選擇概率值最大的候選點作為匹配的候選點；

步驟S5：根據匹配的候選點，基于最短路徑原則生成唯一的地圖匹配結果；

所述雙向評分模型是基于位置、方向以及平均速度，通過每個候選點對對應GPS點的評分來衡量GPS的數據測量質量以及候選點與GPS點的匹配程度；

所述步驟S1采用：

步驟S1.1：基于地圖路徑信息、采集到的GPS點位置信息以及預設候選半徑R，得到所有和GPS點距離小于等于半徑R的路段作為候選路段，并選取每個候選路段中距離GPS點最近的位置作為初步候選點；

步驟S1.2：基于當前時刻每個初步候選點與上一時刻所有的候選點之間的路徑計算距離，利用距離除以時間差計算得到平均速度；當當前時刻所有初步候選點與上一時刻所有候選點之間沒有找到路徑或平均速度超過閾值v_max時，則認為當前候選點不可達，并刪除；當所有的候選點均被刪除，則跳過當前時刻的GPS點，重復觸發步驟S1.1至步驟S1.2，得到候選點。

2.根據權利要求1所述的基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法，其特征在于，所述步驟S2采用：

其中，e表示數學中的自然常數；z⁽ⁱ⁾和θ⁽ⁱ⁾分別表示車輛在時間i采集到的位置和方向；和分別表示候選點m的位置、方向和平均速度；表示正常速度范圍的右邊界；表示判斷速度是否不合理的閾值；c表示常數；表示候選點與GPS點之間距離分布的方差；表示位置對應的評分；表示方向對應的評分；表示速度對應的評分；

3.根據權利要求1所述的基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法，其特征在于，所述步驟S2采用：根據測量的GPS點的位置、方向以及速度對應的評分和組成評分矩陣S⁽ⁱ⁾；

其中，|C|表示候選點的數量，且有

其中表示第i-1時刻第n個候選點的概率，當i＝0時，直接取1/n；

根據評分矩陣S⁽ⁱ⁾利用雙向評分模型得到候選點對GPS點的評分；

其中，μ與v表示參數；w⁽ⁱ⁾為第i時刻三個信息的權重組成的向量；p⁽ⁱ⁾為第i時刻各個候選點的概率向量。

4.根據權利要求1所述的基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法，其特征在于，所述步驟S3采用：當判定連續的GPS點為低質量點并刪除時，則利用隨后第一個沒有被刪除的GPS點反向重新評估上一個被跳過的GPS點，重新分析是否應當被跳過，直至重新評估到前一個沒有被刪除的GPS點。

5.根據權利要求1所述的基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法，其特征在于，所述步驟S4采用：使用Zoutendijk提出的可行方向法求出每個候選點的匹配概率；

其中，w⁽⁾為第i時刻三個信息的權重組成的向量；p⁽⁾為第i時刻各個候選點的概率向量；score⁽⁾是候選點對GPS點的評分；S⁽⁾候選點對GPS點的評分矩陣；表示求評分最大值時的w⁽ⁱ⁾和p⁽ⁱ⁾。