[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

本發明提供了一種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，包括：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；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；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；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；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。

技術領域

本發明涉及智能交通技術領域，具體地，涉及基于自適應協同評估模型和回溯校正機制的地圖匹配方法及系統，更為具體地，涉及基于自適應協同評估模型和回溯校正機制的自適應地圖匹配算法。

背景技術

近幾年，隨著在線打車平臺的快速發展與廣泛應用，各個公司均推出了自己的打車app，同時為幾乎所有的出租車均配備了GPS設備，以獲取車輛的位置、方向等信息。許多功能例如對出租車的路徑導航、位置與路線預測和識別、異常行為的檢測等均需要精確的定位與追蹤。

專利文獻CN112015835A(申請號：202010813866.X)公開了一種Geohash壓縮的地圖匹配方法，包括如下步驟：S1、構建道路拓撲網絡，確定各GPS軌跡點所在的網格；S2、將GPS軌跡投影到道路拓撲網絡中，獲取GPS投影軌跡；S3、計算所有GPS投影軌跡點相對于網格內路段上各點的轉移概率及觀測概率，將轉移概率及觀測概率的乘積作為對應點的權重，構建權重圖；S4、在權重圖中尋找權重最大的路徑；S5、對權重最大的路徑進行回溯，檢測回溯路徑是否存在斷裂處，若檢測結果為是，則刪除斷裂處的點，返回步驟S3，若檢測結果為否，則輸出所述權重最大的路徑。

當前對于地圖匹配算法的研究，大多都是只使用了位置信息，并以方向等其他信息作為輔助修正。在數學模型的設計上，算法大部分基于隱馬爾可夫模型的原理，即估計整段路徑中概率最大的候選點序列作為匹配序列。隱馬爾可夫思想對二維的較簡單的交通網絡能夠取得很好的效果，然而在交通系統復雜，規模巨大的城市中，這種算法并不能很好地適應三維立體的道路網絡，主要原因在于，隱馬爾可夫模型缺少對于低質量點的篩除機制和對整條路徑的糾錯機制。

除了隱馬爾可夫模型外，近幾年該算法還有其他方面的改進。隨著更多的指標引入，一些基于評分模型的算法也取得了很好的效果。例如通過支持向量機對各個GPS點進行分類并剔除低質量點等。總的來說，各類算法在其對應的場景下能夠取得較好的效果，但是其普適性不足，因此無法應用于不同城市的現實場景應用中。

本發明提出了一種基于評分模型的自適應地圖匹配算法，著重提高了算法的穩定性與自適應性。首先本發明建立了一種雙向評分模型，通過每一時刻的各個候選點的多個指標評價GPS點的質量，同時依據與GPS點的匹配程度確定各個候選點的概率，按照極大似然估計的原則篩選出高質量的GPS點和最佳的候選點。同時，為了解決復雜交通網絡車輛實時位置無法被立即確定的問題，本發明建立了一種回溯校正機制，即隨著新的GPS點的出現，不斷更新先前的各個候選點概率，同時更新在當前條件下最佳的匹配路徑，以此來提高匹配精度。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種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。

根據本發明提供的一種基于雙向評分模型和回溯校正機制的地圖匹配方法，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；