[發(fā)明專利]一種車輛GPS地圖道路匹配方法、裝置及存儲介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210186686.2
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114993325A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余舒;衡陽;金晨;李志成;陳勇;周俊杰;杜濠杰
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江吉利控股集團有限公司;寧波吉利汽車研究開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01C21/30
• 分類號: G01C21/30;G01C21/34;G01S19/39
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發(fā)明涉及一種車輛GPS地圖道路匹配方法、裝置及存儲介質(zhì)，該方法包括：獲取GPS軌跡點數(shù)據(jù)以及道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)，以進行候選道路篩選，并判斷GPS軌跡點是否為路段初始點，若判斷為是，則進行初始節(jié)點匹配，得出車輛最佳行駛道路；否則進行道路路段匹配，得出車輛最佳行駛道路。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將GPS匹配方法分解為三個過程：候選路段篩選、初始點匹配、最佳道路匹配，引入隱馬爾可夫模型對車輛初始點進行道路匹配，引入增強權(quán)重因子對后續(xù)軌跡點的最佳道路進行匹配估計，不僅能降低單點定位匹配所需時間、提高運算效率，還能在復雜路段上提高匹配準確率，能夠有效解決高頻GPS數(shù)據(jù)匹配算法時效性和準確性難以兼顧的矛盾。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及車輛行駛控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種車輛GPS地圖道路匹配方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System，GPS)作為車輛標準配置的傳感器，用于車輛的地理位置定位。車輛定位傳感器測量車輛定位的全局信息，包括：車輛速度、車輛方向、車輛位置(地球經(jīng)緯度的坐標)。GPS信號作為地理位置服務和智能交通的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)，可應用于車輛導航、交通狀態(tài)預測、軌跡深度理解、路徑規(guī)劃與推薦、活動識別等業(yè)務。

由于車輛GPS傳感器的特性，會導致數(shù)據(jù)測量和傳輸過程中產(chǎn)生一定的誤差，進而影響測量的GPS數(shù)據(jù)難以被直接有效利用，利用GPS地圖匹配技術(shù)將車輛GPS數(shù)據(jù)投射到正確的道路上，則可以合理解決誤差干擾問題。目前，依據(jù)算法類型，GPS地圖的匹配方法可劃分為4類：基于路線幾何形狀的匹配算法、基于道路拓撲結(jié)構(gòu)的匹配算法、基于統(tǒng)計概率的配算法、復合匹配算法。其中，基于路線幾何形狀的匹配算法，在進行GPS軌跡與道路匹配時，由于未結(jié)合道路的拓撲結(jié)構(gòu)分析軌跡與道路的相似性，容易造成GPS軌跡與多條相似道路的錯誤匹配；

基于道路拓撲結(jié)構(gòu)的匹配算法，容易受到數(shù)據(jù)噪聲和數(shù)據(jù)稀疏性等數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，當待匹配路網(wǎng)的復雜程度較高時，會出現(xiàn)難以匹配最佳道路的結(jié)果；

基于統(tǒng)計概率的匹配算法，當?shù)缆稧PS和車載GPS測量的數(shù)據(jù)一致性較差時，匹配效果不佳，基于卡爾曼濾波、馬爾科夫模型的地圖匹配算法，可以提高匹配算法的準確率或者解決低頻采樣錯誤率較高的問題，但是當?shù)缆仿肪W(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的復雜程度變高，則會導致匹配算法出現(xiàn)耗時長的新問題。

因而，在道路復雜程度較高或候選道路相似的情況下，采用上述匹配算法均會出現(xiàn)匹配效果較差、匹配耗時太長的問題。

比如中國專利CN112632202A公開一種基于高階隱馬爾可夫模型的動態(tài)地圖匹配方法，該技術(shù)方案基于高階隱馬爾可夫模型，實現(xiàn)GPS點與候選點之間的匹配，提高道路匹配的準確率，但是采用高階模型時，模型的匹配計算需要耗費更多時間；該技術(shù)方案中，將GPS路徑的初始節(jié)點和后續(xù)節(jié)點視為一體，在匹配階段，直接與道路點匹配，此方案在較多的候選點中進行最佳路徑點的篩選，會增加計算耗時，且復雜路段下容易導致一定的匹配誤差。因此，該方案旨在于實現(xiàn)較高準確性的GPS與道路匹配算法，而并沒有考慮GPS匹配算法時效性的優(yōu)化，與此同時，針對車輛高速運行時的GPS動態(tài)匹配，還會出現(xiàn)準確度較高而時效性欠缺的問題，導致車輛匹配道路位置落后于車輛實際位置，使得導航、路徑規(guī)劃出現(xiàn)誤差。

由此可知，準確性和時效性是GPS地圖匹配算法的核心，而現(xiàn)有的匹配算法難以全面兼顧準確性和時效性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種車輛GPS地圖道路匹配方法、裝置及存儲介質(zhì)，以能夠同時兼顧準確性和時效性。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：一種車輛GPS地圖道路匹配方法，包括以下步驟：

S1、獲取GPS軌跡點數(shù)據(jù)以及道路路網(wǎng)數(shù)據(jù)；

S2、根據(jù)步驟S1獲取的數(shù)據(jù)，進行候選道路篩選，并判斷GPS軌跡點是否為路段初始點，若判斷為是，則執(zhí)行步驟S3，否則執(zhí)行步驟S4；