[發明專利]一種多源數據融合高速公路門架定位方法

有效

• 申請號: 202210272771.0
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114663992B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 陳灝彬;鄒復民;郭峰;吳金山
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G07B15/06
• 分類號: G07B15/06;H04W4/02;G06F18/25;G06F18/23213
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

1.一種多源數據融合高速公路門架定位方法，其特征在于：其包括以下步驟：

步驟1，提取通過門架的兩客一危車輛的ETC交易記錄和車輛的軌跡數據；

步驟2，根據ETC交易數據的交易時間與車輛軌跡數據中軌跡點進行比較提取得到所有車輛的交易點；

步驟3，基于車輛的交易點計算得到門架潛在位置集合，步驟3的具體步驟如下：

步驟3-1，判斷車輛的交易點的是否為時間重合點；是則，將對應的時間重合點加入門架潛在位置集合并執行步驟3-3；否則，執行步驟3-2；

步驟3-2，基于前點、后點以及交易時間利用航位推算算法計算得到對應當前車輛的潛在門架位置并加入門架潛在位置集合；步驟3-2的具體推算步驟如下；

步驟3-2-1，A為時間前點P_a，B為時間后點P_b，N是北極，O是地球的球心，n為弧AB所對應的弧度，利用球面余弦定理和勾股定理計算n的余弦值，計算公式如下：

cos(n)＝cos(90-B_Lat)×cos(90-A_Lat)+sin(90-B_Lat)×sin(90-A_Lat)×cos(B_Lng-A_Lng)(3-6)

其中，n為弧AB所對應的弧度，B_Lng為B點的經度，B_Lat為B點的緯度，A_Lat為A點的經度，A_Lat為A點的緯度；

步驟3-2-2，基于余弦值計算NOA和AOB之間的二面角∠NAB，計算公式如下：

其中，B_Lng為B點的經度，B_Lat為B點的緯度，A_Lat為A點的經度，A_Lat為A點的緯度；

步驟3-2-3，基于∠NAB確定方向角η的取值；

將反余弦的定義域設定為

當B點處于第一象限，方向角η＝∠NAB；

當B點處于第二象限時，方向角η＝360+∠NAB；

當B點處于第三或第四象限時，方向角η＝180-∠NAB；

其中，方向角η為以真北為0°，順時針至360°；

步驟3-2-4，計算時間前點與交易時間的時間差值作為前時間差值，同時計算時間后點與交易時間的時間差值作為后時間差值；

步驟3-2-5，判斷前時間差值的絕對值是否小于后時間差值的絕對值；是則，選擇時間前點進行累加計算并執行步驟3-2-6；否則，選擇時間后點進行累加計算并執行步驟3-2-6；

步驟3-2-6，根據選定時間前點或時間后點代入對應的公式計算門架位置：

當選擇時間前點進行累加計算時，門架位置的計算公式如下：

Node_Lng＝A_Lng+V_drive×t_trade×sinη/[ARC×cosA_Lat×2π/360]???(3-8)

Node_Lat＝A_Lat+V_drive×t_trade×cosη/[ARC×2π/360]????(3-9)

其中，t_trade＝|t_A-t_trade|即前時間差值的絕對值，ARC為地球半徑，η為時間前點P_a向P_b行駛的方向角；

當選擇時間后點進行累加計算時，門架位置的計算公式如下：

Node_Lng＝B_Lng+V_drive×t_trade×sinη/[ARC×cosB_Lat×2π/360]???(3-10)

Node_Lat＝B_Lat+V_drive×t_trade×cosη/[ARC×2π/360]??????(3-11)

其中，t_trade＝|t_B-t_trade|即后時間差值的絕對值，ARC為地球半徑，η為時間前點P_b向P_a行駛的方向角；

步驟3-3，獲取下一部車輛的交易點數據并執行步驟3-1，直到所有車輛均都完成計算形成最終的門架潛在位置集合；

步驟4，使用中位數中心聚類算法聚類門架潛在位置集合，得到門架潛在位置；

步驟5，將門架潛在位置輸入基于選擇策略的卡爾曼濾波算法，將原始門架位置和門架潛在位置進行融合得到最終門架位置。