本發(fā)明涉及智能電子地圖技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法。

背景技術(shù)：

目前智能導(dǎo)航電子地圖的更新一般分為外業(yè)采集及內(nèi)業(yè)處理兩大塊，其中外業(yè)采集即為路網(wǎng)實地信息采集，除了利用GPS定位采樣車記錄軌跡，同時采集道路的基本信息，比如道路的單向性，即是否為單行道，都是外業(yè)采集人員駕駛車輛實地行經(jīng)每條道路采集而來。因此，實地采集并判斷城市道路的單向性工程量巨大，耗費大量的人力物力，同時，工程周期相對較長，不利于電子地圖的制作與更新。內(nèi)業(yè)處理即為大數(shù)據(jù)分析處理，可節(jié)省大量的人力物力。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法，利用浮動車的GPS信息數(shù)據(jù)分析判斷道路的行駛方向，智能化程度高，分析判斷速度快，節(jié)省大量人力物力。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法，所述方法為：

獲取預(yù)設(shè)時間內(nèi)的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)，所述GPS定位點數(shù)據(jù)包括定位點位置信息、定位點行駛方向；

將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上；

根據(jù)定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與該定位點相鄰的第一折點、第二折點的位置信息；

計算第一折點、第二折點組成的向量與定位點行駛方向之間的夾角，根據(jù)該夾角的數(shù)值判斷路段的行駛方向：

若夾角大于90°，則該道路路段為具有逆向行駛方向性；反之，則該道路路段為具有正向行駛方向性。

本發(fā)明的有益效果在于：將獲取的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段后，然后尋找道路路段上與該GPS定位點數(shù)據(jù)相鄰的第一折點和第二折點位置信息，其中第一折點比第二折點更靠近道路路段的起點，則根據(jù)GPS定位點數(shù)據(jù)對應(yīng)的定位行駛方向與第一折點、第二折點組成的向量之間的夾角，來判斷浮動車的行駛方向；接下來，從浮動車的行駛方向推導(dǎo)出道路路段的行駛方向，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，每條道路路段上的GPS定位點數(shù)據(jù)有多個，這些GPS定位點數(shù)據(jù)可來自多個浮動車，判斷時，若該條道路路段上既有正向行駛的GPS定位點數(shù)據(jù)，也有逆向行駛的GPS定位點數(shù)據(jù)，則該條道路為雙向行駛道路，若該條道路路段上只有正向行駛的GPS定位點數(shù)據(jù)，則該條道路為正向行駛單行道，若該條道路路段上只有逆向行駛的GPS定位點數(shù)據(jù)，則該條道路為逆向行駛單行道；通過多個單一的GPS定位點數(shù)據(jù)即可得到道路路段的行駛方向，計算簡便直接，節(jié)省了大量的人力物力時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實施例二的在實施例一的基礎(chǔ)上進一步判斷道路路段行駛方向的流程圖；

圖3為本發(fā)明實施例三的基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法的流程圖。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖予以說明。

本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：通過單組GPS定位點數(shù)據(jù)與和其相鄰的兩個折點組成的向量的夾角，來判斷該GPS定位點數(shù)據(jù)所在道路路段的行駛方向，不必人工現(xiàn)場采集信息，節(jié)省大量人力物力。

請參照圖1至圖3，本發(fā)明提供了一種基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法，所述方法為：

獲取預(yù)設(shè)時間內(nèi)的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)，所述GPS定位點數(shù)據(jù)包括定位點位置信息、定位點行駛方向；

將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上；

根據(jù)定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與該定位點相鄰的第一折點、第二折點的位置信息；

計算第一折點、第二折點組成的向量與定位點行駛方向之間的夾角，根據(jù)該夾角的數(shù)值判斷路段的行駛方向：

若夾角大于90°，則該道路路段為具有逆向行駛方向性；反之，則該道路路段為具有正向行駛方向性。

請參照圖2，進一步的，還包括：

S1獲取預(yù)設(shè)時間內(nèi)的匹配在同一道路路段上的所有浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)；預(yù)設(shè)該道路路段上的正向行駛點數(shù)為A＝0，逆向行駛點數(shù)為B＝0；

S2將第一個GPS定位點數(shù)據(jù)作為當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)；

S3根據(jù)當(dāng)前定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與當(dāng)前定位點相鄰的當(dāng)前第一折點、當(dāng)前第二折點的位置信息；

S4計算當(dāng)前第一折點、當(dāng)前第二折點組成的當(dāng)前向量與當(dāng)前定位點行駛方向之間的當(dāng)前夾角；

S5若當(dāng)前夾角大于90°，則逆向行駛點數(shù)加1，即B＝B+1；反之，則正向行駛點數(shù)加1，即A＝A+1；

S6判斷當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)是否為最后一個GPS定位點數(shù)據(jù)，若是，則結(jié)束；若否，則將下一個GPS定位點數(shù)據(jù)作為當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到步驟S3執(zhí)行。

由上述描述可知，在預(yù)設(shè)時間內(nèi)，同一道路路段上的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)有多個，逐一根據(jù)這些GPS定位點數(shù)據(jù)判斷浮動車是正向行駛還是逆向行駛，并統(tǒng)計正向行駛點數(shù)A與逆向行駛點數(shù)B，從A和B的數(shù)值大小，即可得到該道路路段的行駛方向，若A＝0，且B＞0，則該道路路段為逆向單行道，若A＞0，且B＞0，則該道路路段為雙行道，若A＞0，且B＝0，則該道路路段為正向單行道，由多個的匹配在該道路路段上的GPS定位點數(shù)據(jù)來分析該道路路段的行駛方向，準(zhǔn)確率高。

進一步的，在步驟S6后還包括：

S7統(tǒng)計道路正向行駛概率R＝A/(A+B)；

S8進一步判斷道路路段行駛方向，具體為：

若R≤10％，則該道路路段的行駛方向為逆向行駛單行道；

若40％≤R≤60％，則該道路路段的行駛方向為雙行道；

若R≥90％，則該道路路段的行駛方向為正向行駛單行道。

由上述描述可知，統(tǒng)計出正向行駛點數(shù)A與逆向行駛點數(shù)B后，再統(tǒng)計出道路正向行駛概率R，根據(jù)道路正向行駛概率R再次篩選判斷出道路路段的行駛方向，取R≤10％、40％≤R≤60％、R≥90％的數(shù)值進行判斷，使過濾掉不準(zhǔn)確的GPS定位點數(shù)據(jù)，對道路路段的判斷更加準(zhǔn)確，這些不準(zhǔn)確的GPS定位點數(shù)據(jù)通常是在浮動車行駛過程中的一些跳變數(shù)據(jù)，這些跳變數(shù)據(jù)在整個浮動車行駛過程中所占比例是比較小的。

進一步的，步驟S8中還包括：

若10％＜R＜40％或者60％＜R＜90％，則獲取下一預(yù)設(shè)時間內(nèi)的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到步驟S1重新執(zhí)行。

由上述描述可知，若10％＜R＜40％或者60％＜R＜90％，說明不準(zhǔn)確的GPS定位點數(shù)據(jù)較多，對該道路路段的行駛方向重新進行判斷。

進一步的，根據(jù)定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與該定位點相鄰的第一折點、第二折點的位置信息，具體為：

從起點開始提取GPS定位點數(shù)據(jù)所在道路路段上的所有折點的位置信息，并組成折點集合S；

分別計算GPS定位點數(shù)據(jù)以及折點集合S中的每個折點位置信息到達該道路路段起點的曲線距離；

根據(jù)GPS定位點數(shù)據(jù)以及折點集合S中的每個折點位置信息到達該道路路段起點的曲線距離，判斷出該道路路段上依次與該GPS定位點數(shù)據(jù)相鄰的第一折點、第二折點的位置信息。

由上述描述可知，通過GPS定位點數(shù)據(jù)到道路路段起點的曲線距離，以及道路路段上的各折點到起點的曲線距離，分析判斷出與該GPS定位點數(shù)據(jù)相鄰的第一折點、第二折點位置信息，方法準(zhǔn)確合理。

進一步的，還包括：

數(shù)據(jù)中心預(yù)存儲電子地圖上的各道路路段的路段ID號碼，以及該路段ID號碼對應(yīng)的道路路段上起點、折點、終點的位置信息；

將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上，并提取該道路路段的路段ID號碼；

根據(jù)該路段ID號碼，從數(shù)據(jù)中心中提取出該道路路段的起點、折點、終點的位置信息。

由上述描述可知，各道路路段均設(shè)有路段ID號碼，用于對電子地圖上的各道路路段進行快速準(zhǔn)確識別，道路路段的起點、折點、終點是預(yù)先與電子地圖進行關(guān)聯(lián)，并存儲在數(shù)據(jù)中心的，使道路路段的起點、折點、終點的位置信息提取便捷。

進一步的，將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上，具體為：

預(yù)設(shè)寬度范圍，將道路路段的單向?qū)挾仍黾右粋€預(yù)設(shè)寬度范圍，得到擴寬后的道路路段；

分析判斷出該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的擴寬后的道路路段；

根據(jù)判斷出的該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的擴寬后的道路路段，對應(yīng)變換出該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的道路路段；

用最短距離法，在該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的道路路段中，分析判斷出與該GPS定位點數(shù)據(jù)最近的道路路段，并將該最近的道路路段作為與該GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段。

由上述描述可知，將道路路段按照預(yù)設(shè)的寬度范圍擴寬后，再尋找所有可能與GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段，充分考慮GPS定位點數(shù)據(jù)的誤差，提高GPS定位點數(shù)據(jù)的有效性，提高GPS定位點數(shù)據(jù)與道路路段的匹配成功率；分析判斷出所有可能與GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段后，通過最短距離法篩選出與GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段，方法合理，使GPS定位點數(shù)據(jù)與道路路段的匹配精度高。

進一步的，預(yù)設(shè)的寬度范圍為10米。

由上述描述可知，預(yù)設(shè)的寬度范圍為10米，與GPS測量誤差相同，數(shù)據(jù)合理。

請參照圖1，本發(fā)明的實施例一為：

一種基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法，所述方法為：

獲取預(yù)設(shè)時間內(nèi)的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)，所述GPS定位點數(shù)據(jù)包括定位點位置信息、定位點行駛方向；

將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上；

根據(jù)定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與該定位點相鄰的第一折點、第二折點的位置信息；

計算第一折點、第二折點組成的向量與定位點行駛方向之間的夾角，根據(jù)該夾角的數(shù)值判斷路段的行駛方向：

若夾角大于90°，則該道路路段為具有逆向行駛方向性；反之，則該道路路段為具有正向行駛方向性。

請參照圖2，本發(fā)明的實施例二為：

一種基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法，所述方法還包括：

(1)在實施例一的基礎(chǔ)上進一步判斷道路路段的行駛方向：

S1獲取預(yù)設(shè)時間內(nèi)的匹配在同一道路路段上的所有浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)；預(yù)設(shè)該道路路段上的正向行駛點數(shù)為A＝0，逆向行駛點數(shù)為B＝0；

S2將第一個GPS定位點數(shù)據(jù)作為當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)；

S3根據(jù)當(dāng)前定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與當(dāng)前定位點相鄰的當(dāng)前第一折點、當(dāng)前第二折點的位置信息；

S4計算當(dāng)前第一折點、當(dāng)前第二折點組成的當(dāng)前向量與當(dāng)前定位點行駛方向之間的當(dāng)前夾角；

S5若當(dāng)前夾角大于90°，則逆向行駛點數(shù)加1，即B＝B+1；反之，則正向行駛點數(shù)加1，即A＝A+1；

S6判斷當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)是否為最后一個GPS定位點數(shù)據(jù)，若是，則結(jié)束；若否，則將下一個GPS定位點數(shù)據(jù)作為當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到步驟S3執(zhí)行；

S7統(tǒng)計道路正向行駛概率R＝A/(A+B)；

S8進一步判斷道路路段行駛方向，具體為：

若R≤10％，則該道路路段的行駛方向為逆向行駛單行道；

若40％≤R≤60％，則該道路路段的行駛方向為雙行道；

若R≥90％，則該道路路段的行駛方向為正向行駛單行道；

若10％＜R＜40％或者60％＜R＜90％，則獲取下一預(yù)設(shè)時間內(nèi)的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到步驟S1重新執(zhí)行。

(2)根據(jù)定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與該定位點相鄰的第一折點、第二折點的位置信息，具體為：

從起點開始提取GPS定位點數(shù)據(jù)所在道路路段上的所有折點的位置信息，并組成折點集合S；

分別計算GPS定位點數(shù)據(jù)以及折點集合S中的每個折點位置信息到達該道路路段起點的曲線距離；

根據(jù)GPS定位點數(shù)據(jù)以及折點集合S中的每個折點位置信息到達該道路路段起點的曲線距離，判斷出該道路路段上依次與該GPS定位點數(shù)據(jù)相鄰的第一折點、第二折點的位置信息。

(3)還包括：

數(shù)據(jù)中心預(yù)存儲電子地圖上的各道路路段的路段ID號碼，以及該路段ID號碼對應(yīng)的道路路段上起點、折點、終點的位置信息；

將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上，并提取該道路路段的路段ID號碼；

根據(jù)該路段ID號碼，從數(shù)據(jù)中心中提取出該道路路段的起點、折點、終點的位置信息。

(4)將浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上，具體為：

預(yù)設(shè)寬度范圍為10米，將道路路段的單向?qū)挾仍黾右粋€預(yù)設(shè)寬度范圍，得到擴寬后的道路路段；

分析判斷出該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的擴寬后的道路路段；

根據(jù)判斷出的該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的擴寬后的道路路段，對應(yīng)變換出該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的道路路段；

用最短距離法，在該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的道路路段中，分析判斷出與該GPS定位點數(shù)據(jù)最近的道路路段，并將該最近的道路路段作為與該GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段。

請參照圖3，本發(fā)明的實施例三為：

假設(shè)預(yù)設(shè)時間為一個月，以深圳2016年5月的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)為例，本發(fā)明的基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法為：

獲取2016年5月深圳的所有的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)，所述GPS定位點數(shù)據(jù)包括定位點位置信息、定位點行駛方向；

數(shù)據(jù)中心預(yù)存儲電子地圖上的各道路路段的路段ID號碼，以及該路段ID號碼對應(yīng)的道路路段上起點、折點、終點的位置信息，并將該道路路段上的所有折點的位置信息組成折點集合S；

將所有的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)匹配到道路路段上，具體為：

預(yù)設(shè)寬度范圍為10米，將道路路段的單向?qū)挾仍黾右粋€預(yù)設(shè)寬度范圍，得到擴寬后的道路路段；

分析判斷出該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的擴寬后的道路路段；

根據(jù)判斷出的該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的擴寬后的道路路段，對應(yīng)變換出該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的道路路段；

用最短距離法，在該GPS定位點數(shù)據(jù)落入的所有的道路路段中，分析判斷出與該GPS定位點數(shù)據(jù)最近的道路路段，并將該最近的道路路段作為與該GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段；

提取一條道路路段的路段ID號碼；

根據(jù)該路段ID號碼，從數(shù)據(jù)中心中提取出該道路路段的起點、折點、終點的位置信息；

預(yù)設(shè)該道路路段上的正向行駛點數(shù)為A＝0，逆向行駛點數(shù)為B＝0；

將第一個GPS定位點數(shù)據(jù)作為當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)；

根據(jù)當(dāng)前定位點位置信息，從道路路段的起點開始尋找與當(dāng)前定位點相鄰的當(dāng)前第一折點、當(dāng)前第二折點的位置信息，具體為：

分別計算GPS定位點數(shù)據(jù)以及折點集合S中的每個折點位置信息到達該道路路段起點的曲線距離；根據(jù)GPS定位點數(shù)據(jù)以及折點集合S中的每個折點位置信息到達該道路路段起點的曲線距離，判斷出該道路路段上依次與該GPS定位點數(shù)據(jù)相鄰的第一折點、第二折點的位置信息；

計算當(dāng)前第一折點、當(dāng)前第二折點組成的當(dāng)前向量與當(dāng)前定位點行駛方向之間的當(dāng)前夾角：

若夾角大于90°，則逆向行駛點數(shù)加1，即B＝B+1；反之，則正向行駛點數(shù)加1，即A＝A+1；

判斷當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)是否為最后一個GPS定位點數(shù)據(jù)，若否，則將下一個GPS定位點數(shù)作為當(dāng)前GPS定位點數(shù)據(jù)，繼續(xù)統(tǒng)計正向行駛點數(shù)A和逆向行駛點數(shù)B；若是，則向下執(zhí)行；

統(tǒng)計道路正向行駛概率R＝A/(A+B)；

進一步判斷道路路段行駛方向，具體為：

若R≤10％，則該道路路段的行駛方向為逆向行駛單行道；

若40％≤R≤60％，則該道路路段的行駛方向為雙行道；

若R≥90％，則該道路路段的行駛方向為正向行駛單行道；

若10％＜R＜40％或者60％＜R＜90％，則獲取下一個月的該道路路段的所有的浮動車的GPS定位點數(shù)據(jù)。

綜上所述，本發(fā)明提供的基于浮動車GPS信息識別城市道路行駛方向的方法，根據(jù)多個單個的GPS定位點數(shù)據(jù)，再結(jié)合電子地圖中存儲的關(guān)于道路路段的起點、折點、終點的位置信息，計算出浮動車是正向行駛還是逆向行駛，進而統(tǒng)計出道路路段的形式方向，還通過統(tǒng)計正向行駛概率，將不準(zhǔn)確的GPS定位點數(shù)據(jù)過濾掉，通過根據(jù)預(yù)設(shè)的寬度范圍將道路路段擴寬，來使GPS定位點數(shù)據(jù)與道路路段的匹配成功率更高，并用最短距離法尋找出與GPS定位點數(shù)據(jù)匹配的道路路段，方法合理，對道路行駛方向判斷準(zhǔn)確性高、效率高，計算簡便快速，大大降低人力物力時間。

以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。