專利名稱：分布式地圖匹配方法以及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種GPS數(shù)據(jù)地圖匹配技術(shù)，特別涉及一種基于海量GPS數(shù)據(jù)的分布式地圖匹配方法以及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地圖匹配，即根據(jù)原始GPS數(shù)據(jù)的經(jīng)緯度及角度，通過某種地圖匹配算法從整張地圖中找出其最可能的行駛路段，并作投影定位，消除其垂直誤差。
現(xiàn)有技術(shù)中較為常見的地圖匹配方法主要包括基于D-S證據(jù)推理的地圖匹配，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的地圖匹配，基于道路分級(jí)的地圖匹配以及基于拓?fù)?自適應(yīng)模糊決策的地圖匹配等。這些方法一般具有較高的匹配度，但是由于邏輯復(fù)雜，導(dǎo)致匹配速度下降，在海量GPS數(shù)據(jù)規(guī)模的應(yīng)用環(huán)境中，給使用者造成使用上極大的不便利性。另外，現(xiàn)有技術(shù)中的這些匹配方法大多是針對(duì)單機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本質(zhì)上屬于串行方法，一旦遇到硬件性能的瓶頸限制，就必須結(jié)合其他并行處理技術(shù)，無法憑借現(xiàn)有硬件條件達(dá)到使用者不同的應(yīng)用需求，導(dǎo)致同一硬件系統(tǒng)適應(yīng)性差。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中的地圖匹配技術(shù)在處理海量GPS數(shù)據(jù)時(shí)，匹配速度慢的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種分布式地圖匹配方法，根據(jù)整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)所有目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，并通過地圖匹配算法從整個(gè)定位區(qū)域中找出各目標(biāo)點(diǎn)的行駛路段，包括下列步驟，首先，對(duì)整個(gè)定位區(qū)域進(jìn)行第一次劃分，將其沿一維方向劃分為N(N≥1)個(gè)子區(qū)域，將全部原始GPS數(shù)據(jù)根據(jù)已完成的子區(qū)域劃分，再分別發(fā)送至各對(duì)應(yīng)子區(qū)域；接著，各子區(qū)域獲取對(duì)應(yīng)的部分所述原始GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)各子區(qū)域進(jìn)行第二次劃分，將其沿二維方向劃分為M(M≥1)個(gè)圖格；最后，進(jìn)行匹配定位，將各子區(qū)域接收到的各目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)與其所處及相鄰圖格內(nèi)的各條路段逐一進(jìn)行相關(guān)度計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，即行駛路段。
本發(fā)明的分布式地圖匹配方法，在對(duì)整個(gè)定位區(qū)域的第一次劃分之前，從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中讀取全部所述原始GPS數(shù)據(jù)，并確定當(dāng)前整個(gè)定位區(qū)域中目標(biāo)點(diǎn)的總數(shù)N，再將整個(gè)定位區(qū)域沿一維方向分為N個(gè)子區(qū)域，其中，各子區(qū)域之中任意兩個(gè)子區(qū)域的面積至多相差一倍，且若子區(qū)域是位于定位區(qū)域邊緣的子區(qū)域，則在其定位區(qū)域邊緣的對(duì)邊設(shè)置一擴(kuò)展區(qū)域，若所述子區(qū)域不是位于定位區(qū)域邊緣的，則在其對(duì)應(yīng)兩對(duì)邊分別設(shè)置一擴(kuò)展區(qū)域。進(jìn)一步而言，在對(duì)所述各子區(qū)域的第二次劃分是以所述擴(kuò)展區(qū)域的寬度為間隔進(jìn)行。
本發(fā)明的分布式地圖匹配方法，在對(duì)各子區(qū)域的第二次劃分之前，判斷整個(gè)定位區(qū)域中的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)是否發(fā)生變化，若目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)發(fā)生變化，則按照新的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)N’對(duì)整個(gè)定位區(qū)域重新進(jìn)行第一次子區(qū)域劃分。
本發(fā)明還提供一種分布式地圖匹配系統(tǒng)，用以根據(jù)整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)的所有目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，并通過地圖匹配算法從整個(gè)定位區(qū)域中找出各目標(biāo)點(diǎn)的行駛路段，所述分布式地圖匹配系統(tǒng)包括第一劃分模塊，用以對(duì)所述整個(gè)定位區(qū)域進(jìn)行第一次劃分，將其沿一維方向劃分為N(N≥1)個(gè)子區(qū)域，將全部所述原始GPS數(shù)據(jù)根據(jù)所述子區(qū)域劃分，再分別發(fā)送至所述各對(duì)應(yīng)子區(qū)域；第二劃分模塊，接收所述各子區(qū)域獲取對(duì)應(yīng)的部分所述原始GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)所述各子區(qū)域進(jìn)行第二次劃分，將其沿二維方向劃分為M(M≥1)個(gè)圖格；以及匹配定位模塊，將所述各子區(qū)域接收到的各目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)與其所處及相鄰圖格內(nèi)的各條路段逐一進(jìn)行相關(guān)度計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，即所述行駛路段。
本發(fā)明的地圖匹配系統(tǒng)還包括一后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，其中存儲(chǔ)有全部原始GPS數(shù)據(jù)，即當(dāng)前整個(gè)定位區(qū)域中總數(shù)為N的目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，包括目標(biāo)點(diǎn)的經(jīng)緯度及角度；以及一判斷模塊，用以判斷整個(gè)定位區(qū)域中的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)是否發(fā)生變化，若目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)發(fā)生變化，則按照新的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)N’對(duì)整個(gè)定位區(qū)域重新進(jìn)行第一次子區(qū)域劃分。

圖1為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的分布式地圖匹配系統(tǒng)的方框圖；圖2為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中在各子區(qū)域的邊緣設(shè)置有適當(dāng)寬度并由相鄰兩個(gè)子區(qū)域共享的擴(kuò)展區(qū)域的區(qū)域劃分示意圖；圖3a及圖3b為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中插入新節(jié)點(diǎn)之前地圖劃分的示意圖；圖4a及圖4b為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中插入新節(jié)點(diǎn)之后地圖劃分的示意圖；圖5a、圖5b以及圖5c為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中刪掉新節(jié)點(diǎn)之前地圖劃分的示意圖；圖6a、圖6b以及圖6c為本發(fā)明的較佳實(shí)施例中刪掉新節(jié)點(diǎn)之后地圖劃分的示意圖；圖7為本發(fā)明的較佳實(shí)施例的分布式地圖匹配方法的流程圖；以及
圖8為本發(fā)明的分布式地圖匹配方法用于上海市交通信息服務(wù)的流程圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，其中顯示本發(fā)明實(shí)施例的分布式地圖匹配系統(tǒng)的方框圖。本發(fā)明的分布式地圖匹配系統(tǒng)1包括后臺(tái)數(shù)據(jù)庫10，第一劃分模塊12，第二劃分模塊14，匹配定位模塊16以及判斷模塊18。
該第一劃分模塊12，用以對(duì)整個(gè)定位區(qū)域進(jìn)行第一次劃分，將其沿一維方向劃分為N(N≥1)個(gè)子區(qū)域，其中任意兩個(gè)子區(qū)域的面積之多相差一倍，將全部原始GPS數(shù)據(jù)根據(jù)子區(qū)域劃分，再分別發(fā)送至各對(duì)應(yīng)子區(qū)域。更詳細(xì)地說，該第一劃分模塊12可以視為主節(jié)點(diǎn)，即整個(gè)定位區(qū)域被主節(jié)點(diǎn)劃分成預(yù)定數(shù)量的子區(qū)域，此外，請(qǐng)結(jié)合圖2，如圖所示，為了避免相鄰子區(qū)域，例如Area0與Area1或者Area1與Area2的交界附近出現(xiàn)錯(cuò)誤匹配，在各子區(qū)域的邊緣設(shè)置有寬度為w的并由相鄰兩個(gè)子區(qū)域共享的擴(kuò)展區(qū)域，即擴(kuò)展區(qū)0、擴(kuò)展區(qū)1及擴(kuò)展區(qū)2，由于子區(qū)域Area0及Area2是位于整個(gè)定位區(qū)域邊緣的，則僅在子區(qū)域Area0的右邊緣以及子區(qū)域Area2的左邊緣設(shè)置擴(kuò)展區(qū)域，子區(qū)域Area1不是位于整個(gè)定位區(qū)域邊緣的，則在子區(qū)域Area1的左右邊緣分別設(shè)置擴(kuò)展區(qū)域。需要特別說明的是，擴(kuò)展區(qū)域之后，各個(gè)擴(kuò)展區(qū)域由兩個(gè)相鄰的子區(qū)域共享，為避免其內(nèi)GPS數(shù)據(jù)的重復(fù)糾偏，第一劃分模塊12在分發(fā)原始GPS數(shù)據(jù)時(shí)，仍按未擴(kuò)展的劃分方案進(jìn)行，但隨后的定位服務(wù)數(shù)據(jù)則按照擴(kuò)展之后的新劃分方案發(fā)送。
該第二劃分模塊14，根據(jù)該第一劃分模塊12對(duì)各子區(qū)域的劃分結(jié)果，接收獲取各子區(qū)域?qū)?yīng)的部分原始GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)各子區(qū)域進(jìn)行第二次劃分，將其沿二維方向劃分為M(M≥1)個(gè)圖格。更詳細(xì)地說，該第二劃分模塊12可以視為子節(jié)點(diǎn)，即各子區(qū)域被子節(jié)點(diǎn)劃分成適當(dāng)數(shù)量的圖格，較佳地，對(duì)各子區(qū)域的第二次劃分是以擴(kuò)展區(qū)域的寬度為間隔進(jìn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，單條原始GPS數(shù)據(jù)與子區(qū)域中各圖格有三種關(guān)系(1)整條GPS數(shù)據(jù)全部位于子區(qū)域的內(nèi)部圖格中；(2)GPS數(shù)據(jù)位于子區(qū)域的邊緣圖格中；以及(3)GPS數(shù)據(jù)位于子區(qū)域的角落圖格中。
該匹配定位模塊16，用以將各子區(qū)域接收到的各目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)與其所處及相鄰圖格內(nèi)的各條路段逐一進(jìn)行相關(guān)度計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，即所述行駛路段。更詳細(xì)地說，本發(fā)明的匹配定位是指子節(jié)點(diǎn)將接收到的原始GPS數(shù)據(jù)(記作P)與其所處及相鄰Grids內(nèi)的各條路段(記作Li)逐一進(jìn)行相關(guān)度(記作Wi)計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，最后通過垂直投影進(jìn)行定位。本發(fā)明的匹配定位模塊16所采用的相關(guān)度計(jì)算公式為Wi=1-[kr×(ri/rmax)+kθ×(θi/θmax)]kr+kθ=1]]>上式中，ri表示P與Li的垂線距離，θi表示P的行駛方向與Li的路段方向的夾角，rmax、θmax分別表示ri、θi的最大有效值(如果超過，則該路段不予考慮)，kr、kθ表示ri、θi對(duì)Wi的影響因子。在本發(fā)明中，取rmax＝SL，θmax＝π/2，kr＝0.5，kθ＝0.5。
該后臺(tái)數(shù)據(jù)庫10，其中存儲(chǔ)有全部原始GPS數(shù)據(jù)，即當(dāng)前整個(gè)定位區(qū)域中總數(shù)為N的目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，包括目標(biāo)點(diǎn)的經(jīng)緯度及角度，當(dāng)目標(biāo)點(diǎn)位置發(fā)生變化時(shí)，該后臺(tái)數(shù)據(jù)庫10中的目標(biāo)點(diǎn)的經(jīng)緯度及角度也會(huì)發(fā)生改變。
該判斷模塊18，用以判斷整個(gè)定位區(qū)域中的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)是否發(fā)生變化，若目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)發(fā)生變化，則按照新的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)N’對(duì)整個(gè)定位區(qū)域重新進(jìn)行第一次子區(qū)域劃分。
為更清楚地說明本發(fā)明地圖匹配系統(tǒng)1對(duì)整個(gè)定位區(qū)域，即地圖的劃分，下面結(jié)合圖3a及圖3b描述，如圖所示的一棵二叉樹，其葉結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)與本發(fā)明的第二劃分模塊14，即子節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)相等，且兩者一一對(duì)應(yīng)；相同深度的葉結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)的子區(qū)域面積相等，且每個(gè)葉結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)的子區(qū)域面積是其相鄰的上一層葉結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)的子區(qū)域面積的一半。初始狀態(tài)下該劃分樹的各節(jié)點(diǎn)均為空，記作P-Tree。P-Tree的最底層結(jié)點(diǎn)的集合為Layer1，其中最靠左的一個(gè)葉結(jié)點(diǎn)記作1f-1L，最靠右的一個(gè)記作1f-1R。同理，P-Tree倒數(shù)第二層結(jié)點(diǎn)的集合為Layer2，其中最靠左的一個(gè)葉結(jié)點(diǎn)記作1f-2L，最靠右的一個(gè)記作1f-2R。
在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，P-Tree將根據(jù)子節(jié)點(diǎn)的連入/退出情況，按相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新。例如，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)子節(jié)點(diǎn)連入本發(fā)明的第一劃分模塊12，即主節(jié)點(diǎn)時(shí)，P-Tree將增加一個(gè)葉結(jié)點(diǎn)1f，對(duì)應(yīng)表示整張地圖作為一個(gè)子區(qū)域交由該子節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)，此時(shí)，Layer1中結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為1，1f-1L、1f-1R同為新增的1f，Layer-2為空，1f-2L為空，1f-2R也為空。
請(qǐng)參閱圖4a及圖4b，其中顯示P-Tree將根據(jù)子節(jié)點(diǎn)的連入情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新的拆分規(guī)則，即當(dāng)有一個(gè)新的子節(jié)點(diǎn)(記作SN-I)加入時(shí)的更新狀況，需要特別說明的是，若P-Tree為空，則直接插入一個(gè)根葉結(jié)點(diǎn)1f。1f與SN-I對(duì)應(yīng)，SN-I負(fù)責(zé)整張地圖，此情況比較簡(jiǎn)單因此未示于圖中。
若P-Tree的初始狀態(tài)為圖3a所示，則將1f-1L拆分為兩個(gè)新的葉結(jié)點(diǎn)1f1、1f2，其中1f1與原1f-1L對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)(記作SN-1L)對(duì)應(yīng)，1f2與SN-I對(duì)應(yīng)，且原SN-1L負(fù)責(zé)的子區(qū)域由SN-I、SN-1L均分，即變成圖4a所示狀態(tài)。若P-Tree的初始狀態(tài)為圖3b所示，則將1f-2L拆分為兩個(gè)新的葉結(jié)點(diǎn)1f1、1f2，其中1f1與原1f-1L對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)(記作SN-1L)對(duì)應(yīng)，1f2與SN-I對(duì)應(yīng)，且原SN-1L負(fù)責(zé)的子區(qū)域由SN-I、SN-1L均分，即變成圖4b所示狀態(tài)。
請(qǐng)參閱圖5a、圖5b以及圖5c，以及對(duì)應(yīng)的圖6a、圖6b以及圖6c，其中顯示P-Tree將根據(jù)子節(jié)點(diǎn)的退出前后的地圖劃分情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)更新的合并規(guī)則，即當(dāng)有一個(gè)子節(jié)點(diǎn)(記作SN-D)退出時(shí)的更新狀況，需要特別說明的是，若退出的子節(jié)點(diǎn)在P-Tree中對(duì)應(yīng)的葉結(jié)點(diǎn)為根葉結(jié)點(diǎn)，則P-Tree返回初始的空樹狀態(tài)，等待新的子節(jié)點(diǎn)加入，此情況比較簡(jiǎn)單因此未示于圖中。
若退出的子節(jié)點(diǎn)在P-Tree中的狀態(tài)為圖5a或者圖5b所示，即該退出子節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)葉結(jié)點(diǎn)(記作1f-D)非1f-1R，則將1f-1R(其對(duì)應(yīng)的SN記作SN-1R)與其左兄弟(其對(duì)應(yīng)的SN記作SN-1RL)合并成一個(gè)新的葉結(jié)點(diǎn)1f，上升至Layer2，1f-D與SN-1R對(duì)應(yīng)，1f與SN-1RL對(duì)應(yīng)，SN-D負(fù)責(zé)的子區(qū)域交由SN-1R負(fù)責(zé)，原SN-1R負(fù)責(zé)的子區(qū)域并入SN-1RL負(fù)責(zé)的子區(qū)域，即變成圖6a或者圖6b所示狀態(tài)。
若退出的子節(jié)點(diǎn)在P-Tree中的狀態(tài)為圖5c所示，即該退出子節(jié)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)葉結(jié)點(diǎn)是1f-1R，則將1f-1R(其對(duì)應(yīng)的SN記作SN-1R)與其左兄弟(其對(duì)應(yīng)的SN記作SN-1RL)合并成一個(gè)新的葉結(jié)點(diǎn)1f，上升至Layer2。1f與SN-1RL對(duì)應(yīng)，原SN-1R負(fù)責(zé)的子區(qū)域并入SN-1RL負(fù)責(zé)的子區(qū)域，即變成圖6c所示狀態(tài)。
請(qǐng)參閱圖7，其中顯示本發(fā)明的分布式地圖匹配方法的流程圖。步驟S10，由第一劃分模塊12，即主節(jié)點(diǎn)從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫10中讀入全部地圖數(shù)據(jù)；步驟S11，由主節(jié)點(diǎn)根據(jù)連入的第二劃分模塊14，即子節(jié)點(diǎn)的總數(shù)N，調(diào)用第一劃分模塊12將整張地圖沿一維方向，即縱向(或者橫向)劃分為N個(gè)子區(qū)域；步驟S12，主節(jié)點(diǎn)根據(jù)第一次劃分的結(jié)果，將各個(gè)子區(qū)域的地圖數(shù)據(jù)分發(fā)給對(duì)應(yīng)的子節(jié)點(diǎn)，由其負(fù)責(zé)該子區(qū)域范圍內(nèi)的GPS數(shù)據(jù)匹配；步驟S13，主節(jié)點(diǎn)每接收到一條GPS數(shù)據(jù)，首先判斷其所處子區(qū)域，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給對(duì)應(yīng)子節(jié)點(diǎn)；步驟S14，由判斷模塊18判斷子節(jié)點(diǎn)總數(shù)N是否發(fā)生變化，若有新的子節(jié)點(diǎn)連入或舊的子節(jié)點(diǎn)退出時(shí)，轉(zhuǎn)至步驟S11，否則執(zhí)行步驟S15，子節(jié)點(diǎn)與主節(jié)點(diǎn)建立連接，并接收地圖數(shù)據(jù)；步驟S16，調(diào)用第二劃分模塊14將子區(qū)域沿二維方向，即縱橫雙向劃分為多個(gè)圖格；步驟S17，子節(jié)點(diǎn)從主節(jié)點(diǎn)處每接收到一條GPS數(shù)據(jù)，就調(diào)用匹配定位模塊16完成數(shù)據(jù)的匹配定位。
最后，請(qǐng)結(jié)合圖8，其中顯示本發(fā)明的分布式地圖匹配方法用于上海市交通信息服務(wù)的流程圖，假設(shè)上海市交通信息服務(wù)網(wǎng)格系統(tǒng)其GPS數(shù)據(jù)規(guī)模為3000輛出租車，每車每1分鐘生成1條GPS數(shù)據(jù)；80輛公交車，每車每30秒生成1條GPS數(shù)據(jù)?；诖藬?shù)據(jù)規(guī)模，該案例配置了1個(gè)主節(jié)點(diǎn)(MN)和2個(gè)子節(jié)點(diǎn)(SN-1/SN-2)，具體實(shí)施過程如下步驟S20，MN啟動(dòng)，從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫10中讀入全部地圖數(shù)據(jù)，等待SN連入；步驟S201，SN-1啟動(dòng)，連入MN；步驟S202，MN調(diào)用第一劃分模塊12把整張地圖劃為1個(gè)子區(qū)域，并將地圖數(shù)據(jù)傳輸給SN-1；步驟S203，SN-1從MN接收子區(qū)域地圖數(shù)據(jù)，并調(diào)用第二劃分模塊14進(jìn)行二次劃分；步驟S204，MN將接收到的GPS數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給SN-1；步驟S205，SN-1調(diào)用匹配定位模塊16對(duì)接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配定位步驟S211，SN-2啟動(dòng)，連入MN；步驟S212，MN調(diào)用第一劃分模塊12把整張地圖劃為2個(gè)子區(qū)域，并將地圖數(shù)據(jù)分別傳輸給SN-1、SN-2；步驟S213，SN-1、SN-2從MN接收各自的子區(qū)域地圖數(shù)據(jù)，并調(diào)用第二劃分模塊14進(jìn)行二次劃分；步驟S214，MN將接收到的GPS數(shù)據(jù)按所在子區(qū)域分發(fā)給SN-1、SN-2；步驟S215，SN-1、SN-2調(diào)用匹配定位模塊16對(duì)接收到的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配定位。
需要特別說明的是，根據(jù)GPS數(shù)據(jù)規(guī)模的擴(kuò)大，可配置更多的子節(jié)點(diǎn)以滿足使用者應(yīng)用的需求，其操作步驟類似于前述的各個(gè)步驟，本領(lǐng)域一般技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)能夠通過本實(shí)施例所述內(nèi)容輕易地達(dá)成，于此不重復(fù)描述。
權(quán)利要求
1.一種分布式地圖匹配方法，根據(jù)整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)所有目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，并通過地圖匹配算法從整個(gè)定位區(qū)域中找出各目標(biāo)點(diǎn)的行駛路段，其特征在于，包括下列步驟1)對(duì)所述整個(gè)定位區(qū)域進(jìn)行第一次劃分，將其沿一維方向劃分為N(N≥1)個(gè)子區(qū)域，將全部所述原始GPS數(shù)據(jù)根據(jù)所述子區(qū)域劃分，再分別發(fā)送至所述各對(duì)應(yīng)子區(qū)域；2)所述各子區(qū)域獲取對(duì)應(yīng)的部分所述原始GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)所述各子區(qū)域進(jìn)行第二次劃分，將其沿二維方向劃分為M(M≥1)個(gè)圖格；以及3)進(jìn)行匹配定位，將所述各子區(qū)域接收到的各目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)與其所處及相鄰圖格內(nèi)的各條路段逐一進(jìn)行相關(guān)度計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，即所述行駛路段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式地圖匹配方法，其特征在于，在對(duì)所述整個(gè)定位區(qū)域的第一次劃分之前，還包括從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中讀取全部所述原始GPS數(shù)據(jù)的步驟，并確定當(dāng)前整個(gè)定位區(qū)域中目標(biāo)點(diǎn)的總數(shù)N，再將所述整個(gè)定位區(qū)域沿一維方向分為N個(gè)子區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式地圖匹配方法，其特征在于，所述各子區(qū)域之中任意兩個(gè)子區(qū)域的面積至多相差一倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式地圖匹配方法，其特征在于，所述各子區(qū)域的至少一邊緣設(shè)置有適當(dāng)寬度的擴(kuò)展區(qū)域，所述擴(kuò)展區(qū)域由相鄰的兩個(gè)子區(qū)域共享。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式地圖匹配方法，其特征在于，若所述子區(qū)域是位于定位區(qū)域邊緣的，則在其定位區(qū)域邊緣的對(duì)邊設(shè)置一擴(kuò)展區(qū)域；若所述子區(qū)域不是位于定位區(qū)域邊緣的，則在其對(duì)應(yīng)兩對(duì)邊分別設(shè)置一擴(kuò)展區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分布式地圖匹配方法，其特征在于，在對(duì)所述各子區(qū)域的第二次劃分是以所述擴(kuò)展區(qū)域的寬度為間隔進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式地圖匹配方法，其特征在于，在對(duì)所述各子區(qū)域的第二次劃分之前，還包括判斷所述整個(gè)定位區(qū)域中的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)是否發(fā)生變化的步驟，若所述目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)發(fā)生變化，則按照新的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)N’對(duì)所述整個(gè)定位區(qū)域重新進(jìn)行第一次子區(qū)域劃分。
8.一種分布式地圖匹配系統(tǒng)，用以根據(jù)整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)的所有目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，并通過地圖匹配算法從整個(gè)定位區(qū)域中找出各目標(biāo)點(diǎn)的行駛路段，其特征在于，所述分布式地圖匹配系統(tǒng)包括第一劃分模塊，用以對(duì)所述整個(gè)定位區(qū)域進(jìn)行第一次劃分，將其沿一維方向劃分為N(N≥1)個(gè)子區(qū)域，將全部所述原始GPS數(shù)據(jù)根據(jù)所述子區(qū)域劃分，再分別發(fā)送至所述各對(duì)應(yīng)子區(qū)域；第二劃分模塊，接收所述各子區(qū)域獲取對(duì)應(yīng)的部分所述原始GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)所述各子區(qū)域進(jìn)行第二次劃分，將其沿二維方向劃分為M(M≥1)個(gè)圖格；以及匹配定位模塊，將所述各子區(qū)域接收到的各目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)與其所處及相鄰圖格內(nèi)的各條路段逐一進(jìn)行相關(guān)度計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，即所述行駛路段。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分布式地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述地圖匹配系統(tǒng)還包括一后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，其中存儲(chǔ)有全部所述原始GPS數(shù)據(jù)，即當(dāng)前整個(gè)定位區(qū)域中總數(shù)為N的目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，包括目標(biāo)點(diǎn)的經(jīng)緯度及角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分布式地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述各子區(qū)域之中任意兩個(gè)子區(qū)域的面積至多相差一倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分布式地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述各子區(qū)域的至少一邊緣設(shè)置有適當(dāng)寬度的擴(kuò)展區(qū)域，所述擴(kuò)展區(qū)域由相鄰的兩個(gè)子區(qū)域共享。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，若所述子區(qū)域是位于定位區(qū)域邊緣的，則在其定位區(qū)域邊緣的對(duì)邊設(shè)置一擴(kuò)展區(qū)域；若所述子區(qū)域不是位于定位區(qū)域邊緣的，則在其對(duì)應(yīng)兩對(duì)邊分別設(shè)置一擴(kuò)展區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的分布式地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述各子區(qū)域的間隔等于所述擴(kuò)展區(qū)域的寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的分布式地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述分布式地圖匹配系統(tǒng)還包括一判斷模塊，用以判斷所述整個(gè)定位區(qū)域中的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)是否發(fā)生變化，若所述目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)發(fā)生變化，則按照新的目標(biāo)點(diǎn)總數(shù)N’對(duì)所述整個(gè)定位區(qū)域重新進(jìn)行第一次子區(qū)域劃分。
全文摘要
一種分布式地圖匹配方法以及系統(tǒng)，根據(jù)整個(gè)定位區(qū)域內(nèi)所有目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)，并通過地圖匹配算法從整個(gè)定位區(qū)域中找出各目標(biāo)點(diǎn)的行駛路段，先對(duì)整個(gè)定位區(qū)域進(jìn)行第一次劃分，即沿一維方向劃分為N(N≥1)個(gè)子區(qū)域，將全部原始GPS數(shù)據(jù)根據(jù)已完成的子區(qū)域劃分，再分別發(fā)送至各對(duì)應(yīng)子區(qū)域；接著，各子區(qū)域獲取對(duì)應(yīng)的部分原始GPS數(shù)據(jù)，并對(duì)各子區(qū)域進(jìn)行第二次劃分，即沿二維方向劃分為M(M≥1)個(gè)圖格；最后匹配定位，將各子區(qū)域接收到的各目標(biāo)點(diǎn)的原始GPS數(shù)據(jù)與其所處及相鄰圖格內(nèi)的各條路段逐一進(jìn)行相關(guān)度計(jì)算，并選擇其中相關(guān)度最大的一條路段作為其定位路段，即行駛路段，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中的地圖匹配技術(shù)在處理海量GPS數(shù)據(jù)時(shí)，匹配速度慢的問題。
文檔編號(hào)G01C21/30GK1959429SQ200610117190
公開日2007年5月9日 申請(qǐng)日期2006年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月16日
發(fā)明者蔣昌俊, 曾國蓀, 陳閎中, 苗奪謙, 閻春鋼, 沈斌, 章昭輝 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)