專利名稱：基于決策圈的路段識別匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能交通地圖匹配領(lǐng)域，應(yīng)用于車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的路徑識別和其它涉
及利用定位技術(shù)進(jìn)行路徑識別的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中，路段識別匹配技術(shù)是關(guān)鍵的技術(shù)之一。車輛行駛時(shí)，安裝在 車輛上的車載設(shè)備通過GPS車輛定位信息和車載電子地圖進(jìn)行匹配，識別車輛所在路段位 置，給出駕駛提示信息，為駕駛?cè)藛T駕駛提供決策支持。 實(shí)際路網(wǎng)中通常道路主路和輔路同向、平行、相近的情況較多，相同行駛方向主輔 路之間距離經(jīng)常在5米左右，GPS現(xiàn)有精度通常大于10米，很難準(zhǔn)確區(qū)分，常常出現(xiàn)由于識 別路段錯(cuò)誤而導(dǎo)致的導(dǎo)航提示錯(cuò)誤。 目前車輛導(dǎo)航中常用的地圖匹配方法是通過GPS點(diǎn)與路段相對位置的計(jì)算結(jié)合 道路方向、車輛行駛方向及路段拓?fù)潢P(guān)系等方法判斷行駛車輛是否在路段上。但對于距離 方向均相近的平行道路，難以使用這種路段匹配方法來區(qū)分。其他一些地圖匹配算法如根 據(jù)最短路徑、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯等方法的原理或計(jì)算一般較為復(fù)雜，難以實(shí)時(shí)處理數(shù)據(jù)。 而在路側(cè)加標(biāo)識站的方法是通過車載設(shè)備和路側(cè)標(biāo)識站通信，直接獲取路段標(biāo)識號達(dá)到路 段匹配的目的，雖然這種方法能夠較好解決匹配不準(zhǔn)的問題，但是需要在額外在現(xiàn)場架沒 路側(cè)設(shè)備，花費(fèi)了人力和物力。 經(jīng)過分析和研究，我們發(fā)現(xiàn)在路網(wǎng)中地圖匹配方法容易混淆的情況所占的比例不 大。對于這些難以進(jìn)行路段匹配的地方，我們可以采用設(shè)決策圈并加以特殊處理方法解決。 從而克服常規(guī)算法匹配不準(zhǔn)確的問題，同時(shí)避免了現(xiàn)場架設(shè)標(biāo)識站設(shè)備的做法，從而節(jié)省 大量的人力物力。

發(fā)明內(nèi)容
在車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中，車輛所在路段的識別是非常核心的技術(shù)。而在實(shí)際交通路網(wǎng) 中存在一些道路平行、相近且行駛方向相同的路段，由于受到GPS精度的影響，采用常規(guī)的 地圖匹配方法難以將這些相似路段區(qū)分開來。 根據(jù)這種情況，本發(fā)明首次提出了決策圈的概念。對于道路情況復(fù)雜難以定位匹 配的路段區(qū)域設(shè)置決策圈，對決策圈內(nèi)的道路采用特殊的匹配處理方法。
本發(fā)明對于路段識別匹配提出以下處理方法 1.分析路網(wǎng)的具體情況，在難以進(jìn)行地圖匹配的地方定義決策圈區(qū)域； 2.預(yù)先用高精度定位設(shè)備在決策圈內(nèi)各個(gè)路段上各采集相等數(shù)量的精確位置點(diǎn)，
記錄其坐標(biāo)。標(biāo)示各個(gè)點(diǎn)所屬路段的標(biāo)識號(編號)； 3.在車輛進(jìn)入決策圈后，采用與決策圈內(nèi)各個(gè)路段上精確位置點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)匹配的方式 進(jìn)行匹配； 4.車輛離開決策圈時(shí)，比較所有匹配成功精確點(diǎn)，提取出其上匹配成功精確點(diǎn)數(shù)最高的路段，該路段識別為車輛所屬路段。 發(fā)明包括兩個(gè)方面內(nèi)容一是決策圈定義及設(shè)定方法；二是決策圈內(nèi)地圖匹配方 法。具體步驟如下 步驟一、以容易混淆區(qū)域中心處為圓心，以能夠覆蓋混淆區(qū)域的范圍為半徑的圓 形區(qū)域形成決策圈并且為各個(gè)決策圈設(shè)定編號。
步驟二、采集決策圈內(nèi)所有路段上的精確點(diǎn)。每條路段上各采集相同數(shù)量的精確
點(diǎn)，這些精確點(diǎn)必須在決策圈內(nèi)，每個(gè)精確點(diǎn)標(biāo)明所屬路段標(biāo)識號(編號)。 步驟、判斷車輛是否進(jìn)入決策圈內(nèi)，如果沒有在決策圈，采用常規(guī)路段匹配算法。
如果在決策圈內(nèi)，根據(jù)該決策圈的編號，提取該決策圈內(nèi)各個(gè)路段的精確點(diǎn)。
步驟四、GPS位置點(diǎn)與精確點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)匹配車輛GPS搜索匹配范圍減小到以車輛GPS
定位點(diǎn)(車輛位置點(diǎn))為圓心，半徑小于5米的范圍，提高搜索頻率到短于0.5秒每次。將
車輛位置點(diǎn)和該決策圈內(nèi)各個(gè)路段上的精確點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)點(diǎn)匹配，如果有路段精確點(diǎn)在GPS搜
索匹配范圍內(nèi)，則匹配成功，記錄匹配成功的精確點(diǎn)及其所屬路段標(biāo)識號。 步驟五、統(tǒng)計(jì)比較各路段匹配成功精確點(diǎn)數(shù)，確定車輛所屬路段當(dāng)車輛位置點(diǎn)離
開決策圈時(shí)，統(tǒng)計(jì)決策圈內(nèi)各個(gè)匹配成功精確點(diǎn)的路段標(biāo)識號，將其上精確點(diǎn)成功匹配數(shù)
多的路段識別為車輛所在路段。 本發(fā)明的效果如下通過在路網(wǎng)中加設(shè)虛擬決策圈，并對決策圈內(nèi)的易混淆路段 進(jìn)行特殊處理及識別的方法，可克服因GPS定位精度不足，常規(guī)算法匹配難以快速有效辨 識相近路段的問題。也可避免加設(shè)路側(cè)標(biāo)識站而帶來的匹配成本增加。經(jīng)比較驗(yàn)證，在用 常規(guī)匹配算法匹配成功率低于50%的路段加設(shè)虛擬決策圈進(jìn)行處理，90%左右的車輛找到 了正確的匹配路段及軌跡。


圖1是本發(fā)明的流程框圖 圖2是決策圈內(nèi)精確點(diǎn)匹配示意圖。決策圈內(nèi)含有兩條易混淆路段(路段編號分 別為11及12)，路段11及路段12上各有5個(gè)精確點(diǎn)。路段11上的精確點(diǎn)標(biāo)識號為21， 22， 23， 24， 25。路段1上的精確點(diǎn)標(biāo)識號為26， 27， 28， 29， 30。
具體實(shí)施例方式
這里我們以平行相近兩條路段為例說明本發(fā)明的方法。 城市道路中常見平行相近排列著兩條路段，一條是路段ll，另一條是路段12，如 圖2所示。 步驟一、決策圈是以容易混淆處為圓心，以能夠覆蓋混淆區(qū)域的范圍為半徑的圓 形區(qū)域形成決策圈，并且為各個(gè)決策圈設(shè)定編號。 圖2中路段11與路段12距離相近、方向相同，用常規(guī)地圖匹配方法較難區(qū)分，因 此設(shè)置決策圈覆蓋著兩條難以區(qū)分的路段進(jìn)行特殊處理。圖2中決策圈編號為1。
步驟二、采集決策圈內(nèi)所有路段上的精確點(diǎn)每條路段上各采集相同數(shù)量的精確 點(diǎn)，這些精確點(diǎn)必須在決策圈內(nèi)，每個(gè)精確點(diǎn)標(biāo)明所屬路段標(biāo)識號值。 圖2中在路段11和路段12上各采集5個(gè)精確點(diǎn)，其中精確點(diǎn)21 、22、23、24、25屬
4于路段11 ;26、27、28、29、30屬于路段12。 步驟三、判斷車輛是否進(jìn)入決策圈內(nèi)，如果沒有在決策圈，采用常規(guī)路段匹配算 法。如果在決策圈內(nèi)，根據(jù)該決策圈的編號，提取該決策圈內(nèi)各個(gè)路段的精確點(diǎn)。執(zhí)行步驟 五。 圖2中，車輛進(jìn)入決策圈l，其中屬于決策圈1的路段精確點(diǎn)有21、22、23、24、25、 26、27、28、29、30。 步驟四、GPS位置點(diǎn)與精確點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)匹配車輛GPS搜索匹配范圍減小到以GPS定位 點(diǎn)(車輛位置點(diǎn))為圓心，半徑小于5米的范圍，提高搜索頻率到短于0.5秒每次。將車輛 位置點(diǎn)和該決策圈內(nèi)各個(gè)路段上的精確點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)點(diǎn)匹配，如果有路段精確點(diǎn)在GPS搜索匹 配范圍內(nèi)，則匹配成功，記錄匹配成功的精確點(diǎn)及所屬路段標(biāo)識號。 圖2中假如車輛行駛中精確點(diǎn)21與車輛位置成功匹配，則記錄精確點(diǎn)21及所屬 路段ll。 步驟五、統(tǒng)計(jì)比較各路段匹配成功精確點(diǎn)數(shù)，確定車輛所屬路段當(dāng)GPS車輛位置 點(diǎn)離開決策圈時(shí)，統(tǒng)計(jì)決策圈內(nèi)各個(gè)匹配成功精確點(diǎn)的路段標(biāo)識號，將其上精確點(diǎn)成功匹 配數(shù)多的路段識別為車輛所在路段。 圖2中，當(dāng)車輛離開決策圈時(shí)，與車輛匹配成功的精確點(diǎn)有21、22、23、24、25、27、 29。其中21、22、23、24、25屬于路段1;27、29屬于路段12。路段11上的精確點(diǎn)成功匹配 數(shù)大于路段12上的精確點(diǎn)匹配數(shù)。因此可以判斷車輛行駛在路段11上。
權(quán)利要求
一種基于決策圈的路段識別匹配方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、以容易混淆區(qū)域中心處為圓心，以能夠覆蓋混淆區(qū)域的范圍為半徑的圓形區(qū)域形成決策圈并且為各個(gè)決策圈設(shè)定編號；步驟二、采集決策圈內(nèi)所有路段上的精確點(diǎn)；每條路段上各采集相同數(shù)量的精確點(diǎn)，這些精確點(diǎn)必須在決策圈內(nèi)，每個(gè)精確點(diǎn)標(biāo)明所屬路段標(biāo)識號；步驟三、判斷車輛是否進(jìn)入決策圈內(nèi)，如果在決策圈內(nèi)，根據(jù)該決策圈的編號，提取該決策圈內(nèi)各個(gè)路段的精確點(diǎn)；步驟四、GPS位置點(diǎn)與精確點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)匹配車輛GPS搜索匹配范圍減小到以GPS定位點(diǎn)即車輛位置點(diǎn)為圓心，半徑小于5米的范圍，提高搜索頻率到短于0.5秒每次；將車輛位置點(diǎn)和該決策圈內(nèi)各個(gè)路段上的精確點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)點(diǎn)匹配，如果有路段精確點(diǎn)在GPS搜索匹配范圍內(nèi)，則匹配成功，記錄匹配成功的精確點(diǎn)及所屬路段標(biāo)識號；步驟五、統(tǒng)計(jì)比較各路段匹配成功精確點(diǎn)數(shù)，確定車輛所屬路段當(dāng)GPS車輛位置點(diǎn)離開決策圈時(shí)，統(tǒng)計(jì)決策圈內(nèi)各個(gè)匹配成功精確點(diǎn)的路段標(biāo)識號，將路段上精確點(diǎn)成功匹配數(shù)多的路段識別為車輛所在路段。
全文摘要
一種基于決策圈的路段識別匹配方法，本發(fā)明主要應(yīng)用于車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中的路徑識別和其它涉及利用定位技術(shù)進(jìn)行路徑識別的領(lǐng)域。解決車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中復(fù)雜路段識別不準(zhǔn)確問題。通過對常規(guī)地圖匹配算法難以匹配的路段區(qū)域設(shè)置決策圈，采集決策圈內(nèi)所有路段上的精確點(diǎn)，將進(jìn)入決策圈的車輛GPS位置點(diǎn)與精確點(diǎn)點(diǎn)點(diǎn)匹配并統(tǒng)計(jì)比較各路段精確點(diǎn)匹配成功數(shù)，從而確定車輛所屬路段。該方法克服了常規(guī)算法匹配不準(zhǔn)確的問題，同時(shí)避免了現(xiàn)場架設(shè)標(biāo)識站設(shè)備，從而節(jié)省大量的人力物力。
文檔編號G01C21/28GK101750082SQ201010033829
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月8日
發(fā)明者王東柱, 陳艷艷 申請人:北京工業(yè)大學(xué)