專利名稱：基于浮動(dòng)車停車點(diǎn)數(shù)據(jù)過(guò)濾的地圖匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能交通路段實(shí)時(shí)信息處理領(lǐng)域，涉及地圖匹配的方法，具
體地說(shuō)，是一種將浮動(dòng)車GPS數(shù)據(jù)匹配到路段上的方法。
背景技術(shù)：
浮動(dòng)車(Floating Vehicles Equipped wkh GPS)也稱GPS探測(cè)車(Global Position System Probe Car),是近年來(lái)國(guó)際智能交通系統(tǒng)(ITS)中所采用的 獲取路段交通信息的先進(jìn)技術(shù)手段之一，具有應(yīng)用方便、經(jīng)濟(jì)、覆蓋范圍廣 的特點(diǎn)。
浮動(dòng)車是由安裝有車載GPS (全球定位系統(tǒng))設(shè)備，自由行駛在實(shí)際路 段上的車輛構(gòu)成，浮動(dòng)車按照一定的周期通過(guò)無(wú)線通信向后臺(tái)回傳數(shù)據(jù)，數(shù) 據(jù)包括車輛GPS (全球定位系統(tǒng))設(shè)備號(hào)、車輛位置坐標(biāo)、瞬時(shí)速度、行駛 方向角、回傳時(shí)間等。當(dāng)車輛處于停車狀態(tài)時(shí)，浮動(dòng)車傳回的瞬時(shí)速度是O。
后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理中心將浮動(dòng)車數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，經(jīng)過(guò)特定的模型和算法處 理，生成反映實(shí)時(shí)路段情況的交通信息如路段平均速度、行程時(shí)間、擁堵 狀態(tài)等，為交通管理部門(mén)和公眾提供動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確的交通控制、誘導(dǎo)信息。
對(duì)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)首先要進(jìn)行地圖匹配，地圖匹配的目標(biāo)是確定 浮動(dòng)車所在的路段。浮動(dòng)車回傳的GPS坐標(biāo)只能反映車輛的位置，而不能直 接與路網(wǎng)路段相關(guān)聯(lián)，因此，必須依賴地圖匹配方法將車輛位置與路網(wǎng)弧段 關(guān)聯(lián)起來(lái)。
常規(guī)的地圖匹配方法是通過(guò)投影距離和車輛行駛方向與路段矢量方向差 值加權(quán)的方法來(lái)進(jìn)行地圖匹配，判斷出車輛行駛的路段。這種方法需要用車 輛行駛方向的方位角作為主要參數(shù)，當(dāng)浮動(dòng)車的瞬時(shí)速度不是0時(shí)，其回傳 的GPS方位角是準(zhǔn)確的，可以用現(xiàn)有的方法進(jìn)行地圖匹配，當(dāng)浮動(dòng)車的瞬時(shí) 速度是0時(shí)，其回傳的GPS方位角是不準(zhǔn)確的，不能用現(xiàn)有的方法進(jìn)行地圖 匹配。
目前大部分浮動(dòng)車是由正常運(yùn)營(yíng)的裝有GPS設(shè)備的出租車構(gòu)成。出租車 運(yùn)營(yíng)時(shí)停車狀態(tài)較多，主要是由上下客、路邊待客和等待信號(hào)燈等原因引起。 因此采集到的浮動(dòng)車數(shù)據(jù)存在大量由于頻繁停車導(dǎo)致的瞬時(shí)速度為0的數(shù)據(jù) 點(diǎn)，速度為0的車輛記錄占整個(gè)車輛數(shù)據(jù)記錄的一半左右，由于這些速度為 0的停車點(diǎn)傳回的方位角不能正確反映車輛的行駛方向，不能用常規(guī)的地圖 匹配方法確定車輛所在的路段。
4如果簡(jiǎn)單拋棄所有速度為o的點(diǎn)，在特定時(shí)間內(nèi)，將大大降低單個(gè)路段
樣本有效數(shù)量，影響地圖匹配的效率。而采用軌跡曲線匹配方法，會(huì)導(dǎo)致算 法復(fù)雜，計(jì)算量大，不能滿足實(shí)時(shí)性要求。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于浮動(dòng)車停車點(diǎn)數(shù)據(jù)過(guò)濾 的地圖匹配方法，可以快速有效地將能夠表示路段交通狀態(tài)的零速度點(diǎn)匹配 到路段上，同時(shí)過(guò)濾去除掉和交通狀態(tài)無(wú)關(guān)的零速度點(diǎn)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種基于浮動(dòng)車停車點(diǎn)數(shù)據(jù)過(guò)濾的地圖匹配方法，包括以下步驟 步驟一、在后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理中心，建立浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)將浮動(dòng)車傳 回的信息按時(shí)間順序排列，每條信息對(duì)應(yīng)一個(gè)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄，每條浮動(dòng)車 數(shù)據(jù)記錄包括GPS設(shè)備編號(hào)及回傳時(shí)間、車輛位置坐標(biāo)、瞬時(shí)速度、行駛方 向角；
^驟二、將浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄和停車點(diǎn)浮動(dòng)車 數(shù)據(jù)記錄分開(kāi)從浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，將浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù) 庫(kù)中瞬時(shí)速度非0的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄和瞬時(shí)速度為0的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄 分開(kāi)，瞬時(shí)速度非0的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中，瞬 時(shí)速度為0的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄放入停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中；
步驟三、計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車移動(dòng)點(diǎn)投影距離及行駛方向夾角用移動(dòng)點(diǎn)
浮動(dòng)車記錄表中的每條數(shù)據(jù)計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)投影距離；每輛移動(dòng)
點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)投影距離是該移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS位置坐標(biāo)到相鄰各路段
間的直線距離，移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車行駛方向夾角是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS方向角與
相鄰各路段間的矢量方向之差的絕對(duì)值，將計(jì)算好的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)
投影距離和行駛方向夾角存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離及夾角計(jì)算結(jié)果表 巾；
，步驟四、計(jì)算每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的距離度量值,用移動(dòng)點(diǎn)投影距離和方向 角差值加權(quán)求和的方式，計(jì)算每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車與相鄰各路段之間的距離度
量值,將計(jì)算好的距離度量值存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果表中；
步驟五、用取最小值的方式過(guò)濾移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段取移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)
車距離度量值計(jì)算結(jié)果表中所有移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車最小距離度量值的路段為該移 動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在的路段，將過(guò)濾后的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車
路段匹配結(jié)果表中；
步驟六、計(jì)算停止點(diǎn)浮動(dòng)車停止點(diǎn)投影距離用停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中 的數(shù)據(jù)計(jì)算每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車的停車點(diǎn)投影距離，停車點(diǎn)投影距離是每輛停 車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS位置坐標(biāo)到相鄰各路段間的直線距離，將計(jì)算好的停車點(diǎn) 投影距離存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表中；
步驟七、用投影距離最大允許值過(guò)濾停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表中的停車點(diǎn)投影距離與最大允許值進(jìn)行比 較，取所有停車點(diǎn)投影距離小于最大允許值的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄,將其存放在
停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表中；
步驟八、用交叉口限制條件初次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段根據(jù)路段
的矢量方向判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表中各路段的終點(diǎn) 是否為交叉口，將所有路段終點(diǎn)為交叉口的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在停車點(diǎn)
初次路段匹配結(jié)果表中；
步驟九、設(shè)定停車點(diǎn)浮動(dòng)車的排隊(duì)長(zhǎng)度，根據(jù)路段交叉口的交通狀況設(shè) 定排隊(duì)長(zhǎng)度限定值；
步驟十、計(jì)算每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離該距離是停車點(diǎn)浮
動(dòng)車GPS位置坐標(biāo)到路段交叉口的直線距離，將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交 叉口距離計(jì)算結(jié)果表中；
步驟十一、用排隊(duì)^度作為限制條件二次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段
將步驟十得到的停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表中的每輛停車點(diǎn) 浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離與排隊(duì)長(zhǎng)度限定值進(jìn)行比較，取所有停車點(diǎn)浮動(dòng)車 到路段終點(diǎn)的距離小于排隊(duì)長(zhǎng)度的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄,將其存放在停車點(diǎn)浮 動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表中；
步驟十二、通過(guò)回查的方式三次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將步驟十 一得到的停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表中停車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS設(shè)備編號(hào) 與步驟五中得到的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS設(shè)備 編號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果記錄在停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表中的停車點(diǎn)浮 動(dòng)車的GPS設(shè)備編號(hào)能夠在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中找到相同的移動(dòng) 點(diǎn)浮動(dòng)車GPS設(shè)備號(hào)，則判定該停車點(diǎn)浮動(dòng)車屬于該路段，將結(jié)果放入停車 點(diǎn)浮動(dòng)車三次路段匹配結(jié)果表中，完成停車點(diǎn)浮動(dòng)車的路段匹配。
本發(fā)明有以下積極有益效果
浮動(dòng)車數(shù)據(jù)中存在大量的由于車輛頻繁停車引起瞬時(shí)速度為0的停車 點(diǎn)，導(dǎo)致車輛停車的原因主要是交叉口信號(hào)燈排隊(duì)等待、上下客、路邊待客 等。當(dāng)車輛的瞬時(shí)速度為0時(shí)，其回傳的GPS方位角是不準(zhǔn)確，常規(guī)的投影 和幾何地圖匹配的方法不能有效地將這些零速度點(diǎn)匹配到路段上。
由于出租車的特殊性質(zhì)，車輛上下客和路邊待客的情況很多。這些數(shù)據(jù) 與當(dāng)前路段交通狀態(tài)無(wú)關(guān)，因此不能用于交通狀況的計(jì)算，我們定義這樣的 零速度點(diǎn)為非正常零速度點(diǎn)。在地圖匹配時(shí)需要去除。
車輛路上正常行駛中等待交通指示燈時(shí)，導(dǎo)致的停車速度為0的情況。 此時(shí)的停頓只是由于交通標(biāo)志的原因?qū)е?，能夠表征?dāng)前交通狀態(tài)，并在位 置和時(shí)間上與車輛上一位置和時(shí)間存在連續(xù)關(guān)系，是我們需要利用的。這些 車輛零速度點(diǎn)，我們定義為正常零速度點(diǎn)。
本發(fā)明首先結(jié)合交叉口或信號(hào)燈信息，設(shè)定車輛在交叉口或信號(hào)燈等待 時(shí)排隊(duì)長(zhǎng)度等限制條件，提取出行駛中正常的停車點(diǎn)，將非正常零速度點(diǎn)過(guò) 濾掉，初步進(jìn)行地圖匹配；通常零速度點(diǎn)大量出現(xiàn)在路段終點(diǎn)的交叉口附近(車輛排隊(duì)等待通行信號(hào))，路段矢量方向是從路段的起點(diǎn)到終點(diǎn)的方向，和 車輛行駛方向是一致的。通過(guò)以上方法可以對(duì)靠近路段終點(diǎn)車輛排隊(duì)長(zhǎng)度內(nèi) 的零速度點(diǎn)進(jìn)行初步判斷。但是并不能保證這些零速度點(diǎn)就一定屬于該路段 上。需要下一步驗(yàn)證過(guò)程。單位時(shí)間內(nèi)同一個(gè)車輛在一條路段上通常會(huì)有一 系列連續(xù)的軌跡點(diǎn)，如果該零速度點(diǎn)能夠找到另一個(gè)已知的屬于該路段的點(diǎn)， 則可以判定它也屬于該路段。因而可以采用同一路段同一車輛非零速度點(diǎn)和 零速度點(diǎn)比對(duì)的方法來(lái)進(jìn)一步確定車輛的位置，將零速度點(diǎn)匹配到路段上。


圖l是本發(fā)明的原理框圖
圖2是在一交叉路口為5分鐘內(nèi)浮動(dòng)車的分布情況示意圖。
圖3是圖2中各浮動(dòng)車回傳時(shí)間的分布情況示意圖。
圖4是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離示意圖。
圖5是停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離示意圖。
圖6是浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)的示意圖。。
圖7是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表。
圖8是停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表。
圖9是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離及夾角計(jì)算結(jié)果表。
圖IO是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果表。
圖11是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表。
圖12是停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表。
圖13是停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表。
圖14是停車點(diǎn)浮動(dòng)車初次路段匹配結(jié)果表。
圖15是停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表。
圖16是停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表。
圖17是停車點(diǎn)浮動(dòng)車三次路段匹配結(jié)果表。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是一種基于浮動(dòng)車停車點(diǎn)數(shù)據(jù)過(guò)濾的地圖匹配方法，包括十二個(gè) 步驟，流程如圖1所示。本方法的各步驟都是通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序，對(duì)數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)的，具有實(shí)用價(jià)值。下面詳細(xì)描述其原理
請(qǐng)參照?qǐng)D2、圖3，圖2表示一個(gè)十字交叉路口附近5分鐘內(nèi)浮動(dòng)車傳回 位置點(diǎn)的分布情況，該路口由路段l、路段2、路段3組成，黑色小圈代表浮 動(dòng)車停車位置點(diǎn)，黑色方塊代表浮動(dòng)車移動(dòng)位置點(diǎn)。由圖中可以看到路段1 附近越靠近十字交叉路口區(qū)域內(nèi)，停車點(diǎn)黑色小圈越集中，這說(shuō)明這些車輛 在正常停留等待信號(hào)燈，我們可以根據(jù)該路段實(shí)際交通狀況設(shè)定這個(gè)區(qū)域車 輛等待信號(hào)燈的排隊(duì)長(zhǎng)度為丄。
7為了說(shuō)明本方法的具體實(shí)現(xiàn)方式，現(xiàn)在假設(shè)其中有14輛浮動(dòng)車回傳了 GPS數(shù)據(jù)信息，每條信息形成一個(gè)記錄。
步驟一、在后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理中心，建立浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)將浮動(dòng)車傳
回的信息按時(shí)間順序排列，每條信息對(duì)應(yīng)一個(gè)浮動(dòng)車記錄，每條浮動(dòng)車記錄
包括GPS設(shè)備編號(hào)及回傳時(shí)間、車輛位置坐標(biāo)、瞬時(shí)速度、行駛方向角，浮
動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)如圖6所示。從圖6中可以看出
編號(hào)為5360的浮動(dòng)車在 編號(hào)為8卯9的浮動(dòng)車在 編號(hào)為8152的浮動(dòng)車在 編號(hào)為7248的浮動(dòng)車在 編號(hào)為7756的浮動(dòng)車在 編號(hào)為324的浮動(dòng)車在( 編號(hào)為2201的浮動(dòng)車在 編號(hào)為5588的浮動(dòng)車在 編號(hào)為7994的浮動(dòng)車在 編號(hào)為7632的浮動(dòng)車在 編號(hào)為5062的浮動(dòng)車在 編號(hào)為8745的浮動(dòng)車在 編號(hào)為1380的浮動(dòng)車在 編號(hào)為2935的浮動(dòng)車在 編號(hào)為8160的浮動(dòng)車在
10:00:25}時(shí)刻回傳了信息。 10:00:46}時(shí)刻回傳了信息。 10:01:18}時(shí)刻回傳了信息。 10:03:45}時(shí)刻回傳了信息。 10:04:14}時(shí)刻回傳了信息。 0:04:18}時(shí)刻回傳了信息。 10:04:26}時(shí)刻回傳了信息。 10:00:09}和{10:00:56}時(shí)刻回傳了信息。 10:00:45}和{10:01:26}時(shí)刻回傳了信息。 10:01:34}和{10:02:37}時(shí)刻回傳了信息。 10:01:53}和{10:02:15}時(shí)刻回傳了信息。 10:02:24}和{10:03:18}時(shí)刻回傳了信息。 10:02:26}和{10:02:55}時(shí)刻回傳了信息。 10:03:54}和{10:04:05}時(shí)刻回傳了信息。 10:01:02}、 {10:01:32}和{10:02:04}時(shí)刻回傳了《
'-.、,息。
' 步驟二、將浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄和停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄 分開(kāi)從浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，將浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中瞬時(shí) 速度不為O的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄和瞬時(shí)速度為O的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄分開(kāi)，分
別存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表和停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中，移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄 表中存放所有瞬時(shí)速度不為0的數(shù)據(jù)記錄如圖7所示，停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中 存放所有瞬時(shí)速度為0的數(shù)據(jù)記錄如圖8所示。
從圖7可以看出，瞬時(shí)速度為非0的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車共有15個(gè)數(shù)據(jù)記錄。 從圖8可以看出，瞬時(shí)速度為0的停車點(diǎn)浮動(dòng)車共有9個(gè)數(shù)據(jù)記錄。 步驟三、計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車移動(dòng)點(diǎn)投影距離及行駛方向夾角用圖7移動(dòng) 點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中的每條數(shù)據(jù)計(jì)算該移動(dòng)點(diǎn)投影距離。；每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車 的投影距離。是該移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS位置坐標(biāo)到相鄰各路段間的距離。
由于路段l、路段2、路段3的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)都是已知的，移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車 GPS位置坐標(biāo)也是已知的，根據(jù)點(diǎn)到直線距離公式，就可以計(jì)算出移動(dòng)點(diǎn)浮 動(dòng)車移動(dòng)點(diǎn)投影距離。請(qǐng)參照?qǐng)D4，以編號(hào)為5588{10:00:09}的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車 為例在{10:00:09}這一時(shí)刻，其GPS位置坐標(biāo)到路段l的距離n =11，到路段 2的距離1>2=26，到路段3的距離1"3=115。移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車行駛方向夾角《是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS方向角與相鄰各路 段間的矢量方向之差的絕對(duì)值，請(qǐng)參照?qǐng)D4，路段l、路段2、路段3的矢量方 向是已知的，分別為273、 93和2。同樣以編號(hào)為5588{10:00:09}的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng) 車為例
其移動(dòng)點(diǎn)GPS方向角是270，則該移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS方向角與路段1間的 矢量方向之差的絕對(duì)值是|270-273|，該點(diǎn)與路段2間的矢量方向之差的絕對(duì)值 是|270-93|,該點(diǎn)與路段3間的矢量方向之差的絕對(duì)值是|270-2|，
將計(jì)算好的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)投影距離。和行駛方向夾角《存放在 移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離及夾角計(jì)算結(jié)果表中，如圖9所示。
步驟四、計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的距離度量值，用移動(dòng)點(diǎn)投影距離和方向角差 值加權(quán)求和的方式，計(jì)算每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車與相鄰各路段之間的距離度量值 M,，該距離度量值M,-c^+^《，其中，
A是移動(dòng)點(diǎn)投影距離權(quán)值,本實(shí)施例中，& = 1， a^是方向角權(quán)值，本實(shí)施例中，=
例如，編號(hào)為5588的浮動(dòng)車在{10:00:09}時(shí)刻的^ = 11,《=|270—273|=3， 則M, =14。將計(jì)算好的距離度量值M,放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果 表中，如圖10所示。
步驟五、用取最小值的方式過(guò)濾移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段，得到移動(dòng)點(diǎn)匹 配結(jié)果在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果表(圖IO)中取所有移動(dòng)點(diǎn)浮 動(dòng)車最小距離度量值M,的路段為該移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在的路段，將篩選后的移
動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中，如圖11所示。
請(qǐng)參照?qǐng)Dll，從該數(shù)據(jù)表中可以看出記錄順序號(hào)為l、 3、 4、 6、 8、 9、 10、 11、 15、 19、 24的浮動(dòng)車處于路段1上，記錄順序號(hào)為7、 20、 22、 23處 于路段2上。
步驟六、計(jì)算停車點(diǎn)浮動(dòng)車停車點(diǎn)投影距離用圖8停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表 中的數(shù)據(jù)計(jì)算每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車的停車點(diǎn)投影距離i ,，停車點(diǎn)投影距離《是 每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS位置坐標(biāo)到相鄰各路段間的距離。
由于路段l、 2、 3的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)都是已知的，停止點(diǎn)浮動(dòng)車GPS位置 坐標(biāo)也是已知的，根據(jù)點(diǎn)到直線距離公式，就可以計(jì)算出停止點(diǎn)浮動(dòng)車投影 距離。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，以編號(hào)為5360{10:00:25}的停止點(diǎn)浮動(dòng)車為例在{10:00:25} 這一時(shí)刻，其GPS位置坐標(biāo)到路段1的直線距離I^ =15，到路段2的直線距離 R2=30，到路段3的直線距離R3-28。
將計(jì)算好的停車點(diǎn)投影距離存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表 中，如圖12所示。
步驟七、用投影距離最大允許值過(guò)濾停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將存放在 停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表中的每條停車點(diǎn)投影距離《與最大允許值
9D進(jìn)行比較，D-40米。取所有停車點(diǎn)投影距離《小于最大允許值D的停車點(diǎn)
浮動(dòng)，記錄，將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表中，如圖 13所示。
請(qǐng)參照?qǐng)D13，用最大允許值D-40米做為限制條件進(jìn)行過(guò)濾后，記錄順序 號(hào)為2的停車點(diǎn)浮動(dòng)車可能屬于路段1、路段2、路段3，記錄順序號(hào)為5、 12、 13、 14、 16、 17、 21的停車點(diǎn)浮動(dòng)車可能屬于路段1、路段2。由于記錄順序 號(hào)為18的停車點(diǎn)浮動(dòng)車不滿足限制條件予以去除。
步驟八、用交叉口作為限制條件初次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段由于 正常停車點(diǎn)存在于路段矢量方向終點(diǎn)附近，根據(jù)圖4中路段的矢量方向判定圖 13中各路段的終點(diǎn)是否為交叉口。
請(qǐng)參照?qǐng)D4、圖5，可以看出，路段l的矢量方向是指向交叉口的，而路段 2、 3的矢量方向是背離交叉口的，也就是說(shuō)，路段l的終點(diǎn)為交叉口。
將所有路段終點(diǎn)為交叉口的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車初次 路段匹配結(jié)果表中，如圖14所示；
在本實(shí)例中判定結(jié)果，路段l終點(diǎn)為交叉口，因此路段l終點(diǎn)附近存在正 常零速度停車點(diǎn)浮動(dòng)車。選取圖13中路段1的數(shù)據(jù)放入停車點(diǎn)浮動(dòng)車初次路段 匹配結(jié)果表中，如圖14所示。
步驟九、設(shè)定停車點(diǎn)浮動(dòng)車的排隊(duì)長(zhǎng)度根據(jù)路段交叉口交通實(shí)際狀況 設(shè)定交叉口排隊(duì)長(zhǎng)度Z,本實(shí)施例中，路段I交叉口車輛排隊(duì)長(zhǎng)度設(shè)定為IOO 米。
步驟十、計(jì)算每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離，該距離是停車點(diǎn)浮 動(dòng)車GPS位置坐標(biāo)到路段交叉口的直線距離。
請(qǐng)參照?qǐng)D5，以編號(hào)為5360{10:00:25}的停止點(diǎn)浮動(dòng)車為例在{10:00:25} 這一時(shí)刻，其GPS位置坐標(biāo)到路段終點(diǎn)的距離，就是到路段1的直線距離R, =14, 將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表中，如圖15所示。
步驟十一、用排隊(duì)長(zhǎng)度作為限制條件二次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段 將步驟十得到的停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表(圖15)中每輛停車 點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離與排隊(duì)長(zhǎng)度L進(jìn)行比較，取所有停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路 段終點(diǎn)的距離小于排隊(duì)長(zhǎng)度的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄，將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車 二次路段匹配結(jié)果表中，如圖16所示；
請(qǐng)參照?qǐng)D16，加入排隊(duì)長(zhǎng)度限制條件后，記錄順序號(hào)為2、 5、 12、 13、 16、 17、 21的停車點(diǎn)浮動(dòng)車可能屬于路段1，記錄順序號(hào)為14的停車點(diǎn)浮動(dòng)車 由于在排隊(duì)長(zhǎng)度之外，判定為非正常停車點(diǎn)予以排除。
步驟十二、通過(guò)回查的方式三次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將步驟十 一得到的停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表(如圖16所示)中停車點(diǎn)浮動(dòng)車 的GPS設(shè)備編號(hào)與步驟五得到的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表(如圖ll所示) 中同一路段上的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車GPS設(shè)備編號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果記錄在停車點(diǎn)浮 動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表(圖16)中的停車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS設(shè)備編號(hào)能夠在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表(圖ll)中找到相同的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車GPS設(shè)備 號(hào)，則確定該停車點(diǎn)浮動(dòng)車屬于該路段，將確定結(jié)果放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車三次 路段匹配結(jié)果表中，見(jiàn)圖17。
從圖17中可以看出，編號(hào)為5360{10:00:25}的停止點(diǎn)浮動(dòng)車和編號(hào)為 2935{10:04:05}的浮動(dòng)車沒(méi)有出現(xiàn)在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中，這意味 著它們?cè)趩挝粫r(shí)間內(nèi)，同一個(gè)車輛在同一路段l上沒(méi)有連續(xù)的軌跡，因而被排 除。其余的編號(hào)為5588{10:00:56}的停止點(diǎn)浮動(dòng)車、編號(hào)為8160{10:02:04}的 停止點(diǎn)浮動(dòng)車、編號(hào)為5062{10:02:15}的停止點(diǎn)浮動(dòng)車、編號(hào)為7632{10:02:37} 的停止點(diǎn)浮動(dòng)車、編號(hào)為1380{10:02:55}的停止點(diǎn)浮動(dòng)車成功的匹配到了路段 l上，它們都屬于路段l，成功完成了停車點(diǎn)浮動(dòng)車的路段匹配，從而加大了 樣本的數(shù)量。
上述各步驟中提到的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表、停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表、移動(dòng) 點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離及夾角計(jì)算結(jié)果表、移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果表、 移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表、停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表、停車點(diǎn) 浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表、停車點(diǎn)浮動(dòng)車初次路段匹配結(jié)果表、 停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表、停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表、 停車點(diǎn)浮動(dòng)車三次路段匹配結(jié)果表都存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器中，本方法的 各步驟都是通過(guò)計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理實(shí)現(xiàn)的，具有實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種基于浮動(dòng)車停車點(diǎn)數(shù)據(jù)過(guò)濾的地圖匹配方法，包括以下步驟步驟一、在后臺(tái)計(jì)算機(jī)處理中心，建立浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)將浮動(dòng)車傳回的信息按時(shí)間順序排列，每條信息對(duì)應(yīng)一個(gè)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄，每條浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄包括GPS設(shè)備編號(hào)及回傳時(shí)間、車輛位置坐標(biāo)、瞬時(shí)速度、行駛方向角；步驟二、將浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄和停車點(diǎn)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄分開(kāi)從浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取浮動(dòng)車數(shù)據(jù)，將浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)中瞬時(shí)速度非0的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄和瞬時(shí)速度為0的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄分開(kāi)，瞬時(shí)速度非0的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中，瞬時(shí)速度為0的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄放入停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中；步驟三、計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車移動(dòng)點(diǎn)投影距離及行駛方向夾角用移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中的每條數(shù)據(jù)計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)投影距離；每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)投影距離是該移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS位置坐標(biāo)到相鄰各路段間的直線距離，移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車行駛方向夾角是移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS方向角與相鄰各路段間的矢量方向之差的絕對(duì)值，將計(jì)算好的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的移動(dòng)點(diǎn)投影距離和行駛方向夾角存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離及夾角計(jì)算結(jié)果表中；步驟四、計(jì)算每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的距離度量值，用移動(dòng)點(diǎn)投影距離和方向角差值加權(quán)求和的方式，計(jì)算每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車與相鄰各路段之間的距離度量值，將計(jì)算好的距離度量值存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果表中；步驟五、用取最小值的方式過(guò)濾移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段取移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車距離度量值計(jì)算結(jié)果表中所有移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車最小距離度量值的路段為該移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在的路段，將過(guò)濾后的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中；步驟六、計(jì)算停止點(diǎn)浮動(dòng)車停止點(diǎn)投影距離用停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄表中的數(shù)據(jù)計(jì)算每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車的停車點(diǎn)投影距離，停車點(diǎn)投影距離是每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS位置坐標(biāo)到相鄰各路段間的直線距離，將計(jì)算好的停車點(diǎn)投影距離存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表中；步驟七、用投影距離最大允許值過(guò)濾停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離計(jì)算結(jié)果表中的停車點(diǎn)投影距離與最大允許值進(jìn)行比較，取所有停車點(diǎn)投影距離小于最大允許值的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄，將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表中；步驟八、用交叉口限制條件初次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段根據(jù)路段的矢量方向判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車投影距離滿足設(shè)定條件結(jié)果表中各路段的終點(diǎn)是否為交叉口，將所有路段終點(diǎn)為交叉口的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄存放在停車點(diǎn)初次路段匹配結(jié)果表中；步驟九、設(shè)定停車點(diǎn)浮動(dòng)車的排隊(duì)長(zhǎng)度根據(jù)路段交叉口的交通狀況設(shè)定排隊(duì)長(zhǎng)度限定值；步驟十、計(jì)算每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離，該距離是停車點(diǎn)浮動(dòng)車GPS位置坐標(biāo)到路段交叉口的直線距離，將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表中；步驟十一、用排隊(duì)長(zhǎng)度作為限制條件二次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將步驟十得到的停車點(diǎn)浮動(dòng)車到交叉口距離計(jì)算結(jié)果表中的每輛停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離與排隊(duì)長(zhǎng)度限定值進(jìn)行比較，取所有停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離小于排隊(duì)長(zhǎng)度的停車點(diǎn)浮動(dòng)車記錄，將其存放在停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表中；步驟十二、通過(guò)回查的方式三次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段將步驟十一得到的停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表中停車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS設(shè)備編號(hào)與步驟五中得到的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS設(shè)備編號(hào)進(jìn)行對(duì)比，如果記錄在停車點(diǎn)浮動(dòng)車二次路段匹配結(jié)果表中的停車點(diǎn)浮動(dòng)車的GPS設(shè)備編號(hào)能夠在移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車路段匹配結(jié)果表中找到相同的移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車GPS設(shè)備號(hào)，則判定該停車點(diǎn)浮動(dòng)車屬于該路段，將結(jié)果放入停車點(diǎn)浮動(dòng)車三次路段匹配結(jié)果表中，完成停車點(diǎn)浮動(dòng)車的路段匹配。
全文摘要
一種基于浮動(dòng)車停車點(diǎn)數(shù)據(jù)過(guò)濾的地圖匹配方法，包括步驟一、建立浮動(dòng)車信息數(shù)據(jù)庫(kù)；步驟二、將移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄和停車點(diǎn)浮動(dòng)車數(shù)據(jù)記錄分開(kāi)；步驟三、計(jì)算移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車移動(dòng)點(diǎn)投影距離及行駛方向夾角；步驟四、計(jì)算每輛移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車的距離度量值，步驟五、過(guò)濾移動(dòng)點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段；步驟六、計(jì)算停止點(diǎn)浮動(dòng)車停止點(diǎn)投影距離；步驟七、過(guò)濾停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段；步驟八、初次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段步驟九、設(shè)定停車點(diǎn)浮動(dòng)車的排隊(duì)長(zhǎng)度；步驟十、計(jì)算停車點(diǎn)浮動(dòng)車到路段終點(diǎn)的距離；步驟十一、二次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段步驟十二、三次判定停車點(diǎn)浮動(dòng)車所在路段；本方法可以將能夠表示路段交通狀態(tài)的零速度點(diǎn)匹配到路段上。
文檔編號(hào)G08G1/123GK101577049SQ200910086869
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月17日
發(fā)明者劉文峰, 玲 孫, 彭禮平, 麗 桑, 王東柱, 齊彤巖, 民 龔 申請(qǐng)人:交通部公路科學(xué)研究所