一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法和系統(tǒng)，屬于智能交通車載定位【技術領域】。本發(fā)明的技術方案包括識別候選路段和在選定的路段上決定車輛的位置兩個方面，通過設定車輛靜止閾值、定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值的閾值等系統(tǒng)參數(shù)，對車輛是否處于靜止狀態(tài)進行判斷，并正確選擇候選路段，尤其在交叉口處利用本方案提出的閾值及給出的步驟進行比較判斷確定候選路段，避免誤判導致匹配失敗。采用本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)可以減少衛(wèi)星定位在車輛低速行駛時其航向角存在的誤差、在靜止時存在較大的漂移，避免交叉路口存在多個路段時匹配容易發(fā)生錯誤的問題，能夠提高地圖匹配的精度和匹配的性能。
【專利說明】
一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法和系統(tǒng)

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及智能交通車載定位【技術領域】，特別涉及一種用于城市道路交通擁堵分析的基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法和系統(tǒng)。

【背景技術】
[0002]基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)(F⑶，F(xiàn)loating Car Data)的城市道路交通擁堵分析技術被認為是實現(xiàn)先進的交通誘導的重要途徑，基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)交通參數(shù)檢測技術作為一種新的檢測方式，如何提高其檢測性能是目前的核心問題。城市道路擁堵分析主要包括浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)獲取、地圖匹配、路段交通狀態(tài)及路網(wǎng)擁堵計算、交通決策等內容。
[0003]衛(wèi)星定位系統(tǒng)包括美國的GPS全球定位系統(tǒng)、中國的北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，俄羅斯的格洛納斯全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLOBAL NAVIGAT1N SATELLITE SYSTEM,簡稱:GL0NASS)和歐洲的伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)。衛(wèi)星定位系統(tǒng)能夠提供實時、全天候和全球性的導航服務，可以提供車輛定位、行駛路線監(jiān)控等功能，具有全天候、高精度和自動測量的特點，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設、國防建設和社會發(fā)展的各個應用領域。隨著城市車輛保有量的急劇增加，城市道路擁擠不堪，交通事故頻頻發(fā)生，把衛(wèi)星定位系統(tǒng)用于城市道路擁堵收費，將顯著提高城市道路運營的效率和增加行車的安全性。
[0004]地圖匹配(MM,Map Matching)技術是指通過浮動車裝載的衛(wèi)星定位接收機獲取車輛的實時位置信息，通過一定的算法將其匹配到當時車輛所在的路段或者交通區(qū)域內。常見的地圖匹配算法有:幾何投影匹配算法、證據(jù)理論算法、概率匹配算法、模糊推理算法等。
[0005]但是，地圖匹配常遇到以下問題:一則車輛低速行駛時其航向角存在較大的誤差，二則在靜止時定位也存在較大的漂移，三則在交叉路口附近存在較多的路段的情況時容易發(fā)生匹配錯誤?，F(xiàn)有地圖匹配技術尚未充分考慮并處理上述問題，這樣將導致地圖匹配精度變差，性能變壞，甚至產(chǎn)生錯誤的結果。
[0006]當采用普通的半決定式匹配方法在地圖匹配計算時將使得匹配精度或性能降低，甚至產(chǎn)生錯誤的匹配結果，從而在進行道路擁堵分析中產(chǎn)生錯誤的結果。為此，急需要提出一種地圖匹配方法，以提高匹配精度和匹配性能，正確進行道路擁堵計算。


【發(fā)明內容】

[0007]針對現(xiàn)有技術中所存在缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于城市道路交通擁堵分析的基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法和系統(tǒng)。本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)能夠減少衛(wèi)星定位在車輛低速行駛時其航向角存在的誤差、在靜止時存在較大的漂移，避免交叉路口存在多個路段時匹配容易發(fā)生錯誤的問題，能夠提高地圖匹配的精度和匹配的性能，以便能正確將定位數(shù)據(jù)匹配到相應的路段上并進行擁堵分析，為城市道路擁堵收費提供全面的定位技術支持。
[0008]為達到以上目的，本發(fā)明采用的技術方案是:一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，包括以下步驟:
[0009]步驟一:對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置，包括:
[0010]記上次待選的路段ID為RoadlDPre，賦初值RoadIDPre = -1 ；
[0011]記上次待選的路段ID被選擇的次數(shù)為nRoadlDPre，賦初值nRoadIDPre = O ；
[0012]步驟二:接收浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，并提取車輛的速度，經(jīng)緯度，航向角信息；
[0013]步驟三:判斷上次定位數(shù)據(jù)是否匹配成功，如果匹配成功則轉步驟五，否則，轉步驟四；
[0014]步驟四:根據(jù)速度靜止門限值判斷車輛是否處于靜止狀態(tài)，若處于靜止狀態(tài)且靜態(tài)定位點不在交叉口附近，則就近匹配，即選擇距離最近的路段為匹配路徑，轉步驟十四；否則不匹配，直到運動后重新匹配，轉步驟十五；
[0015]步驟五:判斷定位點是否在上次的路段上，如果不在則需要重新搜索，轉步驟六；如果在上次的路段上，則轉步驟十四；
[0016]步驟六:計算待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值，將差值泛化到[0，I]區(qū)間，并計算距離差值，將距離差值泛化到[0，I]區(qū)間，及航向角差值的加權平均值ErrSuml, ErrSuml在[0，I]區(qū)間；
[0017]步驟七:如果當前速度高于低速門限值￥_1^,則令ErrSum為航向角的差值；否則令 ErrSum = ErrSuml ；
[0018]步驟八:選擇航向角差值及距離均小于設置閾值的路段節(jié)點所在的路段作為候選路段；
[0019]步驟九:對候選路段進一步篩選，判斷投影點是否在候選路段上，對于投影點不在某個候選路段的情形，剔除該候選路段；
[0020]步驟十:如果候選路段集為空集，則轉步驟十五；如果候選路段集只有一條候選路段則轉步驟十四；如果候選路段集超過一條候選路段，則轉步驟十一；
[0021]步驟十一:從候選路段集中選擇ErrSum值最小的路段作為候選路段，記該路段ID號為 RoadIDSel ；
[0022]步驟十二:從候選路段集中選擇ErrSum值最小的兩條路段，計算這兩條路段ErrSum的差值，若此差值小于給定值，轉步驟十三，否則將上述候選路段選為匹配路徑，轉步驟十四；
[0023]步驟十三:若RoadIDSel = RoadIDPre,則令 nRoadIDPre = nRoadIDPre+Ι ；否則令 RoadIDSel = RoadlDPre, nRoadIDPre = I 并轉步驟十五，若 nRoadIDPre = 5,則將RoadIDSel選定為匹配的路徑，轉步驟十四，否則轉步驟十五；
[0024]步驟十四:計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標，轉步驟二 ；步驟十五:沒有匹配的路徑，直接輸出原始定位值，轉步驟二。
[0025]進一步，步驟一中，對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置還包括:
[0026]I)設置速度靜止門限值V_Static為0_2km/h ；
[0027]2)設置速度低速門限值V_Low為2_30km/h ；
[0028]3)設置待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt為50-200米；
[0029]4)設置待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt為30度-60度。
[0030]更進一步，所述的系統(tǒng)參數(shù)設置為:
[0031]I)速度靜止門限值 V_Static = 1.0 km/h ；
[0032]2)速度低速門限值V_Low = 20km/h ；
[0033]3)待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt = 100米；
[0034]4)待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt = 45度。
[0035]進一步，步驟四中，如果步驟二中提取的車輛速度低于所設置的速度靜止門限值V_Static,則認為靜止。
[0036]進一步，步驟八中，所述的設置閾值為航向角差值彡45度，距離彡100米；
[0037]步驟十四中，在計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標時，利用幾何方法求取兩條直線的交點，其中一條直線由路段起止點定義；另一條直線的起始點為待匹配的定位點，其斜率為第一條直線的法線方向。
[0038]進一步，步驟十二中，所述的給定值< 0.2。
[0039]更進一步，所述的給定值為0.1。
[0040]一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，包括以下裝置:。
[0041]初始化裝置，用于對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置，包括:
[0042]記上次待選的路段ID為RoadlDPre，賦初值RoadlDPre = -1 ；
[0043]記上次待選的路段ID被選擇的次數(shù)為nRoadIDPre，賦初值nRoadIDPre = O ；
[0044]數(shù)據(jù)接收及提取裝置，用于接收浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，并提取車輛的速度，經(jīng)緯度，航向角信息；
[0045]判斷裝置一，用于判斷上次定位數(shù)據(jù)是否匹配成功，如果匹配成功則轉判斷裝置三處理，否則，轉判斷裝置二處理；
[0046]判斷裝置二，用于根據(jù)速度靜止門限值判斷車輛是否處于靜止狀態(tài)，若處于靜止狀態(tài)且靜態(tài)定位點不在交叉口附近，則就近匹配，即選擇距離最近的路段為匹配路徑，轉投影坐標計算裝置處理；否則不匹配，直到運動后重新匹配，轉原始定位值輸出裝置處理；
[0047]判斷裝置三，用于判斷定位點是否在上次的路段上，如果不在則需要重新搜索，轉計算裝置一處理；如果在上次的路段上，則轉投影坐標計算裝置處理；
[0048]計算裝置一，用于計算待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值，將差值泛化到[0，1]區(qū)間，并計算距離差值，將距離差值泛化到[O, I]區(qū)間，及航向角差值的加權平均值ErrSuml, ErrSuml在[O, I]區(qū)間；
[0049]判斷裝置四，用于如果當前速度高于低速門限值V_Low,則令ErrSum為航向角的差值；否則令 ErrSum = ErrSuml ；
[0050]候選路段選擇裝置一，用于選擇航向角差值及距離均小于設置閾值的路段節(jié)點所在的路段作為候選路段；
[0051]候選路段篩選裝置，用于對候選路段進一步篩選，判斷投影點是否在候選路段上，對于投影點不在某個候選路段的情形，剔除該候選路段；
[0052]判斷裝置五，用于:如果候選路段集為空集，則轉原始定位值輸出裝置處理；如果候選路段集只有一條候選路段則轉投影坐標計算裝置處理；如果候選路段集超過一條候選路段，則轉候選路段選擇裝置二處理；
[0053]候選路段選擇裝置二，用于從候選路段集中選擇ErrSum值最小的路段作為候選路段，記該路段ID號為RoadIDSel ；
[0054]計算裝置二，從候選路段集中選擇ErrSum值最小的兩條路段，計算這兩條路段ErrSum的差值，若此差值小于給定值，轉判斷裝置六處理，否則將上述候選路段選為匹配路徑，轉轉投影坐標計算裝置處理；
[0055]判斷裝置六，用于:若RoadIDSel = RoadlDPre,則令 nRoadIDPre =nRoadIDPre+Ι ;否則令 RoadIDSel = RoadlDPre, nRoadIDPre = I 并轉原始定位值輸出裝置處理，若nRoadIDPre = 5，則將RoadIDSel選定為匹配的路徑，轉轉投影坐標計算裝置處理，否則轉原始定位值輸出裝置處理；
[0056]投影坐標計算裝置，用于計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標；
[0057]原始定位值輸出裝置，用于在沒有匹配的路徑時直接輸出原始定位值。
[0058]本發(fā)明的效果在于:采用本發(fā)明所述的浮動車地圖匹配方法和系統(tǒng)，可以解決以下三個方面的題，一則，可以解決浮動車靜止位于交叉口附近時匹配容易發(fā)生錯誤的情形；二則，可以解決低速行駛時航向角不準的情況下匹配精度不高的問題；三則可以解決車輛在交叉口處存在多個相似的路段時容易發(fā)生匹配錯誤的問題。本發(fā)明重點解決了以上三個問題從而提高地圖匹配的精度和匹配的性能，以便能正確將定位數(shù)據(jù)匹配到相應的路段上并進行擁堵分析，為城市道路擁堵收費提供全面的定位技術支持。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0059]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0060]圖1是本發(fā)明【具體實施方式】中所述方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0061]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。
[0062]如圖1所示，本發(fā)明【具體實施方式】提供了一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，包括以下步驟:
[0063]步驟一:對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置，包括:
[0064]I)設置速度靜止門限值V_Static，V_Static的取值范圍為0_2km/h ；
[0065]2)設置速度低速門限值V_Low，V_Low的取值范圍為2_30km/h ；
[0066]3)設置待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值3_1^，S_Lmt的取值范圍為50-200 米；
[0067]4)設置待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt，Azm_Lmt的取值范圍為30度-60度；
[0068]5)記上次待選的路段ID為RoadlDPre，賦初值RoadlDPre = -1 ；
[0069]6)記上次待選的路段ID被選擇的次數(shù)為nRoadIDPre，賦初值nRoadIDPre = O。
[0070]本實施例中，所述的系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)選地設置為:
[0071]I)速度靜止門限值 V_Static = 1.0 km/h ；
[0072]2)速度低速門限值V_Low = 20km/h ；
[0073]3)待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt = 100米；
[0074]4)待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt = 45度。
[0075]步驟二:通過浮動車裝載的衛(wèi)星定位接收機獲取車輛的實時位置信息，接收浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，并提取車輛的速度，經(jīng)緯度，航向角等信息；
[0076]步驟三:判斷上次定位數(shù)據(jù)是否匹配成功，如果匹配成功則轉步驟五，否則，轉步驟四；具體在判斷時，如果上次匹配到了某條路段則定位數(shù)據(jù)匹配成功，否則不成功。
[0077]步驟四:根據(jù)速度靜止門限值判斷車輛是否處于靜止狀態(tài)，若處于靜止狀態(tài)且靜態(tài)定位點不在交叉口附近，則就近匹配，即選擇距離最近的路段為匹配路徑，轉步驟十四；否則不匹配，直到運動后重新匹配，轉步驟十五；
[0078]本實施例中，如果步驟二中提取的車輛速度低于所設置的速度靜止門限值V_Static,則認為車輛處理靜止狀態(tài)。
[0079]步驟五:判斷定位點是否在上次的路段上，如果不在則需要重新搜索，轉步驟六；如果在上次的路段上，則轉步驟十四；
[0080]步驟六:計算待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值，將差值泛化到[0，I]區(qū)間，并計算距離差值，將距離差值泛化到[0，I]區(qū)間，及航向角差值的加權平均值ErrSuml, ErrSuml在[0，I]區(qū)間；
[0081]步驟七:如果當前速度高于低速門限值￥_1^,則令ErrSum為航向角的差值；否則令 ErrSum = ErrSuml ；
[0082]步驟八:選擇定位點的航向角與道路的航向角之間的差值及待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離均小于設置閾值的路段節(jié)點所在的路段作為候選路段，設置閾值可以是航向角差值< 45度，距離< 100米，設置閾值的數(shù)值越低，精確度越高；
[0083]步驟九:對候選路段進一步篩選，判斷投影點是否在候選路段上，對于投影點不在某個候選路段的情形，剔除該候選路段；
[0084]步驟十:如果候選路段集為空集，則轉步驟十五；如果候選路段集只有一條候選路段則轉步驟十四；如果候選路段集超過一條候選路段，則轉步驟十一；
[0085]步驟十一:從候選路段集中選擇ErrSum值最小的路段作為候選路段，記該路段ID號為 RoadIDSel ；
[0086]步驟十二:從候選路段集中選擇ErrSum值最小的兩條路段，計算這兩條路段ErrSum的差值，若此差值小于給定值，轉步驟十三，否則將上述候選路段選為匹配路徑，轉步驟十四；
[0087]本實施例中，所述的給定值為< 0.2，優(yōu)選為0.1。
[0088]步驟十三:若RoadIDSel = RoadlDPre,則令 nRoadIDPre = nRoadIDPre+Ι ；否則令 RoadIDSel = RoadlDPre, nRoadIDPre = I 并轉步驟十五，若 nRoadIDPre = 5，則將RoadIDSel選定為匹配的路徑，轉步驟十四，否則轉步驟十五；
[0089]步驟十四:計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標，轉步驟二 ；
[0090]本步驟中，在計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標時，利用幾何方法求取兩條直線的交點，其中一條直線由路段起止點定義；另一條直線的起始點為待匹配的定位點，其斜率為第一條直線的法線方向。
[0091]步驟十五:沒有匹配的路徑，直接輸出原始定位值，轉步驟二。
[0092]本發(fā)明【具體實施方式】還提供了一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，包括以下裝置:。
[0093]初始化裝置，用于對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置，包括:
[0094]記上次待選的路段ID為RoadlDPre，賦初值RoadlDPre = -1 ；
[0095]記上次待選的路段ID被選擇的次數(shù)為nRoadIDPre，賦初值nRoadIDPre = O ；
[0096]數(shù)據(jù)接收及提取裝置，用于接收浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，并提取車輛的速度，經(jīng)緯度，航向角信息；
[0097]判斷裝置一，用于判斷上次定位數(shù)據(jù)是否匹配成功，如果匹配成功則轉判斷裝置三處理，否則，轉判斷裝置二處理；
[0098]判斷裝置二，用于根據(jù)速度靜止門限值判斷車輛是否處于靜止狀態(tài)，若處于靜止狀態(tài)且靜態(tài)定位點不在交叉口附近，則就近匹配，即選擇距離最近的路段為匹配路徑，轉投影坐標計算裝置處理；否則不匹配，直到運動后重新匹配，轉原始定位值輸出裝置處理；
[0099]判斷裝置三，用于判斷定位點是否在上次的路段上，如果不在則需要重新搜索，轉計算裝置一處理；如果在上次的路段上，則轉投影坐標計算裝置處理；
[0100]計算裝置一，用于計算待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值，將差值泛化到[0，1]區(qū)間，并計算距離差值，將距離差值泛化到[O, I]區(qū)間，及航向角差值的加權平均值ErrSuml, ErrSuml在[O, I]區(qū)間；
[0101]判斷裝置四，用于如果當前速度高于低速門限值V_Low,則令ErrSum為航向角的差值；否則令 ErrSum = ErrSuml ；
[0102]候選路段選擇裝置一，用于選擇航向角差值及距離均小于設置閾值的路段節(jié)點所在的路段作為候選路段；
[0103]候選路段篩選裝置，用于對候選路段進一步篩選，判斷投影點是否在候選路段上，對于投影點不在某個候選路段的情形，剔除該候選路段；
[0104]判斷裝置五，用于:如果候選路段集為空集，則轉原始定位值輸出裝置處理；如果候選路段集只有一條候選路段則轉投影坐標計算裝置處理；如果候選路段集超過一條候選路段，則轉候選路段選擇裝置二處理；
[0105]候選路段選擇裝置二，用于從候選路段集中選擇ErrSum值最小的路段作為候選路段，記該路段ID號為RoadIDSel ；
[0106]計算裝置二，從候選路段集中選擇ErrSum值最小的兩條路段，計算這兩條路段ErrSum的差值，若此差值小于給定值，轉判斷裝置六處理，否則將上述候選路段選為匹配路徑，轉轉投影坐標計算裝置處理；
[0107]判斷裝置六，用于:若RoadIDSel = RoadlDPre,則令 nRoadIDPre =nRoadIDPre+Ι ;否則令 RoadIDSel = RoadlDPre, nRoadIDPre = I 并轉原始定位值輸出裝置處理，若nRoadIDPre = 5，則將RoadIDSel選定為匹配的路徑，轉轉投影坐標計算裝置處理，否則轉原始定位值輸出裝置處理；
[0108]投影坐標計算裝置，用于計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標；
[0109]原始定位值輸出裝置，用于在沒有匹配的路徑時直接輸出原始定位值。
[0110]本實施例中，對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置還包括:
[0111]I)速度靜止門限值 V_Static = 1.0km/h ；
[0112]2)速度低速門限值V_Low = 20km/h ；
[0113]3)待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt = 100米；
[0114]4)待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt = 45度。
[0115]所述的設置閾值為航向角差值<45度，距離< 100米，所述的給定值為0.1。
[0116]通過上述實施例可以看出，本發(fā)明的技術方案包括識別候選路段和在選定的路段上決定車輛的位置兩個方面。本發(fā)明主要改進了候選路段的識別。通過設定車輛靜止閾值、定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值的閾值等系統(tǒng)參數(shù)，對車輛是否處于靜止狀態(tài)進行判斷，并正確選擇候選路段，尤其在交叉口處利用本方案提出的閾值及給出的步驟進行比較判斷確定候選路段，避免誤判導致匹配失敗。同時，跟蹤匹配模式下，利用上次匹配的結果及本次定位的數(shù)據(jù)和地圖的數(shù)據(jù)進行比較，可以達到快速匹配的目的。
[0117]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0118]本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。
[0119]本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于計算機可讀取存儲介質中，這里所稱得的存儲介質，如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。本領域技術人員應該明白，本發(fā)明所述的方法和系統(tǒng)并不限于【具體實施方式】中所述的實施例，上面的具體描述只是為了解釋本發(fā)明的目的，并非用于限制本發(fā)明。本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的技術方案得出其他的實施方式，同樣屬于本發(fā)明的技術創(chuàng)新范圍，本發(fā)明的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，包括以下步驟: 步驟一:對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置，包括: 記上次待選的路段ID為RoadlDPre，賦初值RoadIDPre = -1 ； 記上次待選的路段ID被選擇的次數(shù)為nRoadlDPre，賦初值nRoadIDPre = O ； 步驟二:接收浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，并提取車輛的速度，經(jīng)緯度，航向角信息； 步驟三:判斷上次定位數(shù)據(jù)是否匹配成功，如果匹配成功則轉步驟五，否則，轉步驟四； 步驟四:根據(jù)速度靜止門限值判斷車輛是否處于靜止狀態(tài)，若處于靜止狀態(tài)且靜態(tài)定位點不在交叉口附近，則就近匹配，即選擇距離最近的路段為匹配路徑，轉步驟十四；否則不匹配，直到運動后重新匹配，轉步驟十五； 步驟五:判斷定位點是否在上次的路段上，如果不在則需要重新搜索，轉步驟六；如果在上次的路段上，則轉步驟十四； 步驟六:計算待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值，將差值泛化到[0，I]區(qū)間，并計算距離差值，將距離差值泛化到[0，I]區(qū)間，及航向角差值的加權平均值ErrSuml, ErrSuml在[O, I]區(qū)間； 步驟七:如果當前速度高于低速門限值V_Low,則令ErrSum為航向角的差值；否則令ErrSum = ErrSuml ； 步驟八:選擇航向角差值及距離均小于設置閾值的路段節(jié)點所在的路段作為候選路段； 步驟九:對候選路段進一步篩選，判斷投影點是否在候選路段上，對于投影點不在某個候選路段的情形，剔除該候選路段； 步驟十:如果候選路段集為空集，則轉步驟十五；如果候選路段集只有一條候選路段則轉步驟十四；如果候選路段集超過一條候選路段，則轉步驟十一； 步驟十一:從候選路段集中選擇ErrSum值最小的路段作為候選路段，記該路段ID號為RoadIDSel ； 步驟十二:從候選路段集中選擇ErrSum值最小的兩條路段，計算這兩條路段ErrSum的差值，若此差值小于給定值，轉步驟十三，否則將上述候選路段選為匹配路徑，轉步驟十四； 步驟十三:若 RoadIDSel = RoadIDPre,則令 nRoadIDPre = nRoadIDPre+Ι ；否則令 RoadIDSel = RoadlDPre, nRoadIDPre = I 并轉步驟十五，若 nRoadIDPre = 5,則將RoadIDSel選定為匹配的路徑，轉步驟十四，否則轉步驟十五； 步驟十四:計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標，轉步驟二 ； 步驟十五:沒有匹配的路徑，直接輸出原始定位值，轉步驟二。
2.如權利要求1所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，其特征是，步驟一中，對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置還包括: 1)設置速度靜止門限值V_Static為0-2km/h； 2)設置速度低速門限值V_Low為2-30km/h； 3)設置待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt為50-200米； 4)設置待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt為30度-60度。
3.如權利要求2所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，其特征是，所述的系統(tǒng)參數(shù)設置為: 1)速度靜止門限值V_Static= 1.0 km/h ； 2)速度低速門限值V_Low= 20km/h ； 3)待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt= 100米； 4)待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt= 45度。
4.如權利要求1至3任一項所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，其特征是:步驟四中，如果步驟二中提取的車輛速度低于所設置的速度靜止門限值V_Static,則認為靜止。
5.如權利要求1至3任一項所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，其特征是:步驟八中，所述的設置閾值為航向角差值< 45度，距離< 100米； 步驟十四中，在計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標時，利用幾何方法求取兩條直線的交點，其中一條直線由路段起止點定義；另一條直線的起始點為待匹配的定位點，其斜率為第一條直線的法線方向。
6.如權利要求4所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，其特征是:步驟十二中，所述的給定值< 0.2。
7.如權利要求6所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配方法，其特征是:所述的給定值為0.1。
8.一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，包括以下裝置: 初始化裝置，用于對系統(tǒng)參數(shù)進行初始化設置，包括: 記上次待選的路段ID為RoadlDPre，賦初值RoadlDPre = -1 ； 記上次待選的路段ID被選擇的次數(shù)為nRoadIDPre，賦初值nRoadIDPre = O ； 數(shù)據(jù)接收及提取裝置，用于接收浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，并提取車輛的速度，經(jīng)緯度，航向角信息； 判斷裝置一，用于判斷上次定位數(shù)據(jù)是否匹配成功，如果匹配成功則轉判斷裝置三處理，否則，轉判斷裝置二處理； 判斷裝置二，用于根據(jù)速度靜止門限值判斷車輛是否處于靜止狀態(tài)，若處于靜止狀態(tài)且靜態(tài)定位點不在交叉口附近，則就近匹配，即選擇距離最近的路段為匹配路徑，轉投影坐標計算裝置處理；否則不匹配，直到運動后重新匹配，轉原始定位值輸出裝置處理； 判斷裝置三，用于判斷定位點是否在上次的路段上，如果不在則需要重新搜索，轉計算裝置一處理；如果在上次的路段上，則轉投影坐標計算裝置處理； 計算裝置一，用于計算待匹配的定位點到路段節(jié)點的距離以及定位點的航向角與道路的航向角之間的差值，將差值泛化到[0，1]區(qū)間，并計算距離差值，將距離差值泛化到[O, I]區(qū)間，及航向角差值的加權平均值ErrSuml, ErrSuml在[O, I]區(qū)間； 判斷裝置四，用于如果當前速度高于低速門限值￥_1^)?，則令ErrSum為航向角的差值；否則令 ErrSum = ErrSuml ； 候選路段選擇裝置一，用于選擇航向角差值及距離均小于設置閾值的路段節(jié)點所在的路段作為候選路段； 候選路段篩選裝置，用于對候選路段進一步篩選，判斷投影點是否在候選路段上，對于投影點不在某個候選路段的情形，剔除該候選路段； 判斷裝置五，用于:如果候選路段集為空集，則轉原始定位值輸出裝置處理；如果候選路段集只有一條候選路段則轉投影坐標計算裝置處理；如果候選路段集超過一條候選路段，則轉候選路段選擇裝置二處理； 候選路段選擇裝置二，用于從候選路段集中選擇ErrSum值最小的路段作為候選路段，記該路段ID號為RoadIDSel ； 計算裝置二，從候選路段集中選擇ErrSum值最小的兩條路段，計算這兩條路段ErrSum的差值，若此差值小于給定值，轉判斷裝置六處理，否則將上述候選路段選為匹配路徑，轉轉投影坐標計算裝置處理； 判斷裝置六，用于:若 RoadIDSel = RoadlDPre,則令 nRoadIDPre = nRoadIDPre+Ι ；否則令RoadIDSel = RoadlDPre, nRoadIDPre = I并轉原始定位值輸出裝置處理，若nRoadIDPre = 5，則將RoadIDSel選定為匹配的路徑，轉轉投影坐標計算裝置處理，否則轉原始定位值輸出裝置處理； 投影坐標計算裝置，用于計算待匹配的定位點到路段起止點的投影坐標； 原始定位值輸出裝置，用于在沒有匹配的路徑時直接輸出原始定位值。
9.如權利要求8所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述的初始化裝置還用于下列系統(tǒng)參數(shù)的設置: 1)設置速度靜止門限值V_Static為0-2km/h； 2)設置速度低速門限值V_Low為2-30km/h； 3)設置待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt為50-200米； 4)設置待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt為30度-60度。
10.如權利要求9所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于，所述的系統(tǒng)參數(shù)設置為: 1)速度靜止門限值V_Static= 1.0 km/h ； 2)速度低速門限值￥_1^= 20km/h ； 3)待匹配的定位點到路段節(jié)點距離門限值S_Lmt= 100米； 4)待匹配的定位點與路段航向角誤差門限值Azm_Lmt= 45度； 所述的設置閾值為航向角差值< 45度，距離< 100米。
11.如權利要求8至10任一項所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于:所述的給定值< 0.2。
12.如權利要求11所述的一種基于浮動車衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)的地圖匹配系統(tǒng)，其特征在于:所述的給定值為0.1。
【文檔編號】G08G1/01GK104331626SQ201410641842
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月8日 優(yōu)先權日:2014年11月8日
【發(fā)明者】余振華 申請人:北京握奇智能科技有限公司