[发明专利]环形路段的地图匹配方法

说明书

本发明公开一种环形路段的地图匹配方法，具体如下：检测GPS点是否处于环形路段，若检测结果为是，则基于空间分析、时间分析、方向分析及投票得分来匹配该GPS点对应的路段。该方法在时空、方向分析函数地图匹配方法(STD‑matching)的基础上，采用局部轨迹序列方向分析方法判断进入环形路段，还添加GPS点候选路段频率投票分析，减小匹配到错误路段的概率，提高准确度。

技术领域

本发明属于地图匹配技术领域，更具体地，本发明涉及一种环形路段的地图匹配方法。

背景技术

GPS定位设备的普及产生大量的轨迹数据，成为智能交通系统、路线推荐及其相关应用的重要数据来源。精确的GPS轨迹数据能提高统计的可靠度，使得用户能获取到更高质量的服务。然而，由于设备能耗限制、信号干扰等因素导致部分GPS采样点与真实位置间有较大误差。

地图匹配是将轨迹中的每个GPS点映射到地图路段上的正确位置，是人们研究轨迹的重要处理步骤。现有的地图匹配面临环形路段、并行路段、交叉路段等复杂路网环境的挑战。由于结构复杂、路段密集或不同路段方向接近等原因，GPS点容易被匹配到错误路段。

在环形路段处，现有的基于HMM的地图匹配方法产生匹配错误存在如下原因。其一，这些方法通常假设司机偏好最短的行驶路线，采用最短路径算法计算路段上的两个相邻候选点之间距离，该算法在简单路段处取得较好的效果，但在环形路段处最短路径并不总是正确。其二，为了减少误差，现有的HMM地图匹配方法考虑方向分析，计算起始与终止路网点连线的方向，求出路段方向，依靠行驶方向与路段方向间的角度差作为最佳路段选取的评判依据，但是在环形路段处，道路的方向不断变化，在每处都不同，因此，采用固定值代表环形路段的方向容易产生偏差，导致匹配错误。例如，图1中，GPS采样点p₁→p₂→p₃的正确候选点为c₁→c₂→c₃，但是由于p₂到直行路段距离最近，因此被错误匹配到c′₂，进而导致p₃被匹配至c′₃，所以最后错误的匹配结果为c₁→c′₂→c′₃。而不是环形路段上。

发明内容

本发明提供一种环形路段的地图匹配方法，旨在改善上述问题。

本发明是这样实现的，一种环形路段的地图匹配方法，所述方法具体如下：

检测GPS点是否处于环形路段，若检测结果为是，则基于空间分析、时间分析、方向分析及投票得分来匹配该GPS点对应的路段。

进一步的，环形路段的检测方法具体如下：

获取该GPS点及其后(m-1)个GPS点，计算后一GPS点与前一GPS点的行驶方向角差值；

若存在指定数量的行驶方向角差值连续大于设定的正角度值或小于设定的负角度值，则判定该GPS点处于环形路段。

进一步的，环形路段处的地图匹配公式具体如下：

F_stdv(c_i-1,j,c_i,k)＝F_s(c_i-1,j,c_i,k)*F_t(c_i-1,j,c_i,k)*F_d(c_i,k)*F_v(c_i,k)