[发明专利]一种拓扑道路匹配方法、系统及电子设备

权利要求书

1.一种拓扑道路匹配方法，其特征在于，包括：

步骤a：获取车辆的GPS定位数据，并根据所述GPS定位数据加载道路数据，得到车辆的道路候选集；

步骤b：判断所述GPS定位数据中的历史GPS定位点个数是否小于定位点阀值，如果小于定位点阀值，执行步骤c；如果不小于定位点阀值，执行步骤d；

步骤c：通过空间匹配算法分别计算车辆当前的GPS定位点与所述道路候选集中每条道路之间的距离及夹角，并选择与车辆当前的GPS定位点距离最小且所述夹角小于夹角取值范围的道路作为道路匹配结果；

步骤d：通过空间拓扑匹配算法选择所述道路候选集中距离与角度差的加权和最小的道路作为道路匹配结果；

在所述步骤d中，所述通过空间拓扑匹配算法选择所述道路候选集中距离与角度差的加权和最小的道路作为道路匹配结果还包括：

步骤d1：清除所述GPS定位数据中距离当前时间超过第一时间阀值的历史GPS定位点；

步骤d2：分别计算当前GPS定位点与历史GPS定位数据中上一个GPS定位点之间的直线距离和时间间隔，根据所述直线距离和时间间隔得到车辆的直线速度；

在所述步骤d中，所述通过空间拓扑匹配算法选择所述道路候选集中距离与角度差的加权和最小的道路作为道路匹配结果还包括：

步骤d3：判断当前GPS定位点与上一个GPS定位点的直线距离是否小于距离阀值，如果小于距离阀值，以上一次的匹配结果为当前匹配结果；否则，执行步骤d4；

步骤d4：判断当前GPS定位点与上一个GPS定位点的时间间隔是否大于第二时间阀值，以及直线速度是否大于第一速度阀值，如果时间间隔大于第二时间阀值，且直线速度大于第一速度阀值，判定速度异常；否则，执行步骤d5；

步骤d5：分别计算车辆距离上一次计算得到的当前道路出口的前进距离，以及道路方向与车辆前进方向之间的夹角，并判断前进距离是否小于上一次计算得到的距离当前道路出口的距离，以及道路方向与车辆前进方向夹角是否在第一角度阀值以内，如果前进距离小于上一次计算得到的距离当前道路出口的距离，且道路方向与车辆前进方向夹角在第一角度阀值以内，判定车辆仍在当前道路上；否则，执行步骤d6；

步骤d6：分别计算倒数第3个历史GPS定位点与倒数第2个历史GPS定位点、以及倒数第2个历史GPS定位点与倒数第1个历史GPS定位点之间的角度差，并判断两个角度差计算结果是否超过第二角度阀值，如果超过第二角度阀值，将方向角权重设为0；否则，将方向角权重设为0.0009。

2.根据权利要求1所述的拓扑道路匹配方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述根据GPS定位数据加载道路数据具体为：根据GPS定位数据获取车辆的九宫格ID，并根据九宫格ID加载九宫格内的所有道路数据。

3.根据权利要求1或2所述的拓扑道路匹配方法，其特征在于，在所述步骤c中，所述通过空间匹配算法分别计算车辆当前的GPS定位点与道路候选集中每条道路之间的距离及夹角，并选择与车辆当前的GPS定位点距离最小且所述夹角小于夹角取值范围的道路作为道路匹配结果具体为：

给定历史GPS定位点为{p_i-N,p_i-N+1,...,p_i-1}，各个历史GPS定位点的道路匹配结果为{r′_i-N,r′_i-N+1,…,r′_i-1}，当前GPS定位点p_i的道路候选集为R_c＝{r₁，r₂，...，r_m}，GPS定位点p到道路r的最短距离为D(p,r)，GPS定位点p_i-1p_i与道路r所形成的夹角为A(p_i-1p_i,r)，夹角取值范围为[0,π]，将当前GPS定位点p_i匹配到道路r′_i上的公式为：

在上述公式中，α＝1.0，β＝0.5。