[发明专利]一种通过GPS推断公交路径方法

摘要

本发明公开了一种通过GPS推断公交路径方法，本方法首先去除数据两段，车辆位于首末站或首末站的公交场站内的速度为0的点及进出场站的不规则运动方向点。地图匹配；连续两点对之间的路径推测；点对路径连接及筛选；多段路径合并；路径平滑；采用移动窗口平滑法，直到终止路链。完全自动化，无需人工介入，即在毫秒级时间内得出一个趟次公交车GPS数据的实际行驶路径。本方法通过获取某一辆公交车一个趟次的GPS数据，通过GPS数据去除异常，将各点匹配到导航图的路链上，通过路链关联推测路链走向，形成多段公交路径，经过合并平滑形成完整趟次路径的方法。

主权项

一种通过GPS推断公交路径方法，将所需计算的城市按城市范围以0.005度作为间隔划分为n*m个网格(LinkGrid)组成的矩阵(LinkMatrix)，n为网格的行数，m为网格的列数；将导航图中的每条路链(Link)缓存到内存中，将每条路链按照两两点拆分为有序的路链段(LinkSection)，用于导航图的匹配；根据LinkSection与LinkGrid的关系，在每个LinkGrid中保存所覆盖的LinkSection列表；从每条路链起始，生成500米范围内的路链行驶树(RouteTree)，路链行驶树的每个节点(RouteLinkNode)即是一条路链，保存了从路链行驶树的根路链到此路链的行驶距离，其父节点id，此路链行驶树在此路链上的行驶方向信息，用于路径推测，为从右上角加粗路链出发，500米范围内所能到达的所有路链；以上六种数据为本方法的基础数据；其特征在于：该方法的实现包括以下步骤，步骤1：数据预处理去除数据两段，车辆位于首末站或首末站的公交场站内的速度为0的点及进出场站的不规则运动方向点；对于存在首末站中间GPS数据丢失的情况，如果首末站中间GPS数据丢失超过3分钟，则将首末站中间的路段拆分为两段，并分别进行匹配；计算每个GPS序列中的点与前后两点连线的方向，丢弃存在前后方向差别大的异常点；步骤2：地图匹配1)循环GPS序列中的点，将经纬度转换为LinkMatrix中的行列号，获取行列号上所属的LinkGrid及周边的八个LinkGrid；2)循环所有LinkGrid所覆盖的所有LinkSection，判断点的距离及行驶方向与LinkSection的关系，对于同一条Link上的多个LinkSection，用距离近的替换远的；3)循环找到的所有在匹配距离及匹配角度内的Link，根据匹配距离及匹配角度计算匹配相关度，并按相关度排序，丢弃相关度低或点匹配到路链两端的情况；步骤3：连续两点对之间的路径推测循环GPS序列中的两两点对，循环起点的多个匹配路链和终点的多个匹配路链，利用缓存的500米范围内路链行驶树，直接获取两个路链对之间的导航路径；步骤4：点对路径连接及筛选；循环两两点对之间的路径，将第1‑2点的路径和2‑3点的路径，根据中间2点的共同匹配合并为1‑3点的路径，然后再合并3‑4点的路径为1‑4点的路径，然后再合并(x‑1)‑(x)的路径为1‑x点的路径，x小于等于n，x大于等于1；直到与n‑(n+1)点之间没有推测出轨迹，将这n点的轨迹保存，继续循环n+1点以后的轨迹重复执行，最后形成m段多点的连续路径；步骤5：多段路径合并；对于步骤4形成的多点的连续路径，在中断处，采用非缓存方法，再次计算中断处前后两条路链之间的路径；如果两条路链中间无法推测出路径，则先忽略前一段路径的最后一条路链，计算前一段路径中前一段路径的倒数第二条路链与后一段路径中的第一条路链之间的路径；还是没有，则计算前一段路径的最后一条路链与后一段路径中的第二条路链之间的路径，还是没有，则计算前一段路径中倒数第二条的路链与后一段路径中的第二条路链之间的路径；如果还是无法推测，则忽略前后两条路径，计算前一条路径的倒数第三条路链与后一条路径的第三条路链之间的路径，直到能够得出路径，将两段路径合并为一条完整的路径；最多经过5轮循环，就能将两段路径合并；步骤6：路径平滑；经步骤5得出的路径，仍存在部分地点出现异常拐弯，悬挂线，在主路或辅路间频繁切换的情况；采用移动窗口平滑法，以连续的7条路链为基础，判断起始路链到结束路链是否有更近的路径替代，如果有则进行替代，然后往前移动4条路链，判断下一个7条路链，直到终止路链。