[发明专利]基于车辆轨迹数据的路段拼接方法及系统

权利要求书

1.一种基于车辆轨迹数据的路段拼接方法，其特征在于，包括：

步骤S1，实时获取道路上各种车辆的定位数据；

步骤S2，对所述定位数据进行聚类分析，完成有向聚类，得到聚类结果，所述聚类结果中每类的定位数据为点数据；

步骤S3，根据所述聚类结果，进行道路拟合处理，得到拼接后的路线：

将所述聚类结果中的点数据拼接成路段数据；

将所述路段数据拼接成路线数据，得到拼接后的路线，实现对所述定位数据的拼接；

所述步骤S3，具体包括：

聚类预处理子步骤：

将所述聚类结果中有共同边界点的类进行合并或关系建立，得到处理后的路段点数据；

拼接处理子步骤：

根据所述处理后的路段点数据的起点和方向角度，通过中心点画线法将所述处理后的路段点数据进行画线，得到第一待拼接路段；

对所述第一待拼接路段进行过滤处理，包括剔除错误方向和冗余线路，得到第二待拼接路段；

对所述第二待拼接路段进行线线拼接，得到拼接后的路线；

将拼接后的路线中属于同一条复杂道路与交叉口的道路弧段与节点赋值为相同的ID，得到提取后的道路；

计算提取后的道路长度与方向，分别为道路合并后起止点之间的最短路径与连线方向，得到带匹配的道路网数据；

每个道路交叉口生成的局部网络在另一份数据中找到最优匹配，由于多源数据参考系的不同，需要将所有待匹配的道路网数据转化为统一拓扑结构，即两条道路的相交处被认为是交叉口，同时通过剔除连接数等于2的伪节点；保证凡道路节点必出现在交叉口处；

道路交叉口的局部网络结构描述步骤：记录与每个道路交叉口连接的道路网，被描述的交叉口定义为中心节点，与中心节点直接相连的道路定义为主边，并记录主边之间的逆时针邻接关系，主边与其他邻接道路共同构成局部网络，局部网络用来描述道路节点的形态和拓扑信息；

理论上当邻近道路数足够多时，每个道路交叉口都具有唯一的结构特征使其能够相互区分，该局部网络 结构便是中心节点的唯一结构化特征描述；

采用三阶连通道路描述一个道路节点的结构特征；

局部网络结构配准步骤：

根据道路交叉口的局部网络结构描述，将道路中的节点距离匹配转化为局部网络之间的形态相似性匹配：

以局部网络中的街区作为配准参考；

通过尺度比值计算合并相似变换，提高计算效率；

最大公共子网查找步骤：通过建立变换方程，将两个局部网络变换到同一参考系下，使之具有可比性；

通过计算最大公共子网获得局部网络之间的相似度，即寻找两个网络的最大公共部分；

采用树形查找的方式进行查找：

以两个局部网络中的中心节点作为查找的起点，比较连接道路的相似性。

2.根据权利要求1所述的基于车辆轨迹数据的路段拼接方法，其特征在于，

所述聚类预处理子步骤中，所述将所述聚类结果中有共同边界点的类进行合并或关系建立，具体为：

对所述聚类结果中有共同边界点的类的角度标识进行判断，得到角度标识结果，并根据所述角度标识结果对所述聚类结果中有共同边界点的类进行合并或关系建立，所述角度标识为所述聚类结果中全体点的方向标识。

3.根据权利要求2所述的基于车辆轨迹数据的路段拼接方法，其特征在于，

对所述聚类结果中有共同边界点的类的角度标识进行判断，得到角度标识结果，并根据所述角度标识结果对所述聚类结果中有共同边界点的类进行合并或关系建立，具体为：

当所述角度标识结果为所述聚类结果中有共同边界点的角度标识一致，判定所述聚类结果中有共同边界点对应的两条道路的关系为同一条路段，将所述两条道路合并，并生成一个新的类编号，所述新的类编号区别于所述聚类结果中有共同边界点的类对应的编号；

当所述角度标识结果为所述聚类结果中有共同边界点的角度标识不一致，且不是相反方向的角度，则所述共同边界点为转弯点，判定所述聚类结果中有共同边界点对应的两条道路的关系为相互交叉、分支和弯道中的至少一种；

当所述角度标识结果为所述聚类结果中有共同边界点的角度标识不一致，且角度方向相反，判定所述聚类结果中有共同边界点对应的两条道路的关系为同一条道路的两个方向，将所述两条道路合并为一条路段。