[发明专利]一种基于Fréchet距离阈值的轨迹相似性快速匹配方法

权利要求书

1.一种基于Fréchet距离阈值的轨迹相似性快速匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

(S1)设初始的候选轨迹集为T₀，在T₀上进行基于轨迹首尾点的过滤操作，得到处理后的候选轨迹集T₁；

(S2)在T₁上进行基于轨迹最小外包框的过滤操作，得到处理后的候选轨迹集T₂；

(S3)在T₂上进行基于轨迹缓冲区的过滤操作，得到处理后的候选轨迹集T₃；

(S4)对T₃进行精确Fréchet距离过滤处理，得到最终结果集；对T₃进行精确Fréchet距离过滤处理的具体过程为：

(S41)记P_i为目标轨迹的第i个位置点，从目标轨迹的第一个点i＝1开始处理；

(S42)分别对候选轨迹集T3中的每一条候选轨迹进行有效连接搜索；具体为：遍历候选轨迹的位置点，判断其是否与P_i、P_i+1形成有效连接，计算P_i的覆盖范围得到C_i，包含的位置点序号为P_i+1的覆盖范围得到C_i+1,包含的位置点序号为所述有效连接定义为两条轨迹中建立连接的两个节点的距离小于给定阈值ε，则称为有效连接；

(S43)若C_i+1与C_i在候选轨迹上形成顺序覆盖关系，即C_i+1的起始点位于C_i的范围内或紧邻C_i的结束点，用位置点符号表示为则i增1，返回步骤(S42)；若C_i+1与C_i所包括的位置点在候选轨迹上不连续或者不能顺序覆盖候选轨迹，即C_i+1的起始点与C_i包含的位置点集之间形成回退或间隔，用位置点符号表示为或则搜索终止，输出轨迹不匹配的判断结果；

(S44)当P_i取值为目标轨迹的最后一个点，且覆盖范围的并集涵盖整个候选轨迹，则输出轨迹匹配的判断结果，否则输出轨迹不匹配的判断结果。

2.如权利要求1所述的一种基于Fréchet距离阈值的轨迹相似性快速匹配方法，其特征在于：所述步骤(S1)中的基于轨迹首尾点的过滤操作具体过程为：

(S11)遍历初始的候选轨迹集T₀，分别提取候选轨迹集T₀中每条轨迹的第一个位置点和最后一个位置点，组成候选轨迹的首点集合和尾点集合，然后分别对首点集合和尾点集合建立空间R树索引；

(S12)提取目标轨迹的首点位置坐标和尾点位置坐标，并基于所述首点位置坐标、尾点位置坐标向四周扩展给定的阈值ε，分别生成以目标轨迹的首点、尾点为中心的，以2ε为边长的首、尾正方形查询框；

(S13)使用步骤(S11)中建立的两个空间R树索引，分别以步骤(S12)中得到的首、尾正方形查询框进行空间范围查询，得到命中的所有轨迹组成候选轨迹集T₁。

3.如权利要求2所述的一种基于Fréchet距离阈值的轨迹相似性快速匹配方法，其特征在于：所述步骤(S2)中最小外包框过滤的具体过程为：

(S21)求取目标轨迹的最小外包框；遍历目标轨迹上的位置点，保留处于左上角和右下角的点坐标，左上角、右下角坐标覆盖的矩形空间范围，即最小外包框；

(S22)将目标轨迹的最小外包框MBR向外扩展ε，形成待查扩展区eMBR；

(S23)判断所述步骤(S13)中得到的候选轨迹集T₁中的候选轨迹是否位于eMBR内部，保留轨迹位于eMBR内部的候选轨迹，所有位于eMBR内部的候选轨迹组成候选轨迹集T₂。

4.如权利要求1所述的一种基于Fréchet距离阈值的轨迹相似性快速匹配方法，其特征在于：所述步骤(S3)中基于轨迹缓冲区过滤的具体过程为：

(S31)以给定阈值ε为半径求取目标轨迹缓冲区；首先将目标轨迹位置点按顺序连接形成线对象，然后对所述线对象求取缓冲区，即目标轨迹缓冲区；

(S32)判断T₂中的候选轨迹是否位于目标轨迹缓冲区内部，保留轨迹位于目标轨迹缓冲区内部的候选轨迹，所有位于目标轨迹缓冲区内部的候选轨迹组成候选轨迹集T₃。