[发明专利]一种车载GPS轨迹空间索引精确匹配方法

权利要求书

1.一种车载GPS轨迹空间索引精确匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取任一车辆的车载GPS经过的多个GPS点，对多个GPS点进行初始化操作，得到有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}；

步骤2，根据有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}，将有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}内的有效GPS点匹配至道路网络中，并生成相关分段匹配编号，获得每个匹配分段的有效GPS点集合L(Seg)＝{vp(Seg,1),…,vp(Seg,D(Seg))}；

步骤3，将每个匹配分段的有效GPS点集合L(Seg)内的有效GPS点匹配至同向同一道路元r(Seg)中各分向路段集合DRS(r(Seg))＝{ds(r(Seg,1)),…,ds(r(Seg,q))}，并汇总输出匹配结果统计表；

步骤4，重复步骤1至3直至所有GPS点完成匹配；

所述步骤3中将每个匹配分段的有效GPS点集合L(Seg)内的有效GPS点匹配至同向同一道路元r(Seg)中各分向路段集合DRS(r(Seg))＝{ds(r(Seg,1)),…,ds(r(Seg,q))}，并汇总输出匹配结果统计表；

包括：

步骤31，对有效GPS点vp(Seg,1)60米以内的路网节点集合N(vp(Seg,1))和有效GPS点vp(Seg,D(seg))60米以内的路网节点集合N(vp(Seg,D(seg))) 进行最短路径搜索，获得最短路径，即最短连接线集合Path(Seg)＝{arc(y1),arc(y2),…,arc(yc)}；

步骤32，若当前匹配分段L(Seg)内所有轨迹点均位于最短路径Path(Seg)的60米范围内，则执行步骤34；若vp(F)是当前匹配分段L(Seg) 中第一个距离最短路径Path(Seg)中所有道路连接线均在60米以上的轨迹点，则将vp(F)作为异常点，执行步骤33；

步骤33，对异常点vp(F)与vp(F+1)按行驶方向及距离与路网进行估计匹配，若无匹配结果，则剔除异常点vp(F)与vp(F+1)，若有匹配结果，设匹配结果为连接线arc(f)，则执行步骤34；

步骤34，将验证匹配的道路连接线集合Path(Seg)或arc(f)按临近轨迹点vp(e)所属分向路段DRS进行分割，并将各段行驶信息记入对应分向路段匹配数据中，输出为最终匹配数据表。

2.根据权利要求1所述的车载GPS轨迹空间索引精确匹配方法，其特征在于，步骤1中所述对多个GPS点进行初始化操作，得到有效GPS点列表，包括：

步骤10，将多个GPS点分离为分段集合Trip(a)＝{T1，T2，…，Ta，…，Tn}，其中Ta为一个分段，分段Ta内包括多个GPS点；

步骤11，从分段Ta内的多个GPS点{p(1)，p(2)，…，p(i)，…，p(n)}中任选一个GPS点p(i)作为当前GPS点，若当前GPS点p(i)到p(i+1)直线速度大于300km/h或p(i)与p(i-1)的间隔时间小于等于0，则剔除当前GPS点p(i)，否则执行步骤12；

步骤12，若当前GPS点p(i)的上一累计行驶距离小于20m，执行步骤13；否则，执行步骤14；

步骤13，若当前GPS点p(i)的当前累计行驶距离大于20m，则将当前GPS点p(i)按序插入有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}，设p(i)＝vp(l)，并记录vp(l)点的位置信息；否则，剔除当前GPS点p(i)；

步骤14，若当前GPS点p(i)到p(i+1)的距离大于20m且小于500m，或者p(i)点到p(i+1)的平均速度大于1m/s，则当前GPS点p(i)为常规行驶点，并初始化p(i)点的位置信息；若当前GPS点p(i)到p(i+1)的前向距离小于20m且p(i)点到p(i+1)的平均速度小于1m/s，则当前GPS点p(i)为停驶起点，并初始化p(i)点的位置信息；若当前GPS点p(i)到p(i+1)的前向距离大于500m，则当前GPS点p(i)为远距离行驶点；否则，执行步骤15；

步骤15，重复步骤11至步骤14，直至分段Ta内的所有GPS点均被作为当前GPS点，并建立有效GPS点列表VP。

3.根据权利要求2所述的车载GPS轨迹空间索引精确匹配方法，其特征在于，所述步骤2中根据有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}，将有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}内的有效GPS点匹配至道路网络中，并生成相关分段匹配编号，获得每个匹配分段的有效GPS点集合L(Seg)＝{vp(Seg,1),…,vp(Seg,D(Seg))}，包括：

步骤21，从有效GPS点列表VP＝{vp(1),vp(2),…,vp(k)}中任选一个有效GPS点vp(j)作为当前有效GPS点vp(j)，其中j＝1，2，…，k，若当前有效GPS点vp(j)不是最后有效节点vp(k)，执行步骤211；否则，执行步骤22；

步骤211，若当前有效GPS点vp(j)和vp(j+1)点均不为空点类型时，执行步骤212；否则，以当前分段值D(Seg)建立分段，分段值归零D(Seg)＝0，分段编号Seg＝Seg+1；

步骤212，若当前有效GPS点vp(j)在运动方向上存在匹配道路元集合RU(j)＝{r(a1),…,r(an_j)|n_j＝1}时，执行步骤213；否则，以当前分段值D(Seg)建立分段，分段值归零D(Seg)＝0,分段编号Seg＝Seg+1；

步骤213，若当前有效GPS点vp(j)的当前分段编号Seg＝0，且当前有效GPS点vp(j)的前点vp(j+1)和后点vp(j-1)包含同向的相同道路元集合SR(j)＝{r(b1),…,r(bmj)|mj＝1}，则初始化分段编号Seg＝1，且分段值D(Seg)＝1；否则，执行步骤214；

步骤214，若当前有效GPS点vp(j)的当前分段编号Seg0且当前有效GPS点vp(j)的前点vp(j+1)和后点vp(j-1)包含同向的相同道路元SR(j)＝{r(b1),…,r(bmj)|mj＝1}，则分段值D(Seg)＝D(Seg)+1；否则，执行步骤215；

步骤215，若当前有效GPS点vp(j)的当前分段编号Seg0且当前有效GPS点vp(j)的前点vp(j+1)和后点vp(j-1)不包含相同道路元时，则以当前分段值D(Seg)建立分段，且分段值赋D(Seg)＝1，分段编号Seg＝Seg+1；

步骤22，汇总分段信息Seg_VP＝{L(1),…,L(Seg-1)|Seg＝2,L(y(Seg))＝{vp(y(Seg)),…,vp(y(Seg)+D(Seg))}}。