[发明专利]基于车辆GPS的路网提取和轨迹纠偏方法和系统

说明书

本发明给出了基于车辆GPS的路网提取和轨迹纠偏方法和系统，包括对海量的车辆行驶轨迹数据进行分析，将轨迹数据中的每一辆公交车的数据构成相应的轨迹集合，基于优化的物理引力理论的聚合算法对轨迹集合中的数据进行压缩，并分析排除轨迹数据中的异常点；再建立相应的直角坐标系，根据轨迹数据中的某GPS点的相似点的坐标计算各相似点的权重，从而获得该GPS点的偏移矢量，求得该GPS点的纠偏后的新坐标，实现了对车辆GPS轨迹数据的纠偏；再对轨迹数据中异常点最少的轨迹数据进行DP压缩后提取出车辆GPS的路网信息，完成了基于GPS轨迹数据的路网精细化提取。

技术领域

本发明涉及车辆GPS技术领域，尤其是基于车辆GPS的路网提取和轨迹纠偏方法和系统。

背景技术

国内民用GPS定位精度不可避免的存在一定的误差和漂移问题，导致定位数据不准确，且显示在地图上不符合常理，常常轨迹偏离道路过远或偏移到没有道路的地方，严重影响轨迹可视化的效果。所以对GPS轨迹进行一定合理的纠偏处理是有必要的。就公交车而言，公交车具有线路固定化、驾驶轨迹高度相似的特点。本文就海量的车辆行驶轨迹数据，通过基于优化的物理引力理论的聚合算法，完成基于GPS轨迹数据的路网精细化提取，并且可以以此为依据对相映的公交线路轨迹进行绑路算法完成纠偏。

发明内容

本发明提出了基于车辆GPS的路网提取和轨迹纠偏方法和系统，以解决上文提到的现有技术的缺陷。

在第一个方面，本发明提出了基于车辆GPS的轨迹纠偏方法，该方法包括以下步骤：

S1：在某段时间内选取若干辆公交车，分别对所述若干辆公交车中的每一辆公交车在某一条相同的公交路线上选取多个GPS点，将每一辆公交车的所述多个GPS点构成该公交车的轨迹数据，再将所有轨迹数据构成第一轨迹集合；

S2：在所述第一轨迹集合中，分别将每条轨迹数据中距离和瞬时行驶方向角相近的GPS点压缩为同一个GPS点，得到第二轨迹集合；

S3：在所述第二轨迹集合中，对各条轨迹数据中的任意一个GPS点计算其与其余每个GPS点之间的距离和瞬时行驶方向角的差，根据所述距离和所述瞬时行驶方向角的差判断所述任意一个GPS点是否为异常点；

当某条轨迹数据中异常点的个数大于该条轨迹数据中所有GPS点数的50％时，删除该条轨迹数据；

处理完所述第二轨迹集合中的所有轨迹数据后删除剩余的轨迹数据中的异常点，得到第三轨迹集合；

S4：针对所述第三轨迹集合中的各个GPS点分别建立平面直角坐标系，并分别进行如下操作：

选取所述GPS点的相似点，并计算所述相似点在其平面直角坐标系下的相对坐标以及所述相似点对所述GPS点的欧式距离，根据欧式距离计算所述相似点对所述GPS点的权重；

在所述GPS点的平面直角坐标系中，对其所有相似点的相对坐标按照所述权重进行累加并求均值，得到所述GPS点的偏移矢量，再根据所述偏移矢量求得所述GPS点的新坐标并将所述GPS点的坐标替换为所述新坐标；

S5：根据所有GPS点的所述偏移矢量计算对应的偏移距离，对所有偏移距离求平均数，当所述平均数大于预设的平均数阈值，重复所述S4，否则，轨迹纠偏完成。

以上方法就海量的车辆行驶轨迹数据，通过基于优化的物理引力理论的聚合算法，完成了基于GPS轨迹数据的路网精细化提取，同时对相映的公交线路轨迹进行绑路算法实现了对车辆GPS轨迹数据的纠偏。

在具体的实施例中，所述将每一辆公交车的所述多个GPS点构成该公交车的轨迹数据，具体包括：

获取各个GPS点的包括GPS点的经度、纬度和瞬时行驶方向角在内的参数，利用各辆公交对应的GPS点的参数分别构成若干条轨迹数据。