[发明专利]一种基于条件随机场和低采样频率浮动车数据的地图匹配方法

摘要

一种基于条件随机场和低采样频率浮动车数据的地图匹配方法，针对低采样率的浮动车数据，在道路网络的模型基础上，首先计算GPS观测点可能匹配的候选投影点集合以及集合中每一个候选投影点的观测概率，然后计算相邻GPS观测点的候选路径集合以及每两个相邻候选投影点之间的传递概率；根据这些候选投影点和候选路径，在滑动窗口内，基于条件随机场模型，应用前后向递归算法，选择观测点的最佳匹配投影点。本发明在低采样频率的情况下，既考虑道路网络的拓扑结构，也考虑GPS观测点之间的关联信息，以较低计算复杂度，提高了地图匹配的精度。

主权项

一种基于条件随机场和低采样频率浮动车数据的地图匹配方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：构建有向道路网络G(V,E)，其中V为道路的交叉路口，E为两个相邻交叉路口中间的路段，每一路段e的属性包括路段的起始经纬度点e.Longitude1、e.Latitude1，结束经纬度点e.Longitude2、e.Latitude2和路段的类型e.Type；步骤二：对于一个t时刻的GPS观测点g(t)，选取以g(t)为圆心在半径r范围内的所有路段，通过投影得到相应的候选投影点：如果GPS观测点g(t)在路段e的范围内存在垂点，则选取该垂点作为GPS观测点g(t)在该路段上的候选投影点xi(t)，并且选取垂线的长度为该GPS观测点与该路段的距离；否则，选取该路段离轨迹点较近的起点或者终点为GPS观测点g(t)在该路段上的候选投影点xi(t)，选取GPS观测点与该路段起点或者终点的连线长度为该GPS观测点与该路段的距离，根据路段投影过程，获取GPS观测点g(t)的候选投影点集合X(t)＝(xi(t)),i＝1,2,…,It，其中It为候选投影点的个数；步骤三：每隔Δt时间，同一辆浮动车会发送到信息处理中心一个GPS观测点g(t)，然后，把g(t)投影到路网上It个不同的候选投影点，获取候选投影点集合，即X(t)＝(xi(t)),i＝1,2,…,It；t时刻处于候选投影点xi(t)∈X(t)处的车辆，经过Δt时间，转移到候选投影点xi′(t+1)∈X(t+1)处，把所经过的最短路径作为候选路径，标记GPS观测点g(t)和下一个GPS观测点g(t+1)之间的候选路径集合为P(t)＝(pm,n(t))，pm,n(t)表示GPS观测点g(t)的一个候选投影点xm(t)到下一个GPS观测点g(t+1)的一个候选投影点xn(t+1)的一条候选路径，Jt表示候选路径的个数；步骤四：对于同一辆浮动车的GPS观测点序列g(1:T)＝g(1)→g(2)→…→g(T)，获得每一个GPS观测点的候选投影点集合以及每两个相邻GPS观测点的候选路径集合；然后，把候选投影点的观测概率ω(g(t)|xi(t))和相邻候选投影点之间的传递概率η(pm,n(t))结合起来，基于条件随机场模型，应用前后向递归算法，计算滑动窗口中部分GPS轨迹数据中GPS观测点g(t)的候选投影点xi(t)的概率权重值qi(t)，选取概率权重值最大的候选投影点为GPS观测点的最佳匹配点。