[发明专利]一种利用历史GPS数据进行地图匹配的方法

权利要求书

1.一种利用历史GPS数据进行地图匹配的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将历史GPS点记录按车辆ID、记录时间、坐标区域组织成轨迹形式，并将轨迹转换成KML文件；

第二步：将对应区域的路网数据裁剪出来并转换成KML格式文件；

第三步：将第一步和第二步得到的KML文件叠加在一起，利用标记方法为轨迹中的每一个GPS点标记其所在路段ID，此部分标记数据记为数据集A；

第四步：路网数据本身带有很多道路的关键点信息，这些关键点包含坐标信息和路段ID，只需为其补充方向角信息即可作为训练数据，所得训练数据记为数据集B；

第五步：将第三步得到的数据集A和第四步得到的数据集B合并作为ELM算法的训练数据集，选定部分与数据集A不相交的历史数据集作为测试数据，用寻参算法寻找ELM参数，直至预测精度最高，此时对应的ELM模型即为该区域内的地图匹配模型；

所述标记方法具体为：

步骤A1：根据当前标注点邻近点的位置分布粗略地判断当前点的位置，确定轨迹的移动趋势；

步骤A2：确定标记点的候选路段，在以标记点为圆心，误差距离为半径的圆形区域内覆盖的路段为该标记点的候选路段；

步骤A3：根据标记点的方向角属性选择候选路段，假设路段i与正北方向夹角为α，当标记点的方向角与α的差值的绝对值小于15度时，则标记点所在路段ID记为i；

所述方向角属性确定的步骤为：

步骤B1：将GDB格式的路网数据转换成JSON格式；

步骤B2：提取出每一路段内的关键点坐标、路段ID和单双道标记；

步骤B3：利用前后关键点的坐标信息计算航向，即方向角，记当前的经纬度为CurLongi、CurLatti，单位为度；下一点的经纬度为tgtLongi、tgtLatti，单位为度；由平面几何的知识，计算反正切atan((tgtLongi-CurLongi)/(tgtLatti-CurLatti))，再经过象限处理，就可得到目标航向，即当前点的方向角；

所述寻找ELM参数算法具体为：

步骤C1：选择一个较小的隐层节点数，将其定义为基数；

步骤C2：设置一个较大的增量，定义为第一增量，在第一增量区间内，从基数开始增加隐层节点数直到测试精度开始下降，记录该区间内达到最大测试精度的节点数，记为A₁，最后的节点数记为B₁；

步骤C3：设置一个比第一增量小的增量，定义为第二增量，在第二增量区间内，从A₁开始增加隐层节点数直到测试精度开始下降或者节点数超过B₁，记录该区间内达到最大测试精度的节点数，记为A₂，最后节点数记为B₂；

步骤C4：回到步骤C3，直到增量为1。