[发明专利]一种道路更新的方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及地理信息系统和矿山信息化技术领域，特别地，涉及一种道路更新的方法。

背景技术

露天矿山进行开采设计、生产时，需要获得矿山道路信息，以实现开采初期进行开采规划与设计，生产过程中对运载卡车和电铲的实时定位与动态监控、运载配矿的统计与分析，以及对车辆运载历史轨迹回放等，从而达到有效设计与提高生产管理效率的目的。矿山生产路网结构处于快速动态变化中，传统地表测量系统采用高端GPS定位设备或者全站仪等设备，测量限于局部地区、信息获取周期长、后续处理工作量大、更新不及时。为了实现矿山信息化，本领域技术人员一般采用数字化手段更新道路信息。

现有更新方式主要分为两种，第一种是利用GPS定位数据自动绘制出数字化的道路网栅格地图的方法。专利《基于GPS定位的道路网络栅格数字地图自动生成方法》对该方法进行了详细阐述，具体办法是让浮动车在需要绘制路网的道路上行驶，从而得到所需道路的浮动车轨迹数据，随后对得到的轨迹数据进行相应的转换和预处理工作，再将轨迹数据转换为栅格图像格式数据，经由图像处理的方法可以生成较为精确的道路网络栅格数字地图。该方法存在很多弊端：矢量地图进行腐蚀处理生成栅格数字地图容易出现问题，没有充分利用往返的坐标信息，没有考虑GPS误差影响；第二种是采用导航电子地图更新方式。第二种是文献《基于出租车GPS轨迹的导航道路数据更新》中利用浮动车采集道路基础信息，先进行地图匹配，根据已有算法进行匹配，再处理数据提取出所需要的道路信息。该办法通过越界判断、间隔数据判断、冗余处理剔除粗差，但GPS信号在金属矿山环境中很容易被衰减和发生发射，对GPS定位产生不利的干扰并导致定位漂移，采用该方法不能较好的解决这个问题。同时，该方法没有充分利用往返的轨迹信息，生成的道路精度低。

因此，急需一种道路更新方法，以解决矿山道路复杂多变、矿山环境下GPS信号易发生偏移导致GPS定位不准的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种更新速度快、准确度高的道路更新方法，具体技术方案如下：

一种道路更新的方法，包括以下步骤：

步骤a、信息采集，具体是：在矿山所有运矿车上安装与控制中心连接的信息采集设备，并将获得的三维坐标位置、采集时间以及运矿车辆编号按照设定的数据传输频率传回控制中心，存储至信息采集数据库；

步骤b、数据预处理，具体是：对信息采集数据库中通过步骤a获得的三维坐标位置信息进行坐标转换以及异常数据剔除的预处理操作，得到轨迹点集合G1；

步骤c、轨迹线的生成，具体是：根据车辆编号、采集时间以及轨迹点的朝向将轨迹点集合G1按序分段连接成多条轨迹线D1；

步骤d、轨迹线同道路判断归类，具体是：通过各条轨迹线D1之间的位置关系确定属同一条道路的轨迹线；

步骤e、轨迹点集合G2的获得，具体是：对同一条道路上所有轨迹点通过朝向、坐标以及轨迹采集时间进行过滤漂移点处理后得到轨迹点集合G2；

步骤f、新增点集合G4的获得，具体是：通过已有道路与轨迹点集合G2之间的位置关系，获取新增点集合G4；

步骤g、轨迹线D2的获得，具体是：将新增点集合G4按车辆编号和采集时间连接成轨迹线D2；

步骤h、道路P2的生成，具体是：将同一条道路上所有轨迹线D2融合生成道路P2；

步骤i、提取道路P2的道路中心线D3，将道路中心线D3加入新增道路缓冲数据库中；

步骤j、将新增道路缓冲数据库中所有道路中心线D3与原有道路之间进行拓扑操作，得到更新后的道路数据。

以上技术方案中优选的，所述步骤b中的数据预处理具体包括以下步骤：

b1、查询道路更新周期内所有的轨迹点，将所有轨迹点的三维坐标位置的坐标通过七参数转换算法转换到指定坐标系中得到各个轨迹点的位置坐标，对转换后的轨迹点的位置坐标进行越界剔除预处理，所述越界剔除预处理具体为：通过将轨迹点的位置坐标与矿区范围的信息进行对比，剔除不在矿区范围内的数据；

b2、将b1中未被剔除的数据进行维修数据剔除预处理，所述维修数据剔除预处理具体是：判断轨迹点的位置坐标在建筑物内且长时间点在一定范围内浮动，判断此时运矿车在维修状态，然后将这些轨迹点的位置坐标进行剔除；

b3、将b2中未被剔除的数据按车辆编号和时间间隔进行分段，具体是：建立起以时间为横坐标以及经度为纵坐标的时间序列样本Ⅰ，建立起以时间为横坐标、维度为纵坐标的时间序列样本Ⅱ；