[发明专利]一种基于隐马尔科夫路网匹配的超速判别方法

说明书

技术领域

本发明涉及物理领域，尤其涉及测量技术，特别是一种基于隐马尔科夫路网匹配的超速判别方法。

背景技术

随着生活水平的不断提高，汽车数量也不断加大。带来的问题是车辆事故数量也不断攀升。车辆超速行驶是最普遍也是危害性最大的交通违法行为，90％以上的重特大交通事故与超速有关。因为超速行驶使制动距离大大延长，处理危机时间大大缩短，司机遇到危险时往往措手不及。同时，超速行驶也容易使人疲劳，因为超车机会增多，行车间距缩短，驾驶人心理和身体的能量消耗大大增加。超速行驶也加大了车辆的工作强度和运转负荷，加剧了机件磨损，特别是会使轮胎温度升高而引发爆胎事故等,所以急需车辆行驶超速判定技术。为此，我国根据不同路段、不同时间段，设定不同的道路行驶限速。

目前车辆大部分安装了北斗/GPS卫星定位装置，这为实现软件方法判定车辆是否超速带来了机遇。该方法在现有卫星定位装置的基础上，设计监控软件实现车辆行驶速度实时监控并且能够判定车辆在这个行驶路段是否超速，这大大降低了车辆监控成本。现有技术中，广泛利用依据北斗/GPS卫星定位系统采集得到的定位信息来判断车辆是否超速。但是，北斗/GPS卫星定位信号的漂移和低采样率影响定位数据的准确性，从而难以判断车辆是否超速。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于隐马尔科夫路网匹配的超速判别方法，所述的这种基于隐马尔科夫路网匹配的超速判别方法要解决现有技术中卫星定位信号的漂移和低采样率影响车辆超速判断的技术问题。

本发明一种基于隐马尔科夫路网匹配的超速判别方法，包括一个从卫星获取定位数据的过程，在所述的从卫星获取定位数据的过程中，包括以下步骤：

步骤一：利用隐马尔科夫路网匹配算法找出车辆最佳行驶路段；

步骤二：利用电子地图找出车辆行驶路段的详细信息，包括限速大小，从中找出车辆行驶的路径并得到这些路径的最大行驶速度，从道路限速数据库中获取对应路段限速大小；

步骤三：从卫星获取定位数据中获取车辆行驶速度，并将所述的车辆行驶速度与该路段的限速进行比较，对车辆行驶是否超速进行判别。

进一步的，所述的步骤一中包括下述步骤：

一个计算观测概率的步骤，先将定位点z_t在每一条临近的道路r_i上的可能性定义为观测概率p(z_t|r_i)，假设点z_t到各个道路的投影点为x_t,i，坐标点和候选投影点的大圆距离为||z_t,i-x_t,i||_greatcircle，定位点z_t+1到各个道路的投影点为x_t+1,j，投影点x_t,i到投影点x_t+1,j车辆行驶距离称为记为||x_t+1,j-x_t.i||_route，

假设定位误差为服从零均值的高斯分布，则观测概率为：

其中σ_z为定位点z_t的标准误差；

一个计算初始观测概率的步骤，利用初始观测概率π_i表示在路网匹配之前从附近的路段中找出车辆在这个路段的概率，用第一个定位数据点作为初始观测概率的起始点有π_i＝p(z₁|r_i)，

计算道路转移概率的步骤，利用道路转移概率表示在时刻t到时刻t+1之间车辆在匹配道路间的转移概率，表示为p(q_t+1＝r_j|q_t＝r_i)，从距离和速度两方面分别定义得出基于定位点距离的转移概率p_l(q_t+1＝r_j|q_t＝r_i)和基于定位点速度的转移概率p_v(q_t+1＝r_j|q_t＝r_i)：