[发明专利]一种基于慢跑GPS轨迹数据的运动场所提取方法

权利要求书

1.一种基于慢跑GPS轨迹数据的运动场所提取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、从数据库中获取原始慢跑GPS轨迹线数据，将原始慢跑GPS轨迹线数据分解为二维时间序列曲线数据，并对二维时间序列曲线数据提取关键点集；

步骤2、根据关键点集所对应的轨迹点集构建子轨迹距离上三角矩阵，并按行扫描搜索矩阵查找满足绕圈轨迹模式特征的绕圈子轨迹；遍历数据库中所有GPS轨迹线后，输出群体绕圈子轨迹线集；

步骤2的具体方法为：

步骤2.1、按照时间顺序以步骤1.3中得到的SP点集为行列构建轨迹距离上三角矩阵，每个矩阵单元记录该行列对应轨迹点构成的子轨迹的路径距离(pathDist)、方向距离(dirDist)和绕圈时长(T_dur)；对于任意轨迹线T＝{p_n，p_n+1，...，p_m}，其轨迹路径距离、方向距离、时长计算公式如下：

dirDist(T)＝Dist(p_n，p_m)

T_dur＝T(p_m)-T(p_n)

其中，Dist(p_k，p_k+1)表示两轨迹点的欧式距离，T(p_k)表示轨迹点p_k记录的时间；

步骤2.2、对轨迹距离上三角矩阵按行搜索，如果矩阵单元中的3个特征值都满足绕圈行为轨迹特征，即满足条件：

{pathDist≥minPathdirDist≤maxDirctT_dur≥minTime}

则该行列对应的子轨迹为绕圈子轨迹，并以该子轨迹终点所在的矩阵行按行依次搜索绕圈子轨迹；如果搜索到绕圈子轨迹，则重复执行步骤2.2进行深度优先搜索；直到无绕圈子轨迹，该轨迹线处理完毕，则输出绕圈行为子轨迹；

步骤2.3、重复执行步骤2.1-步骤2.2遍历所有GPS轨迹线，最后得到群体绕圈行为轨迹线集；

步骤3、从群体绕圈轨迹线集中提取运动场所的几何信息与语义信息。

2.根据权利要求1所述的基于慢跑GPS轨迹数据的运动场所提取方法，其特征在于，步骤1的具体方法为：

步骤1.1、确定参数阈值，包括：最短路径距离，最大方向距离，最小周期时间；

步骤1.2、输入一条原始慢跑GPS轨迹线数据，将原始的时空轨迹线坐标(x，y，t)分解为(t，x)、(t，y)的二维时间序列曲线数据；

步骤1.3、将二维时间序列数据中的起点、终点、极大值和极小值点作为关键点；将(t，x)，(t，y)序列中提取的关键点集合并，得到全部关键点集KP＝{k₁，k₂，...，k_n}；按照时间顺序提取关键点对应的原始轨迹点作为绕圈行为子轨迹的查找点集合SP＝{s₁，s₂，...，s_n}。

3.根据权利要求2所述的基于慢跑GPS轨迹数据的运动场所提取方法，其特征在于，步骤1.1中确定的参数阈值具体为：

最短路径距离minPath＝400m，最大方向距离maxDirct＝16m，最小周期时间minTime＝5min。

4.根据权利要求2所述的基于慢跑GPS轨迹数据的运动场所提取方法，其特征在于，步骤1.3中选取极值点的方法具体为：

对于连续三点序列(x_i-1，x_i，x_i+1)，若点x_i满足{x_i＜x_i-1x_i＜x_i+1}或者{x_i＞x_i-1x_i＞x_i+1}则为局部极值点；极值点x_i保持极值的时间段，即该点与前后极值点的时间段，应大于minTime/4，minTime表示最小周期时间；反之该点作为冗余关键点，将其删除。