[发明专利]基于低采样率GPS轨迹点的地图匹配方法

权利要求书

1.一种基于低采样率GPS轨迹点的地图匹配方法，其特征是，各类基于轨迹的应用从自身服务中提取出轨迹点信息，然后将这些轨迹点作为框架系统的输入条件，接着对这些轨迹点进行时空分析处理，最终得到每一个轨迹位置最佳匹配的位置坐标，反馈给相应的应用，并利用现有的地图服务商提供的API进行可视化呈现。

2.如权利要求1所述的基于低采样率GPS轨迹点的地图匹配方法，其特征是，具体步骤细化如下：

1)基于轨迹的应用程序发送请求，包括当前位置和时间；

2)对请求进行解析并转发到轨迹预处理模块处理，若请求合法，便执行3)；

3)接收请求，将传入的轨迹点转化为百度地图坐标，将预处理过的轨迹点发送到候选点预测及初次抽样模块处理；

4)候选点预测及初次抽样模块接受请求，利用算法得到每个轨迹点的候选点以及候选路段，并将原始轨迹点以及所对应的候选点、对应的候选路段封装，转发至候选点空间分析模块处理；

5)由候选点空间分析模块接受请求，利用道路路网的几何拓扑信息，计算每一个候选点对应的几何概率和拓扑概率，封装后转发至候选点时间分析模块处理；

6)利用候选点时间分析模块接收到请求，利用轨迹点的时间速度信息，计算得到每一个候选点对应的时间速度概率，封装后转发至候选点筛选模块处理；

7)由候选点筛选模块接收到请求，将轨迹点的空间分析结果和时间分析结果线性组合，得到候选点的最终概率，并按照概率大小进行排序；

8)输出排序后的top-one候选点及对应候选路段结果。

3.如权利要求2所述的基于低采样率GPS轨迹点的地图匹配方法，其特征是，候选点的预测及初次抽样模块处理步骤：

(1)首先定义一种规则，在该规则下，用一个字符串来表示经度和纬度两个坐标，该规则满足：距离越近的两个点，他们所对应的字符串匹配程度越高；

(2)接着，将轨迹点和路网都按照(1)中的规则进行字符串化，按照字符串匹配结果，找出轨迹点可能真正处于的各条路段，即候选路段；

(3)然后，由轨迹点向候选路段做垂线，若垂足点在候选路段上，则该垂足点即为候选点，若垂足点不在候选路段上，则选择此路段上与候选点距离最近的路段端点作为候选点；

(4)最后，为了降低时间复杂度，需要对候选点和候选路段进行初次抽样，抽样规则为从上述所有候选点中只选择与轨迹点之间的距离最小的前五个候选点，并将其所在路段作为候选路段。

4.如权利要求2所述的基于低采样率GPS轨迹点的地图匹配方法，其特征是，候选点的空间分析模块处理步骤：

(1)首先考虑道路路网的几何信息，将道路路网的几何信息抽象模型化从而定量的计算道路的几何概率，通过利用几何概率的计算结果来表示道路路网的几何信息对候选点最终选择结果的影响；

(2)道路几何概率的计算被定义为轨迹点与它的候选点之间匹配的可能性，这种可能性是基于轨迹点与它的候选点之间的最短距离，利用正态分布公式表示几何概率，即当轨迹点与候选点的距离越近时，则此候选点对应的道路几何概率越大；

(3)然后考虑道路路网的拓扑信息，将道路路网的拓扑信息抽象模型化从而定量的计算道路的拓扑概率，通过利用拓扑概率的计算结果来表示道路路网的拓扑信息对于候选点选择结果的影响；

(4)道路拓扑概率的计算被定义为相邻两个轨迹点的运动趋势与对应候选路段所在道路之间的相似性，这种相似性被表示为相邻两个轨迹点之间的距离与他们对应的候选点之间距离的比值，比值越接近1的时候，说明相似度越高，与之对应的道路拓扑概率也越大。

5.如权利要求2所述的基于低采样率GPS轨迹点的地图匹配方法，其特征是，候选点的时间分析模块处理步骤：

(1)通过考虑轨迹的时间、速度因素，将轨迹点自身的运动特征考虑到对候选点匹配的影响中，定量定义为轨迹时间速度概率的计算；

(2)轨迹时间速度概率的计算被表示为相邻轨迹点的平均速度与对应候选路段速度限制之间的相似度，这种相似度被表示为是相邻两个轨迹点之间的平均速度与对应的候选路段的道路最大限速之间的比值，其中分子表示相邻两个轨迹点之间比值越接近1的时候，说明相似度越高，与之对应的轨迹时间速度概率也越大。