[发明专利]一种基于地图匹配的车辆分类轨迹纠错方法

权利要求书

1.一种基于地图匹配的车辆分类轨迹纠错方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、车辆轨迹预处理

步骤1.1、获取轨迹数据，对轨迹数据进行清洗；

步骤1.2、根据步骤1.1处理后得到的轨迹数据，进行轨迹点剔除处理；

步骤1.3、根据步骤1.2处理后得到的轨迹数据，进行轨迹点补偿处理；

步骤2、针对特定场景下的轨迹异常，划分不同的轨迹类型

步骤2.1、结合实际应用，针对特定场景下的轨迹异常，根据不同的轨迹形状和道路类型对轨迹进行分类，将轨迹分为十字路口轨迹、隧道轨迹、环形轨迹；

步骤2.2、根据步骤2.1划分的轨迹类型的特征，进行轨迹特征模型的定义，分别定义十字路口轨迹特征模型、环形轨迹特征模型、隧道轨迹特征模型，设计对应的轨迹特征识别方式；

所述步骤2.2按照以下步骤实施：

步骤2.2.1、十字路口轨迹带有明确的方向角变化特征，根据方向角的变化特征定义十字路口轨迹特征模型，将轨迹点输入到这个模型中，进行特征识别，符合轨迹特征模型的即是十字路口轨迹；

十字路口轨迹特征模型定义如下：

轨迹点的属性包含经度、纬度、时间戳、方向角、瞬时速度信息，方向角表示行驶方向与正北方向的顺时针夹角，将轨迹点方向角记为m，定义十字路口轨迹特征方向角序列D＝m₁,m ₂,…,m _n，n是不为0的自然数，以起始轨迹点的方向角m₁为基准,十字路口轨迹方向角序列的特征如下：

随机取轨迹特征方向角序列方向角m_i、m_j，2in，2jn，

⑤若m₁m₂：

则(m₁+m₂)/2m₃，(m₂+m₃)/2m₄，…，(m_n-2+m_n-1)/2m_n，m₁-m_n∈-90±10；

m₂-m₁[(m_i-m_i-1)+(m_j-m_j-1)]/2，m_n-m_n-1[(m_i-m_i-1)+(m_j-m_j-1)]/2，

⑥若m₁m₂：

则(m₁+m₂)/2m₃，(m₂+m₃)/2m₄，…，(m_n-2+m_n-1)/2m_n，m₁-m_n∈90±10；

m₁-m₂[(m_i-1-m_i)+(m_j-1-m_j)]/2，m_n-1-m_n[(m_i-1-m_i)+(m_j-1-m_j)]/2；

步骤2.2.2、环形轨迹的方向角变化速度是均匀的，并且轨迹点方向角变化是单调的，即朝着方向角增大的方向或者减小的方向变化，因此根据方向角的变化特征定义环形轨迹特征模型，将轨迹点输入到环形轨迹特征模型中，进行特征识别，符合轨迹特征模型的即是环形轨迹；

环形轨迹特征模型定义如下：

轨迹点的属性包含经度、纬度、时间戳、方向角、瞬时速度信息，方向角表示行驶方向与正北方向的顺时针夹角，将轨迹点方向角记为m，定义环形轨迹特征方向角序列D＝m₁,m₂,…,m_n，将方向角变化超过90即视为环形轨迹，定义环形估计起始方向角m₁和结尾方向角m_n的差值大于90，以起始轨迹点的方向角m₁为基准，环形轨迹方向角序列的特征如下：

随机取轨迹特征方向角序列方向角m_i，2in，

⑤若m₁m₂：

则(m₁+m₂)/2m₃，(m₂+m₃)/2m₄，…，(m_n-2+m_n-1)/2m_n，m_n-m₁90；

(m_i-m_i-1)-(m_i+1-m_i)10，(m_i-m_i-1)-(m_n-m₁)/n10；

⑥若m₁m₂：

则(m₁+m₂)/2m₃，(m₂+m₃)/2m₄，…，(m_n-2+m_n-1)/2m_n，m₁-m_n90；

(m_i-1-m_i)-(m_i-m_i+1)10，(m_i-1-m_i)-(m₁-m_n)/n10；

步骤2.2.3、在隧道轨迹特定的场景下，由于隧道的环境较为封闭，会严重影响GPS信号的质量，会出现大量轨迹点缺失，针对大量轨迹点缺失的情况，通过计算轨迹点间的距离distance与设定距离阈值threshold进行比较，将轨迹点间的距离distance大于设定距离阈值threshold的轨迹序列视为隧道轨迹类型，即找出轨迹点间的距离差超过距离阈值的轨迹序列，识别该轨迹序列为隧道轨迹类型，对识别成功的轨迹序列进行标记，隧道轨迹识别通过获取标记的轨迹序列，提取对应的轨迹特征点；

步骤2.3、根据划分的轨迹类型以及轨迹特征识别方式，将经步骤1轨迹预处理后的轨迹数据进行轨迹特征模型识别，获取轨迹特征识别成功的轨迹序列和轨迹特征点，根据轨迹特征点在地图数据库上获取对应的道路信息；

步骤3、根据经步骤2获取的道路信息和识别成功的轨迹序列，使用特定的轨迹纠错方法进行分类轨迹纠错处理

当步骤2识别的轨迹类型是十字路口轨迹，使用十字路口轨迹道路匹配算法找到匹配的道路，最后根据匹配的道路信息对原有轨迹进行替换，实现十字路口轨迹的纠错；

当步骤2识别的轨迹类型是环形轨迹，根据获取到的轨迹特征点、道路信息以及道路交叉口信息，将候选道路信息与已知的环形轨迹序列进行比对判断，找到匹配的道路信息，接下来对匹配的道路信息进行处理，由于环形道路实际行驶的轨迹是从道路的某一个交叉口驶入，从另一个交叉口驶出，获取匹配的道路是整条道路，需要根据道路交叉口信息截取需要的轨迹序列，理想状态下，驶入轨迹特征点和驶出轨迹特征点和道路交叉口轨迹点重合，实际上通过环形轨迹识别算法找到的轨迹特征点离道路交叉口有偏差，因此还需要对匹配的道路数据进行扩展处理，保证驶入驶出环形轨迹的道路和环形轨迹间的轨迹的精确性，最后再对原有环形轨迹进行替换，实现环形轨迹的纠错；

当步骤2识别的轨迹类型是隧道轨迹，对隧道轨迹进行轨迹缺失数据补全，进行隧道轨迹纠错。