[发明专利]一种分段时空最短路径地图匹配算法

权利要求书

1.一种分段时空最短路径地图匹配算法，其特征在于，所述算法包括以下步骤：

(1)采用双层网格索引法计算各轨迹点辅助路段集与核心路段集；

(2)选取主轨迹点，划分时间步；

(3)遍历时间步，利用辅助路段集建立该时间步下的辅助路网，通过动态道路通行成本计算框架调整该时间步下所有轨迹点核心路段集的通行成本；

(4)计算最短路径，借用Dijsktra算法的T节点与P节点描述计算最短路径过程：将第一个主轨迹点各核心路段的随机一个节点标记为第一时间步的P节点，并使其最短路径距离为0；在第一时间步下，更新P节点相邻节点的最短路径并将P节点转换为T节点，这里T节点指在当前时间步已经计算最短路径的节点，当第一时间步后主轨迹点核心路段的节点均为P节点或T节点后，路网切换至下一时间步的辅助路网，同时继承上一时间步后主轨迹点核心路网的P节点，通过动态道路通行成本计算框架更新路网权重；然后用第二时间步替代第一时间步，用第三时间步替代第二时间步，循环往复，直到最后一个时间步各节点的最短路径计算完成；

(5)确定匹配路线，筛选最后一个时间步后主轨迹点核心路网各节点，从中得到上一节点在同一核心路网的节点，由其中通行成本最小节点索引先前节点，得到匹配路线；

(6)计算轨迹点到对应时间步下匹配路线各路段的距离，令到轨迹点距离最短路径段上的投影点为匹配点。

2.根据权利要求1所述的一种分段时空最短路径地图匹配算法，其特征在于，对于在线应用，当轨迹更新时，先调用已匹配轨迹与时间步数据，然后删除最后一个时间步，以倒数第二个时间步后主轨迹点为起点，对起点后轨迹重新划分时间步并计算新时间步各节点最短路径，最后执行步骤(5)与(6)即可。

3.一种分段时空最短路径地图匹配算法，其特征在于，所述算法包括以下步骤：(1)先通过双层网格索引法采集候选路段，即将路网分成多个格子，将格子内所有路段ID放入该格子的列表中，调用轨迹点的候选路段时直接调用轨迹点所在格子以及附近格子的路段；(2)将轨迹的候选路段作为一个加权图，根据路段附近轨迹点的多少调整路段的权重，轨迹点越多，权重越低；(3)将轨迹划分为多个子轨迹，划分方法为，将候选路段无交集的轨迹点称为主轨迹点，主轨迹点两两构成子轨迹；(4)将点到点的Dijsktra变为路段集到路段集的Dijsktra算法，并作多个规则对其进行限制，实现子轨迹的最小权重路计算；借用Dijsktra算法的T节点与P节点描述计算最短路径过程：将第一个主轨迹点各核心路段的随机一个节点标记为第一时间步的P节点，并使其最短路径距离为0；在第一时间步下，更新P节点相邻节点的最短路径并将P节点转换为T节点，当第一时间步后主轨迹点核心路段的节点均为P节点或T节点后，路网切换至下一时间步的辅助路网，同时继承上一时间步后主轨迹点核心路网的P节点，通过动态道路通行成本计算框架更新路网权重；然后用第二时间步替代第一时间步，用第三时间步替代第二时间步，循环往复，直到最后一个时间步各节点的最短路径计算完成；(5)将子轨迹的最小权重路聚集，满足连通性的整体权重最小的路线为匹配路线。