[发明专利]复杂路况下的基于多权重值的地图匹配方法

摘要

本发明公开了复杂路况下的基于多权重值的地图匹配方法，该方法解决了复杂路况下车辆卫星导航系统GNSS定位点地图匹配准确度不高的问题。该方法使用车辆前后GNSS定位点连线与路段夹角、定位点与路段投影距离以及航向角与路段夹角作为主要因素，利用GNSS浮动车辆的数据进行轨迹修正，在复杂路段处可以修正偏移的GNSS定位点并提供较高的地图匹配精确度。

主权项

1.一种复杂路况下的基于多权重值的地图匹配方法，其特征在于，所述方法使用当前采样时刻车辆的航向角与待匹配路段的夹角、当前采样时刻车辆定位点与待匹配路段的垂直投影距离以及当前时刻与前一时刻车辆定位点的连线与待匹配路段的夹角作为地图匹配的因素，并根据不同的路况选择不同的权重因子，包括如下步骤：步骤1：获取车辆前后GNSS定位点连线与路段夹角、定位点与路段投影距离以及航向角与路段夹角；车辆航向角通过GNSS定位数据得到，将VCA定义为车辆行驶方向与地图正北向沿顺时针所形成的夹角，范围是[0,360°)，路段方位角是指路段上相邻两个节点间沿着车辆行驶方向的路段与地图正北向沿顺时针所形成的夹角，范围同样是[0,360°)，路段方位角SOA通过电子地图数据库中的道路信息得到或者通过直行道路的起始点坐标求斜率得知；VCA与路段方位角SOA之间的夹角记作也就是与之间的差值；定位点垂直投影距离是指待匹配路段与车辆定位点的最近距离，首先将车辆定位点对于待匹配路段进行垂直投影；垂直投影的过程的P点是当前车辆定位点，将P点对待匹配路段作垂直投影，得到垂直投影点P₁，A点和B点分别是待匹配路段的起始端点，前后两个采样时刻的车辆定位点的连线与待匹配路段之间的夹角θ也是决定车辆行驶轨迹与路段相似度的重要因素，θ值越小，轨迹与路段相似度越高，反之则越低；步骤2：将获取的三个关键参数作为因素，利用GNSS浮动车辆的数据进行轨迹修正，在复杂路段处修正偏移的GNSS定位点并提供较高的地图匹配精确；基于多权重值的地图匹配算法设定了三个权重参量W_d和W_θ作为地图匹配的影响因素，分别通过权重因子λ_d和λ_θ对其进行约束，根据不同的路况选择不同的系数k值来调整三者的大小关系：当定位点与路段较近，即垂直投影距离d较小时，将k值调小，此时W由W_d和W_θ决定；当定位点与路段较远，即d较大时，将k值调大，此时W由决定；所述的基于多权重值的地图匹配算法对每条待匹配路段进行评判，通过每条路段的多权重值的大小选择出匹配度最高的路段，多权重值W共由3个部分组成，由公式(1)表示：其中，表示VCA和路段方位角SOA之间的相似度，计算公式如下：就是VCA和路段方位角SOA的夹角，表示权重因子，会随着系数k而变化，越小，VCA和路段方位角SOA之间的相似度就越高，也就越大，当大于90°时，为负值，Wd表示GNSS定位点与待匹配路段之间的接近程度，由公式(3 )表示：上述公式中的d表示车辆定位点到待匹配路段的投影距离，由得到，λ_d是可选权重因子，在这里取作15，d越小，表示车辆定位点与待匹配路段越相近，因此W_d也就越大，反之亦然；GNSS定位点与待匹配路段之间的接近程度W_θ能通过对多组相邻定位点连线与路段夹角求均值实现，这里选取路段周围满足W_d＞1的n个定位点，分别设为(x₁,y₁)，(x₂,y₂)，…，(x_n,y_n)，然后由得到n‑1个相邻两点的θ值，分别为θ₁，θ₂，…，θ_n，θ_road表示路段L的方位角，W_θ由公式(4 )计算得到：上述公式中，λθ为权重因子，λθ＝(1‑k)λd，θi是集合{θ1,θ2,...,θn‑1}中的元素，当λθ不变，θi越小，Wθ就越大。