[发明专利]一种基于三证据DS理论的双模式地图匹配方法

摘要

本发明提出一种基于三证据DS理论的双模式地图匹配方法，包括选择匹配模式，执行高精度模式时计算置信区域，并从中筛选出所有候选道路，对于所有候选道路利用三证据DS理论计算对应的概率分配函数值，对所有概率分配函数值按降序排列，从大到小开始进行相似性验证；执行选择验证模式时利用三证据DS理论和相似性对历史结果进行双重验证，包括首先利用三证据DS理论计算出前一匹配道路的概率分配函数值，若不小于所设阈值则转进行相似性验证。本发明所提供的地图匹配方法效果要由于其他地图匹配方法，具有良好的鲁棒性和准确率，还能减少匹配时间。

主权项

1.一种基于三证据DS理论的双模式地图匹配方法，其特征在于：包括以下步骤，Step1，进行匹配前的准备工作，初始化匹配队列，设置信号量isCenter初始值为false，编制道路节点，建立拓扑关系；转到Step2；所述信号量isCenter表示当前应选择的匹配模式，若为false，则应选择高精度模式，若为true，则应选择验证模式；Step2，设通过接收到的定位信息获取第i个定位点di，对di进行有效性判断，若匹配队列为空，则默认di有效，否则根据判断当前定位点与前一定位点的实际距离与理论距离的偏离大小，如果超过则无效，执行Step3，否则有效，转到Step4；Step3，使用线性插值，插入一个定位点di，转到Step12；Step4，根据信号量isCenter选择当前匹配模式，若为true，则转到Step8执行选择验证模式进行匹配，否则转到Step5执行高精度模式进行匹配；Step5，计算置信区域，并从中筛选出所有候选道路得到集合s，转到Step6；Step5中，将误差区域简化为矩形区域，该矩形区域为椭圆的最小包围矩形，设长为X，宽为Y，根据下式计算置信区域，其中，a,b是椭圆的长半轴和短半轴，是椭圆长半轴与正北方向夹角；Step6，对于所有候选道路si∈s，利用三证据DS理论计算候选道路si对应的概率分配函数值，转到Step7；Step6中，基于距离和方向合成得到的证据函数m(B)和历史证据的基本概率分配函数m3(C)，根据下式利用三证据DS理论计算出候选道路si对应的概率分配函数值，其中，m′(Si)表示三证据融合后的概率分配函数，B和C代表候选道路集合中的元素，m(θ)表示距离和方向两个证据融合后的不确定性函数，其函数值等于1‑m(Si)，m(si)为距离和方向两个证据融合后的概率分配函数，m3(C)为历史证据的基本概率分配函数，m3(θ)为历史证据的不确定性函数；Step7，对所有概率分配函数值按降序排列，从大到小开始取得当前si，对si进行相似性验证，若验证通过则保存当前si，然后直接转到Step9，否则取下一个si重复相似性验证；Step7中，利用下式对当前si进行相似性验证，其中，x代表经度，y代表纬度，Q表示相似性，Rx和Ry分别是行驶轨迹经度与匹配道路经度和行驶轨迹纬度与匹配道路纬度的相关系数；Step8，利用三证据DS理论和相似性对历史结果进行双重验证，包括首先利用三证据DS理论计算出前一匹配道路s′的概率分配函数值m(s′)，若m(s′)小于所设阈值，则转到Step2，否则进行相似性验证，若验证通过则设置匹配结果为s′并转到Step12，否则转到Step2；其中，利用三证据DS理论计算出前一匹配道路s′的概率分配函数值m(s′)时根据式三进行，进行相似性验证时根据式四进行；Step9，检测是否换道，包括将当前匹配道路si与前一匹配道路s′进行比较，若不相等，则转到Step10，否则设置匹配结果为si并转到Step12；Step10，若当前已有连续N次匹配道路不一致，则转到Step11，否则转到Step12；N为预设的次数；Step11，清空匹配队列，设置isCenter为false，转到Step2；Step12，根据匹配结果，判断di是否处于非路口路段，若是，则设置信号量isCenter为true，否则设为false，转到Step13；Step12中，判断di是否处于非路口路段的实现方式为，设道路分为路口路段和非路口路段，二者之间的界限称为转换节点，假设Ni和Nj是一条道路的两个节点，Pc是当前定位点在此道路上的投影点，Dij是Ni到Nj的长度，Dki是Ni到Pc的长度，Dkj是Nj到Pc的长度，若满足下列公式，则为非路口路段，否则为路口路段，Dki＞λDij&&Dkj＞λDij  (式五)其中，λ为效率参数，表示路口路段占全部长度的比例；Step13，输出匹配结果，进行收尾工作，将di添加到匹配队列，记录历史信息，历史信息包括前一定位点的坐标、匹配道路和在匹配道路上的匹配点，转到Step2。