一種基於gis的道路匹配方法
2023-11-06 05:43:42 1
專利名稱：一種基於gis的道路匹配方法
技術領域：
本發明涉及基於GIS地理信息系統的動態定位智能導航領域，尤其涉及一種基於 GIS的道路匹配方法。
背景技術：
GIS 即地理信息系統(Geographic Information System)，從 50 年代末和 60 年代初開始出現，是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。GIS地理信息系統是以地理空間資料庫為基礎，在計算機軟硬體的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。由於車載GPS採集的車輛行駛軌跡的經緯度坐標和GIS電子地圖上道路存在一定誤差，為修正和減少這兩者的誤差，實時獲得車輛的準確位置，目前使用的主要方法之一為地圖匹配技術。地圖匹配是一種通過軟體方法和相應的匹配電路，校正定位誤差的技術，即將其他定位方法的車輛位置或行駛軌跡，與車載的電子地圖道路數據相比較、匹配，找到車輛所在的道路，計算出車輛在道路上的位置，進而校正定位誤差。常用的地圖匹配方法有多種，其基本算法均是前端使用卡爾曼濾波器加上後端基於規則的地圖匹配。所述基於規則的地圖匹配是單純的GPS點和道路的匹配，很少考慮到道路間的互相關係。如果要獲得較高的匹配精度，需要對每個GPS點都利用卡爾曼濾波器進行比較精確的校正處理，因此需要進行大量的數據處理，且算法的時間複雜度較高，匹配速度慢，匹配效率不高，難以達到實用的程度，不適合在普通的導航設備上使用。
發明內容
針對上述存在的問題，本發明的目的是提供一種基於GIS的道路匹配方法，用於處理大量的GPS數據，適合在普通的導航設備上使用。解決該技術問題的思路是為達到上述目的，本發明採用的技術方案是一種基於GIS的道路匹配方法，包括下述步驟一種基於GIS的道路匹配方法，包括以下步驟步驟Sl 對GIS電子地圖上的道路層進行預處理，把所有道路分別轉換成由一系列相關的折線段連接而成的數據集合；步驟S2 在道路層的各層中查找位於誤差圈內或與誤差圈相交的道路；具體過程包括步驟S2a 以GPS採集的原始經緯度坐標對應在GIS電子地圖上的點GPSpt為圓心，以最大定位誤差為半徑作圓；步驟S2b:該圓內或者與該圓相交的道路組成一個道路集合，將該集合定為 RoadSet ；步驟S3 判斷集合RoadSet中的道路總數，如果集合RoadSet中的道路總數為0， 則匹配失敗；否則，執行步驟S4 ；
步驟S4 對集合RoadSet中的每條道路Roadi作逐一判斷，判斷道路Roadi的路名是否與上次匹配的道路名稱相同；若是，則執行步驟S5，步驟S5 本次匹配取上次匹配的目標道路，再執行步驟S7 ；若否，則執行步驟S6，步驟S6 對GIS電子地圖上的點GPSpt到集合RoadSet中的每條道路Roadi逐一投影，把投影距離最短的道路確定為匹配的目標道路，再執行步驟S7;步驟S7 在匹配的目標道路Roadi上進行點匹配；具體過程包括步驟S7a 計算出點GPSpt到目標道路Roadi上的每條線段的最短距離；對點 GPSpt到目標道路Roadi上的每條線段逐一投影，如果點GPSpt在線段上的投影點位於線段以內，則求出投影點，對應的垂距為所求；如果投影點在線段以外，則求出點GPSpt到線段兩個端點的距離，短者為所求；步驟S 7b 對比點GPSpt到目標道路Roadi的各條線段的最短距離，對應的投影點即為點到路上的匹配點。本發明的一種基於GIS的道路匹配方法，通過對所有道路進行折線段處理，將所有道路分別轉換成由一系列相關的折線段連接而成的數據集合，並通過投影方法，對摺線段集合的道路分別進行路匹配和點匹配操作，能夠快速、實時、準確地將車輛行駛軌跡與 GIS的電子地圖道路數據精確匹配。
圖1是本發明方法一最佳實施例的流程圖。
具體實施例方式下面對本發明的一個最佳的實施例的流程圖作進一步說明。本發明的一種基於GIS的道路匹配方法的一最佳實施例的流程圖。參考圖1，具體為步驟Sl 對GIS電子地圖上的道路層進行預處理，把所有道路分別轉換成由一系列相關的折線段連接而成的數據集合；步驟S2 在道路層的各層中查找位於誤差圈內或與誤差圈相交的道路；具體過程包括步驟S2a 以GPS採集的原始經緯度坐標對應在GIS電子地圖上的點GPSpt為圓心，以最大定位誤差為半徑作圓；步驟S2b:該圓內 或者與該圓相交的道路組成一個道路集合，將該集合定為 RoadSet ；步驟S3 判斷集合RoadSet中的道路總數，如果集合RoadSet中的道路總數為0， 則匹配失敗；否則，執行步驟S4 ；步驟S4 對集合RoadSet中的每條道路Roadi作逐一判斷，判斷道路Roadi的路名是否與上次匹配的道路名稱相同；
若是，則執行步驟S5，步驟S5 本次匹配取上次匹配的目標道路，再執行步驟S7 ；若否，則執行步驟S6，步驟S6 對GIS電子地圖上的點GPSpt到集合RoacKet中的每條道路Roadi逐一投影，把投影距離最短的道路確定為匹配的目標道路，再執行步驟S7;步驟S7 在匹配的目標道路Roadi上進行點匹配；具體過程包括步驟S7a 計算出點GPSpt到目標道路Roadi上的每條線段的最短距離；對點 GPSpt到目標道路Roadi上的每條線段逐一投影，如果點GPSpt在線段上的投影點位於線段以內，則求出投影點，對應的垂距為所求；如果投影點在線段以外，則求出點GPSpt到線段兩個端點的距離，短者為所求；步驟S7b 對比點GPSpt到目標道路Roadi的各條線段的最短距離，對應的投影點即為點到路上的匹配點。本發明的一種基於GIS的道路匹配方法，突破現有技術中要獲得較高的匹配精度，需要對每個GPS點都利用卡爾曼濾波器進行比較精確的校正處理，需要進行大量的數據處理，且算法的時間複雜度較高，匹配速度慢，匹配效率不高，難以達到實用的程度，不適合在普通的導航設備上使用的局限。本發明的基於GIS的道路匹配方法，通過對所有道路進行折線段處理，將所有道路分別轉換成由一系列相關的折線段連接而成的數據集合，並通過投影方法，對摺線段集合的道路分別進行路匹配和點匹配操作，能夠快速、實時、準確地將車輛行駛軌跡與GIS的電子地圖道路數據精確匹配。儘管結合最佳實施例具體展示和介紹了本發明，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本發明的精神和範圍內，在形式上和細節上可以對本發明做出各種變化，均為本發明的保護範圍。
權利要求
1. 一種基於GIS的道路匹配方法，其特徵在於，包括以下步驟 步驟Sl 對GIS電子地圖上的道路層進行預處理，把所有道路分別轉換成由一系列相關的折線段連接而成的數據集合；步驟S2 在道路層的各層中查找位於誤差圈內或與誤差圈相交的道路； 具體過程包括步驟S2a 以GPS採集的原始經緯度坐標對應在GIS電子地圖上的點GPSpt為圓心，以最大定位誤差為半徑作圓；步驟S2b 該圓內或者與該圓相交的道路組成一個道路集合，將該集合定為RoacKet ； 步驟S3 判斷集合RoacKet中的道路總數，如果集合RoacKet中的道路總數為0，則匹配失敗；否則，執行步驟S4;步驟S4 對集合RoacKet中的每條道路Roadi作逐一判斷，判斷道路Roadi的路名是否與上次匹配的道路名稱相同； 若是，則執行步驟S5，步驟S5 本次匹配取上次匹配的目標道路，再執行步驟S7 ； 若否，則執行步驟S6，步驟S6 對GIS電子地圖上的點GPSpt到集合RoadSet中的每條道路Roadi逐一投影， 把投影距離最短的道路確定為匹配的目標道路，再執行步驟S7; 步驟S7 在匹配的目標道路Roadi上進行點匹配； 具體過程包括步驟S7a 計算出點GPSpt到目標道路Roadi上的每條線段的最短距離；對點GPSpt到目標道路Roadi上的每條線段逐一投影，如果點GPSpt在線段上的投影點位於線段以內，則求出投影點，對應的垂距為所求；如果投影點在線段以外，則求出點GPSpt到線段兩個端點的距離，短者為所求；步驟S7b JiKAGPSpt到目標道路Roadi的各條線段的最短距離，對應的投影點即為點到路上的匹配點。
全文摘要
本發明公開了一種基於GIS的道路匹配方法，用於動態定位和調度。對GPS終端採集的經緯度坐標對應在GIS電子地圖上的點GPSpt進行道路匹配算法對GIS電子地圖的道路層進行預處理，將所有道路轉換成折線段；在各層中查找位於誤差圈內或與誤差圈相交的道路，設為RoadSet；若RoadSet為0，則匹配失敗；Roadi的路名與上次匹配的道路名稱相同，則取上次匹配的目標道路，否則以點GPSpt到道路集合中的每條道路投影距離最短的道路為匹配的目標道路；在匹配的目標道路Roadi上進行點匹配。本發明使車輛的行駛路線與GIS電子地圖的道路精確匹配，解決現有技術中道路匹配速度慢，匹配不準確的問題，提高了道路匹配的效率。
文檔編號G01C21/30GK102155950SQ201110049309
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月23日 優先權日2011年2月23日
發明者柳琴華, 陳祥耀 申請人:泉州市視通光電網絡有限公司