[发明专利]一种基于时空的地图匹配方法

摘要

本发明公开了一种基于时空的地图匹配方法，(1)获取数字地图数据，并对其进行处理，得到最短路径数据集；(2)接受数据终端的多个连续GPS数据信息序列，并计算车辆行驶GPS定位点的候选点，组成GPS定位点的候选点集；(3)根据GPS数据信息序列、GPS定位点的候选点集以及最短路径数据集计算得到空间分析方程和时间分析方程，并将这两个方程结合起来简称时空分析方程；(4)通过ST_Matching算法获得候选点中的最佳序列，得到最优的GPS定位候选数据。该方法综合考虑确定性算法与不确定性算法的优点，能够有效地解决地图匹配所存在的问题。

主权项

1.一种基于时空的地图匹配方法，包括以下步骤：(1)获取数字地图数据，并对其进行处理，得到最短路径数据集；(2)接受数据终端的多个连续GPS数据信息序列，并计算车辆行驶GPS定位点的候选点，组成GPS定位点的候选点集；(3)根据GPS数据信息序列、GPS定位点的候选点集以及最短路径数据集计算得到候选点的空间分析方程和时间分析方程，并将这两个方程结合起来简称时空分析方程，具体包括：步骤(3)的具体步骤为：(3‑1)采用正态分布的统计手段，计算每个GPS定位点数据p_i中每个候选点的观察概率具体为：其中，表示车辆行驶的第i个GPS定位点数据p_i与其第j个候选点之间的欧氏距离，μ₁为正态分布的均值，σ₁为正态分布的方差；对第一个GPS定位点数据p₁中的每个候选点的观察概率进行再处理的方法为：(a)对前λ个GPS定位点数据进行类聚，聚类中心点为：其中，t_m为第m个GPS定位点的采样时间间隔，v_n为第n条路段的限速；δ是表示匹配时所允许的最大偏差距离，p_i为GPS定位点数据；(b)根据聚类中心点采用正态分布方法计算第一个GPS定位点数据p₁的候选点的经验观测概率其中，表示聚类中心点与第一个GPS定位点数据p₁中的每个候选点之间的欧式距离；μ₂为正态分布的均值，σ₂为正态分布的方差；(c)将第一个GPS定位点数据p₁中的每个候选点的观察概率乘上其经验观测概率，作为第一个GPS定位点数据p₁的每个候选点的观察概率(3‑2)根据相邻两个GPS数据信息序列所在的路线最短路径距离与实际欧式距离，计算候选点的转移概率(3‑3)根据观察概率和转移概率计算每个候选点的空间分析方程：(3‑4)根据最短路径数据集计算每个候选点的时间分析方程：其中，e′_u.v表示序号为u最短路径线路的限速，k为最短路径的总条数；表示候选点到候选点之间最短路径上的平均速度，此处，表示第i‑1个GPS定位点数据p_i‑1中第t个候选点，表示第i个GPS定位点数据p_i中第j个候选点；的计算公式为：l_u表示序号为u最短路径线路的长度，Δt_i‑1→i表示GPS定位点数据p_i‑1和GPS定位点数据p_i之间的时间间隔；(3‑5)根据空间分析方程和时间分析方程计算每个候选点的时空分析方程：(4)利用ST_Matching算法对候选点的时空分析方程进行优化求解，获得候选点中的最佳序列，得到最优的GPS定位候选数据。