專利名稱：：一種地圖匹配和路徑推測方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及城市道路交通路況信息的處理應(yīng)用領(lǐng)域，尤其涉及一種地圖匹配和路徑推測方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：地圖匹配就是通過浮動車(FloatCarData,FCD)的GPS點(diǎn)的經(jīng)度和綿度,找出該點(diǎn)在地圖上的路段；路徑推測就是根據(jù)GPS點(diǎn)行走軌跡，在地圖上推測出匹配度合理的路徑。在城市交通迅速發(fā)展的今天，城市道路日益復(fù)雜化，因此車載終端導(dǎo)航系統(tǒng)越來越受到人們的重視。但在處理能力有限的車載終端上去組織和管理大規(guī)模的道路網(wǎng)絡(luò)信息，以及在這個基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)快速的地圖匹配和路徑推測是一個l支術(shù)難點(diǎn)。在傳統(tǒng)方法中，地圖匹配和路徑推測這兩個方面往往是在系統(tǒng)運(yùn)行中分開進(jìn)行的，并沒有對原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組織，生成后面系統(tǒng)運(yùn)行中地圖匹配和路徑推測所需要的FCD用路網(wǎng)擴(kuò)展網(wǎng)格數(shù)據(jù)，以提高后面的地圖匹配和路徑推測的運(yùn)行效率，這樣整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率就比較低。
發(fā)明內(nèi)容為了提高地圖匹配和路徑推測的運(yùn)行效率，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一方面，本發(fā)明才是供一種地圖匹配和路徑推測方法。一種地圖匹配和3各徑4,測方法，包括根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存生成的路徑信息；重新組織原始地圖it據(jù)；將所述路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。另一方面，本發(fā)明提供一種地圖匹配和路徑推測裝置。一種地圖匹配和路徑推測裝置，包括路徑預(yù)生成模塊，用于根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存生成的路徑信息；重組模塊，用于重新組織原始地圖數(shù)據(jù)；編譯模塊，用于將所述路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。最后，本發(fā)明還提供一種地圖匹配和路徑推測系統(tǒng)。一種地圖匹配和if各徑推測系統(tǒng)，包括浮動車，用于獲取所經(jīng)過道路的交通信息；地圖匹配和路徑推測裝置，用于使浮動車所獲取的道路交通信息與城市道路在時間和空間上關(guān)聯(lián)起來，最終得到整個城市動態(tài)、實(shí)時的交通擁堵信息。本發(fā)明提供了一種地圖匹配和路徑推測方法、裝置和系統(tǒng)，在地圖匹配和路徑推測之前，對原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。首先進(jìn)行路徑預(yù)生成，生成每條路鏈(Link)在規(guī)定時間內(nèi)的所有可能到達(dá)的路徑；然后將路網(wǎng)劃分為更小的網(wǎng)格，對每個新網(wǎng)格的數(shù)據(jù)重新組織，將這些數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并存儲，以便后面的地圖匹配和路徑推測所用，從而提高運(yùn)行效率。本發(fā)明可以直接定位到GPS點(diǎn)所在的網(wǎng)格，而且由于網(wǎng)格較小，所以GPS點(diǎn)匹配速度非?？欤以诤竺娴穆窂酵茰y中不用頻繁進(jìn)行路徑探索，大大提高了路徑推測的效率，因此本發(fā)明的計算簡單。圖1為本發(fā)明所述地圖匹配和路徑推測方法流程圖；圖2為本發(fā)明所述GPS點(diǎn)與新網(wǎng)格關(guān)系示意圖；圖3為本發(fā)明所述地圖匹配和路徑推測裝置框圖；圖4為發(fā)明所述地圖匹配和路徑推測系統(tǒng)框圖。具體實(shí)施例方式為了提高地圖匹配和路徑推測的運(yùn)行效率，本發(fā)明提供了一種地圖匹配和路徑推測方法。在現(xiàn)有智能交通系統(tǒng)(ITS)中，通過浮動車(FloatCarData)來獲取交通信息工具。浮動車也被稱作探測車(Probecar),其基本原理是根據(jù)裝備車載全球定位系統(tǒng)的浮動車在其行駛過程中定期記錄的車輛位置，方向和速度信息，應(yīng)用地圖匹配、路徑推測等相關(guān)的計算模型和算法進(jìn)行處理，使浮動車位置數(shù)據(jù)和城市道路在時間和空間上關(guān)聯(lián)起來，最終得到浮動車所經(jīng)過道路的車輛行駛速度以及道路的行車旅行時間等交通擁堵信息。如果在城市中部署足夠數(shù)量的浮動車，并將這些浮動車的位置數(shù)據(jù)通過無線通訊系統(tǒng)定期、實(shí)時地傳輸?shù)揭粋€信息處理中心，由信息中心綜合處理，就可以獲得整個城市動態(tài)、實(shí)時的交通擁堵信息。如圖1所示，該地圖匹配和路徑推測方法包括101、根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存預(yù)生成的路徑信息。對不同級別的道路來說，由于設(shè)計的車速不同，所以在相同時間內(nèi)行駛的距離是不一樣的，也就是說在相同距離內(nèi)所花費(fèi)的時間是不一樣的。根據(jù)《城市道路交通規(guī)劃設(shè)計規(guī)范》(1995年1月發(fā)布)，路段設(shè)計車速與道路等級、車道數(shù)的關(guān)系如表1所示。表1設(shè)計車速與道路等級的關(guān)系<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>路網(wǎng)是由點(diǎn)、路鏈(Link)、道路組成的，其中道路包含路鏈，路鏈又包含點(diǎn)，路鏈表示道路上兩個交叉點(diǎn)之間的部分。對原始地圖數(shù)據(jù)的每一條Link,根據(jù)道路種別(道路種別是指道路等級如高速道路、快速道道、一般道路等，不同道路級別的車速是不一樣的，那么其通行時間也是不一樣的)、交通規(guī)制(單向通行或禁止等)、轉(zhuǎn)彎規(guī)制(如禁止左轉(zhuǎn)等)等相關(guān)限制信息，遍歷原始地圖內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，生成在規(guī)定時間內(nèi)(比如90秒)從該Link出發(fā)正向和反向所有可能到達(dá)的路私同時保存路徑的長度和通過Link的數(shù)目等相關(guān)信息。這樣，在后面的路徑推測時就不用頻繁進(jìn)行路徑探索，大大提高了運(yùn)行效率。對于預(yù)先生成的路徑和原始地圖數(shù)據(jù)一樣，也是按照格網(wǎng)來組織的，在預(yù)生成路徑的同時記錄預(yù)先生成的路徑在原始地圖數(shù)據(jù)中的索引，以便后面的路徑推測方便找到原始地圖數(shù)據(jù)中的相關(guān)Link數(shù)據(jù)。以浮動車為單位，對每輛車的所有GPS點(diǎn)進(jìn)行路徑推測。首先設(shè)置擴(kuò)展起始Link信息，然后依次獲得后面的GPS點(diǎn)的匹配Link信息，對GPS點(diǎn)的路徑進(jìn)行擴(kuò)展，獲取到達(dá)^f各徑的最優(yōu)結(jié)果。有些情況下，可能浮動車的某兩個GPS點(diǎn)之間無可通行最短路徑，則將前面的最優(yōu)路徑保存，重新對后面的GPS點(diǎn)進(jìn)行Link擴(kuò)展，最終獲得該輛車的最優(yōu)推測路徑；如果兩GPS點(diǎn)之間有可通行最短路徑，那么繼續(xù)擴(kuò)展下去，直至最后。當(dāng)所有車輛的GPS點(diǎn)的擴(kuò)展Link的最優(yōu)推測路徑都計算出來并保存后，接著對每輛車的保存路徑進(jìn)行回溯，從而得到每輛車的GPS點(diǎn)所匹配的Link的最優(yōu)路徑信息。102、重新組織原始地圖數(shù)據(jù)。為了能夠快速定位GPS數(shù)據(jù)，提高匹配效率，對原始地圖每個網(wǎng)格進(jìn)行mxn(比如8x8)的二次劃分，將原網(wǎng)格劃分為更小的網(wǎng)格，將原始地圖數(shù)據(jù)按照新的網(wǎng)格重新組織。原網(wǎng)格劃分為多少個新網(wǎng)格要結(jié)合實(shí)際情況考慮，不能太多，多了會增加遍歷的時間；也不能太少，少了就起不到重新組織的效果。網(wǎng)格重新劃分后，將原始地圖數(shù)據(jù)中的Link劃分到相應(yīng)的新網(wǎng)格內(nèi)，對于未被分割的Link整條存到相應(yīng)的新網(wǎng)格內(nèi)，被分割的Link要分別存取不同部分到所屬的新網(wǎng)格內(nèi)，同時記錄每個原網(wǎng)格包含的新網(wǎng)格數(shù)、新網(wǎng)格的長度和寬度、每個新網(wǎng)格的左下角坐標(biāo)(相對于原始地圖數(shù)據(jù))、每個新網(wǎng)格包含的Link數(shù)和Link的相關(guān)信息等。在劃分新網(wǎng)格之后，要想得知GPS點(diǎn)所在的位置，首先要確定GPS點(diǎn)所在的新網(wǎng)格。快速確定GPS點(diǎn)所在的新網(wǎng)^f各可以通過以下方式如圖2所示，圖中的P點(diǎn)代表浮動車的GPS點(diǎn)，將GPS點(diǎn)的經(jīng)綿度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化的正規(guī)化坐標(biāo)如P1(X1，Yl)，(Xl，Y1)是GPS點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)，通過GPS點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)可以得到GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格的左下角坐標(biāo)。新網(wǎng)格的大小為原來網(wǎng)格的大小分別除以m和n(最好能夠整除)，即原網(wǎng)格的長度除以m是新網(wǎng)格的長度，原網(wǎng)格的寬度除以n是新網(wǎng)格的寬度。假設(shè)新網(wǎng)格的寬度為Width,新網(wǎng)格的長度為Height,這樣就很容易得到該GPS點(diǎn)所在的新網(wǎng)格的左下角那一點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)P2(X2，Y2),通過下列公式計算即可得到X2=Xl/Width*WidthY2=Yl/Height*Height其中，XI,Yl，X2，Y2,Width,Height都為整數(shù)。在計算過程中，Xl/Width、Yl/Height的值要取整，即把計算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)之后的部分去掉。比如GPS點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)為(300，200),新網(wǎng)格的長度為13,寬度為11,那么GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格的左下角坐標(biāo)為300/13=23(取整lt部分)23*13=299200/11=18(取整數(shù)部分)18*11=198所以GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格的左下角在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)為(299,198)。在系統(tǒng)對GPS點(diǎn)進(jìn)行地圖匹配時，在確定了GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格在原網(wǎng)格里的相對位置之后，需要得知需要遍歷哪幾個新網(wǎng)格。通過設(shè)定GPS點(diǎn)到Link的距離閥值，比較GPS點(diǎn)到Link的距離與距離閥值的大小，就會知道需要遍歷哪幾個新網(wǎng)格(最多4個)內(nèi)的所有Link,新網(wǎng)格內(nèi)的Link數(shù)小于原網(wǎng)格內(nèi)的Link數(shù)，這樣系統(tǒng)運(yùn)行效率就大大提高了。GPS點(diǎn)到候選匹配Link的距離閥值，一般要設(shè)置為小于新網(wǎng)格長度和寬度的最小值的一半，這也就要求重新劃分的新網(wǎng)格不能太小。分別計算GPS點(diǎn)(圖2中的P點(diǎn))到GPS點(diǎn)所在網(wǎng);f各的四個頂點(diǎn)和四個中間點(diǎn)(如圖2中小黑點(diǎn)所示)的距離，如果GPS點(diǎn)到這8個點(diǎn)的距離大于設(shè)定的閥值，那么這8個點(diǎn)所對應(yīng)的新網(wǎng)格(按順時針方向依次為網(wǎng)格1、網(wǎng)格2、網(wǎng)格3、網(wǎng)格4、網(wǎng)才各5、網(wǎng)格6、網(wǎng)格7、網(wǎng)格8)就不在考慮之中，那么在對GPS點(diǎn)進(jìn)行地圖匹配時，只需要考慮GPS點(diǎn)本身所在的新網(wǎng)格(如圖中的網(wǎng)格9)。如果GPS點(diǎn)離所處新網(wǎng)格的頂點(diǎn)比較近的話，最多也只需要考慮4個新網(wǎng)格，比如GPS點(diǎn)離所處新網(wǎng)格的上邊和左邊的頂點(diǎn)比較近的話，只需要考慮圖2中的網(wǎng)格l、網(wǎng)格2、網(wǎng)格9，網(wǎng)格8就夠了。在一般情況下，只需要考慮GPS點(diǎn)本身所在的1個新網(wǎng)格，這樣就大大縮小了候選匹配Link的數(shù)量，提高了運(yùn)行效率。對每輛浮動車的每個GPS點(diǎn)進(jìn)行遍歷，獲得每個GPS點(diǎn)的所有候選Link。在具體的匹配過程中，首先對GPS點(diǎn)通過上述方法，快速確定所需要訪問的新網(wǎng)格；然后對該新網(wǎng)格進(jìn)行遍歷，對該新網(wǎng)格內(nèi)的每條Link進(jìn)行判斷，在判斷時需要考慮到GPS點(diǎn)到所匹配Link的距離、GPS速度方向與所匹配Link行進(jìn)方向的夾角(與設(shè)定值進(jìn)行比較)以及線匹配方向(前后兩個GPS點(diǎn)的連線方向),經(jīng)過判斷獲得每個GPS點(diǎn)的所有候選匹配Link這些候選的匹配Link可以為后面的路徑推測提供數(shù)據(jù)。103、將預(yù)生成的路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。本發(fā)明定義了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括原始網(wǎng)格號、新網(wǎng)格的個數(shù)、新網(wǎng)格的順序號、每個新網(wǎng)格內(nèi)包含的Link記錄數(shù)、每條Link的起點(diǎn)和終點(diǎn)補(bǔ)間點(diǎn)索引、浮動車用Link數(shù)、當(dāng)前Link的ID(路鏈號)、在設(shè)置時間內(nèi)當(dāng)前Link可達(dá)到的所有Link數(shù)(包括正向和反向)等相關(guān)信息，并定義了這些信息在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的順序原始網(wǎng)格號、新網(wǎng)格的個數(shù)、新網(wǎng)格的順序號、每個新網(wǎng)格內(nèi)包含的Link記錄數(shù)、每條Link的起點(diǎn)和終點(diǎn)補(bǔ)間點(diǎn)索引、浮動車用Link數(shù)、當(dāng)前Link的ID、在設(shè)置時間內(nèi)當(dāng)前Link可達(dá)到的所有Link數(shù)(包括正向和反向)。在存儲的時候，按照上述順序?qū)⑦@些信息寫成二進(jìn)制文件并存儲到系統(tǒng)中。這樣在后面系統(tǒng)進(jìn)行地圖匹配和路徑推測時，只需要把所存儲的二進(jìn)制文件按照定義好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)讀進(jìn)內(nèi)存就可以利用這些信息，從而提供了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本發(fā)明提供了一種地圖匹配和路徑推測的方法，在地圖匹配和路徑推測之前，對原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。首先進(jìn)行路徑預(yù)生成，生成每條路鏈(Link)在規(guī)定時間內(nèi)的所有可能到達(dá)的路徑；然后將路網(wǎng)劃分為更小的網(wǎng)格，對每個新網(wǎng)格的數(shù)據(jù)重新組織，在每個新的網(wǎng)格里記錄Link的索引；最后將這些數(shù)據(jù)按照定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編譯成一個文件，以便后面的地圖匹配和路徑推測所用，從而提高運(yùn)行效率。本發(fā)明可以直接定位到GPS點(diǎn)所在的網(wǎng)格，而且由于網(wǎng)格較小，因而網(wǎng)格中的Link數(shù)也就比較少，所以GPS點(diǎn)匹配速度非?？?；另外通過設(shè)定GPS點(diǎn)到Link的距離閥值和新網(wǎng)格的大小，所需要查找的網(wǎng)格數(shù)最多只有4個，而且在后面的路徑推測中不用頻繁進(jìn)行路徑探索，大大提高了路徑推測的效率，因此本發(fā)明的計算簡單。本發(fā)明還提供了一種地圖匹配和路徑推測裝置。在現(xiàn)有智能交通系統(tǒng)(ITS)中，通過浮動車(FloatCarData)來獲取交通信息工具。浮動車也被稱作探測車(Probecar),其基本原理是根據(jù)裝備車載全球定位系統(tǒng)的浮動車在其行駛過程中定期記錄的車輛位置，方向和速度信息，應(yīng)用地圖匹配、路徑推測等相關(guān)的計算模型和算法進(jìn)行處理，使浮動車位置數(shù)據(jù)和城市道路在時間和空間上關(guān)聯(lián)起來，最終得到浮動車所經(jīng)過道路的車輛行駛速度以及道路的行車旅行時間等交通擁堵信息。如果在城市中部署足夠數(shù)量的浮動車，并將這些浮動車的位置數(shù)據(jù)通過無線通訊系統(tǒng)定期、實(shí)時地傳輸?shù)揭粋€信息處理中心，由信息中心綜合處理，就可以獲得整個城市動態(tài)、實(shí)時的交通擁堵信息。如圖3所示，該裝置包括路徑預(yù)生成模塊301，用于根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存預(yù)生成的路徑信息。該路徑預(yù)生成模塊包括路徑預(yù)生成單元304,用于確定浮動車所在位置，遍歷所有原始地圖數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)信息生成在規(guī)定時間內(nèi)車輛正向和反向所有可能到達(dá)的路徑。對不同級別的道3各來說，由于設(shè)計的車速不同，所以在相同時間內(nèi)行駛的距離是不一樣的，也就是說在相同距離內(nèi)所花費(fèi)的時間是不一樣的。路網(wǎng)是由點(diǎn)、路鏈(Link)、道路組成的，其中道路包含路鏈，路鏈又包含點(diǎn)，路鏈表示道路上兩個交叉點(diǎn)之間的部分。對原始地圖數(shù)據(jù)的每一條Link，根據(jù)道路種別(道路種別是指道路等級如高速道路、快速道道、一般道路等，不同道路級別的車速是不一樣的，那么其通行時間也是不一樣的)、交通規(guī)制(單向通行或禁止等)、轉(zhuǎn)彎規(guī)制(如禁止左轉(zhuǎn)等)等相關(guān)限制信息，遍歷原始地圖內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，生成在規(guī)定時間內(nèi)(比如90秒)從該Link出發(fā)正向和反向所有可能到達(dá)的路徑，同時保存路徑的長度和通過Link的數(shù)目等相關(guān)信息。這樣，在后面的路徑推測時就不用頻繁進(jìn)行路徑探索，大大提高了運(yùn)行效率。對于預(yù)先生成的路徑和原始地圖數(shù)據(jù)一樣，也是按照格網(wǎng)來組織的，同時記錄預(yù)先生成的路徑在原始地圖數(shù)據(jù)中的索引，以便后面的路徑推測方便找到原始地圖數(shù)據(jù)中的相關(guān)Link數(shù)據(jù)。以浮動車為單位，對每輛車的所有GPS點(diǎn)進(jìn)行路徑推測。首先設(shè)置擴(kuò)展起始Link信息，然后依次獲得后面的GPS點(diǎn)的匹配Link信息，對GPS點(diǎn)的路徑進(jìn)行擴(kuò)展，獲取到達(dá)路徑的最優(yōu)結(jié)果。有些情況下，可能浮動車的某兩個GPS點(diǎn)之間無可通行最短路徑，則將前面的最優(yōu)路徑保存，重新對后面的GPS點(diǎn)進(jìn)行Link擴(kuò)展，最終獲得該輛車的最優(yōu)推測路徑；如果兩GPS點(diǎn)之間有可通行最短路徑，那么繼續(xù)擴(kuò)展下去，直至最后。保存單元305，用于保存路徑預(yù)生成單元生成的路徑信息。當(dāng)所有車輛的GPS點(diǎn)的擴(kuò)展Link的最優(yōu)推測路徑都計算出來并保存后，接著對每輛車的保存路徑進(jìn)行回溯，從而得到每輛車的GPS點(diǎn)所匹配的Link的最優(yōu)路徑信息。重組模塊302，用于重新組織原始地圖數(shù)據(jù)。該重組模塊包括劃分單元306，用于對原始地圖進(jìn)行二次劃分，將原始地圖劃分為更小的網(wǎng)格；為了能夠快速定位GPS數(shù)據(jù)，提高匹配效率，對原始地圖每個網(wǎng)格進(jìn)行mxn(比如8x8)的二次劃分，將原網(wǎng)格劃分為更小的網(wǎng)格，將原始地圖數(shù)據(jù)按照新的網(wǎng)格重新組織。原網(wǎng)格劃分為多少個新網(wǎng)格要結(jié)合實(shí)際情況考慮，不能太多，多了會增加遍歷的時間；也不能太少，少了就起不到重新組織的效果。重組單元307，用于按照劃分單元劃分的新的網(wǎng)格重新組織原始地圖數(shù)據(jù)。網(wǎng)格重新劃分后，將原始地圖數(shù)據(jù)中的Link劃分到相應(yīng)的新網(wǎng)格內(nèi)，對于未被分割的Link整條存到相應(yīng)的新網(wǎng)格內(nèi)，被分割的Link要分別存取不同部分到所屬的新網(wǎng)格內(nèi)，同時記錄每個原網(wǎng)格包含的新網(wǎng)格數(shù)、新網(wǎng)格的長度和寬度、每個新網(wǎng)格的左下角坐標(biāo)(相對于原始地圖數(shù)據(jù))、每個新網(wǎng)格包含的Link數(shù)和Link的相關(guān)信息等?？焖俅_定GPS點(diǎn)所在的新網(wǎng)才各可以通過以下方式如圖2所示，圖中的P點(diǎn)代表浮動車的GPS點(diǎn)，將GPS點(diǎn)的經(jīng)煒度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)格化的正規(guī)化坐標(biāo)如P1(X1，Yl)，(X1，Y1)是GPS點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)，通過GPS點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)可以得到GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格的左下角坐標(biāo)。新網(wǎng)格的大小為原來網(wǎng)格的大小分別除以m和n(最好能夠整除)，即原網(wǎng)格的長度除以m是新網(wǎng)格的長度，原網(wǎng)格的寬度除以n是新網(wǎng)格的寬度。假設(shè)新網(wǎng)格的寬度為Width,新網(wǎng)格的長度為Height,這樣就很容易得到該GPS點(diǎn)所在的新網(wǎng)格的左下角那一點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)P2(X2，Y2)，通過下列公式計算即可得到X2=Xl/Width*WidthY2=Yl/Height*Height其中，XI,Yl,X2,Y2，Width,Height都為整數(shù)。在計算過程中，Xl/Width、Yl/Height的值要取整，即把計算結(jié)果小數(shù)點(diǎn)之后的部分去掉。比如GPS點(diǎn)在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)為(300,200)，新網(wǎng)格的長度為13，寬度為11，那么GPS點(diǎn)所在新網(wǎng);f各的左下角坐標(biāo)為300/13=23(耳又整數(shù)部分)23*13=299200/11=18(耳又整凄t部分)18*11=198所以GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格的左下角在原網(wǎng)格中的坐標(biāo)為(299，198)。在系統(tǒng)對GPS點(diǎn)進(jìn)行地圖匹配時，在確定了GPS點(diǎn)所在新網(wǎng)格在原網(wǎng)格里的相對位置之后，需要得知需要遍歷哪幾個新網(wǎng)格。通過設(shè)定GPS點(diǎn)到Link的距離閥值，比較GPS點(diǎn)到Link的距離與距離閥值的大小，就會知道需要遍歷哪幾個新網(wǎng)格(最多4個)內(nèi)的所有Link，新網(wǎng)格內(nèi)的Link數(shù)小于原網(wǎng)格內(nèi)的Link數(shù)，這樣系統(tǒng)運(yùn)行效率就大大提高了。GPS點(diǎn)到候選匹配Link的距離閥值，一般要設(shè)置為小于新網(wǎng)格長度和寬度的最小值的一半，這也就要求重新劃分的新網(wǎng)格不能太小。分別計算GPS點(diǎn)(圖2中的P點(diǎn))到GPS點(diǎn)所在網(wǎng)^f各的四個頂點(diǎn)和四個中間點(diǎn)(如圖2中小黑點(diǎn)所示)的距離，如果GPS點(diǎn)到這8個點(diǎn)的距離大于設(shè)定的閥值，那么這8個點(diǎn)所對應(yīng)的新網(wǎng)格(按順時針方向依次為網(wǎng)格l、網(wǎng)格2、網(wǎng)格3、網(wǎng)格4、網(wǎng)才各5、網(wǎng)格6、網(wǎng)格7、網(wǎng)才各8)就不在考慮之中，那么在對GPS點(diǎn)進(jìn)行地圖匹配時，只需要考慮GPS點(diǎn)本身所在的新網(wǎng)格(如圖中的網(wǎng)格9)。如果GPS點(diǎn)離所處新網(wǎng)格的頂點(diǎn)比較近的話，最多也只需要考慮4個新網(wǎng)格，比如GPS點(diǎn)離所處新網(wǎng)格的上邊和左邊的頂點(diǎn)比較近的話，只需要考慮圖2中的網(wǎng)格l、網(wǎng)格2、網(wǎng)格9,網(wǎng)格8就夠了。在一般情況下，只需要考慮GPS點(diǎn)本身所在的l個新網(wǎng)格，這樣就大大縮小了候選匹配Link的數(shù)量，提高了運(yùn)行效率。對每輛浮動車的每個GPS點(diǎn)進(jìn)行遍歷，獲得每個GPS點(diǎn)的所有候選Link。在具體的匹配過程中，首先對GPS點(diǎn)通過上述方法，快速確定所需要訪問的新網(wǎng)格；然后對該新網(wǎng)格進(jìn)行遍歷，對該新網(wǎng)格內(nèi)的每條Link進(jìn)行判斷，在判斷時需要考慮到GPS點(diǎn)到所匹配Link的距離、GPS速度方向與所匹配Link行進(jìn)方向的夾角(與設(shè)定值進(jìn)行比較)以及線匹配方向(前后兩個GPS點(diǎn)的連線方向)，經(jīng)過判斷獲得每個GPS點(diǎn)的所有候選匹配Link這些候選的匹配Link可以為后面的路徑推測提供數(shù)據(jù)。編譯模塊303,用于將預(yù)生成的路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。本發(fā)明定義了一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，包括原始網(wǎng)格號、新網(wǎng)格的個數(shù)、新網(wǎng)格的順序號、每個新網(wǎng)格內(nèi)包含的Link記錄數(shù)、每條Link的起點(diǎn)和終點(diǎn)#卜間點(diǎn)索引、浮動車用Link數(shù)、當(dāng)前Link的ID(路鏈號)、在設(shè)置時間內(nèi)當(dāng)前Link可達(dá)到的所有Link數(shù)(包括正向和反向)等相關(guān)信息，并定義了這些信息在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的順序原始網(wǎng)格號、新網(wǎng)格的個數(shù)、新網(wǎng)格的順序號、每個新網(wǎng)格內(nèi)包含的Link記錄數(shù)、每條Link的起點(diǎn)和終點(diǎn)補(bǔ)間點(diǎn)索引、浮動車用Link數(shù)、當(dāng)前Link的ID、在設(shè)置時間內(nèi)當(dāng)前Link可達(dá)到的所有Link數(shù)(包括正向和反向)。在存儲的時候，按照上述順序?qū)⑦@些信息寫成二進(jìn)制文件并存儲到系統(tǒng)中。這樣在后面系統(tǒng)進(jìn)行地圖匹配和路徑推測時，只需要把所存儲的二進(jìn)制文件按照定義好的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)讀進(jìn)內(nèi)存就可以利用這些信息，從而提供了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。本發(fā)明提供了一種地圖匹配和路徑推測裝置，在地圖匹配和路徑推測之前，對原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。首先進(jìn)行路徑預(yù)生成，生成每條路鏈(Link)在規(guī)定時間內(nèi)的所有可能到達(dá)的路徑；然后將路網(wǎng)劃分為更小的網(wǎng)格，對每個新網(wǎng)格的數(shù)據(jù)重新組織，在每個新的網(wǎng)格里記錄Link的索引；最后將這些數(shù)據(jù)按照定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編譯成一個文件，以便后面的地圖匹配和路徑推測所用，從而提高運(yùn)行效率。本發(fā)明可以直接定位到GPS點(diǎn)所在的網(wǎng)格，而且由于網(wǎng)格較小，因而網(wǎng)格中的Link數(shù)也就比較少，所以GPS點(diǎn)匹配速度非?？?；另外通過設(shè)定GPS點(diǎn)到Link的距離閥值和新網(wǎng)格的大小，所需要查找的網(wǎng)格數(shù)最多只有4個，而且在后面的路徑推測中不用頻繁進(jìn)行路徑探索，大大提高了路徑推測的效率，因此本發(fā)明的計算筒單。本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種地圖匹配和路徑推測系統(tǒng)。如圖4所述，該系統(tǒng)包括浮動車401,用于獲取浮動車所經(jīng)過道路的交通信息；地圖匹配和路徑推測裝置402，用于使浮動車所獲取的道路交通信息與城市道路在時間和空間上關(guān)聯(lián)起來，最終得到整個城市動態(tài)、實(shí)時的交通擁堵信息。如圖3所示，該地圖匹配和路徑推測裝置包括路徑預(yù)生成模塊301,用于根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存預(yù)生成的路徑信息；重組模塊302，用于重新組織原始地圖數(shù)據(jù)；編譯模塊303，用于將所述路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1、一種地圖匹配和路徑推測方法，其特征在于，包括根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存預(yù)生成的路徑信息；重新組織原始地圖數(shù)據(jù)；將所述路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖匹配和路徑推測方法，其特征在于，所述根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存生成的路徑信息包括確定浮動車所在位置，遍歷所有原始地圖數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)信息生成在規(guī)定時間內(nèi)正向和反向所有可能到達(dá)的路徑；保存所述路徑信息。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的地圖匹配和路徑推測方法，其特征在于，所述相關(guān)信息包括道路種別、交通規(guī)制、轉(zhuǎn)彎規(guī)制。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的地圖匹配和路徑推測方法，其特征在于，所述重新組織原始地圖數(shù)據(jù)包括對原始地圖進(jìn)行二次劃分，將原始地圖劃分為更小的網(wǎng)格；按照新的網(wǎng)格重新組織原始地圖數(shù)據(jù)。5、一種地圖匹配和i洛徑推測裝置，其特征在于，包括路徑預(yù)生成模塊，用于根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存預(yù)生成的路徑信息；重組模塊，用于重新組織原始地圖數(shù)據(jù)；編譯模塊，用于將所述路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的地圖匹配和路徑推測裝置，其特征在于，所述路徑預(yù)生成模塊包括路徑預(yù)生成單元，用于確定浮動車所在位置，遍歷所有原始地圖數(shù)據(jù)，根據(jù)相關(guān)信息生成在規(guī)定時間內(nèi)正向和反向所有可能到達(dá)的路徑；保存單元，用于保存路徑預(yù)生成單元生成的路徑信息。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的地圖匹配和路徑推測裝置，其特征在于，所述相關(guān)信息包括道路種別、交通規(guī)制、轉(zhuǎn)彎規(guī)制。8、根據(jù)權(quán)利要求5所述的地圖匹配和路徑推測裝置，其特征在于，所述重組模塊包括劃分單元，用于對原始地圖進(jìn)行二次劃分，將原始地圖劃分為更小的網(wǎng)格;重組單元，用于按照劃分單元劃分的新的網(wǎng)格重新組織原始地圖數(shù)據(jù)。9、一種地圖匹配和路徑推測系統(tǒng)，其特征在于，包括浮動車，用于獲取所經(jīng)過道路的交通信息；快速地圖匹配和路徑推測裝置，用于使浮動車所獲取的道路交通信息與城市道路在時間和空間上關(guān)聯(lián)起來，最終得到整個城市動態(tài)、實(shí)時的交通擁堵信自10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的地圖匹配和路徑推測系統(tǒng)，其特征在于，所述快速地圖匹配和路徑推測裝置包括路徑預(yù)生成模塊，用于根據(jù)原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行路徑預(yù)生成，并保存預(yù)生成的路徑信息；重組模塊，用于重新組織原始地圖數(shù)據(jù)；編譯模塊，用于將所述路徑信息和重新組織后的地圖數(shù)據(jù)寫成二進(jìn)制文件并保存。全文摘要本發(fā)明公開了一種地圖匹配和路徑推測方法、裝置和系統(tǒng)，屬于城市道路交通路況信息的處理應(yīng)用領(lǐng)域，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中地圖匹配和路徑推測的運(yùn)行效率比較低的問題而發(fā)明。本發(fā)明在地圖匹配和路徑推測時，對原始地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，首先進(jìn)行路徑預(yù)生成，然后將路網(wǎng)劃分為更小的網(wǎng)格，對每個新網(wǎng)格的數(shù)據(jù)重新組織，最后將這些數(shù)據(jù)按照定義的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，編譯成一個文件，以便后面的地圖匹配和路徑推測所用，從而提高運(yùn)行效率。本發(fā)明可以直接定位到GPS點(diǎn)所在的網(wǎng)格，而且由于網(wǎng)格較小，因而網(wǎng)格中的Link數(shù)也就比較少，所以GPS點(diǎn)匹配速度非?？欤欢以诤竺娴穆窂酵茰y中不用頻繁進(jìn)行路徑探索，大大提高了路徑推測的效率，因此本發(fā)明的計算簡單。文檔編號G01C21/30GK101409011SQ20081022509公開日2009年4月15日申請日期2008年10月28日優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日發(fā)明者張孝娟,建胡,陳燕妮,魏俊華申請人:北京世紀(jì)高通科技有限公司