進(jìn)，提高了已有結(jié)構(gòu)在移動(dòng)對(duì)象頻繁位置更新下更新代價(jià)巨大的問題。
[0033](2)本發(fā)明將移動(dòng)對(duì)象的軌跡進(jìn)行了關(guān)聯(lián)處理，改進(jìn)了已有算法對(duì)在進(jìn)行移動(dòng)對(duì)象位置更新時(shí)只對(duì)單個(gè)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行處理的缺陷。
[0034](3)本發(fā)明對(duì)于同一個(gè)群組中的移動(dòng)對(duì)象選用一個(gè)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行更新，不需要將所有的移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行更新，大大減少了更新次數(shù)，減少了更新代價(jià)；
[0035](4)本發(fā)明周期性進(jìn)行群組更新，將偏離群組軌跡的移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行重新劃分，從而保證了群組中的移動(dòng)對(duì)象都具有較高的軌跡相似度，支持了算法的可靠性。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明的索引GTPU-tree的結(jié)構(gòu)原理圖。其中整個(gè)索引結(jié)構(gòu)分為空間層、分組層和數(shù)據(jù)層三層。圖中R1-R6為空間層中的節(jié)點(diǎn)，G1-G8是分組層的節(jié)點(diǎn)，M1-M7是移動(dòng)對(duì)象的節(jié)點(diǎn)信息。
[0037]圖2是不確定移動(dòng)對(duì)象在t時(shí)刻的分布示意圖，其中白色的圓心位置就是移動(dòng)對(duì)象當(dāng)前存放在數(shù)據(jù)庫中的記錄位置，而陰影部分是移動(dòng)對(duì)象的不確定區(qū)域UR1U),其中不確定區(qū)域的半徑就是設(shè)定的閾值th，移動(dòng)對(duì)象跑可能分布在UR1U)中任意位置。
[0038]圖3是1^時(shí)刻移動(dòng)對(duì)象Mo-M9的群組劃分示意圖。其中時(shí)刻劃分為群組61，而(]\1()，]\12，]/[4，]/[6，]/[8)劃分為群組62。
[0039]圖4是T2時(shí)刻移動(dòng)對(duì)象Mo-M9的群組劃分示意圖。其中原先(M1,M3，M5，M7，M9)在!^時(shí)刻劃分為群組Gi，但是由于Mg偏尚群組，所以將Mg重新劃分成G3，而(Mo，M2，IVU，M6，Ms)劃分為群組G2。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0041]隨著移動(dòng)計(jì)算和定位技術(shù)的不斷發(fā)展，位置服務(wù)在日常生活中扮演著越發(fā)重要的角色。位置服務(wù)的質(zhì)量依賴于對(duì)移動(dòng)對(duì)象有效管理。由于存在數(shù)據(jù)采集不精確，移動(dòng)物體延遲更新和隱私保護(hù)等原因，移動(dòng)對(duì)象的位置不確定性普遍存在如圖2所示為移動(dòng)對(duì)象的不確定區(qū)域示意圖。為了使數(shù)據(jù)庫中查詢提供更“靠譜”的數(shù)據(jù)，需要將查詢結(jié)果的不精確性限定在一定的范圍內(nèi)。在索引結(jié)構(gòu)中儲(chǔ)存移動(dòng)對(duì)象不確定性信息已成為時(shí)空數(shù)據(jù)庫研究的熱點(diǎn)。但是由于移動(dòng)對(duì)象的位置隨時(shí)間而變化，在傳統(tǒng)空間索引結(jié)構(gòu)中存儲(chǔ)空間對(duì)象的具體位置無法適應(yīng)大量空間對(duì)象的更新操作，因而不適合移動(dòng)對(duì)象的存儲(chǔ)與檢索。頻繁更新移動(dòng)對(duì)象的位置信息會(huì)導(dǎo)致更新代價(jià)增加，而低頻率的更新可能會(huì)導(dǎo)致查詢結(jié)果返回“過時(shí)”的數(shù)據(jù)，與當(dāng)下實(shí)際情況可能存在較大誤差。已有的位置更新策略主要分為周期性更新和推測(cè)定位更新兩種。本發(fā)明在已有不確定移動(dòng)對(duì)象索引TPU-tree的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加群組劃分策略得到GTPU-tree。
[0042]如圖1所示GTPU-tree將整個(gè)索引結(jié)構(gòu)分成空間層、分組層和數(shù)據(jù)層三層?？臻g層是用于描述移動(dòng)對(duì)象所在空間的位置信息。空間層中節(jié)點(diǎn)的記錄形式<flag，MBR，ptr>。其中flag，MBR，ptr分別作為葉子節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位，最小邊界矩形和指向下一層的指針。對(duì)于葉子節(jié)點(diǎn)，Ptr指向分組層的節(jié)點(diǎn)；分組層中GPTU-tree節(jié)點(diǎn)的記錄形式<g_id，ptr_r，ptr_g，MBR，th，t ime_update>。其中 g_id，ptr_r，ptr_g，MBR，th，t ime_update 分別是群組標(biāo)記位，空間層葉子指針，數(shù)據(jù)層指針，分組空間位置范圍，位置更新閾值和下一次位置更新時(shí)間；在數(shù)據(jù)層中每個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)的形式為〈Oid，ptr，PCR(pi)，MBR，v，pdf_ptr，next_flag〉。其中oid，ptr，PCR(Pi)，MBR，V，pdf_ptr，next_f lag分別表示移動(dòng)對(duì)象Mi的標(biāo)記，指向分組層節(jié)點(diǎn)的指針，概率限定性區(qū)域，記錄在數(shù)據(jù)庫中的位置，速度向量，概率密度分布函數(shù)和是否存在下一個(gè)標(biāo)記。
[0043]對(duì)于GTPU-tree在進(jìn)行移動(dòng)對(duì)象位置更新時(shí)，對(duì)于同一個(gè)群組中的移動(dòng)對(duì)象只對(duì)其中一個(gè)對(duì)象作為代表進(jìn)行更新，而不需要對(duì)所有對(duì)象進(jìn)行，減少更新次數(shù)。另外為了保證移動(dòng)對(duì)象群組劃分的有效性，需要周期性檢測(cè)群組劃分，如圖3所示在T1時(shí)刻移動(dòng)對(duì)象Mq-M9的群組劃分示意圖。其中(M1，M3，M5，M7，M9)在1^時(shí)刻劃分為群組6!，而(Mo，M2，M4，M6，M8)劃分為群組G2。如圖4所示，在T2時(shí)刻移動(dòng)對(duì)象Mo-M9的群組劃分示意圖。其中原先(M1，M3，M5，M7，19)在1'1時(shí)刻劃分為群組61，但是由于M9偏離群組，所以將M9重新劃分成G3，而(Mo，M2，M4，M6，M8)劃分為群組G2。
[0044]下面通過說明書附圖對(duì)各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0045]I)實(shí)施例一
[0046]本發(fā)明的實(shí)施例一介紹了一種移動(dòng)對(duì)象群組劃分算法的方法，具體步驟包括:
[0047]A、初始化頂點(diǎn)數(shù)組V和鄰接矩陣E;
[0048]B、判斷所有移動(dòng)對(duì)象是否都取過，如果沒有執(zhí)行步驟C，反之則執(zhí)行步驟E;
[0049 ] C、在凸多邊形中任取兩個(gè)移動(dòng)對(duì)象，計(jì)算兩個(gè)移動(dòng)對(duì)象的空間相似度STS;
[0050]D、判斷所得到的空間相似度STS與最小空間相似度STSMin的關(guān)系并寫入E;
[0051 ] E、初始化一個(gè)群組；
[0052]F、遍歷鄰接矩陣E，找到所有相依度可達(dá)和直接可達(dá)的對(duì)象將其劃分為一個(gè)群組。
[0053]2)實(shí)施例二
[0054]本發(fā)明的實(shí)施例二介紹GTPU-tree的更新算法，具體步驟如下:
[0055]A、找到GTPU-tree中需要更新的節(jié)點(diǎn)L;
[0056]B、刪除節(jié)點(diǎn)L，調(diào)整GTPU-tr e e的結(jié)構(gòu)；
[0057]C、根據(jù)更新后的移動(dòng)對(duì)象跑找到可以插入的位置L’ ；
[0058]D、判斷L’是否有足夠的空間進(jìn)行插入，如果有進(jìn)入E，反之執(zhí)行F;
[0059]E、直接將Mi插入到L’，然后執(zhí)行G;
[0060]F、分裂L ’節(jié)點(diǎn)，將Mi插入然后調(diào)整GTPU-tree;
[0061 ] G、將更新后的GTPU-tree返回。
[0062]2)實(shí)施例三
[0063]本發(fā)明的實(shí)施例三如圖3，4所示，展示了周期性進(jìn)行群組更新算法，具體步驟如下所示:
[0064]A、獲取當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間；
[0065]B、判斷是否每個(gè)群組都已經(jīng)判斷，如果是執(zhí)行G;
[0066]C、將系統(tǒng)時(shí)間與當(dāng)前所判斷的群組中記錄的下一次更新時(shí)間對(duì)比；
[0067]D、如果時(shí)間相等，則利用群組劃分算法執(zhí)行群組劃分操作；
[0068]E、判斷重新劃分后的群組和原先的群組是否相等，如果不相等執(zhí)行F;
[0069]F、將新的群組劃分情況插入到GTPU-tree;
[0070]G、返回群組重新劃分后的GTPU-tree。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于群組劃分的不確定移動(dòng)對(duì)象索引方法，其特征在于包括如下步驟: (1)首先在傳統(tǒng)不確定移動(dòng)對(duì)象索引TPU-tree的基礎(chǔ)上，增加移動(dòng)對(duì)象群組劃分策略，將整個(gè)索引結(jié)構(gòu)分成空間層、分組層和數(shù)據(jù)層三層； (2)空間層是用于描述移動(dòng)對(duì)象所在空間的位置信息。空間層中節(jié)點(diǎn)的記錄形式〈flag，MBR，ptr>。其中flag，MBR，ptr分別作為葉子節(jié)點(diǎn)標(biāo)記位，最小邊界矩形和指向下一層的指針。對(duì)于葉子節(jié)點(diǎn)，ptr指向分組層的節(jié)點(diǎn)； (3)分組層中GPTU-tree節(jié)點(diǎn)的記錄形式<g_id，ptr_r，ptr_g，MBR，th，time_update>。其中g(shù)_id，ptr_r，ptr_g，MBR，th，time_update分別是群組標(biāo)記位，空間層葉子指針，數(shù)據(jù)層指針，分組空間位置范圍，位置更新閾值和下一次位置更新時(shí)間； (4)在數(shù)據(jù)層中每個(gè)61?11-1^66葉子節(jié)點(diǎn)的形式為〈0丨(141:1'，？0?(。0，MBR，v，pdf_ptr，next_f lag〉。其中oid，ptr，PCR(pi)，MBR，v，pdf_ptr，next_flag分別表示移動(dòng)對(duì)象Mi的標(biāo)記，指向分組層節(jié)點(diǎn)的指針，概率限定性區(qū)域，記錄在數(shù)據(jù)庫中的位置，速度向量，概率密度分布函數(shù)和是否存在下一個(gè)標(biāo)記。2.如權(quán)利要求1的一種基于群組劃分的不確定移動(dòng)對(duì)象索引方法，其特征要確定如何根據(jù)歷史一段軌跡進(jìn)行群組劃分，包括: 首先基于根據(jù)移動(dòng)對(duì)象的歷史時(shí)間一段軌跡數(shù)據(jù)，提取軌跡的空間軌跡相似度。其中空間軌跡相似度主要參考相對(duì)方向、速率比、空間距離。然后通過判斷兩個(gè)移動(dòng)對(duì)象之間的空間相似度與最小空間軌跡相似度的比較，將兩個(gè)移動(dòng)對(duì)象的軌跡劃分為直接可達(dá)、相依度可達(dá)和連接三種關(guān)系。最后將所有直接可達(dá)和相依度可達(dá)的移動(dòng)對(duì)象劃分為同一個(gè)群組。3.如權(quán)利要求2所述的一種基于群組劃分的不確定移動(dòng)對(duì)象索引方法，其特征在于進(jìn)行群組更新時(shí)，還包括: 在空間層，采用預(yù)測(cè)定位更新方法進(jìn)行更新，當(dāng)移動(dòng)對(duì)象的實(shí)際位置和索引樹中記錄的位置偏差超過閾值時(shí)，進(jìn)行更新操作。空間層的索引結(jié)構(gòu)是基于R-tree的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，更新方法與R-tree類似，按刪除、插入兩階段來進(jìn)行移動(dòng)對(duì)象的位置更新。當(dāng)進(jìn)行群組更新時(shí)，如果有移動(dòng)對(duì)象偏離群組就需要重新劃分群組，如果沒有移動(dòng)對(duì)象偏離群組時(shí)，則可以維持原先的群組劃分。4.一種基于群組劃分的不確定移動(dòng)對(duì)象索引方法，其特征在于包括以下步驟: (1)在TPU-tree結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上將索引結(jié)構(gòu)分為空間層、分組層和數(shù)據(jù)層三層，增加群組劃分算法提出GTPU-tree; (2)利用移動(dòng)對(duì)象軌跡的空間相似度，將空間相似度大的移動(dòng)對(duì)象劃分為同一個(gè)群組，并保存在GTPU-tree同一個(gè)葉子節(jié)點(diǎn)中； (3)由于移動(dòng)對(duì)象具有不確定性，為了保證同一個(gè)群組中的移動(dòng)對(duì)象具有相似的空間軌跡相似度。需要周期性對(duì)群組劃分進(jìn)行檢測(cè)，將那些偏離群組的移動(dòng)對(duì)象重新劃分成一類，保證群組的有效性； (4)在進(jìn)行位置更新時(shí)對(duì)于同一個(gè)群組中的移動(dòng)對(duì)象，只利用一個(gè)移動(dòng)對(duì)象作為代表進(jìn)行位置更新，不需要對(duì)所有的移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行更新，通過減少移動(dòng)對(duì)象位置更新的次數(shù)從而減少不確定移動(dòng)對(duì)象由于頻繁位置更新引起的更新代價(jià)巨大的問題。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于群組劃分的不確定移動(dòng)對(duì)象索引方法，屬于計(jì)算機(jī)空間數(shù)據(jù)庫中的移動(dòng)對(duì)象管理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過在傳統(tǒng)不確定索引結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加群組劃分策略以減少由頻繁位置更新引起更新代價(jià)增加的問題。通過在大量移動(dòng)對(duì)象集合中找到一些移動(dòng)對(duì)象它們之間具有相似的運(yùn)動(dòng)軌跡。如果軌跡具有相似性，將它們劃分為一個(gè)群組，對(duì)于同一個(gè)群組中的成員，因?yàn)橐苿?dòng)對(duì)象彼此的位置信息相似，因此在進(jìn)行位置更新時(shí)，只需要對(duì)一個(gè)移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行位置更新，不需要實(shí)時(shí)顯式更新每一個(gè)移動(dòng)對(duì)象的位置信息。利用單個(gè)移動(dòng)對(duì)象作為代表群組中具有相似運(yùn)動(dòng)軌跡的移動(dòng)對(duì)象，基于這種更新策略，減少移動(dòng)對(duì)象的更新次數(shù)，從而降低移動(dòng)對(duì)象位置更新代價(jià)。
【IPC分類】G06F17/30
【公開號(hào)】CN105512317
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510943713
【發(fā)明人】李博涵, 張潮, 秦小麟, 夏斌, 許建秋
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日