一種基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及基于北斗數(shù)據(jù)的城市路網(wǎng)車輛定位技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基于北斗的 城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 浮動(dòng)車交通信息采集技術(shù)是通過在車輛上安裝北斗、GPS等裝置，利用車輛的動(dòng)態(tài) 位置變化信息進(jìn)行實(shí)時(shí)路況提取的技術(shù)，基于浮動(dòng)車位移數(shù)據(jù)，將時(shí)間序列的車輛位置坐 標(biāo)與地圖進(jìn)行匹配，計(jì)算所有浮動(dòng)點(diǎn)的平均速度和路段旅行速度，進(jìn)而可以提取道路的交 通狀態(tài)，該技術(shù)包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、地圖匹配、路徑推測(cè)和歷史速度補(bǔ)充等關(guān)鍵處理程序，各 個(gè)程序的處理模型也是多種多樣的，精度存在著差異。
[0003] 城市路網(wǎng)環(huán)境不同于鄉(xiāng)村和郊區(qū)道路，由于大量高樓建筑物的影響，北斗的定位 存在著偏差，目前正常的偏差在10米左右，建筑物較多的地方效果更差，不能對(duì)車輛進(jìn)行 精準(zhǔn)定位。在浮動(dòng)車信息采集系統(tǒng)中，由于浮動(dòng)車地圖匹配的對(duì)象規(guī)模十分巨大，特別是面 向大城市的應(yīng)用，要在較短的時(shí)間內(nèi)完成上萬輛浮動(dòng)車與上萬個(gè)路段的匹配，對(duì)匹配速度 的要求較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法及裝置，能夠 在高樓大廈交通環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)城市路網(wǎng)中車輛坐標(biāo)的快速準(zhǔn)確定位，提升浮動(dòng)車信息采集 系統(tǒng)的運(yùn)行效率和服務(wù)水平。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] 一種基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，包括以下步驟：
[0007] (1)獲取城市路網(wǎng)中所有北斗浮動(dòng)車的動(dòng)態(tài)參數(shù)，包括時(shí)間、坐標(biāo)和方向角數(shù)據(jù)；
[0008] (2)對(duì)城市路網(wǎng)地圖進(jìn)行網(wǎng)格化處理，將城市路網(wǎng)中所有路段編號(hào)與網(wǎng)格編號(hào)進(jìn) tx關(guān)聯(lián)綁定；
[0009] (3)基于北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)，確定其所在的網(wǎng)格，以該網(wǎng)格為中心，以周圍 九宮格為半徑，將九宮格中處于北斗定位誤差范圍內(nèi)的路段作為候選路段，得到候選路段 集；
[0010] (4)計(jì)算出北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)與候選路段集中各個(gè)候選路段之間的距離，結(jié) 合北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前方向角與候選路段集中各個(gè)候選路段方向角之間的偏差，構(gòu)建城市路 網(wǎng)車輛坐標(biāo)匹配指數(shù)模型，得到與北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)相匹配的路段；
[0011] (5)采用點(diǎn)到直線距離公式，計(jì)算出北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)在與其相匹配的路段 上的垂足坐標(biāo)，并將該垂足坐標(biāo)作為北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)的校正坐標(biāo)。
[0012] 所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，所述步驟（2)具體包括：
[0013] (21)在城市路網(wǎng)基礎(chǔ)上，覆蓋網(wǎng)格化處理層，確定每個(gè)網(wǎng)格的編號(hào)和邊界范圍，網(wǎng) 格大小的基本單位為25米*25米；
[0014] (22)基于城市路網(wǎng)中所有路段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)信息，對(duì)路段與網(wǎng)格進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁 定。
[0015] 所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，所述步驟（3)中，基于北斗浮動(dòng) 車的當(dāng)前坐標(biāo)，確定其所在的網(wǎng)格，具體為：若北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)落入某個(gè)網(wǎng)格的左上 坐標(biāo)、右上坐標(biāo)、左下坐標(biāo)、右下坐標(biāo)界定的范圍內(nèi)，則判定北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)屬于該 網(wǎng)格。
[0016] 所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，所述步驟（4)具體包括：
[0017] (41)獲取候選路段集中各個(gè)候選路段信息，包括候選路段編號(hào)、候選路段起點(diǎn)坐 標(biāo)、候選路段終點(diǎn)坐標(biāo)和候選路段方向角；
[0018] (42)根據(jù)候選路段起點(diǎn)坐標(biāo)和候選路段終點(diǎn)坐標(biāo)，得到候選路段線性函數(shù)；
[0019] (43)設(shè)北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)為（X(l，ytl，Z(l)，候選路段？1的直線方程為 AiX+Biy+Qz+Df0，則采用以下公式計(jì)算出（xQ，yQ，zQ)與Pi之間的距離di:
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 獲取城市路網(wǎng)中所有北斗浮動(dòng)車的動(dòng)態(tài)參數(shù)，包括時(shí)間、坐標(biāo)和方向角數(shù)據(jù)； (2) 對(duì)城市路網(wǎng)地圖進(jìn)行網(wǎng)格化處理，將城市路網(wǎng)中所有路段編號(hào)與網(wǎng)格編號(hào)進(jìn)行關(guān) 聯(lián)綁定； (3) 基于北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)，確定其所在的網(wǎng)格，以該網(wǎng)格為中心，以周圍九宮格 為半徑，將九宮格中處于北斗定位誤差范圍內(nèi)的路段作為候選路段，得到候選路段集； (4) 計(jì)算出北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)與候選路段集中各個(gè)候選路段之間的距離，結(jié)合北 斗浮動(dòng)車的當(dāng)前方向角與候選路段集中各個(gè)候選路段方向角之間的偏差，構(gòu)建城市路網(wǎng)車 輛坐標(biāo)匹配指數(shù)模型，得到與北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)相匹配的路段； (5) 采用點(diǎn)到直線距離公式，計(jì)算出北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)在與其相匹配的路段上的 垂足坐標(biāo)，并將該垂足坐標(biāo)作為北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)的校正坐標(biāo)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，其特征在于，所述 步驟（2)具體包括： (21) 在城市路網(wǎng)基礎(chǔ)上，覆蓋網(wǎng)格化處理層，確定每個(gè)網(wǎng)格的編號(hào)和邊界范圍，網(wǎng)格大 小的基本單位為25米*25米； (22) 基于城市路網(wǎng)中所有路段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)信息，對(duì)路段與網(wǎng)格進(jìn)行關(guān)聯(lián)綁定。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，其特征在于，所述 步驟（3)中，基于北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)，確定其所在的網(wǎng)格，具體為：若北斗浮動(dòng)車的當(dāng) 前坐標(biāo)落入某個(gè)網(wǎng)格的左上坐標(biāo)、右上坐標(biāo)、左下坐標(biāo)、右下坐標(biāo)界定的范圍內(nèi)，則判定北 斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)屬于該網(wǎng)格。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，其特征在于，所述 步驟（4)具體包括： (41) 獲取候選路段集中各個(gè)候選路段信息，包括候選路段編號(hào)、候選路段起點(diǎn)坐標(biāo)、候 選路段終點(diǎn)坐標(biāo)和候選路段方向角； (42) 根據(jù)候選路段起點(diǎn)坐標(biāo)和候選路段終點(diǎn)坐標(biāo)，得到候選路段線性函數(shù)； (43) 設(shè)北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)為（x^y^Zd)，候選路的直線方程為AiX+Biy+Qz+Di=〇,則采用以下公式計(jì)算出（Xd，zj與？1之間的距離di:
(44) 構(gòu)建城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)匹配指數(shù)模型：
其中，MI,表示北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)與候選路段P,的匹配指數(shù)，d,表示當(dāng)前坐標(biāo)與候 選路段Pi之間的距離，d表示北斗數(shù)據(jù)距離偏差閾值，0i表示北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前方向角與 候選路段方向角之間的偏差，0表示北斗數(shù)據(jù)方向角偏差閾值； (45) 選取匹配指數(shù)最大的候選路段作為與北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)相匹配的路段。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，其特征在于，所述 步驟（5)具體包括： (51) 設(shè)北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)為（&，％，&)，與（&，％，&)相匹配的路段P的直線方 程為Ax+By+Cz+D= 0,則采用以下公式計(jì)算出（x^y^z。）在P上的垂足坐標(biāo)（x'。，太。， z' 〇):
(52) 將北斗浮動(dòng)車的當(dāng)前坐標(biāo)（x^y^Zd)更新為（x' ^y' 。）。
6. -種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述方法的基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正裝 置，其特征在于：包括數(shù)據(jù)通信和存儲(chǔ)服務(wù)器、后臺(tái)處理服務(wù)器、發(fā)布終端和若干北斗浮動(dòng) 車，所述北斗浮動(dòng)車的輸出端通過數(shù)據(jù)通信和存儲(chǔ)服務(wù)器與后臺(tái)處理服務(wù)器的輸入端連 接，所述后臺(tái)處理服務(wù)器的輸出端與發(fā)布終端的輸入端連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正方法，包括：獲取車輛北斗信息；網(wǎng)格化處理城市路網(wǎng)；讀取車輛坐標(biāo)信息；確定車輛坐標(biāo)所在網(wǎng)格；確定車輛坐標(biāo)所在九宮格；確定候選路段集；計(jì)算距離和方向角偏差；計(jì)算匹配指數(shù)；判定匹配路段；更新校正車輛坐標(biāo)。本發(fā)明還提供一種基于北斗的城市路網(wǎng)車輛坐標(biāo)校正裝置。本發(fā)明通過構(gòu)建九宮格和坐標(biāo)匹配指數(shù)模型，能夠?qū)崿F(xiàn)城市路網(wǎng)中車輛坐標(biāo)的快速準(zhǔn)確定位，降低高樓大廈交通環(huán)境下，城市路網(wǎng)北斗定位的偏差，提高海量數(shù)據(jù)匹配的速度，提升浮動(dòng)車交通信息采集系統(tǒng)的運(yùn)行效率和服務(wù)水平。
【IPC分類】G08G1-0969, G01S19-42
【公開號(hào)】CN104575075
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510018927
【發(fā)明人】高萬寶, 吳先會(huì), 張廣林, 鄒嬌
【申請(qǐng)人】合肥革綠信息科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日