一種基于公交車gps數(shù)據(jù)生成道路路網(wǎng)地圖的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于公交車GPS數(shù)據(jù)生成道路路網(wǎng)地圖的方法，屬于智能交通系 統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
[0002] 近年來，我國城市發(fā)展突飛猛進(jìn)，城市人口劇增，伴隨著機(jī)動(dòng)車數(shù)量的飛躍和城市 道路建設(shè)的滯后，城市交通問題日益突出，作為應(yīng)對(duì)這一狀況的智能交通技術(shù)也慢慢顯示 出它的重要性。城市路網(wǎng)地圖是智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，在車輛導(dǎo)航及誘導(dǎo)系統(tǒng)中都有著廣 泛應(yīng)用。車輛導(dǎo)航及誘導(dǎo)系統(tǒng)可以基于實(shí)時(shí)的交通運(yùn)行狀態(tài)，利用先進(jìn)的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò) 通信技術(shù)，對(duì)車輛的行駛路線進(jìn)行合理的規(guī)劃和引導(dǎo)，避免交通擁堵，提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩?和效率。而車輛導(dǎo)航及誘導(dǎo)系統(tǒng)的性能依賴于城市路網(wǎng)地圖的完備性和準(zhǔn)確性。
[0003] 在實(shí)際工程中，路網(wǎng)地圖的大規(guī)模應(yīng)用存在兩個(gè)嚴(yán)重制約因素：制作成本和更新 速度。傳統(tǒng)路網(wǎng)地圖生成方法主要有兩種：一是人工測(cè)繪，其運(yùn)用測(cè)繪儀器及測(cè)繪學(xué)原理 進(jìn)行實(shí)地測(cè)繪；二是基于遙感圖像的生成方法，將衛(wèi)星俯拍地面得到的高清晰度圖像作為 數(shù)據(jù)源，運(yùn)用計(jì)算機(jī)和數(shù)字圖像處理學(xué)原理對(duì)遙感圖像進(jìn)行處理來自動(dòng)生成路網(wǎng)地圖。人 工測(cè)繪能夠獲得詳盡、精確度較高的路網(wǎng)地圖，但是其制作成本高，更新周期較長，當(dāng)城市 道路改建或暫時(shí)封閉時(shí)，原有路網(wǎng)不能迅速反映真實(shí)路網(wǎng)情況；對(duì)于遙感圖像生成方法，首 先，所需遙感圖像購買成本較高，且所購圖像通常并非道路網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前反映，此外，生成地圖 的難易度及精確性易受到遙感圖像質(zhì)量的影響。
[0004] 城市路網(wǎng)地圖是智能交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)，而路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的頻繁變化給路網(wǎng)地圖的維護(hù) 和更新帶來困難，因此如何簡化路網(wǎng)地圖生成方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種基于公交車GPS數(shù)據(jù)生成道路路網(wǎng)地圖 的方法；
[0006] 本發(fā)明所述方法步驟簡潔、實(shí)用性強(qiáng)、通過軟件程序快速實(shí)現(xiàn)。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0008] 一種基于公交車GPS數(shù)據(jù)生成道路路網(wǎng)地圖的方法，具體步驟包括：
[0009] (1)選定需生成道路路網(wǎng)地圖的城市區(qū)域，采集該城市區(qū)域內(nèi)各公交車的GPS數(shù) 據(jù)，根據(jù)公交車路線號(hào)，對(duì)采集到的各公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并存儲(chǔ)；
[0010] (2)對(duì)存儲(chǔ)的各公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：對(duì)每條路線的上行公交車的GPS 數(shù)據(jù)及下行公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，每條路線上都得到兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)集，對(duì)所有的 路線的上行公交車的GPS數(shù)據(jù)及下行公交車的GPS數(shù)據(jù)分離完成后，得到所有的數(shù)據(jù)集，然 后，對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行過濾；
[0011] 每條路線都是從兩個(gè)起訖點(diǎn)對(duì)向開行的，分為上行和下行，例如：一條線路的起點(diǎn) 是A，終點(diǎn)是B，則A到B的方向?yàn)橄滦?，B到A的方向?yàn)樯闲小?br>[0012] (3)經(jīng)過步驟⑵最終得到數(shù)據(jù)集，從所述數(shù)據(jù)集中提取出相應(yīng)的道路路線；
[0013] (4)采用追加式的方式對(duì)步驟（3)提取出的道路路線進(jìn)行疊加；
[0014] (5)判斷路線中各路段之間的重復(fù)性，如果存在重合路段，則合并重合路段，生成 完整的道路路網(wǎng)地圖。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟（1)中，具體步驟包括：
[0016] a、采集需生成道路路網(wǎng)地圖的城市區(qū)域內(nèi)公交車的GPS數(shù)據(jù)，所述公交車的GPS 數(shù)據(jù)包括：路線號(hào)、車輛ID、時(shí)間、經(jīng)度值、煒度值、速度、經(jīng)過站點(diǎn)數(shù)，根據(jù)公交車路線號(hào)， 對(duì)采集到的各公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并存儲(chǔ)；
[0017] b、構(gòu)建空白路網(wǎng)柵格地圖：將空白路網(wǎng)柵格地圖劃分成大量的小區(qū)域；
[0018] 所述小區(qū)域的面積需要結(jié)合期望生成的道路路網(wǎng)地圖的精度及計(jì)算平臺(tái)的硬件 資源來設(shè)定。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟（2)中，所述對(duì)存儲(chǔ)的各公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處 理，具體步驟包括：
[0020] C、數(shù)據(jù)分離，即對(duì)每條路線的上行公交車的GPS數(shù)據(jù)及下行公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn) 行分離，每條路線上都得到兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)集；對(duì)所有的路線的上行公交車的GPS數(shù)據(jù)及 下行公交車的GPS數(shù)據(jù)分離完成后，得到所有的數(shù)據(jù)集；
[0021] d、數(shù)據(jù)過濾，即對(duì)步驟c得到的數(shù)據(jù)集進(jìn)行過濾，具體是指：根據(jù)需生成道路路網(wǎng) 地圖的城市區(qū)域的經(jīng)煒度范圍，針對(duì)數(shù)據(jù)集中各公交車的GPS數(shù)據(jù)中的經(jīng)度值及煒度值， 去除不在需生成道路路網(wǎng)地圖的城市區(qū)域的經(jīng)煒度范圍的越界數(shù)據(jù)；并去除數(shù)據(jù)集中出現(xiàn) 頻率較低的公交車的GPS數(shù)據(jù)。
[0022] 數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)頻率較低的公交車的GPS數(shù)據(jù)是指，例如，因?yàn)樾捃?、修路公交車?走其它路線或公交車臨時(shí)繞道等特殊情況下采集到的公交車的GPS數(shù)據(jù)。
[0023] 車輛軌跡的位置從一定意義上可以代表車輛所行使的道路的位置，公交車的行駛 路線固定，因此，可以為特定道路網(wǎng)絡(luò)位置提供大量車輛軌跡數(shù)據(jù)。但是，由于一些特殊情 況，公交車并非行駛在自己的固定路線上，這些軌跡數(shù)據(jù)也代表了某些道路的位置，但并不 是我們目標(biāo)獲取路線，因此，我們將這些出現(xiàn)頻率較低的數(shù)據(jù)進(jìn)行去除。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，步驟（3)中，具體步驟包括：
[0025] e、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)集中的經(jīng)度值及煒度值確定的點(diǎn)落入每個(gè)步驟b所述小區(qū)域中的個(gè) 數(shù)，當(dāng)落入小區(qū)域中的個(gè)數(shù)不小于1時(shí)，則將其作為一個(gè)道路元素，即把所述小區(qū)域的像素 值由0設(shè)為1，得到了一張包含道路元素的二值圖；
[0026] 對(duì)步驟（2)處理后的每個(gè)數(shù)據(jù)集循環(huán)執(zhí)行步驟f-步驟h，提取出相應(yīng)路線的道路 結(jié)構(gòu)；
[0027] f、采用膨脹操作填充步驟e所述二值圖中道路元素間的空隙，膨脹操作定義為集 合運(yùn)算，A被B膨脹的定義如式（I )所示：
[0028]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于公交車GPS數(shù)據(jù)生成道路路網(wǎng)地圖的方法，其特征在于，具體步驟包括： (1) 選定需生成道路路網(wǎng)地圖的城市區(qū)域，采集該城市區(qū)域內(nèi)各公交車的GPS數(shù)據(jù)，根 據(jù)公交車路線號(hào)，對(duì)采集到的各公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分組并存儲(chǔ)； (2) 對(duì)存儲(chǔ)的各公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理：對(duì)每條路線的上行公交車的GPS數(shù)據(jù) 及下行公交車的GPS數(shù)據(jù)進(jìn)行分離，每條路線上都得到兩個(gè)不同的數(shù)據(jù)集，對(duì)所有的路線 的上行公交車的GPS數(shù)據(jù)及下行公交車的GPS數(shù)據(jù)分離完成后，得到所有的數(shù)據(jù)集，然后， 對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)集進(jìn)行過濾； (3) 經(jīng)過步驟（2)最終得到數(shù)據(jù)集，從所述數(shù)據(jù)集中提取出相應(yīng)的道路路線；