CN102254431A - 一种车辆位置数据采集处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆位置数据采集处理方法，其包括：数据采集模块获取车辆位置数据，辅助以内置的矢量地图软件包，并设计了车辆位置数据预处理软件包，对采集的车辆位置数据进行调整、修正；数据采集模块对调整、修正后得到的数据进行数据样本融合稀释和数据样本格式压缩，并将得到数据向数据融合模块传输；数据融合模块接收数据采集模块传输的数据，并进行解压缩。本发明还提供一种车辆位置数据采集处理系统。本发明不仅减少了网络数据传输量；消除位置漂移和各类误差，带来了高精度；而且减少了对数据采集样本车的投入数量，带来了高密度和高覆盖度。

Description

一种车辆位置数据采集处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及汽车车载网络通讯领域，尤其涉及一种车辆位置数据采集处理方法及其系统。

背景技术

伴随着中国汽车工业发展，各类汽车数量逐渐增加，对城市尤其是大中城市的道路交通产生了影响，由此带来的基于城市的实时路况发布引起广泛重视。实时路况数据的获取主要是通过车辆位置移动速度的海量统计。从成本和投资回报的角度考虑，目前国内获得路况数据的主要方式是基于“浮动车辆数据(FloatingCar Data，FCD)”。该技术方式主要是通过实时分布在城市中的不断移动的行业车辆、私家车辆等来搜集位置点、车辆速度的信息。通过网络传输至业务数据中心，将该类信息汇总融合，发布出基于此的城市实时路况信息。

基于此类的技术文献例如：一种基于FCD的城市道路车流速度估计算法，基于此技术上市场已有产品如：FCD交通信息采集系统，请参阅图1，且如下所述：

浮动车数据的采集方式核心技术就是根据间隔周期获得的GPS位置点、获得时间，计算出位置移动速度，据此汇集为道路路况信息。该数据样本采集方式由以下一些主要问题：

1、位置搜集是基于“点(GPS位置点)”样本，因此需要频繁的将“点”样本信息上报至数据汇集中心，导致网络带宽数据传输量大；

2、位置搜集是基于“点(GPS位置点)”样本，由于城市的高建筑物折射等原因，造成GPS位置产生误差(GPS位置漂移)，对数据汇集准确度有一定影响；

3、位置搜集是基于“点(GPS位置点)”样本，对于样本搜集量有一定要求，需要相当数量的车辆予以配合。例如“FCD交通信息采集系统”：单模块最大数据源接入数量：30000辆；

4、位置搜集的数据信息有限，目前浮动车数据采集的主要是GPS位置点、采集GPS位置点的时间或者根据前两者计算出来的车辆速度；

基于以上问题，现有的“浮动车数据”采集系统部署的成本比较高，需要相当数量的“样本采集车”来配合，另外由此发布的实时路况信息并不是很精确。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种车辆位置数据采集处理方法及其系统，解决现有网络带宽数据传输量大，存在误差等采集数据不精确的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种车辆位置数据采集处理方法，其包括：

步骤(一)：数据采集模块获取车辆位置数据，辅助以内置的矢量地图软件包，并设计了车辆位置数据预处理软件包，对采集的车辆位置数据进行调整、修正；

步骤(二)：数据采集模块对调整、修正后得到的数据进行数据样本融合稀释和数据样本格式压缩，并将得到数据向数据融合模块传输；

步骤(三)：数据融合模块接收数据采集模块传输的数据，并进行解压缩。

进一步地，所述步骤(一)中，对采集的车辆位置数据进行调整、修正的步骤，进一步包括：

所述数据采集模块对采集的车辆位置数据结合矢量地图，对车辆位置数据进行基于速度、距离为标准的判断条件，通过对车辆位置数据进行以最大阈值和最小阈值的范围稀释，消除重复的、错误的数据。

进一步地，所述步骤(二)中，所述数据采集模块进行数据样本格式压缩所采用的方式为：

采用按照Bit位方式进行压缩。

一种车辆位置数据采集处理系统，其包括：

用于获取车辆位置数据，并进行修正和压缩的数据采集模块；以及

用于接收数据采集模块传输的数据，并进行解压缩的数据融合模块。

进一步地，所述数据采集模块获取车辆位置数据时间间隔为5秒/次。

进一步地，所述数据采集模块辅助以内置的矢量地图软件包，并设计了车辆位置数据预处理软件包，对采集的车辆位置数据进行调整、修正。

进一步地，所述数据采集模块对采集的车辆位置数据结合矢量地图，对车辆位置数据进行基于速度、距离为标准的判断条件，通过对车辆位置数据进行以最大阈值和最小阈值的范围稀释，消除重复的、错误的数据。

进一步地，所述数据采集模块对车辆位置数据采用按照Bit位方式进行压缩。

进一步地，所述数据融合模块将接收的压缩格式数据进行解压缩还原，对车辆位置数据的每个样本都根据当前车辆位置信息和路况信息做索引，关联其对应的车辆位置偏移信息，通过偏移计算，得到每个段样本数据。

进一步地，所述数据融合模块还用于将还原的段样本数据按照矢量地图位置进行叠加映射，通过位置范围内段样本数据相似度分析，获得该地图位置范围内路况的有效取值。

本发明的有益效果在于：

解决了现有技术“点(GPS位置点)样本”的网络传输数据量大的问题，通过数据内容的变化减少了网络数据传输量；

解决了“点(GPS位置点)样本”的位置漂移问题，通过“段样本”的方式消除位置漂移和各类误差，带来了高精度；

解决了样本量要求大的问题，通过“段样本”的方式减少了对数据采集样本车的投入数量，带来了高密度和高覆盖度；

提供除GPS位置点、位置获取时间、车辆速度之外的增值数据，包括：道路信息、路口信号灯信息等。

附图说明

图1为现有技术浮动车数据采集系统具体示意图。

图2是本发明车辆位置数据采集处理系统一实施例模块示意图。

图3为图2所示本发明车辆位置数据采集处理系统具体示意图。

图4为本发明车辆位置数据采集处理方法一实施例流程示意图。

图5为图2所示数据采集模块11数据采集频度示意图。

图6为图2所示数据采集模块11数据样本格式压缩的示意图。

图7为图2所示数据融合模块12数据样本格式还原的示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

本发明的技术思想为：

在体系架构中数据采集的前端设备进行了数据采集方式上的调整；

在体系架构中网络数据传输进行了数据格式上的调整；

在体系架构中数据采集的后端数据中心进行了数据处理方式上的调整。

请参阅图2和图3，图2是本发明车辆位置数据采集处理系统一实施例示意图，图3为图2所示本发明车辆位置数据采集处理系统具体示意图。

本发明车辆位置数据采集处理系统，其包括：数据采集模块11和数据融合模块12。所述数据采集模块11和数据融合模块12之间通过通讯网络进行连接和数据传输，由数据采集模块11采集车辆位置数据，并通过网络，传输到数据融合模块12。在本实施例的具体描述中，车辆位置数据可以描述为GPS位置数据或者GPS位置信息。

上述车辆位置数据采集处理系统对应的方法，如下所述：

请参阅图4，一种车辆位置数据采集处理方法，其包括：

步骤S1、数据采集模块11，相比现有技术的浮动车数据采集方式进行了采集频度的调整。

具体地，数据采集模块11通过缩小软件获取车辆位置数据时间间隔或者具体说是GPS位置时间间隔，从标准30秒/次增加为5秒/次。获取GPS位置的时间缩短，产生精确度高、密度大的车辆位置采集样本数据，请参阅图5。

步骤S2、数据采集模块11在采集频度提高基础上，辅助以内置的矢量地图软件包，并设计了车辆位置数据预处理软件包，对采集的GPS位置信息进行调整、修正。

具体地，数据采集模块11辅助以内置的矢量地图，可以对采集的GPS位置数据进行校验，修正位置漂移、路口掉头等浮动车数据采集中容易发生的问题。

为更加清楚地表述数据采集模块11对采集的GPS位置信息进行调整、修正的处理，特描述如下：

a)位置漂移

由于城市中高层建筑物反射问题，导致GPS位置点2发生错误，产生位置漂移。在现有浮动车数据采集方式下，GPS位置点2将作为一个有效的数据样本上传到数据搜集中心；而精密式车辆位置数据采集体系结构中前端数据采集中，会配合内置矢量地图软件包，进行位置和速度分析，从而发现该GPS位置点2属于异常采集数据点，进行错误修正，通过数据稀释，保留有效位置点GPS1和GPS3，从而正确反映在该路段的有效车辆位置和行驶速度等数据。

b)路口掉头

基于浮动车数据采集时，遇到车辆正常行驶中路口掉头时候，会出现上传的两次数据样本存在相同GPS位置坐标，此时数据搜集中心会错误分析存储为该路段路况拥堵，车辆未发生位置移动。而精密式车辆位置数据采集体系结构中前端数据采集中，通过频度大的样本数据采集，同时配合内置矢量地图软件包，进行位置、速度和偏移量分析，得出GPS位置2已经相对于GPS位置1发生经纬度的偏移量为反方向，上传至数据搜集中心会正确分析存储为该路况为正常，车辆已经发生位置移动。

进一步地，现有技术浮动车数据体系结构中数据样本传输方式只是将浮动车数据前端采集的数据样本以原始方式上传至数据搜集中心后端，未做任何数据格式和内容处理；而本发明车辆位置数据采集处理系统中，在数据采集模块11向数据融合模块12传输车辆位置数据前会执行预处理操作。

步骤S3、数据采集模块11向数据融合模块12传输车辆位置数据前，对搜集的车辆位置数据进行数据样本融合稀释和数据样本格式压缩。具体如下所述：

1、数据样本融合稀释：数据采集模块11会对周期间隔搜集的车辆位置数据结合矢量地图，对车辆位置数据进行基于速度、距离为标准的判断条件。通过对车辆位置数据进行以最大阈值和最小阈值的范围稀释，消除重复的、错误的数据样本，以此处理方式保证数据样本的精确性和密度性，同时减低了网络数据传输量。

2、数据样本格式压缩：本发明车辆位置数据采集处理系统中数据采集模块11对车辆位置数据采用按照Bit位方式进行压缩，基于传输的频度为120秒，单次传输内容量包括位置、偏移和路况信息。采用按照Bit位方式缩短数据传输量，请参阅图6。

图6为本发明车辆位置数据采集处理系统中车辆位置数据传输的部分截取，通过Bit位压缩方式，减少了不必要的字节(1Byte＝8Bits)浪费，降低了网络数据传输流量。

与现有技术浮动车数据体系结构中数据搜集中心需要进行分析和修正相比，本发明车辆位置数据采集处理系统已经在数据采样前端进行了处理，因此大幅度减少了其后端计算统计的工作量。本发明车辆位置数据采集处理系统中数据融合模块12完成网络传输过来的数据样本格式还原、数据融合存储工作。

步骤S4、数据融合模块12接收数据采集模块11传输的数据，并进行数据样本格式还原和数据融合存储。具体如下所述：

1、数据样本格式还原：数据融合模块12通过独立线程接收网络传输数据Bit流，根据前端与后端数据中心的网络传输协议，将数据Bit流解压缩，还原为标准数据样本，请参阅图7。

数据融合模块12将接收的压缩格式数据进行还原，在每个数据传输周期内接收的内容进行匹配，根据每个样本都根据当前车辆位置信息和路况信息做索引，关联其对应的车辆位置偏移信息，通过偏移计算，得到每个“段样本”数据而非浮动数据车采集架构中的“点样本”数据。

2、数据融合存储：数据融合模块12将还原的“段样本”数据按照矢量地图位置进行叠加映射，通过位置范围内“段样本”数据相似度分析，获得该地图位置范围内路况的有效取值。

本发明解决了现有技术“点(GPS位置点)样本”的网络传输数据量大的问题，通过数据内容的变化减少了网络数据传输量；解决了“点(GPS位置点)样本”的位置漂移问题，通过“段样本”的方式消除位置漂移和各类误差，带来了高精度；解决了样本量要求大的问题，通过“段样本”的方式减少了对数据采集样本车的投入数量，带来了高密度和高覆盖度；提供除GPS位置点、位置获取时间、车辆速度之外的增值数据，包括：道路信息、路口信号灯信息等。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (10)

1.一种车辆位置数据采集处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(一)：数据采集模块获取车辆位置数据，辅助以内置的矢量地图软件包，并设计了车辆位置数据预处理软件包，对采集的车辆位置数据进行调整、修正；

步骤(二)：数据采集模块对调整、修正后得到的数据进行数据样本融合稀释和数据样本格式压缩，并将得到数据向数据融合模块传输；

步骤(三)：数据融合模块接收数据采集模块传输的数据，并进行解压缩。

2.根据权利要求1所述的一种车辆位置数据采集处理方法，其特征在于，所述步骤(一)中对采集的车辆位置数据进行调整、修正的步骤，进一步包括：

所述数据采集模块对采集的车辆位置数据结合矢量地图，对车辆位置数据进行基于速度、距离为标准的判断条件，通过对车辆位置数据进行以最大阈值和最小阈值的范围稀释，消除重复的、错误的数据。

3.根据权利要求1所述的一种车辆位置数据采集处理方法，其特征在于，

所述步骤(二)中，所述数据采集模块进行数据样本格式压缩所采用的方式为：采用按照Bit位方式进行压缩。

4.一种车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述系统包括：用于获取车辆位置数据，并进行修正和压缩的数据采集模块；以及用于接收数据采集模块传输的数据，并进行解压缩的数据融合模块。

5.根据权利要求4所述的车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述数据采集模块获取车辆位置数据时间间隔为5秒/次。

6.根据权利要求4所述的车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述数据采集模块辅助以内置的矢量地图软件包，并设计了车辆位置数据预处理软件包，对采集的车辆位置数据进行调整、修正。

7.根据权利要求6所述的车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述数据采集模块还用于对采集的车辆位置数据结合矢量地图，对车辆位置数据进行基于速度、距离为标准的判断条件，通过对车辆位置数据进行以最大阈值和最小阈值的范围稀释，消除重复的、错误的数据。

8.根据权利要求7所述的车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述数据采集模块对车辆位置数据采用按照Bit位方式进行压缩。

9.根据权利要求6所述的车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述数据融合模块将接收的压缩格式数据进行解压缩还原，对车辆位置数据的每个样本都根据当前车辆位置信息和路况信息做索引，关联其对应的车辆位置偏移信息，通过偏移计算，得到每个段样本数据。

10.根据权利要求9所述的车辆位置数据采集处理系统，其特征在于，所述数据融合模块还用于将还原的段样本数据按照矢量地图位置进行叠加映射，通过位置范围内段样本数据相似度分析，获得该地图位置范围内路况的有效取值。

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