CN102733295B - 基于里程桩号校准检测桩号的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于里程桩号校准检测桩号的方法，顺序读取桩号序列中的多个数据项；在基准桩号序列的数据项中，顺序读取一个校准数据项；通过所述多个数据项的地理位置数据和所述校准数据项的地理位置数据，确定每个数据项与所述校准数据项之间的距离；在确定的多个距离中，比较出最小距离对应的数据项，且通过与该数据项前后相邻的数据项确定的距离均大于所述最小距离；采用所述校准数据项的检测桩号更正所述最小距离对应的数据项的检测桩号。本发明的基准桩号序列的部分检测桩号的地理位置数据，与里程桩号的地理位置数据相同，用基准桩号序列的检测桩号校准路桩号序列的检测桩号后，检测桩号对应的路况数据可综合使用，获得准确的结果。

Description

基于里程桩号校准检测桩号的方法

技术领域

本发明涉及公路养护数据自动化处理领域，特别是指一种基于里程桩号校准检测桩号的方法。

背景技术

对公路进行检测、养护过程中，需要确定路面上的准确位置，确定位置的同时，确定该位置检测到的路面数据，如破损率、纵断面的高程数据等。

由于路面的检测会涉及多种数据，这些数据不是在同一次路测中完成，需要通过多次路测分别进行。路测过程中，都会以桩号作为路面位置的标识，在路测的同时记录在该桩号位置检测到的数据。

目前道路上采用建立在路边的里程桩来标记路面的某个位置，实现定位。里程桩号是以起点沿线到该点的水平距离。如某处距离起点1200m，则其桩号即为K1+200。

有些公路的里程桩建立较少，且间隔较远。两个里程桩号之间的路面，无法确定精确位置。因此采用检测桩号确定位置，检测桩号是指根据路面检测车的行驶位置，通过GPS定位后获得的桩号序列数据。桩号序列数据中，由多个数据项组成，数据项之间顺序编号，每个序号的数据项至少包括2个数据，一个是检测桩号，另一个是该桩号位置的GPS数据。

检测到的各项路况数据，通过多次路测获得。由于有些路段不存在里程桩，或最近的里程桩不能用于定位，导致每次路测的起点位置会存在不一致的情况，这种不一致的情况体现在两个相同或相近的检测桩号，但GPS数据相差很大。

例如，本次路测与之前的一次路测的两个相同序号的数据项，其检测桩号可能会偏差很大，而GPS数据可能相同或差别不大。

这就导致地理位置相差不大的位置，用的检测桩号却不同，而各次检测的各种路测数据会综合在一起使用。在综合在一起使用时，参照相同检测桩号对应的路况数据进行分析，但由于检测桩号对应的gps位置不同，相同的检测桩号所表示的位置存在较大误差，使得这些路况数据不能综合使用，导致不能进行后续的检测数据分析。

发明内容

有鉴于此，本发明在于提供一种基于里程桩号校准检测桩号的方法，以解决上述相同的检测桩号所表示的位置存在较大误差，使得这些路况数据不能综合使用的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于里程桩号校准检测桩号的方法，包括：

顺序读取桩号序列中的多个数据项；

在基准桩号序列的数据项中，顺序读取一个校准数据项；

其中，在所述基准桩号序列的全部的数据项中，部分数据项作为所述校准数据项，每个校准数据项的地理位置数据为一个里程桩号的地理位置数据；每个所述数据项包括：检测桩号和该检测桩号对应的地理位置数据；

通过所述多个数据项的地理位置数据和所述校准数据项的地理位置数据，确定每个数据项与所述校准数据项之间的距离；

在确定的多个距离中，比较出最小距离对应的数据项，且通过与该数据项前后相邻的数据项确定的距离均大于所述最小距离；

采用所述校准数据项的检测桩号更正所述最小距离对应的数据项的检测桩号。

通过上述步骤，由于基准桩号序列的校准数据项的地理位置数据位里程桩号的地理位置数据，采用校准数据项的检测桩号校准桩号序列的检测桩号，从而各个路测数据的检测桩号均与基准桩号相同或相近，两个相同或相近的检测桩号，所表示的地理位置也基本一致，多个经过校对的桩号序列，每个序列的数据项对应的路况数据可在一起综合使用，用于进行后续的检测数据分析，从而获得准确的分析结果，制定相应的养护方案。

附图说明

图1是实施例的流程图；

图2是运算的各个距离与检测桩号的曲线图。

具体实施方式

为清楚说明本发明中的方案，下面给出优选的实施例并结合附图详细说明。

参见图1，实施例包括以下步骤：

S11：顺序读取桩号序列中的多个数据项；

在基准桩号序列的数据项中，顺序读取一个校准数据项；

其中，在所述基准桩号序列的全部的数据项中，部分数据项作为所述校准数据项，每个校准数据项的地理位置数据为一个里程桩号的地理位置数据；每个所述数据项包括：检测桩号和该检测桩号对应的地理位置数据；

S12：通过所述多个数据项的地理位置数据和所述校准数据项的地理位置数据，确定每个数据项与所述校准数据项之间的距离；

S13：在确定的多个距离中，比较出最小距离对应的数据项，且通过与该数据项前后相邻的数据项确定的距离均大于所述最小距离；

S14：采用所述校准数据项的检测桩号更正所述最小距离对应的数据项的检测桩号。

通过上述步骤，由于基准桩号序列的校准数据项的地理位置数据位里程桩号的地理位置数据，采用校准数据项的检测桩号校准桩号序列的检测桩号，从而各个路测数据的检测桩号均与基准桩号相同或相近，两个相同或相近的检测桩号，所表示的地理位置也基本一致，多个经过校对的桩号序列，每个序列的数据项对应的路况数据可在一起综合使用，用于进行后续的检测数据分析，从而获得准确的分析结果，制定相应的养护方案。

下面通过具体的参数详细说明实施例。参见以下表1，表中的数据为截取的一些基准桩号序列的数据项。

在所述基准桩号序列的全部的数据项中，部分数据项作为校准数据项，每个校准数据项的地理位置数据为一个里程桩号的地理位置数据；每个所述数据项包括：检测桩号和该检测桩号对应的地理位置数据；当然，还可包括路测得到路况数据，如高程数据、破损数据等。

基准桩号序列是通过路测形成，在路测的过程中，经过里程桩号的位置时，将在该位置形成的检测桩号所在的数据项作为校准数据项，同时将里程桩号的地理位置数据作为该位置形成的检测桩号的地理位置数据。

例如：经过一个里程桩号的位置，在该位置排序的检测桩号为56000，将该数据项作为一个校准数据项。将该里程桩号的地理位置数据作为检测桩号56000的地理位置数据。

在路测过程中，会经过多个里程桩号，相应地，在基准桩号序列中，会存在多个校准数据项。

下表1为基准桩号序列的数据项片段，该片段中序号11的数据项为一个校准数据项。表中所示共32组数据项，每组数据项含″序号″、″检测桩号″、″纬度″、″经度″信息，两个相邻的检测桩号之间的间距约为10m，其中检测桩号以m为单位设置。将校准数据项的检测桩号56000作为一个校桩点，校桩信息为：56000，39.980703，116.286452。在实施例中，地理位置数据包括经度数据和纬度数据。

表1

在后续的多次路测过程中，每次路测会形成一个桩号序列。形成的桩号序列中，包括检测桩号和地理位置数据，还包括测量的其它数据，如高程数据、路面破损等。

参见表2，表2示出了在一次路测中形成的桩号序列的片段：

表2

对表2的数据项中的检测桩号进行校准，需要先运算表2中的多个数据项的地理位置数据分别与表1中的校准数据项的地理位置数据之间的距离，如表2中距离的数据列，为表2中的每个数据项与表1中的校准数据项之间的距离D_i。

$D_i=2R_e\arcsin \left(\sqrt{{\sin }^2\left(\frac{{\mathrm{Info}}_{\mathrm{iLat}}-{\mathrm{Info}}_{\mathrm{cLat}}}{2}\right)+\cos \left({\mathrm{Info}}_{\mathrm{iLat}}\right)\cos \left({\mathrm{Info}}_{\mathrm{cLat}}\right){\sin }^2\left(\frac{{\mathrm{Info}}_{\mathrm{iLong}}-{\mathrm{Info}}_{\mathrm{cLong}}}{2}\right)}\right)$

其中，R_e为WGS-84地球半径(6378137m)Info为桩号序列中的GPS数据，i为序号，Info_iLat，Info_iLong分别为桩号序列中读取的每个数据项的纬度和经度数据，如表2中的55378的检测桩号的纬度和经度数据。Info_cLat，Info_cLong分别为基准桩号序列中的校准数据项的纬度和经度数据，如表1中的检测桩号56000检测桩号的纬度和经度数据。[from，to]＝[55378，55588]，还可按照实施例中后面的记载，将长度拓展为50个检测桩号。

各个距离形成的曲线可参见图2，曲线形成波谷的形状，先减小，然后增加。在检测桩号55378位置处的距离最小值，该最小距离值D_mid为0m，且最小距离对应的数据项，通过与该数据项前后相邻的数据项确定的距离均大于最小距离D_mid。如通过相邻的检测桩号55368、55388确定的距离11.4、11.7均大于最小距离D_mid。

这样确定的最小距离D_mid，能保证确定到最接近校准数据项的地理位置的检测桩号。

优选地，还包括：判断最小距离D_mid是否小于阈值D_Limit，如果小于，则确定为最小距离，如果不小于，则继续读取后续的数据项，分别进行距离运算。阈值的设定，可减少被校准的检测桩号和校准数据项中的检测桩号所表示的位置的误差，满足后续的路测数据分析的准确性要求。

读取多个数据项的过程，可采用队列的形式，将待校准的桩号序列的多个数据项顺序读入，也可看作是个滑动窗口，滑动窗口的范围覆盖顺序读入的多个数据项，如果没有找到最小距离的数据项，则将滑动窗口按照预定值移动一个或多个数据项，继续通过每个数据项的地理位置数据与校准数据项的地理位置数据运算距离。

优选地，可预先设置滑动窗口或队列的长度，以保证读取的数据项的数量不会过多。这样可有效避免这种情况：

例如：有的路线，在经过一段距离后，会折回到起点形成交叉，如立交桥的上、下同一的垂直位置，在GPS上显示的经度和纬度数据很接近，甚至相同，但属于不同的路段，路测的数据是不同的。如果不设置滑动窗口，有可能会找到两个最小距离，导致出现错误的校准过程。经过大量的试验和人工的经验值的修正，将窗口或队列的长度设置为500米，包括500米长所覆盖的多个检测桩号对应的地理位置数据。即可有效避免这种情况。在实施例中，由于检测桩号是10米间隔，窗口或队列的长度包括50个检测桩号对应的地理位置数据。

采用队列的方式进行说明，实施例中执行的步骤。计算队列中的第一个检测桩号GPS_i(i＝1)的地理位置数据与校准数据项的检测桩号GPS_mark的地理位置数据之间的距离D_i，并将计算后的GPS_i和D_i关联的记录在队列L_info内，直到队列记录满为止。如果没有找到最小距离，则按照先进先出的原则，根据预定值增加一个或多个新的数据项的地理位置数据，直到找到最小距离，且最小距离前后相邻的多个距离均大于最小距离。

优选地，最小距离位于队列或滑动窗口的中间位置。由于每个最小距离均对应桩号序列中的一个数据项，也可认为最小距离对应的数据项位于队列或滑动窗口的中间位置。

优选地，实时判断D_i的变化规律，如果在队列中，中间位置的D_i为最小距离D_mid，越向两边D_i值越大，则进一步判断D_mid是否小于阈值D_Limit，如果D_mid＜D_Limit则进行校桩；否则给队列增加新的数据项的地理位置数据，继续运算并判断。

校桩的更正过程包括：采用校准数据项的检测桩号替换最小距离对应的数据项的检测桩号。

在实施例中，将表2中的检测桩号55378替换为校准数据项的检测桩号56000，并将其后续的检测桩号相应更正。

更正过程还可以采用以下方式：

将该D_mid对应的原桩号C_D-mid取出，在建立的校桩信息队列L_mark中增加C_D-mid与校准数据项的检测桩号(也称为校桩桩号)C_mark的数据对(C_D-mid，C_mark)。在实施例中，数据对为(56000，55378)，为C_D-mid之后的所有录入的检测桩号增加△C＝C_Mark-C_D-mid＝622。

更正后的结果如表3所示：

表3

桩号	纬度	经度	桩号	纬度	经度
						55278	39.980029	116.285719	56060	39.981121	116.286972
55288	39.98011	116.285807	56070	39.981182	116.287055
						55298	39.980151	116.285853	56080	39.981262	116.287165
55308	39.980231	116.285945	56090	39.981304	116.287222

55318	39.980295	116.286015	56100	39.981364	116.287306
						55328	39.980318	116.286038	56110	39.981437	116.287411
55338	39.980464	116.286185	56120	39.981516	116.287527
						55348	39.980512	116.286235	56130	39.981541	116.287565
55358	39.980601	116.286332	56140	39.981606	116.287665
						55368	39.980666	116.286405	56150	39.981669	116.287765
56000	39.980687	116.28643	56160	39.981745	116.287888
						56010	39.980815	116.286581	56170	39.981782	116.28795
56020	39.980856	116.28663	56180	39.981832	116.288034
						56030	39.980938	116.286733	56190	39.981893	116.288139
56040	39.980999	116.286811	56200	39.981942	116.288224
						56050	39.98106	116.28689	56210	39.982002	116.288332

优选地，在更正最小距离对应的数据项的检测桩号、以及对后续数据项的检测桩号进行相应更正后，还包括：

顺序读取相邻的下一个校准数据项；

在所述桩号序列中，从所述更正检测桩号的数据项之后，顺序读取多个数据项；例如，将55378校准为56000后，再次读入的多个数据项是从校准后的56010开始读取。

执行所述实施例中的步骤S12及之后的各个步骤。

优选地，为每个路测数据建立标识，该路测数据包括一组桩号序列；标识可以采用路线编码，如109国道，记录上一次该路测数据的检测桩号校准的信息，包括：检测时校桩前的桩号C_old、校桩后的新桩号C_new和最近一次的有效的新桩号的GPS信息GPS_lastest。

首次检测时，接收到″校桩″的命令后，接收新录入的桩号，将首次检测时校桩前的桩号C_old、校桩后的新桩号C_new和最近一次的有效的新桩号的GPS信息GPS_lastest关联记录，在当前检测桩号上加上由于本次校桩改变的值△C＝C_new-C_old。

例如：在实施例中，记录校桩前的C_old＝55378，C_new＝56000。改变值为622，将新生成的检测桩号增加622。如表2中最后一个检测桩号为55588，当生成新的检测桩号55598时，增加622，变成56220。

由于每次路测数据不同，需要对同一路段经过多次重复检测，才能把所需要的各种路测数据测量到。重复检测时，接收用户在″路线编码″编辑框中输入的与首次检测时相同的路线编码，读入前次校桩的所有信息，并将校桩指针指向基准桩号序列中第一个校准数据项，以读取校准数据项的检测桩号。

优选地，

所述路测数据包括多个，每个路测数据的数据项中还包括检测到的路况数据，如路测指标等；

校准每个路测数据中的桩号序列，将校准后的全部路测数据综合分析路测指标，选择对应的养护方案。

对于本发明各个实施例中所阐述的方法，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于里程桩号校准检测桩号的方法，其特征在于，包括：

步骤A：顺序读取桩号序列中的多个数据项；

在基准桩号序列的数据项中，顺序读取一个校准数据项；

其中，在所述基准桩号序列的全部的数据项中，部分数据项作为所述校准数据项，每个校准数据项的地理位置数据为一个里程桩号的地理位置数据；每个所述数据项包括：检测桩号和该检测桩号对应的地理位置数据；

步骤B：通过所述多个数据项的地理位置数据和所述校准数据项的地理位置数据，确定每个数据项与所述校准数据项之间的距离；

步骤C：在确定的多个距离中，按照距离从小到大的顺序，依次提取每个数据项，判断与本次提取的数据项前后相邻的两个数据项所确定的距离是否均大于通过所述本次提取的数据项所确定的距离，如果均大于，则将所述本次提取的数据项确定的距离作为最小距离；

步骤D：采用所述校准数据项的检测桩号更正所述最小距离对应的数据项的检测桩号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较出最小距离对应的数据项之后，还包括：

判断所述最小距离是否小于阈值；如果小于，则执行所述更正操作；如果不小于，则继续读取后续的数据项，分别进行距离运算。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述更正操作之后，还包括：

遍历所述桩号序列中所述最小距离对应的数据项之后的数据项；

相应更正所述遍历的数据项中的检测桩号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相应更正操作之后，还包括：

顺序读取相邻的下一个校准数据项；

在所述桩号序列中，从所述更正检测桩号的数据项之后，顺序读取多个数据项；

执行所述步骤B及之后的各个步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地理位置数据包括：经度数据和纬度数据。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述更正过程包括：

采用所述校准数据项的检测桩号替换所述最小距离对应的数据项的检测桩号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述相应更正的过程包括：

确定所述校准数据项的检测桩号与所述最小距离对应的数据项的检测桩号的差值；

将所述遍历的数据项中的检测桩号增加所述差值；

以及，为新生成的检测桩号增加所述差值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过滑动窗口或队列存储所述顺序读取的多个数据项；

所述最小距离对应的桩号序列的数据项位于所述滑动窗口或队列的中间位置；

还包括：

所述步骤C之后，如果没有比较出最小距离对应的数据项，则将所述滑动窗口移动按照预定值移动相应长度的数据项，或按照所述预定值，在队列中增加相应数量的多个数据项；

执行所述步骤B及其之后的步骤。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

建立每次路测数据的名称，该路测数据包括一组桩号序列；所述路测数据包括多个；

校准每个路测数据中的桩号序列，综合分析全部所述路测数据中的路测指标，选择对应的养护方案。