CN103218240B - 一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，步骤如下：根据实地图LINK通行方向、模拟地图与实地图匹配结果及实地图LINK间拓扑关系，获取实地图LINK每个通行方向上行车轨迹总数及周边接续LINK每个通行方向上行车轨迹总数；根据实地图LINK通行方向，获取实地图LINK通行方向上的行车轨迹总数占所有进入通行方向上接续LINK行车轨迹总数之和的比值；根据实地图LINK各个通行方向上行车轨迹数、通行概率以及周边接续LINK上整体行车状况对实地图LINK通行方向是否被废弃进行判断，判断整条道路是否已被废弃，修正实地图数据。通过该方法对当前实地图中的LINK是否是废弃道路进行识别判断，修正与实际可通行方向不一致的实地图LINK的通行方向。1-->

Description

一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法

技术领域

本发明涉及一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，属于导航、电子地图、智能交通系统和数据挖掘的交叉领域。

背景技术

由于导航数据并非实时更新，一般在一个季度和一年间才进行一次实地图数据的更新，在此期间势必会出现一些道路被废弃的现象（如图2所示的LINK1为废弃道路）。道路废弃现象严重影响了导航用户体验，是安全驾驶的严重隐患。如何获得实际路状信息，提供更准确、更安全、更及时的可通行路状？对浮动车走行轨迹的收集、融合成模拟地图以及与导航实地图进行匹配是一种比较实用的方法。

相关名词解释：

1. 浮动车

带有各种传感器、能采集相关信息的在道路上实际行驶的汽车。

2. 行车轨迹

浮动车在行走过程中采集的、用一系列形状点表示的轨迹形状。

3. 模拟地图

由浮动车行车轨迹通行方向以及行车轨迹的位置信息经过合并而生成的、与实际地图比较接近的地图。

4. 结点（NODE）

用于表示道路连通网络，虚拟出来的节点对象。可以近似的理解为现实道路的一个路口。

5. LINK

用于表示NODE与NODE之间通路的曲线型对象，由两个NODE和若干形状点组成。可以近似的理解为现实道路连接两个路口的一段道路。其中两个NODE一个为起始结点、另一个为终止结点。

6.接续LINK

以LINK_A为对象，与LINK_A起始结点或者终止结点直接相连接的所有LINK，称为LINK_A的接续LINK。如图5所示：LINK1、LINK2、LINK3、LINK4以及LINK5都是LINK_A的接续LINK。

7.周边接续LINK

以LINK_A为对象，在一定的区域范围内，把与LINK_A起始结点或者终止结点间接相连接的所有LINK，称为LINK_A的周边接续LINK。如图5所示：LINK6、LINK7、LINK8、LINK9以及LINK10都是LINK_A的周边接续LINK。

8. 通行方向

用于表示LINK的实际通行方向，分为正方向通行、逆方向通行、双向通行以及禁止通行。当LINK从起始结点到终止结点可通行时，称为正方向通行，如图3的LINK1；当LINK从终止结点到起始结点可通行时，称为逆方向通行，如图3的LINK2；当LINK即可正方向通行又可逆方向通行时，称为双向通行如图3的LINK3；当LINK即不可正方向通行又不可逆方向通行时，称为禁止通行如图3的LINK4。

发明内容

本发明的目的提供一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，使用该方法可以识别实地图道路中通行方向的废弃情况，为导航数据用户提供更准确、更安全、更及时的实地图信息。

本发明的技术方案为：

一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，表示道路连通网络，虚拟出来的节点对象定义为结点NODE，近似理解为现实道路的一个路口；表示NODE与NODE之间通路的曲线型对象定义为LINK，近似理解为现实道路连接两个路口的一段道路；以浮动车轨迹融合的模拟地图、模拟地图与实地图的匹配结果、模拟地图与轨迹的对应关系、实地图数据中的LINK_A及其周边接续的所有LINK作为对象进行判定和处理，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、通行方向上行车轨迹数的获取：根据实地图LINK的通行方向以及模拟地图与实地图的匹配结果，获取实地图LINK每个通行方向上的行车轨迹总数；

步骤二、周边接续LINK通行方向上行车轨迹数的获取：根据实地图LINK的通行方向、模拟地图与实地图的匹配结果以及实地图LINK间的拓扑关系，获取周边接续LINK每个通行方向上的行车轨迹总数；

步骤三、通行方向上通行概率的获取：根据实地图LINK的通行方向，获取实地图LINK通行方向上的行车轨迹总数占所有进入通行方向上接续LINK的行车轨迹总数之和的比值；

步骤四、废弃道路的判定：根据实地图LINK各个通行方向上的行车轨迹数、通行概率以及周边接续LINK上整体行车状况对实地图LINK通行方向是否被废弃进行判断，从而判断整条道路是否已被废弃，修正实地图数据。

所述步骤一具体包括以下步骤：

1.1）在模拟地图与实地图匹配结果中，获取与实地图LINK_A每个通行方向一致的匹配上的模拟地图LINK；

1.2）在模拟地图与浮动车轨迹对应关系中，获取步骤1.1）所得到的每条模拟地图LINK对应的行车轨迹总数，即作为实地图LINK_A每个通行方向上的行车轨迹总数。

所述步骤二具体包括以下步骤：

2.1）在实地图数据中，获取LINK_A周边约1KM范围内所有接续的LINK；

2.2）在模拟地图与实地图匹配结果中，获取与周边每条接续LINK每个通行方向一致的匹配上的模拟地图LINK；

2.3）在模拟地图与浮动车轨迹对应关系中，获取步骤2.2）所得到每条模拟地图的LINK所对应的行车轨迹总数，即作为周边每条实地图LINK每个通行方向上的行车轨迹总数。

所述步骤三具体包括以下步骤：

3.1）正方向通行概率获取，如果LINK_A的通行方向为正方向通行或者双向通行，则将正方向通行概率赋值为：LINK_A的正方向行车轨迹总数占进入LINK_A起始结点总行车轨迹数的比值；

3.2）逆方向通行概率获取，如果LINK_A的通行方向为逆方向通行或者双向通行，则将逆方向通行概率赋值为：LINK_A的逆方向行车轨迹总数占进入LINK_A终止结点总行车轨迹数的比值。

所述步骤四具体包括以下步骤：

4.1）正方向通行废弃判断，根据LINK_A的正方向通行概率值、进入LINK_A正方向上接续LINK的行车轨迹总数以及周边接续LINK的通行状况，识别LINK_A的正方向通行是否已废弃。如果LINK_A的正方向通行概率是小概率事件概率、LINK_A的接续LINK以及周边接续LINK的通行状况良好并且进入LINK_A正方向的轨迹数的均值较周边 LINK轨迹数的均值高，则认为LINK_A正方向已废弃；

4.2）逆方向通行废弃判断，根据LINK_A的逆方向通行概率值进入LINK_A逆方向上接续LINK的行车轨迹总数以及周边接续LINK的通行状况、识别LINK_A的逆方向通行是否已废弃。如果LINK_A的逆方向通行概率是小概率事件概率、LINK_A的接续LINK以及周边接续LINK的通行状况良好并且进入LINK_A逆方向的轨迹数的均值较周边 LINK轨迹数的均值高，则认为LINK_A逆方向已废弃；

4.3）根据LINK_A的通行方向以及通行方向废弃情况，识别LINK_A是否是废弃道路，修正实地图LINK_A的通行方向。

本发明的优点是：能够利用浮动车轨迹的通行信息对实地图数据中的LINK是否被废弃进行高效准确的判断识别，从而为实地图的修正提供可靠的依赖。

附图说明

图1是本发明的处理流程图；

图2是实地图数据中道路废弃的示意图；

图3是说明通行方向的示意图；

图4是本发明的通行轨迹数获取示意图；

图5是本发明的LINK_A周边约1KM内所有接续LINK以及通行概率计算的示意图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本发明的实现方式，在开始之后包括以下步骤：

1）通行方向上行车轨迹数的获取

通行方向上行车轨迹数的获取，目的是将所有通过实地图LINK_A的轨迹进行归类，获取正方向通行以及逆方向通行的轨迹数。具体步骤如下：

1.1）判断LINK_A的通行方向是否是禁止通行，如果是则认为LINK_A不会是废弃道路、并退出处理。

1.2）LINK_A正方向通行轨迹数的获取。如果LINK_A的通行方向是正方向通行或者双向通行，则在模拟地图与实地图匹配结果中，查找与LINK_A正方向匹配的模拟地图LINK（如图4中的LINK1）；然后在模拟地图与轨迹的对应关系中，查找匹配上模拟地图LINK所对应的轨迹总数，即作为LINK_A的正方向通行轨迹数，记作：NP(如图4中LINK_A的NP值为M1)。

1.3）LINK_A逆方向通行轨迹数的获取。如果LINK_A的通行方向是逆方向通行或者双向通行，则在模拟地图与实地图匹配结果中，查找与LINK_A逆方向匹配的模拟地图LINK（如图4中的LINK2）；然后在模拟地图与轨迹的对应关系中，查找匹配上模拟地图LINK所对应的轨迹总数，即作为LINK_A的逆方向通行轨迹数，记作：NB(如图4中LINK_A的NB值为M2)。

2）周边接续LINK通行方向上行车轨迹数的获取

周边接续LINK通行方向上行车轨迹数的获取，目的是将LINK_A周边接续约1KM内所有实地图LINK的通行轨迹进行归类，获取各个实地图LINK的正方向通行以及逆方向通行的轨迹数。具体步骤如下：

2.1）根据实地图LINK的拓扑关系，在实地图中获取LINK_A的接续LINK以及周边约1KM内接续LINK集（如图5中的LINK1、LINK2、LINK3、LINK4、LINK5、LINK6、LINK7、LINK8、LINK9、LINK10……），记作：LINK_SET。

2.2）周边接续LINK的正方向通行轨迹数的获取。依次从LINK_SET中取出一条LINK记作LINK_B：按照步骤1.2）的方法获取LINK_B的正方向通行轨迹数NP。重复操作，直到LINK_SET集合中所有LINK的正方向通行轨迹数获取完毕。将LINK以及各个LINK的NP值存放到LINK_NP_SET集合中。

2.3）周边接续LINK的逆方向通行轨迹数的获取。依次从LINK_SET中取出一条LINK记作LINK_C：按照步骤1.3）的方法获取LINK_C的逆方向通行轨迹数NB。重复操作，直到LINK_SET集合中所有LINK的逆方向通行轨迹数获取完毕。将LINK以及各个LINK的NB值存放到LINK_NB_SET集合中。

3）通行方向上通行概率的获取

通行方向上通行概率的获取，目的是获得LINK_A各个方向的通行概率，判断LINK_A的通行状况。具体步骤如下：

3.1）正方向通行概率获取。如果LINK_A的通行方向为正方向通行或者双向通行，则根据实地图LINK的拓扑关系，获取LINK_A正方向进入的接续LINK集（如图5中的LINK1、LINK2、LINK3,LINK1通行方向上的轨迹数为M1、LINK2通行方向上的轨迹数为M2、LINK3通行方向上的轨迹数为M3），记作：LINK_CONNECT_SET。

在集合LINK_CONNECT_SET中取出一条LINK记作LINK_D，判断LINK_D的通行方向是否与LINK_A的通行方向一致，如果一致则在集合LINK_NP_SET中获取LINK_D的正方向通行轨迹数；如果不一致则在集合LINK_NB_SET中获取LINK_D逆方向通行轨迹数。

重复操作直至LINK_CONNECT_SET中所有LINK的通行轨迹获取完毕。将获得的通行轨迹数总和记作MP（如图5所示MP=M1+M2+M3），作为进入LINK_A正方向轨迹总和。如果MP的值为0，则将LINK_A的正方向通行概率PP赋值为1，否则PP=NP/MP（如图5所示PP=NP/（M1+M2+M3））。

3.2）逆方向通行概率获取。如果LINK_A的通行方向为逆方向通行或者双向通行，则根据实地图LINK的拓扑关系，获取LINK_A逆方向进入的接续LINK集（如图5中的LINK4、LINK5，LINK4通行方向上的轨迹数为M4、LINK5通行方向上的轨迹数为M5），记作：LINK_CONNECT_SET

在集合LINK_CONNECT_SET中取出一条LINK记作LINK_E，判断LINK_E的通行方向是否与LINK_A的通行方向一致，如果一致则在集合LINK_NB_SET中获取LINK_E的逆方向通行轨迹数；如果不一致则在集合LINK_NP_SET中获取LINK_E正方向通行轨迹数。

重复操作直至LINK_CONNECT_SET中所有LINK的通行轨迹获取完毕。将获得的通行轨迹数总和记作MP（如图5所示MP=M4+M5），作为进入LINK_A逆方向轨迹总和。如果MP的值为0，则将LINK_A的逆方向通行概率BP赋值为1，否则BP=NB/MP（如图5所示BP=NB/（M4+M5））。

4）废弃道路的判定

废弃道路的判定的目的就是根据实际通行状况来调整实地图LINK_A的通行方向，确认LINK_A各个通行方向是否被废弃，从而判定LINK_A是否是废弃道路。具体步骤如下：

4.1）根据集合LINK_NB_SET以及LINK_NP_SET中值计算LINK_A接续LINK以及周边接续LINK所有通行方向上通行轨迹数的均值M以及均方差S。

4.2）正方向通行废弃判断。判断是否同时满足以下三个条件：①正方向通行概率PP的值小于通行概率的阈值P，小概率事件概率值，比如P=0.04；②通行轨迹数均值M大于均值阈值M0，通行轨迹数平均值阈值 ，当P=0.04时，M0=79；③进入LINK_A正方向轨迹的平均数大于M+α*S，α是个正实数，当α越大时，表明进入LINK_A正方向轨迹通过LINK_A的概率越小，比如α值取为1；如果同时满足以上三个条件则认为LINK_A正方向通行已废弃，否则则不认为LINK_A的逆方向通行已废弃。

4.3）逆方向通行废弃判断。判断是否同时满足以下三个条件：①逆方向通行概率BP的值小于通行概率的阈值P，小概率事件概率值，比如P=0.04；②通行轨迹数均值M大于均值阈值M0，通行轨迹数平均值阈值 ，当P=0.04时，M0=79；③进入LINK_A逆方向轨迹的平均数大于M+α*S，α是个正实数，当α越大时，表明进入LINK_A逆方向轨迹通过LINK_A的概率越小, 比如α值取为1；如果同时满足以上三个条件则认为LINK_A逆方向通行已废弃，否则则不认为LINK_A的逆方向通行已废弃。

4.4）如果LINK_A正方向通行以及逆方向通行都已废弃，则标识实地图中LINK_A被废弃。如果只有一个方向被废弃，则修正实地图LINK_A的通行方向。

以上所述，仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。

Claims (5)

1.一种基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，表示道路连通网络、虚拟出来的节点对象定义为结点NODE，近似理解为现实道路的一个路口；表示NODE与NODE之间通路的曲线型对象定义为LINK，近似理解为现实道路连接两个路口的一段道路；以浮动车轨迹融合的模拟地图、模拟地图与实地图的匹配结果、模拟地图与轨迹的对应关系、实地图数据中的LINK_A及其周边接续的所有LINK作为对象进行判定和处理，周边接续LINK以LINK_A为对象，在一定的区域范围内，把与LINK_A起始结点或者终止结点间接相连接的所有LINK，称为LINK_A的周边接续LINK；其特征在于包括以下步骤：

步骤一、通行方向上行车轨迹数的获取：根据实地图LINK_A的通行方向以及模拟地图与实地图的匹配结果，获取实地图LINK_A每个通行方向上的行车轨迹总数；

步骤二、周边接续LINK通行方向上行车轨迹数的获取：根据实地图LINK_A的通行方向、模拟地图与实地图的匹配结果以及实地图LINK_A周边1KM范围内所有周边接续的LINK，获取周边接续LINK每个通行方向上的行车轨迹总数；

步骤三、通行方向上通行概率的获取：根据实地图LINK_A的通行方向，获取实地图LINK_A通行方向上的行车轨迹总数占所有进入通行方向上周边接续LINK的行车轨迹总数之和的比值；

步骤四、废弃道路的判定：根据实地图LINK_A各个通行方向上的行车轨迹数、通行概率以及周边接续LINK上整体行车状况对实地图LINK_A通行方向是否被废弃进行判断，从而判断整条道路是否已被废弃，修正实地图数据。

2.根据权利要求1所述的基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，其特征在于：所述步骤一具体包括以下步骤：

1.1）在模拟地图与实地图匹配结果中，获取与实地图LINK_A每个通行方向一致的匹配上的模拟地图LINK；

1.2）在模拟地图与浮动车轨迹对应关系中，获取步骤1.1）所得到的每条模拟地图LINK对应的行车轨迹总数，即作为实地图LINK_A每个通行方向上的行车轨迹总数。

3.根据权利要求1所述的基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，其特征在于：所述步骤二具体包括以下步骤：

2.1）在实地图数据中，获取LINK_A周边1KM范围内所有周边接续的LINK；

2.2）在模拟地图与实地图匹配结果中，获取与每条周边接续LINK每个通行方向一致的匹配上的模拟地图LINK；

2.3）在模拟地图与浮动车轨迹对应关系中，获取步骤2.2）所得到每条模拟地图的LINK所对应的行车轨迹总数，即作为周边每条实地图LINK_A每个通行方向上的行车轨迹总数，从而获取周边接续LINK每个通行方向上的行车轨迹总数。

4.根据权利要求1所述的基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，其特征在于：所述步骤三具体包括以下步骤：

3.1）正方向通行概率获取，如果LINK_A的通行方向为正方向通行或者双向通行，则将正方向通行概率赋值为：LINK_A的正方向行车轨迹总数占进入LINK_A起始结点总行车轨迹数的比值；

3.2）逆方向通行概率获取，如果LINK_A的通行方向为逆方向通行或者双向通行，则将逆方向通行概率赋值为：LINK_A的逆方向行车轨迹总数占进入LINK_A终止结点总行车轨迹数的比值。

5.根据权利要求1所述的基于浮动车轨迹的废弃道路识别方法，其特征在于：所述步骤四具体包括以下步骤：

4.1）正方向通行废弃判断：根据LINK_A的正方向通行概率值、进入LINK_A正方向上接续LINK的行车轨迹总数以及周边接续LINK的通行状况，识别LINK_A的正方向通行是否已废弃；如果LINK_A的正方向通行概率是小概率事件概率、LINK_A的接续LINK以及周边接续LINK的通行状况良好并且进入LINK_A正方向的轨迹数的均值较周边接续 LINK轨迹数的均值高，则认为LINK_A正方向已废弃；其中接续LINK以LINK_A为对象，与LINK_A起始结点或者终止结点直接相连接的所有LINK，称为LINK_A的接续LINK；

4.2）逆方向通行废弃判断：根据LINK_A的逆方向通行概率值、进入LINK_A逆方向上接续LINK的行车轨迹总数以及周边接续LINK的通行状况，识别LINK_A的逆方向通行是否已废弃；如果LINK_A的逆方向通行概率是小概率事件概率、LINK_A的接续LINK以及周边接续LINK的通行状况良好并且进入LINK_A逆方向的轨迹数的均值较周边接续 LINK轨迹数的均值高，则认为LINK_A逆方向已废弃；

4.3）根据LINK_A的通行方向以及通行方向废弃情况，识别LINK_A是否是废弃道路，修正实地图LINK_A的通行方向。