CN104422451A

CN104422451A - 一种道路识别方法及装置

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Publication number: CN104422451A
Application number: CN201310390488.9A
Authority: CN
Inventors: 陈俊卿; 胡润波; 张祥飞; 曾利非; 张孝娟
Original assignee: Autonavi Software Co Ltd
Current assignee: Autonavi Software Co Ltd
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2015-03-18

Abstract

本发明公开了一种道路识别方法及装置。所述方法包括：获取浮动车上传的GPS轨迹点；将所述GPS轨迹点与预存道路进行匹配，得到所述浮动车上传的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点的集合；滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点；将所述集合中剩余的GPS轨迹点保存为新增道路的轨迹点。本发明实施例还提供了一种道路识别装置。采用本发明实施例提供的技术方案能够实现快速、高效、低成本以及高精度的新增道路识别。

Description

一种道路识别方法及装置

技术领域

本发明涉及地理信息技术领域，尤其涉及一种道路识别方法及装置。

背景技术

电子地图数据是各种智能交通系统的基础数据，对方便人们的交通出行、解决城市交通拥堵等问题具有重要的意义。其中，道路是电子地图数据中重要组成部分。由于经济的飞速发展，不断有新的道路建成通车，因此，对新的道路进行及时更新变得尤为重要。

对于新建成通车的道路，即新增道路，传统的识别方案是由外业人员通过实测方式，获取新增道路的道路数据，即，外业人员使用全站仪等测绘仪器对新增道路的道路数据进行采集，然后，内业人员对外业人员采集的道路数据进行编辑，得到新增道路的相关信息。传统的新增道路的识别方法存在成本过高、周期长等问题。

为克服传统的新增道路识别方法存在的问题，近些年又产生了一种基于高分辨率的遥感影像进行道路提取的方法。该方法是利用遥感图像处理技术，提取影像上的道路信息，然后将提取出的道路与已有的道路数据进行比对，最终利用比对结果，得到新增道路的相关信息。

上述方法虽然克服了传统方法存在的更新周期长的问题，但该方法并没有克服传统方式存在的成本高的问题，而且其自身也存在一些问题：

1、高分辨率的遥感影像价格昂贵。如IKONOS、QuickBird等高分辨率遥感影像1景的大小超过10000RMB，要更新例如北京市整个范围内的道路数据需要60多景QuickBird影像，所以，如果要识别多个城市的新增道路仅花费在购买遥感影像上的成本会很高。

2、遥感影像的数据处理流程比较复杂。在通过遥感影像提取道路信息之前，要对遥感影像进行几何校正、影像分割等多步处理，每一步的处理都有可能引入额外的误差。

3、基于遥感影像的道路信息提取的精度还有待于提高。现有的遥感影像的道路信息的提取精度准确率能达到70%已是很高的精确度，因此，通过遥感影像提取的道路信息进行新增道路识别，还不能很好地保证道路数据的精确度。

发明内容

本发明实施例提供一种道路识别方法及装置，能够克服现有技术识别新增道路成本高、周期长及精确度不高等问题。

本发明实施例提供了一种道路识别方法，包括：

获取浮动车上传的GPS轨迹点；

将所述GPS轨迹点与预存道路进行匹配，得到所述浮动车上传的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点的集合；

滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点；

将所述集合中剩余的GPS轨迹点保存为新增道路的轨迹点。

本发明实施例还提供了一种道路识别装置，包括：

轨迹点获取单元，用于获取浮动车上传的GPS轨迹点；

轨迹点匹配单元，用于将所述GPS轨迹点与预存道路进行匹配，得到所述浮动车上传的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点的集合；

轨迹点抽稀单元，用于滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点；

轨迹点保存单元，用于将所述集合中剩余的GPS轨迹点保存为新增道路的轨迹点。

本发明实施例提供了一种进行道路识别的技术方案，该方案通过浮动车上传的GPS轨迹点识别新增道路，由于浮动车GPS轨迹点采集成本较低，因此，本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比首先降低了新增道路识别的成本；其次，本发明实施例提供技术方案通过将浮动车上传的GPS轨迹点与预存道路进行匹配，得到所述浮动车上传的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点的集合，由于与预存道路不匹配的GPS轨迹点极有可能是新增道路的轨迹点，因此，本发明实施例提供的技术方案与现有技术相比能够快速地识别出新增道路的轨迹点；最后，本发明实施例提供技术方案还要滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点，以确保最终得到的GPS轨迹点基本都是新增道路的轨迹点，提高新增道路识别的精确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的道路识别方法流程示意图；

图2为本发明实施例提供的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点示意图；

图3为本发明实施例提供的滤除对新增道路识别无用的GPS轨迹点的方法流程图；

图4为本发明实施例提供的速度很小聚簇成块的GPS轨迹点示意图；

图5为本发明实施例提供的基于四分法的地图图块分块示意图；

图6为本发明实施例提供的道路识别装置组成示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本发明实施例提供了一种道路识别方法，该方法能够从浮动车上传的GPS轨迹点中识别出新增道路的轨迹点。浮动车一般是指安装了车载GPS定位装置的公交汽车、出租车等车辆，浮动车上传的GPS轨迹点的信息包括：经纬度、上传时间（回传时间）、浮动车ID以及速度等。由于浮动车数量较多，为方便后续新增道路识别，需要预先将上传的GPS轨迹点根据浮动车ID进行组织，即，将同一辆浮动车上传的GPS轨迹点按照上传时间先后顺序组织在一起。

以下将结合附图对本发明实施例提供的道路识别方法进行详细介绍，请参见图1，该方法包括如下步骤：

步骤10：获取浮动车上传的GPS轨迹点；

本步骤获取的是已根据浮动车ID组织后的GPS轨迹点。

在实际应用中，每次可以只获取一辆浮动车的GPS轨迹点进行后续道路识别处理，即，一次道路识别处理只针对一辆浮动车上传的GPS轨迹点进行，一辆浮动车处理完成之后，再读取下一辆浮动车的GPS轨迹点进行处理，直到完成对所有浮动车的GPS轨迹点的处理；或者，也可以获取多辆浮动车的GPS轨迹点同时进行后续道路识别处理，并不影响本发明实施例的实现。

步骤20：将所述GPS轨迹点与预存道路进行匹配，得到所述浮动车上传的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点的集合；

在实际应用中，GPS轨迹点与预存道路进行匹配可以采用如下方式实现：

首先，在预存道路中，查找GPS轨迹点附近（周边）的道路，然后，获取GPS轨迹点到附近道路的距离，若距离超过了预置的距离阈值，则确认GPS轨迹点未能与预存道路匹配，这些未能与预存道路匹配的GPS轨迹点极有可能是新增道路的轨迹点。如图2所示的候选点即为本发明实施例所称未能与预存道路匹配的GPS轨迹点。

步骤30：滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点；

步骤40：将所述集合中剩余的GPS轨迹点保存为新增道路的轨迹点。

以上是本发明实施例提供的道路识别方法，该方法不仅能够实现快速、精确地识别出新增道路的轨迹点，而且降低了新增道路识别的成本。

图1所示方法，经过步骤20的处理之后，已经得到了大量未能与预存道路匹配的GPS轨迹点，为了将这些杂乱无章的GPS轨迹点抽稀成道路线型，同时尽可能的滤除对于新增道路识别无用的噪声点，故，图1所示方法还需要滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点。

本发明实施例中，为滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点，本发明实施例对所述集合中的GPS轨迹点主要进行了以下抽稀滤除操作，包括：基于GPS轨迹点的速度的抽稀、基于GPS轨迹点的上传时间的抽稀、基于地图图块的抽稀等。

请参见图3，为本发明实施例提供的滤除对新增道路识别无用的GPS轨迹点的方法流程图，该方法包括：

步骤301：滤除所述集合中速度值小于预设的速度阈值的GPS轨迹点；

因为在十字路口、停车场、居民区等区域存在大量的速度很小的GPS轨迹点，这些GPS轨迹点往往聚簇为块状（如图4所示），对于识别新增道路而言，速度过低的GPS轨迹点往往意义不大，因此，为滤除这些区域的GPS轨迹点，本发明实施例设置了速度阈值，速度值小于速度阈值的GPS轨迹点将被从集合中滤除（从集合中删除）。

步骤302：滤除所述集合中上传时间间隔异常的GPS轨迹点；

对于一辆浮动车上传的GPS轨迹点数据而言，一般稳定上传的GPS轨迹点的上传的时间间隔是比较固定的，但是在众多的GPS轨迹点中，有时不免会出现一些噪声数据，这些噪声数据的特点是：上传的时间间隔不稳定且连续上传的GPS轨迹点数据较小，这些GPS轨迹点的经纬度坐标也往往不准确，会影响到新增道路的识别精度，所以在处理中需要将其滤除。基于上述噪声数据的特点，本发明实施例提供的滤除规则如下：

预先设定浮动车上传的相邻GPS轨迹点的上传时间间隔阈值T（如果相邻的GPS轨迹点的上传时间间隔超过阈值T，则认为该GPS轨迹点为可疑异常GPS轨迹点）和从可疑异常GPS轨迹点开始连续正常上传的GPS轨迹点的数量阈值N（所谓正常上传是指相邻GPS轨迹点的上传时间间隔小于阈值T），在滤除过程中，会统计每个可疑异常GPS轨迹点和基于此可疑异常GPS轨迹点的连续正常上传的GPS轨迹点数量n，若n＜N，则认为该可疑异常的GPS轨迹点为上传时间间隔异常的GPS轨迹点，最终会将此类GPS轨迹点滤除掉。

上述步骤301和步骤302可以同时进行，也可以先执行步骤301再执行步骤302或者先执行步骤302再执行步骤301，并不影响本发明实施例的实现。并且，在执行完步骤301和302之后再进入步骤303。

步骤303：将所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块，所述地图图块的大小（边长）为L1米；

步骤304：判断同一地图图块中的GPS轨迹点数量，若同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则进入步骤305；若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则进入步骤306；

步骤305：保留集合中该GPS轨迹点；

步骤306：在集合中为所述地图图块保留一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点；

在实际应用中，若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中为所述地图图块保留一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点具体包括：

若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中保留上传时间最晚的一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点，或者，根据所述两个以上的GPS轨迹点，得到一个新的GPS轨迹点；所述新的GPS轨迹点的经纬度等于所述两个以上GPS轨迹点的经纬度的加权平均值；将所述新的GPS轨迹点保留在所述集合中，滤除集合中所有落入该地图图块的两个以上的GPS轨迹点。

在本发明实施例中，所述地图图块是利用四分法产生的，即，将世界作为一个基础矩形，在此基础上进行四分，四分一次之后定义为1级，然后，将四分之后的每一个子图块再进行四分，定义为2级，依据此原则可以将世界一直划分至第X级，图5所示为划分到第三级四分法的示意图，如图5所示，对于四分后得到的地图图块要进行编码，以便表示每个地图图块，对于第1级的四个地图图块编码为0，1，2，3，对于第2级2图块的四个地图图块编码分别为20，21，22和23，以下各级以此类推，因此，一旦设定了地图图块的级别X，则可以计算出该级别下所有地图图块的编码。利用四分法对基础矩形进行X级划分后，根据GPS轨迹点的坐标和级别X，便可以计算出GPS轨迹点所在级别为X的地图图块的编码，该过程也就是将GPS轨迹点匹配至对应的地图图块的过程，具体计算步骤如下：

①根据GPS轨迹点的经纬度坐标和第1级的四个地图图块的经纬度范围，得到GPS轨迹点所在第1级地图图块的图块编码，假设为l1；

②根据GPS轨迹点的经纬度坐标和对l1四分后的得到的四个地图图块的经纬度范围，确定GPS轨迹点在第2级地图图块的图块编码，假设为l2。

③按以上的规则直到计算出该点在落在第X级上的图块的图块号lx。

④将从第1级到第X级计算出的图块号排列起来，便可以获得最终的图块号l1l2..lx。

经过上述处理可以得到每一个GPS轨迹点对应的地图图块的图块号，也就是将GPS轨迹点匹配到了对应的地图图块中，具有相同图块号的GPS轨迹点则说明落入了同一地图图块中。由于对地图图块进行了编码，可以很方便的计算出级别为X的地图图块的大小，也就是说地图图块的大小是可以由级别X来控制。基于此，可以调节X值的大小，使得地图图块的大小调节到L1米。基于这些地图图块可以对GPS轨迹点进行抽稀操作，具体的抽稀原则是：

基于每辆浮动车的GPS轨迹点，在级别X上的同一个地图图块内只保留一个轨迹点，对于同一辆浮动车有两个以上GPS轨迹点落在同一个地图图块时，可以按这几个GPS点的上传时间由早到晚顺序只保留最晚上传的一个GPS轨迹点，或者将这几个GPS轨迹点的经纬度坐标的加权平均值作为最终要保留的GPS轨迹点的经纬度值。对于一条新增道路来说，如果一个地图图块中已经保留一辆浮动车的GPS轨迹点，而在后续处理中发现还有其他浮动车的GPS轨迹点的轨迹也落在这个地图图块中，则可以不再保留其他浮动车在该地图图块中GPS轨迹点，或者，将不同浮动车落在同一地图图块中的GPS轨迹点的经纬度坐标的加权平均值作为最终要保留的GPS轨迹点的经纬度值。

利用地图图块进行GPS轨迹点抽稀的一个显著优点就是，能够抽稀掉大量的GPS轨迹点，从而保证内存保持在一个合适的大小。

经过图3所示抽稀滤除处理之后，已经滤除掉大量的GPS轨迹点，但实际应用中可能还存在一种情况，某些区域可能还剩余几个离散的GPS轨迹点，这样的离散的GPS轨迹点对于新增道路的识别也是无用的噪声点，需要将其滤除，因此，在对GPS轨迹点进行图3所示抽稀处理之后，本发明实施例提供的方法可以进一步包括：

步骤307：将所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块，所述地图图块的大小为L2米；

步骤308：统计同一地图图块（图块大小为L2米）中GPS轨迹点的数量，若数量小于预置的数量阈值，则滤除集合中该地图图块中的GPS轨迹点，若数量大于等于预置的数量阈值，则保留集合中该地图图块中的GPS轨迹点。

以上是本发明实施例提供一种道路识别方法，以下结合附图对本发明实施例提供的道路识别装置进行详细介绍。

请参见图6，为本发明实施例提供的一种道路识别装置，该装置包括：

轨迹点获取单元60，用于获取浮动车上传的GPS轨迹点；

轨迹点匹配单元61，用于将所述GPS轨迹点与预存道路进行匹配，得到所述浮动车上传的未能与预存道路匹配的GPS轨迹点的集合；

轨迹点抽稀单元62，用于滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点；

轨迹点保存单元63，用于将所述集合中剩余的GPS轨迹点保存为新增道路的轨迹点。

在实际应用中，所述轨迹点抽稀单元62具体包括：

第一抽稀单元，用于滤除所述集合中速度值小于预设的速度阈值的GPS轨迹点及所述所述集合中上传时间间隔异常的GPS轨迹点，并触发第一匹配单元；

第一匹配单元，用于将所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块，所述地图图块的边长为L1米；

第二抽稀单元，用于若第一匹配单元匹配处理后的同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则保留集合中该GPS轨迹点；若第一匹配单元处理后的同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中为所述地图图块保留一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点。

进一步，为提高新增道路识别的精确度，上述装置可以进一步包括：

第二匹配单元，用于将所述第二抽稀单元处理之后所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块，所述地图图块的边长为L2米；

第三抽稀单元，用于统计所述第二匹配单元匹配处理后的同一地图图块中GPS轨迹点的数量，若数量小于预置的数量阈值，则滤除集合中该地图图块中的GPS轨迹点，若数量大于等于预置的数量阈值，则保留集合中该地图图块中的GPS轨迹点。

在实际应用中，所述第二抽稀单元具体用于：

若第一匹配单元匹配处理后的同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则保留集合中该GPS轨迹点；若第一匹配单元处理后的同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中上传时间最晚的一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点，或者，若第一匹配单元匹配处理后的同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则保留集合中该GPS轨迹点；若第一匹配单元处理后的同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则根据所述两个以上的GPS轨迹点，得到一个新的GPS轨迹点；所述新的GPS轨迹点的经纬度等于所述两个以上GPS轨迹点的经纬度的加权平均值；将所述新的GPS轨迹点保留在所述集合中，滤除集合中所有落入该地图图块的两个以上的GPS轨迹点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种道路识别方法，其特征在于，包括：

获取浮动车上传的GPS轨迹点；

滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点；

将所述集合中剩余的GPS轨迹点保存为新增道路的轨迹点。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，滤除所述集合中对新增道路识别无用的GPS轨迹点具体包括：

滤除所述集合中速度值小于预设的速度阈值的GPS轨迹点；并，

滤除所述集合中上传时间间隔异常的GPS轨迹点；

将所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块，所述地图图块的边长为L1米；

若同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则保留集合中该GPS轨迹点；

若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中为所述地图图块保留一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在将所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块并进行相应处理之后，所述方法进一步包括：

将所述集合中剩余的GPS轨迹点匹配至对应的地图图块，所述地图图块的边长为L2米；

统计同一地图图块中GPS轨迹点的数量，若数量小于预置的数量阈值，则滤除集合中该地图图块中的GPS轨迹点，若数量大于等于预置的数量阈值，则保留集合中该地图图块中的GPS轨迹点。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中为所述地图图块保留一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点具体包括：

若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中上传时间最晚的一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点。

5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中为所述地图图块保留一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点具体包括：

若同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则根据所述两个以上的GPS轨迹点，得到一个新的GPS轨迹点；所述新的GPS轨迹点的经纬度等于所述两个以上GPS轨迹点的经纬度的加权平均值；

将所述新的GPS轨迹点保留在所述集合中，滤除集合中所有落入该地图图块的两个以上的GPS轨迹点。

6.一种道路识别装置，其特征在于，包括：

轨迹点获取单元，用于获取浮动车上传的GPS轨迹点；

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述轨迹点抽稀单元具体包括：

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二抽稀单元具体用于：

若第一匹配单元匹配处理后的同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则保留集合中该GPS轨迹点；若第一匹配单元处理后的同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则在集合中上传时间最晚的一个GPS轨迹点，滤除其他的GPS轨迹点。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二抽稀单元具体用于：

若第一匹配单元匹配处理后的同一地图图块中只有一个GPS轨迹点，则保留集合中该GPS轨迹点；若第一匹配单元处理后的同一地图图块中有两个以上的GPS轨迹点，则根据所述两个以上的GPS轨迹点，得到一个新的GPS轨迹点；所述新的GPS轨迹点的经纬度等于所述两个以上GPS轨迹点的经纬度的加权平均值；将所述新的GPS轨迹点保留在所述集合中，滤除集合中所有落入该地图图块的两个以上的GPS轨迹点。