CN105701346B - 一种车辆轨迹抽稀方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆轨迹抽稀方法及系统，涉及数据处理领域，其中，所述方法包括，获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点；将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除。上述方法删除了车辆行驶过程中类似直线运行的轨迹点信息，保留了特征轨迹点信息，在减少车辆的轨迹点数据量的同时，有效减少了轨迹展示系统数据量。

Description

一种车辆轨迹抽稀方法及系统

技术领域

本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种车辆轨迹抽稀方法及系统。

背景技术

车辆轨迹数据指的是车辆在行驶过程中通过实时程序采集的经纬度点。在车联网大数据技术中通过不断采集车辆轨迹的经纬度，对车辆的行驶行为进行分析。但是如何减少车辆的轨迹点数据，又不影响轨迹展示系统的效果，是工程师普遍关注的问题。

在实际处理数据的过程中，常常需要对数据进行抽稀处理，曲线抽稀的关键是定义抽稀因子，抽稀因子的不同决定的抽稀算法的多样性，在现有抽稀理论中，常用步长法定义抽稀因子。

步长法是沿连续曲线每隔一定的步长抽取一点，其余点全部压缩掉，然后在相邻抽取点间用直线连续或曲线拟合逼近。这种方法主要有两点不足：一、曲线上的特征点，如曲线拐弯处，曲线变化较大的点可能因抽稀被压缩掉，导致曲线变形，使轨迹展示出来与路网不符，失真程度较大；二、在曲线中有一段比较直的情况下，若所设步长较小，会导致此段直线上有多个抽取点，而实际上只要保留直线段的首尾点即可，这样仍会留下部分多余点无法删除。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提出了解决上述技术问题的一种车辆轨迹抽稀方法及系统，能够有效减少轨迹展示系统数据量。

第一方面，本发明提供一种车辆轨迹抽稀方法，包括：

获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点；

将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除。

可选的，在获取车辆行驶的第一轨迹信息之前，所述方法还包括：

获取车辆直线行驶的第二轨迹信息，所述第二轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取相邻轨迹点的夹角的第二变化量，对所述第二变化量由小到大进行排序，获取所述第二变化量中的最大值或所述第二变化量中的第三四分位数；

将所述最大值或所述第三四分位数作为所述预设变化量。

可选的，所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值；

所述第二变化量为相邻轨迹点的夹角的差值的绝对值。

可选的，所述获取所述第二变化量中的第三四分位数包括：确定所述第二变化量的项数，所述项数为所述多个轨迹点的数目减去1；

获取所述第二变化量的项数的3/4倍；

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为整数时，获取排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的第一项数，并将所述第一项数所对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数；

或

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为小数时，将排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的小数的整数部分作为第二项数，并将所述第二项数对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数。

可选的，所述将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除，包括：

若所述第一变化量大于预设变化量，则保留所述第二轨迹点；

或者

若所述第一变化量小于或等于预设变化量，则删除所述第二轨迹点。

第二方面，本发明提供一种车辆轨迹抽稀系统，包括：

第一轨迹信息获取模块，用于获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

第一计算模块，用于计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角；

第一夹角变化量获取模块，用于获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点；

比较判断模块，用于将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除。

可选的，所述系统还包括：

第二轨迹信息获取模块，用于在获取车辆行驶的第一轨迹信息之前获取车辆直线行驶的第二轨迹信息，所述第二轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

第二计算模块，用于计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角；

第二夹角变化量获取模块，用于获取相邻轨迹点的夹角的第二变化量；

排序模块，用于对所述第二变化量由小到大进行排序；

预设变化量模块，用于获取所述第二变化量中的最大值或所述第二变化量中的第三四分位数；将所述最大值或所述第三四分位数作为所述预设变化量。

可选的，所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值；

所述第二变化量为相邻轨迹点的夹角的差值的绝对值。

可选的，所述预设变化量模块，用于确定所述第二变化量的项数，所述项数为所述多个轨迹点的数目减去1；

获取所述第二变化量的项数的3/4倍；

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为整数时，获取排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的第一项数，并将所述第一项数所对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数；

或

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为小数时，将排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的小数的整数部分作为第二项数，并将所述第二项数对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数。

可选的，所述比较判断模块，用于在所述第一变化量大于预设变化量时，保留所述第二轨迹点；

所述比较判断模块，还用于在所述第一变化量小于或等于预设变化量时，删除所述第二轨迹点。

由上述技术方案可知，本发明的车辆抽稀方法及系统，获取车辆行驶的轨迹信息，计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取相邻轨迹点的夹角的变化量，将相邻轨迹点的夹角的变化量与预设的变化量进行比较来删除冗余的行驶的轨迹点，计算方便、准确，尤其针对需要地图显示的车辆轨迹，能够有效减少轨迹展示系统的数据量。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的车辆轨迹抽稀方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例中车辆行驶过程轨迹信息示意图；

图3为本发明一实施例中车辆行驶方向与预设方向夹角示意图；

图4为本发明一实施例提供的采用车辆轨迹抽稀方法抽稀后的效果示意图；

图5为本发明一实施例提供的车辆轨迹抽稀系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的车辆抽稀方法及系统，获取车辆行驶的轨迹信息，计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取相邻轨迹点的夹角的变化量，将相邻轨迹点的夹角的变化量与预设的变化量进行比较来删除冗余的行驶的轨迹点，计算方便、准确，尤其针对需要地图显示的车辆轨迹，能够有效减少轨迹展示系统的数据量。

图1示出了本发明一实施例提供的车辆轨迹抽稀方法的流程示意图，如图1所述，本实施例中的车辆抽稀方法包括以下步骤。

101、获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向。

可以理解的是，每一轨迹点的行驶方向是指当前轨迹点与下一个轨迹点的连线方向。

102、计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点。

应当说明的是，该处的预设方向可为任意设定的一个固定的方向，本实施例中选取的预设方向为正北方向N。

可以理解的是，该处所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值。

103、将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除。

上述方法在保证车辆轨迹展示效果的同时，减少了轨迹展示系统的数据量，节约了成本，计算方便、准确。

下面通过一个具体的实施例对上述方法进行详细说明。

本发明是为了解决现有轨迹抽稀方法中，采用固定步长删除相应的轨迹点会导致轨迹失真，并且数据仍有冗余的问题。车辆在行驶过程中，会受到天气、环境等因素的扰动影响，为了排除干扰信息，本发明首先根据车辆在直线行驶过程中轨迹点信息，获取直线行驶过程中轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，计算相邻轨迹点的夹角变化量，来获取夹角变化量的预设变化量，根据所获取的预设变化量来判断是否删除车辆正常行驶过程中的轨迹点信息，实现数据抽稀。具体来说，本实施例中的车辆抽稀方法包括以下步骤。

201、获取车辆直线行驶的第二轨迹信息，所述第二轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向。

可以理解的是，获取车辆直线行驶过程中的轨迹信息是为了排除由于天气、环境产生的干扰信息。

202、计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取相邻轨迹点的夹角的第二变化量，对所述第二变化量由小到大进行排序，获取所述第二变化量中的最大值或所述第二变化量中的第三四分位数；

值得说明的是，轨迹点的行驶方向指的是当年轨迹点与下一个轨迹点的连线方向；预设方向可以是固定的任意一个方向，本实施例中的预设方向可以为正北方向N、正南方向S、正西方向E或正东方向W，为了更好举例说明，本实施例中的预设方向均以正北方向N进行举例说明。

可以理解的是，该处所述第二变化量为所述相邻轨迹点的夹角的差值的绝对值。

在实际测量过程中，获取的轨迹点信息量是非常大的，为了更好的理解本发明，本实施例中选取直线行驶过程中特别小的一段数据进行举例说明。

表1示出了一段车辆直线行驶的每一轨迹点的行驶方向与正北方向的夹角及相邻轨迹点的夹角的第二变化量。

对第二变化量保留5位小数并由小到大进行排序后如表2所示，首先，确定所述第二变化量的项数为20项；其次，获取所述第二变化量的项数的3/4倍，此处为15，在本实施例中，排序后的第二变化量的项数的3/4倍是整数，所以这里排序后的第二变化量的第15项对应的第二变化量的值1.21401就是所述第二变化量中的第三四分位数。

另外，在本实施例中另一个可实现的方式中，当排序后的第二变化量的项数的3/4倍为小数时，将排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的小数的整数部分作为第二项数，并将所述第二项数对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数。

表1

表2

项数	保留5位小数的第二变化量
		1	0.09955
2	0.18252
		3	0.26121
4	0.26154
		5	0.42405
6	0.53198
		7	0.55110
8	0.62166
		9	0.64635
10	0.66852
		11	0.86849
12	1.00863
		13	1.08877
14	1.15933
		15	1.21401
16	1.65024
		17	2.34662
18	2.45450
		19	2.75720
20	5.03510

203、将所述最大值或所述第三四分位数作为所述预设变化量。

204、获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向。

图2示出了车辆行驶过程轨迹信息，每个轨迹点的车辆在D点的行驶方向可以认为是从D到E的连线的方向。

205、计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点。

图3为车辆行驶方向与预设方向夹角示意图，图3中的D、E、F、G点均来自于图2。D点行驶方向与预设方向的夹角可以认为是从D到E的连线与正北方向N的夹角。计算图中每个轨迹点的行驶方向与正北方向N的夹角，并且计算相邻轨迹点的夹角变化量。如图3所示，点D方向角角a和点E的方向角b的变化量为角c的大小。可以理解的是，该处所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值。

206、将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除。

具体的，上述步骤206可以包括以下两种情况：

第一种情况是，在所述第一变化量大于预设变化量时，保留所述第二轨迹点；

第二种情况是，在所述第一变化量小于或等于预设变化量时，删除所述第二轨迹点。

具体的，如图3所示，若角c的大小小于上述的第三四分位数(或最大值)。则保留轨迹点E，否则删除轨迹点E。

图4示出了本发明一实施例提供的采用车辆轨迹抽稀方法抽稀后的效果示意图，可以看出，车辆轨迹信息经过上述方法，特征轨迹点A、B、C、D、E、F、J、H、K被保留，类似直线运行的轨迹点I、J被删除。通过应用本方法，在不影响轨迹展示效果的前提下，大大减少了系统冗余的数据量。

图5为本发明一实施例提供的车辆轨迹抽稀系统的结构示意图，如图5所述，本实施例中的车辆抽稀系统包括：

第一轨迹信息获取模块51，用于获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

第一计算模块52，用于计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角；

第一夹角变化量获取模块53，用于获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点；

比较判断模块54，用于将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除。

在本实施例的一个优选的实施方式中，所述系统还包括图5中未示出的：

第二轨迹信息获取模块55，用于在获取车辆行驶的第一轨迹之前获取车辆直线行驶的第二轨迹信息，所述第二轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

第二计算模块56，用于计算每一轨迹点的行驶方向与预设第一方向的夹角；

第二夹角变化量获取模块57，用于获取相邻轨迹点的夹角的第二变化量；

排序模块58，用于对所述第二变化量由小到大进行排序；

预设变化量模块59，用于获取所述第二变化量中的最大值或所述第二变化量中的第三四分位数；将所述最大值或所述第三四分位数作为所述预设变化量。

在本实施例的一个优选的实施方式中，所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值；

所述第二变化量为相邻轨迹点的夹角的差值的绝对值。

在本实施例的一个优选的实施方式中，所述预设变化量模块59，用于确定所述第二变化量的项数，所述项数为所述多个轨迹点的数目减去1；

获取所述第二变化量的项数的3/4倍；

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为整数时，获取排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的第一项数，并将所述第一项数所对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数；

或

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为小数时，将排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的小数的整数部分作为第二项数，并将所述第二项数对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数。

在本实施例的一个优选的实施方式中，所述比较判断模块54，用于在所述第一变化量大于预设变化量时，保留所述第二轨迹点；

所述比较判断模块54，还用于在所述第一变化量小于或等于预设变化量时，删除所述第二轨迹点。

可理解的是，上述系统与上述方法是一一对应的关系，上述方法中的实施细节也适用于上述系统，因此，本实施例不再对上述系统的具体实施细节进行详细描述。

上述车辆轨迹抽稀系统删除了车辆行驶过程中类似直线运行的轨迹点信息，保留了车辆行驶过程中的特征轨迹点信息，解决了现有技术中的不足，实现了减少车辆的轨迹点数据量的同时，不影响轨迹展示系统的效果。

本领域技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在于该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是互相排斥之处，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

最后应说明的是：本领域普通技术人员可以理解：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明权利要求所限定的范围。

Claims (6)

1.一种车辆轨迹抽稀方法，其特征在于，包括：

获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点；

将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除；

其中，在获取车辆行驶的第一轨迹信息之前，获取车辆直线行驶的第二轨迹信息，所述第二轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角，获取相邻轨迹点的夹角的第二变化量，对所述第二变化量由小到大进行排序，获取所述第二变化量中的最大值，将所述最大值作为所述预设变化量；

或

确定所述第二变化量的项数，所述项数为所述多个轨迹点的数目减去1；

获取所述第二变化量的项数的3/4倍；

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为整数时，获取排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的第一项数，并将所述第一项数所对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数，将所述第三四分位数作为所述预设变化量；

或

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为小数时，将排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的小数的整数部分作为第二项数，并将所述第二项数对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数，将所述第三四分位数作为所述预设变化量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值；

所述第二变化量为相邻轨迹点的夹角的差值的绝对值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除，包括：

若所述第一变化量大于预设变化量，则保留所述第二轨迹点；

或者

若所述第一变化量小于或等于预设变化量，则删除所述第二轨迹点。

4.一种车辆轨迹抽稀系统，其特征在于，包括：

第一轨迹信息获取模块，用于获取车辆行驶的第一轨迹信息，所述第一轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

第一计算模块，用于计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角；

第一夹角变化量获取模块，用于获取第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的第一变化量，所述第一轨迹点和所述第二轨迹点为相邻轨迹点，且在该车辆行驶的第一轨迹信息中，该车辆先经过第一轨迹点后经过第二轨迹点；

比较判断模块，用于将所述第一变化量与预设变化量进行比较，判断是否将所述第二轨迹点进行删除；

第二轨迹信息获取模块，用于在获取车辆行驶的第一轨迹信息之前获取车辆直线行驶的第二轨迹信息，所述第二轨迹信息包括多个轨迹点以及所述多个轨迹点的行驶方向；

第二计算模块，用于计算每一轨迹点的行驶方向与预设方向的夹角；

第二夹角变化量获取模块，用于获取相邻轨迹点的夹角的第二变化量；

排序模块，用于对所述第二变化量由小到大进行排序；

预设变化量获取模块，用于获取所述第二变化量中的最大值，将所述最大值作为所述预设变化量；

或者，所述预设变化量模块，用于确定所述第二变化量的项数，所述项数为所述多个轨迹点的数目减去1；

获取所述第二变化量的项数的3/4倍；

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为整数时，获取排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的第一项数，并将所述第一项数所对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数，将所述第三四分位数作为所述预设变化量；

或

在排序后的第二变化量的项数的3/4倍为小数时，将排序后的第二变化量的项数的3/4倍对应的小数的整数部分作为第二项数，并将所述第二项数对应的第二变化量的值作为所述第二变化量中的第三四分位数，将所述第三四分位数作为所述预设变化量。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一变化量为所述第一轨迹点与第二轨迹点的夹角的差值的绝对值；

所述第二变化量为相邻轨迹点的夹角的差值的绝对值。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述比较判断模块，用于在所述第一变化量大于预设变化量时，保留所述第二轨迹点；

所述比较判断模块，还用于在所述第一变化量小于或等于预设变化量时，删除所述第二轨迹点。