CN106709970A - 优化轨迹线段的方法和服务器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种优化轨迹线段的方法和服务器，所述方法包括：获取定位数据，根据所述定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2；按照所述N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在所述N个定位点之间形成N‑1条轨迹线段；对所述N‑1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。对两个定位点之间的轨迹线段进行平滑处理，使轨迹线段以及在定位点处的转折能够看起来更加平滑和自然，使由多条轨迹线段形成的定位轨迹在整体上更加美观。

Description

优化轨迹线段的方法和服务器

技术领域

本申请涉及移动互联网领域，尤其涉及一种优化轨迹线段的方法和服务器。

背景技术

随着智能终端的普及以及性能提升，依据智能终端的定位功能产生的商业价值也源源不断体现出来。通过智能终端实时收集用户的运动定位信息，将数据上传到服务器，通过大数据的分析处理，在智能终端呈现出用户的实时定位信息，达到对日常工作进程的管理。在一些需要特殊定位终端采集定位信息的行业，如传统的货车运营管理，智能终端慢慢代替之前的特殊定位终端；在一些需要定位服务的行业，智能终端也逐渐融入到相关的工作管理，例如对直销团队的管理。

实时定位的方案通常建立在电子地图之上，通过电子地图展示定位轨迹。对于记录的多段定位轨迹，可以多点连起来画出简单的曲线，但是如果想支持每两点之间的轨迹可点击并且提示相应的轨迹说明，那么两点之间的轨迹就需要单独绘制。当单独绘制两点之间的轨迹时，两段轨迹交接处由于每条轨迹是单独的，两条轨迹连接处会出现锯齿状或尖角状的情况，影响轨迹曲线的美观，用户看到这样的轨迹曲线会感到轨迹的绘制过于粗糙，从而降低用户使用定位功能的兴趣。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种优化轨迹线段的方法和服务器，用以解决现有技术中轨迹线段的绘制过于粗糙的技术问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种优化轨迹线段的方法，所述方法包括：获取定位数据，根据所述定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2；按照所述N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在所述N个定位点之间形成N-1条轨迹线段；对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种优化轨迹线段的服务器，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：获取定位数据，根据所述定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2；按照所述N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在所述N个定位点之间形成N-1条轨迹线段；对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。

对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：

当在定位点交汇的两条轨迹线段的端点不为半圆弧形时，在所述定位点以其中一条轨迹线段或分别以所述交汇的两条轨迹线段的宽度为直径，向所述轨迹线段以外延伸绘制一个半圆形或绘制一个半圆弧形以覆盖原有的非半圆弧形端点，或者以定位点为圆心、轨迹线段的宽度为直径，绘制一个弧形以连接两条轨迹线段。

进一步优选平滑处理包括：

当在定位点交汇的两条轨迹线段是矩形时，在定位点以其中一条轨迹线段的宽度为直径向轨迹线段以外延伸绘制一个半圆形，或者，在定位点分别以交汇的两条轨迹线段的宽度为直径向外延伸绘制一个半圆形。

本申请实施例的有益效果包括：对两个定位点之间的轨迹线段进行平滑处理，使轨迹线段以及在定位点处的转折能够看起来更加平滑和自然，使由多条轨迹线段形成的定位轨迹在整体上更加美观。

附图说明

通过以下参照附图对本申请实施例的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本申请实施例的优化轨迹线段的方法的流程示意图；

图2(a)-(d)是本申请实施例通过插值曲线优化轨迹线段的过程示意图；

图3(a)-(d)是本申请实施例在轨迹线段末端进行圆弧优化的过程示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本申请进行描述，但是本申请并不仅仅限于这些实施例。在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。为了避免混淆本申请的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例获取终端设备的定位数据并根据定位数据确定多个定位点并依次在每两个定位点之间绘制轨迹线段，为了使绘制的轨迹线段更加精致，对每两个定位点之间的轨迹线段进行优化，使轨迹线段在定位点的连接处更加平滑，可生成插值样条曲线对整条轨迹线段进行优化，还可以在定位点的连接处延伸绘制半圆形，以防止在连接处轨迹曲线呈现出锯齿状从而影响美观。

图1是本申请实施例提供的一种优化轨迹线段的方法，适用于服务器，服务器可以是用于提供在线或者离线电子地图服务的设备。如图1所示，该方法包括以下步骤。

S10，获取定位数据。

定位数据来自终端设备，用于反映终端设备当前所在位置，包括位置信息和时间信息。终端设备设备可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，车载控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。位置信息可以是通过终端设备的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)模块获取的经纬度数据，可以是通过终端设备连接基站的小区识别码确定的位置信息，还可以是通过终端设备连接的无线保真(Wireless-Fidelity，Wi-Fi)热点的媒体访问控制(Media Access Control，MAC)地址确定的位置信息。

S11，根据定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2。

按照定位数据的位置信息确定各个定位点，按照时间信息确定各个定位点之间的时间顺序。服务器根据位置信息在电子地图上确定对应的定位点，为了绘制定位轨迹的轨迹线段，需要至少确定出两个定位点。

S12，按照N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在N个定位点之间形成N-1条轨迹线段。

按照定位点之间的时间顺序，在第一个定位点与第二个定位点之间绘制一条轨迹线段，在第二定位点和第三定位点之间绘制一条轨迹线段，依次类推。最终，在N个定位点之间共绘制N-1条轨迹线段。

S13，对N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。

当绘制多条轨迹线段时，定位点成为两条轨迹线段的连接点，在该定位点处的轨迹线段方向通常会发生改变，使该定位点成为了在此交汇的轨迹线段方向的转折点。在这些定位点，两条轨迹线段转折后形成的图案会显得棱角分明，影响定位轨迹的美观。因此需要对轨迹线段在定位点处进行平滑处理，目的是使轨迹线段的在定位点处的转折能够看起来更加平滑和自然一些，使由多条轨迹线段形成的定位轨迹在整体上更加美观。

为了使轨迹线段在定位点处显得更加平滑，可以采用对整条轨迹线段进行优化的方式。每条轨迹线段的两端是定位点，为了保证定位轨迹的准确，需要使优化后的定位轨迹也通过这些定位点，因此，本申请的发明人采用对两个定位点之间轨迹线段生成插值样条曲线的方式对每条轨迹线段进行优化。在两个定位点之间生成插值样条曲线可通过样条插值算法来实现，在两个定位点之间通过一个样条曲线方程再插入足够多的点，将原有的两个定位点和两个定位点之间插入的点都连接起来，形成优化后的轨迹线段，优化后的轨迹线段近似一条曲线，插入的点越多优化后的轨迹线段越平滑。

生成插值样条曲线时所使用的样条插值算法是三次贝塞尔插值算法，三次贝塞尔插值算法的曲线方程如下：

B(t)＝P₀(1-t)³+3P₁t(1-t)²+3P₂t²(1-t)+P₃t³,t∈[0,1]；

其中，P₀和P₃代表两个原始点，即本申请实施例中的两个定位点；P₁和P₂代表两个原始点P₀和P₃之间的控制点，用于对P₀和P₃之间曲线的方向进行控制；参数t代表在P₀和P₃之间插值的步长，如果t＝0.1则代表将从P₀到P₃分成10份，那么在P₀和P₃之间需要再插入9个点。

下面以一个三角形的定位轨迹为例对控制点P₁和P₂的产生做进一步说明。图2(a)所示的是一个现有的三角形轨迹，利用三次贝塞尔插值算法对其进行优化。首先，计算出三角形△ABC所有边线的中点M1，M2，M3。然后，连接起相邻的中点，得到三条线段M1M2、M2M3和M3M1，再求出这三个线段的中点D1，D2，D3，具体如图2(b)所示。最后，M1M2沿着BD1进行平移，移到B点，得到两个端点B0和B1；将M2M3沿着CD2进行平移，移到C点，得到两个端点C0和C1；将M3M1沿着AD3进行平移，移到A点，得到两个端点A0和A1。平移后的三条线段B0B1、C0C1和A0A1，就是决定三次贝塞尔曲线的控制点的直线，如图2(c)所示。其中，轨迹线段AB之间的两个控制点可分别从线段AA1和BB0上任意选取，轨迹线段BC之间的两个控制点可分别从线段BB1和CC0上任意选取，轨迹线段CA之间的两个控制点可分别从线段CC1和AA0上任意选取。

确定各条轨迹线段的原始点、控制点以及步长t之后，就可以逐一计算出各个插值点。例如，图2(c)中的轨迹线段AB，原始点A的坐标为(x1,y1)，原始点B的坐标为(x4,y4)，选取的两个控制点A3(x2,y2)、B2(x3,y3)。那么，插入点的坐标计算公式如下：

x＝(1-t)³×x1+3(1-t)²t×x2+3(1-t)t²×x3+t³×x4,t∈[0,1]；

y＝(1-t)³×y1+3(1-t)²t×y2+3(1-t)t²×y3+t³×y4,t∈[0,1]；

当t＝0时，计算的坐标为(x1,y1)，说明此时计算的结果是起始点；当t＝1时，计算的坐标为(x4,y4)，说明此时计算的结果是终止点。

采用的三次贝塞尔插值算法是三次多项式，这在灵活性和计算速度之间提供了一个合理的折中方案，与更高次数的多项式相比，三次样条只需要较少的计算和存储空间，并且比较稳定，与更低次数的多项式相比，三次样条在模拟任意曲线形状时显得更加灵活。经过三次贝塞尔插值算法优化后的定位轨迹如图2(d)所示，优化后的路径仍然经过三个转折点，不过转折处显得更加平滑和柔和，显示效果更好。

以上利用三角形的定位轨迹进行了示例性说明，上述方法对于其他规则与不规则多边形的定位轨迹同样适用，也能够使多边形的各条轨迹线段都得到平滑处理。

为了得到较好的优化效果，本申请实施例在使用三次贝塞尔插值算法时步长t＝0.01，即原有轨迹线段将被分为100份。那么，在计算时t每次增加0.01，在从0增加到1的过程中，共需计算从0.01至0.99共99个点，在原有两个定位点之间通过插值算法再插入99个点。距离起始点最近的第一个插值点，t的值为0.01；距离起始点最近的第二个插值点，t的值为0.02；距离起始点最近的第三个插值点，t的值为0.03；依次类推，计算下去。最后根据得到的所有插值点，将各个点依次连接起来，就形成了一条曲线。而且，根据t的取值也从数学上验证了该曲线必定经过起始点和终止点，保证该曲线不会丧失定位精度，同时还保证了曲线的平滑程度。

在一个实施例中，轨迹线段的端点不是半圆弧形，例如是矩形时，两条轨迹线段在定位点交汇，并且交汇的中心点是矩形的宽度处的中点，如图3(a)所示，轨迹的连接处就会出现锯齿状的形状，造成轨迹线段连接不圆滑的现象。

此时，可以轨迹线段的宽度为直径，向其中任意一条轨迹线段的延长方向再延伸绘制一个半圆形，如图3(b)所示；或者，以轨迹线段的宽度为直径，在这两条轨迹线段的延长方向各自再延伸绘制一个半圆形，如图3(c)所示；最终通过上述两种方式，如图3(d)所示，都能够在两条轨迹线段交汇处产生平滑的圆弧效果。也可以其中一条轨迹线段的宽度为直径，在其非半圆弧形的端点处绘制一个半圆弧形，以便覆盖住原有的非半圆弧形端点；或者在交汇的两条轨迹线段的端点各自绘制一个半圆弧形，将原有的两个非半圆弧形都覆盖住；最终，在交汇处形成平滑的弧形。还可以定位点为圆心、轨迹线段的宽度为直径，绘制一个弧形以连接两条轨迹线段，从而将两条轨迹线段通过绘制的圆弧连接起来，在交汇处产生平滑的圆弧效果。

此外，在轨迹线段的一端绘制或者向外延伸绘制半圆弧形时，可以同时在该轨迹线段的另一端(即另一个定位点处)也绘制或者向外延伸绘制一个半圆形，从而在整体上，多段轨迹线段在各个定位点都能够实现平滑效果。

在一个实施例中，还可以将上述对整条轨迹线段进行插值优化和对轨迹线段末端进行圆弧形优化的方式同时使用，使优化后的轨迹线段在定位点之间以及定位点交汇处都能够得到较好的平滑效果。

此外，本申请实施例中，服务器可以通过硬件处理器(hardware processor)来实现上述各个功能步骤。服务器包括：处理器，用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，处理器被配置为：获取定位数据，根据定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2；按照N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在N个定位点之间形成N-1条轨迹线段；对N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。

在一个实施例中，对N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：对两个定位点之间的轨迹线段利用插值算法生成插值样条曲线；将插值样条曲线作为优化后的轨迹线段。

在一个实施例中，插值算法是三次贝塞尔插值算法，插值曲线是三次贝塞尔曲线。

在一个实施例中，三次贝塞尔曲线的步长t＝0.01，在两个定位点之间插入99个点。

在一个实施例中，对N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：当在定位点交汇的两条轨迹线段的端点不为半圆弧形时，在定位点以其中一条轨迹线段或分别以交汇的两条轨迹线段的宽度为直径，向轨迹线段以外延伸绘制一个半圆形或绘制一个半圆弧形以覆盖原有的非半圆弧形端点，或者以定位点为圆心、轨迹线段的宽度为直径，绘制一个弧形以连接两条轨迹线段。

在一个实施例中，对N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：当在定位点交汇的两条轨迹线段是矩形时，在定位点以其中一条轨迹线段的宽度为直径向轨迹线段以外延伸绘制一个半圆形，或者，在定位点分别以交汇的两条轨迹线段的宽度为直径向外延伸绘制一个半圆形。

本领域的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、装置(设备)、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、装置(设备)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域技术人员而言，本申请可以有各种改动和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种优化轨迹线段的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取定位数据；

根据所述定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2；

按照所述N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在所述N个定位点之间形成N-1条轨迹线段；

对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：

对两个定位点之间的轨迹线段利用插值算法生成插值样条曲线；

将所述插值样条曲线作为优化后的轨迹线段。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述插值算法是三次贝塞尔插值算法，所述插值曲线是三次贝塞尔曲线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述三次贝塞尔曲线的步长t＝0.01，在所述两个定位点之间插入99个点。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：

当在定位点交汇的两条轨迹线段的端点不为半圆弧形时，在所述定位点以其中一条轨迹线段或分别以所述交汇的两条轨迹线段的宽度为直径，向所述轨迹线段以外延伸绘制一个半圆形或绘制一个半圆弧形以覆盖原有的非半圆弧形端点，或者以定位点为圆心、轨迹线段的宽度为直径，绘制一个弧形以连接两条轨迹线段。

6.一种优化轨迹线段的服务器，其特征在于，包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述处理器被配置为：

获取定位数据，

根据所述定位数据依次确定N个定位点，其中N≥2；

按照所述N个定位点的次序，依次在每两个定位点之间绘制一条轨迹线段，从而在所述N个定位点之间形成N-1条轨迹线段；

对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理。

7.根据权利要求6所述的服务器，其特征在于，对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：

对两个定位点之间的轨迹线段利用插值算法生成插值样条曲线；

将所述插值样条曲线作为优化后的轨迹线段。

8.根据权利要求7所述的服务器，其特征在于，所述插值算法是三次贝塞尔插值算法，所述插值曲线是三次贝塞尔曲线。

9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述三次贝塞尔曲线的步长t＝0.01，在所述两个定位点之间插入99个点。

10.根据权利要求6或7所述的服务器，其特征在于，对所述N-1条轨迹线段在各自连接的定位点进行平滑处理包括：

当在定位点交汇的两条轨迹线段的端点不为半圆弧形时，在所述定位点以其中一条轨迹线段或分别以所述交汇的两条轨迹线段的宽度为直径，向所述轨迹线段以外延伸绘制一个半圆形或绘制一个半圆弧形以覆盖原有的非半圆弧形端点，或者以定位点为圆心、轨迹线段的宽度为直径，绘制一个弧形以连接两条轨迹线段。