CN107818131A - 一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，包括如下步骤：(1)收集用户驾驶行程数据；(2)通过RDP算法(道格拉斯‑普克算法)将行程上的点进行迭代平滑化；(3)通过DDA算法(数值微分法)将平滑后的路径点补齐成直线；(4)将世界地图通过经纬度划分为20米*20米的矩形；(5)给予每个矩形编号；(6)将位于矩形边界上的路径点筛选出来，并判断位于哪个矩形上；(7)将路径上的所有矩形编号拼接成一个字符串，并转换成二进制字符；(8)将每个行程的唯一标识字符串使用最小编辑距离进行比较，就可以得到行程路径的相似程度。本发明可以让用户在完成行程之后的30秒内，匹配出与自己有相同行程路径的行程信息。

Description

一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法
技术领域
本发明涉及一种比较行程路径的方法，特别涉及一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法。
背景技术
已有的比较行程路径的方法基本都基于抓取路名来组成路名-方向-距离的办法标识每一个行程，通过切分字符串来进行比较，使用起来很不方便，且存储成本高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无需抓取路名，节约存储成本的使用二进制字符串来比较行程路径的方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)开始，通过智能手机中的GPS定位模块来得到用户驾驶外部路径数据，其中数据包括GPS定位信息；
(2)将上述数据进行遍历，对第一个行程进行下述处理；
(3)将第一个行程路径的所有GPS定位点，通过RDP算法将行程上的点进行迭代平滑化，将路径上偏移点、误差点剔除，将主路径点保留，并记录下来；
(4)判断平滑后的点是否过少，判断条件为：是否仍然构成原路径相似路线，通过所有点距离累加进行判断，如果所有点的累加距离与原来轨迹总距离相差超过30％，表示平滑后的点过少，则返回步骤(2)直至平滑后的点正常；如果所有点的累加距离与原来轨迹总距离相差不超过30％，表示平滑后的点正常，则继续下一步骤；(5)将步骤3中保留下来的主路径点通过DDA算法将平滑后的路径点补齐成直线，得到由多个线段组成的路径图；
(6)通过将世界经纬度按400平方米来划分，通过经度和纬度给出编号，具体是从0，0点开始，每0.00005经度和每0.00005纬度计算为一个矩形，将矩形按纬度顺序排序后再按经度顺序排序，给出每个矩形唯一对应的编号；
(7)如果路径点所在的矩形编号为1则是起点，如果路径点所在的矩形编号等于路径点总数则为终点；
(8)将所有补全后的路径点筛选出来，判断补全后的路径点是否在矩形的边界上，如果在边界上，则进入下一步骤；如果不在边界上，则返回步骤(5)，直至补全后的路径点在矩形的边界上；该步骤是找出再矩形边界上的点，用于确定路径经过了哪些矩形；
(9)将所有步骤(8)保留下的点进行计算，查找出每个点经过的矩形，将矩形的编号按顺序排列，拼接成一个字符串，并且将原始行程记录到的第一个GPS点和原始行程记录到的最后一个GPS点放入开始和结尾处；
(10)将拼接完成后的字符串进行处理，转换为64位二进制字符串；
(11)将转换为64位二进制字符串的所有行程路径标识数据存入数据库；
(12)对是否还有行程路径未处理进行判断，具体判断方法为：通过数据库中查询是否有未处理行程，已处理会加上标记，未处理则没有；如有未处理的，则将下一个行程作为第一个行程返回步骤3，直至没有未处理的行程路径；如没有未处理的，则进入下一步骤；
(13)在所有行程路径的标识数据处理完成后，对于所有行程进行两两之间的比较，比较次数为行程数的阶乘次，比较方法为最小编辑距离法；
(14)最小编辑距离对否小于阈值进行判断，若相似程度小于80％，则跳过；若相似程度大于80％，则存入相似行程数据库，编辑距离算法返回相似比例；
(15)结束。
在本发明的一个实施例中，步骤(3)中的RDP算法即抽吸算法，其原理为：一段轨迹头尾连接成一条线，如果其间所有的点距离这条线的距离都小于3KM，则去掉中间所有的点；如果以上条件不满足，则取距离最大的点，把原始轨迹拆分成两条轨迹，重复以上迭代，直至完成，其中效果为剔除偏移点、误差点，也进行了迭代平滑。
在本发明的一个实施例中，步骤(8)中补全后的路径点是否在矩形的边界上的具体判断方法为：将所有补全后的路径点筛选出来，匹配是否第五位小数为0或5，第五位小数为0或5就是边界上的点，否则就不是边界上的点。
在本发明的一个实施例中，步骤(13)中的最小编辑距离算法是指两个字串之间，由一个转成另一个所需的最少编辑操作次数；许可的编辑操作包括将一个字符替换成另一个字符，插入一个字符，删除一个字符；一般来说，编辑距离越小，两个串的相似度越大。
通过上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明只需将行程信息转换成二进制字符串就可以进行比较，无需抓取路名，节约了存储成本；且可以让用户在完成行程之后的30秒内，匹配出与自己有相同行程路径的行程信息。
本发明无需外接接口，只需要本地就可以完成所有处理。
本发明无需存储中文字符或者英文字符，用二进制字符节约存储成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明流程框图；
图2为本发明中直线方程原理图；
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1和图2所示，本发明公开了一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)开始，通过智能手机中的GPS定位模块来得到用户驾驶外部路径数据，其中数据包括GPS定位信息；
(2)将上述数据进行遍历，对第一个行程进行下述处理；
(3)将第一个行程路径的所有GPS定位点，通过RDP算法(道格拉斯-普克算法)将行程上的点进行迭代平滑化，将路径上偏移点、误差点剔除，将主路径点保留，并记录下来；RDP算法即抽吸算法，其原理为：一段轨迹头尾连接成一条线，如果其间所有的点距离这条线的距离都小于3KM，则去掉中间所有的点；如果以上条件不满足，则取距离最大的点，把原始轨迹拆分成两条轨迹，重复以上迭代，直至完成，其中效果为剔除偏移点、误差点，也进行了迭代平滑。
(4)判断平滑后的点是否过少，判断条件为：是否仍然构成原路径相似路线，通过所有点距离累加进行判断，如果所有点的累加距离与原来轨迹总距离相差超过30％，表示平滑后的点过少，则返回步骤(2)直至平滑后的点正常；如果所有点的累加距离与原来轨迹总距离相差不超过30％，表示平滑后的点正常，则继续下一步骤；
(5)将步骤3中保留下来的主路径点通过DDA算法(数值微分法)将平滑后的路径点补齐成直线，得到由多个线段组成的路径图；其中直线的基本微分方程为：
设直线通过点
P1(x1，y1)和P2(x2，y2)，则直线方程可表示为：
如果已知第i点的坐标，可用步长StepX和StepY得到第i+1点的坐标为：
xi+1＝xi+StepX
yi+1＝yi+StepY
或
yi+1＝yi+kStepX
k＜1
StepX＝1
StepY＝k
将算得的直线上每个点的当前坐标，按四舍五入得到光栅点的位置(见图2)。
(6)通过将世界经纬度按400平方米来划分，通过经度和纬度给出编号，具体是从0，0点开始，每0.00005经度和每0.00005纬度计算为一个矩形，将矩形按纬度顺序排序后再按经度顺序排序，给出每个矩形唯一对应的编号；
(7)如果路径点所在的矩形编号为1则是起点，如果路径点所在的矩形编号等于路径点总数则为终点；如果路径点不是起点或终点，则进入下一步骤；如果路径点是起点或终点，则将原始行程记录到的第一个GPS点和原始行程记录到的最后一个GPS点放入开始和结尾处；
(8)将所有补全后的路径点筛选出来，判断补全后的路径点是否在矩形的边界上，如果在边界上，则进入下一步骤；如果不在边界上，则返回步骤(5)，直至补全后的路径点在矩形的边界上；该步骤是找出再矩形边界上的点，用于确定路径经过了哪些矩形；补全后的路径点是否在矩形的边界上的具体判断方法为：将所有补全后的路径点筛选出来，匹配是否第五位小数为0或5，第五位小数为0或5就是边界上的点，否则就不是边界上的点；
(9)将所有步骤(8)保留下的点进行计算，查找出每个点经过的矩形，将矩形的编号按顺序排列，拼接成一个字符串；
(10)将拼接完成后的字符串进行处理，转换为64位二进制字符串；
(11)将转换为64位二进制字符串的所有行程路径标识数据存入数据库；
(12)对是否还有行程路径未处理进行判断，具体判断方法为：通过数据库中查询是否有未处理行程，已处理会加上标记，未处理则没有；如有未处理的，则将下一个行程作为第一个行程返回步骤3，直至没有未处理的行程路径；如没有未处理的，则进入下一步骤；
(13)在所有行程路径的标识数据处理完成后，对于所有行程进行两两之间的比较，比较次数为行程数的阶乘次，比较方法为最小编辑距离法；最小编辑距离算法是指两个字串之间，由一个转成另一个所需的最少编辑操作次数；许可的编辑操作包括将一个字符替换成另一个字符，插入一个字符，删除一个字符；一般来说，编辑距离越小，两个串的相似度越大；
(14)最小编辑距离对否小于阈值进行判断，若相似程度小于80％，则跳过；若相似程度大于80％，则存入相似行程数据库，编辑距离算法返回相似比例；
(15)结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)开始，通过智能手机中的GPS定位模块来得到用户驾驶外部路径数据，其中数据包括GPS定位信息；
(2)将上述数据进行遍历，对第一个行程进行下述处理；
(3)将第一个行程路径的所有GPS定位点，通过RDP算法将行程上的点进行迭代平滑化，将路径上偏移点、误差点剔除，将主路径点保留，并记录下来；
(4)判断平滑后的点是否过少，判断条件为：是否仍然构成原路径相似路线，通过所有点距离累加进行判断，如果所有点的累加距离与原来轨迹总距离相差超过30％，表示平滑后的点过少，则返回步骤(2)直至平滑后的点正常；如果所有点的累加距离与原来轨迹总距离相差不超过30％，表示平滑后的点正常，则继续下一步骤；
(5)将步骤3中保留下来的主路径点通过DDA算法将平滑后的路径点补齐成直线，得到由多个线段组成的路径图；
(6)通过将世界经纬度按400平方米来划分，通过经度和纬度给出编号，具体是从0，0点开始，每0.00005经度和每0.00005纬度计算为一个矩形，将矩形按纬度顺序排序后再按经度顺序排序，给出每个矩形唯一对应的编号；
(7)如果路径点所在的矩形编号为1则是起点，如果路径点所在的矩形编号等于路径点总数则为终点；
(8)将所有补全后的路径点筛选出来，判断补全后的路径点是否在矩形的边界上，如果在边界上，则进入下一步骤；如果不在边界上，则返回步骤(5)，直至补全后的路径点在矩形的边界上；该步骤是找出再矩形边界上的点，用于确定路径经过了哪些矩形；
(9)将所有步骤(8)保留下的点进行计算，查找出每个点经过的矩形，将矩形的编号按顺序排列，拼接成一个字符串，并且将原始行程记录到的第一个GPS点和原始行程记录到的最后一个GPS点放入开始和结尾处；
(10)将拼接完成后的字符串进行处理，转换为64位二进制字符串；
(11)将转换为64位二进制字符串的所有行程路径标识数据存入数据库；
(12)对是否还有行程路径未处理进行判断，具体判断方法为：通过数据库中查询是否有未处理行程，已处理会加上标记，未处理则没有；如有未处理的，则将下一个行程作为第一个行程返回步骤3，直至没有未处理的行程路径；如没有未处理的，则进入下一步骤；
(13)在所有行程路径的标识数据处理完成后，对于所有行程进行两两之间的比较，比较次数为行程数的阶乘次，比较方法为最小编辑距离法；
(14)最小编辑距离对否小于阈值进行判断，若相似程度小于80％，则跳过；若相似程度大于80％，则存入相似行程数据库，编辑距离算法返回相似比例；
(15)结束。
2.根据权利要求1所述的一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，其特征在于，步骤(3)中的RDP算法即抽吸算法，其原理为：一段轨迹头尾连接成一条线，如果其间所有的点距离这条线的距离都小于3KM，则去掉中间所有的点；如果以上条件不满足，则取距离最大的点，把原始轨迹拆分成两条轨迹，重复以上迭代，直至完成，其中效果为剔除偏移点、误差点，也进行了迭代平滑。
3.根据权利要求1所述的一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，其特征在于，步骤(8)中补全后的路径点是否在矩形的边界上的具体判断方法为：将所有补全后的路径点筛选出来，匹配是否第五位小数为0或5，第五位小数为0或5就是边界上的点，否则就不是边界上的点。
4.根据权利要求1所述的一种使用二进制字符串来比较行程路径的方法，其特征在于，步骤(13)中的最小编辑距离算法是指两个字串之间，由一个转成另一个所需的最少编辑操作次数；许可的编辑操作包括将一个字符替换成另一个字符，插入一个字符，删除一个字符；一般来说，编辑距离越小，两个串的相似度越大。
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