CN108182801A - 一种基于车辆轨迹的停留点实时检测方法及系统 - Google Patents
一种基于车辆轨迹的停留点实时检测方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种基于车辆轨迹的停留点实时检测方法及系统，包括：初始化用于缓存轨迹的定长缓存，设置停留平均速度阈值和运行平均速度阈值；实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算轨迹序列对应车辆的状态并记录；如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。本发明实现简单，算法复杂性低，可用于停留点的实时检测；对停留或运行状态转换敏感，可及时发现停留点。
Description
技术领域
本发明涉及一种甩挂运输技术领域，尤其是涉及一种基于车辆轨迹的停留点实时检测方法及系统。
背景技术
目前通过轨迹检测停留点的方法主要有：
1)通过进行速度和方向变化来检测，速度低或方向转变大时认为是停留。此种方法对于如何定义停留的速度和方向阈值难处理，无法解决类似“缓慢移动”问题。
2)对于一些有表征特性的场景中，通过对卫星定位信号强弱来处理停留点实时检测，比如室内无卫星定位信号则认为是停留。此种方法使用场景特殊，不具有通用性。
3)通过对历史轨迹分析，使用轨迹点密度来检测停留点，常用方法有DBSCAN，K-MEANS以及在此基础上的改进算法。该种方法通常能得到较好的检测效果，但是实现复杂，且通常用于事后检测，对“停”或“走”的实时状态转换不敏感。
发明内容
为解决以上问题，本发明通过对车辆卫星定位上报的轨迹点，进行停留点实时检测，对车辆的运行状态、时效管理、事故检测等有重要意义。
具体的，本发明提供了一种基于车辆轨迹的停留点实时检测方法，包括：
初始化用于缓存轨迹的定长缓存，设置停留平均速度阈值和运行平均速度阈值；
实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算轨迹序列对应车辆的状态并记录；如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
优选的，当车辆对应缓存轨迹的平均速度小于所述停留平均速度阈值时，所述车辆为停留状态；当车辆对应缓存轨迹的平均速度大于所述运行平均速度阈值时，所述车辆为运行状态。
优选的，所述实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算所述轨迹点对应车辆的状态并记录，包括如下步骤：
检测该最新获得的轨迹点是否为异常点，若是则丢弃，否则进入下一步；
将不是异常点的轨迹点加入缓存，计算对应缓存中的轨迹点平均速度；若所述平均速度大于运行平均速度阈值，则判断所述车辆的轨迹为运行状态；若平均速度小于停留平均速度阈值，则判断所述车辆的轨迹为停留状态。
优选的，所述异常点是指与缓存中的前一个轨迹点之间的平均速
度>180km/h的轨迹点，所述平均速度为两个轨迹点的距离除以两点之间的时间差。
根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于车辆轨迹的停留点实时检测系统，包括顺序连接的如下模块：
初始化模块，用于初始化用于缓存轨迹的定长缓存，设置停留平均速度阈值和运行平均速度阈值；
实时检测模块，用于实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算轨迹序列对应车辆的状态并记录；如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
优选的，当车辆对应缓存轨迹的平均速度小于所述停留平均速度阈值时，所述车辆为停留状态；当车辆对应缓存轨迹的平均速度大于所述运行平均速度阈值时，所述车辆为运行状态。
优选的，所述实时检测模块包括如下顺序连接的如下单元：
异常点检测单元，用于检测该最新获得的轨迹点是否为异常点；
运行及停留检测单元，用于将不是异常点的轨迹点加入缓存，计算对应缓存中的轨迹点平均速度；若所述平均速度大于运行平均速度阈值，则判断所述所述车辆的轨迹为运行状态；若平均速度小于停留平均速度阈值，则判断所述所述车辆的轨迹为停留状态。
优选的，所述实时检测模块进一步包括停留点检测单元，如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
优选的，所述异常点是指与缓存中的前一个轨迹点之间的平均速度>180km/h的轨迹点，所述平均速度为两个轨迹点的距离除以两点之间的时间差。
本发明实现简单，算法复杂性低，可用于停留点的实时检测；对停留或运行状态转换敏感，可及时发现停留点。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明基于车辆轨迹的停留点实时检测方法的匹配流程图；
图2为本发明中基于buffer窗口的停留点实时检测示意图。
图3为本发明基于车辆轨迹的停留点实时检测系统的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1为本发明基于车辆轨迹的停留点实时检测方法的匹配流程图，包括如下步骤：
设车辆上报的轨迹点p＝(lon,lat,s,d,t)，其中lon为卫星定位经度，lat为卫星定位维度，s为速度，d为方向(0-360)，t为时间。
1)初始化算法检测参数，设停留平均速度阈值为s1，即一段时间内平均速度低于s1时则认为是车辆停留，在本发明的优选实施例中，s1可以是例如5km/h；设运行平均速度阈值为s2，即一段时间内平均速度大于s2时则认为是车辆运行，在本发明的优选实施例中，s2可以是例如10km/h。假设初始状态st＝0(停留状态)。注意这里的两个平均速度均指的是轨迹中的多个轨迹点的速度进行平均得到的值。而每个轨迹点的速度计算方式为该轨迹点与前一个轨迹点之间的距离除以两点之间的时间差。
2)为每辆车上报的卫星定位点建立一个缓存buffer，只保留最近一小段时间的轨迹点(例如只保留最近时间内的i个轨迹点)，设为VB＝[p1,p2,p3…pi]。
3)每上报一个卫星定位点，触发一次检测操作。检测流程如下：
a.检测该点是否为异常点，若是则丢弃，否则下一步。在本发明的优选实施例中，所述异常点是指与缓存中的前一个轨迹点之间的平均速度>180km/h的轨迹点，所述平均速度为两个轨迹点的距离除以两点之间的时间差。
b.将不是异常点的轨迹点p加入缓存，计算对应缓存中轨迹点的平均速度s＝∑(i/Δti)/，其中di为第i个点与前一个点的距离，Δti为第i个点与前一个点的时差，n为缓存点个数。
c.若s>s2，则判断车辆为运行状态，更改状态为运行，此时检测到车辆发车，给出通知；若s<s1，则判断车辆为停留状态，更改状态为停留，此时检测到车辆停留，给出通知。
d.若c步骤中，当检测到车辆的状态改变时，则回溯buffer，找到与前一个轨迹点之间的平均速度<s1的第一个点，即开始停留的轨迹点；或者找到与前一个轨迹点之间的平均速度<s1最后一个点，即停留结束的轨迹点，如图2所示。也就是说，如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点(图2中上面的转换点，即车辆处于基本停止行驶状态的第一个点)；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点(图2中下面的转换点，即车辆处于基本停止行驶状态的最后一个点)。
如图3所示，根据本发明的另一个方面，本发明还提供了一种基于车辆轨迹的停留点实时检测系统100，包括顺序连接的如下模块：
初始化模块110，用于初始化用于缓存轨迹的定长缓存，设置停留平均速度阈值和运行平均速度阈值；
实时检测模块120，用于实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算轨迹序列对应车辆的状态并记录；如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。优选的，所述实时检测模块120包括如下顺序连接的如下单元：
异常点检测单元121，用于检测该最新获得的轨迹点是否为异常点；优选的，所述异常点是指与缓存中的前一个轨迹点之间的平均速度>180km/h的轨迹点，所述平均速度为两个轨迹点的距离除以两点之间的时间差。
运行及停留检测单元122，用于将不是异常点的轨迹点加入缓存，计算对应缓存中的轨迹点平均速度；若所述平均速度大于运行平均速度阈值，则判断所述车辆的轨迹为运行状态；若平均速度小于停留平均速度阈值，则判断所述车辆的轨迹为停留状态。
更优选的，所述实时检测模块进一步停留点检测单元123，如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
本发明的应用场景很多，例如在物流运输过程中对时效的把控非常严格，要出现晚点会追踪原因，最主要的是寻找停留点以及停留时长。如一趟车从北京发往上海，车机上装有卫星定位装置定时向后台上报位置信息，根据对车的停留点实时检测，结合兴趣点(POI)和可视化技术，若车辆在中途进行了无故停留，影响了时间，系统会直接通知司机，并在考核中使用该数据。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于车辆轨迹的停留点实时检测方法，其特征在于，包括：
初始化用于缓存轨迹的定长缓存，设置停留平均速度阈值和运行平均速度阈值；
实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算轨迹序列对应车辆的状态并记录；如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
2.根据权利要求1所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测方法，其特征在于：
当车辆对应缓存轨迹的平均速度小于所述停留平均速度阈值时，所述车辆为停留状态；当车辆对应缓存轨迹的平均速度大于所述运行平均速度阈值时，所述车辆为运行状态。
3.根据权利要求1或2所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测方法，其特征在于：
所述实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算所述轨迹点对应车辆的状态并记录，包括如下步骤：
检测该最新获得的轨迹点是否为异常点，若是则丢弃，否则进入下一步；
将不是异常点的轨迹点加入缓存，计算对应缓存中的轨迹点平均速度；若所述平均速度大于运行平均速度阈值，则判断所述车辆的轨迹为运行状态；若平均速度小于停留平均速度阈值，则判断所述车辆的轨迹为停留状态。
4.根据权利要求3所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测方法，其特征在于：
所述异常点是指与缓存中的前一个轨迹点之间的平均速度>180km/h的轨迹点，所述平均速度为两个轨迹点的距离除以两点之间的时间差。
5.一种基于车辆轨迹的停留点实时检测系统，其特征在于，包括顺序连接的如下模块：
初始化模块，用于初始化用于缓存轨迹的定长缓存，设置停留平均速度阈值和运行平均速度阈值；
实时检测模块，用于实时检测最新上报的轨迹点，如果其是异常点则丢弃，如果不是异常点则加入所述缓存，根据上述两种阈值计算轨迹序列对应车辆的状态并记录；如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
6.根据权利要求5所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测系统，其特征在于：
当车辆对应缓存轨迹的平均速度小于所述停留平均速度阈值时，所述车辆为停留状态；当车辆对应缓存轨迹的平均速度大于所述运行平均速度阈值时，所述车辆为运行状态。
7.根据权利要求5或6所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测系统，其特征在于：
所述实时检测模块包括如下顺序连接的如下单元：
异常点检测单元，用于检测该最新获得的轨迹点是否为异常点；
运行及停留检测单元，用于将不是异常点的轨迹点加入缓存，计算对应缓存中的轨迹点平均速度；若所述平均速度大于运行平均速度阈值，则判断所述所述车辆的轨迹为运行状态；若平均速度小于停留平均速度阈值，则判断所述所述车辆的轨迹为停留状态。
8.根据权利要求7所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测系统，其特征在于：
所述实时检测模块进一步包括停留点检测单元，如果所述最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由运行状态转变为停留状态，则在所述缓存中回溯寻找第一个停留点；如果最新加入缓存的轨迹点导致所述轨迹序列对应车辆的状态由停留状态转变为运行状态，则在所述缓存中回溯寻找最后一个停留点。
9.根据权利要求6所述的基于车辆轨迹的停留点实时检测系统，其特征在于：
所述异常点是指与缓存中的前一个轨迹点之间的平均速度>180km/h的轨迹点，所述平均速度为两个轨迹点的距离除以两点之间的时间差。
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