CN109712425A - 一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法及装置，包括：获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息；将多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中；对于每个定位点，在折线段路径上确定距定位点最近的投影点；对于相邻的两个定位点，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态；根据运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据行驶距离表达式确定公交车辆任意时刻驶过的实际距离。本申请实施例能够基于稀疏的定位点确定公交车辆在任意时刻的位置，从而能够重构公交车辆轨迹。

Description

一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法及装置

技术领域

本申请涉及城市交通技术领域，尤其涉及一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法及装置。

背景技术

迄今为止，世界范围内各大中型城市多数建立了较为成熟的城市公交系统，也是缓解城市交通拥堵和其他问题的重要途径。提高公交系统运营效率的关键技术手段主要依赖于现有公交基础数据的分析，尤其是每辆公交车在信号灯控路口、站台、沿街出入口及车道减少等瓶颈点的轨迹数据，用于鉴别车辆的频繁加减速、低速、怠速和走走停停等问题。

目前，一般城市的公交车辆卫星定位系统的车辆轨迹采样间隔较大，所以采集到的公交车辆定位点较稀疏，对于两个定位点之间的某个时刻，不能确定公交车辆的位置。

因此，需要一种方法，能够基于稀疏的定位点确定公交车辆在任意时刻的位置。

发明内容

本申请实施例提供了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法及装置，能够基于稀疏的定位点确定公交车辆在任意时刻的位置，从而能够重构公交车辆轨迹。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法，包括：

获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，所述公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻；

将所述多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，所述折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成；

对于每个定位点，在所述折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与所述折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离；

对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态；

根据所述运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据所述行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。

优选地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若|v₁-v₂|≤Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

优选地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₁>v₂+Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀减速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

优选地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₂>v₁+Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀加速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

优选地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₁>v₂+Δv且L₁＞L₂+ΔL，或者v₂>v₁+Δv且L₁＞L₂+ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为先匀加速后匀减速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

优选地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₁>v₂+Δv且L₂＞L₁+ΔL，或者v₂>v₁+Δv且L₂＞L₁+ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为先匀减速后匀加速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

优选地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若L₁≤ε，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为静止运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，ε为公交车辆处于静止状态时，因卫星定位系统的定位误差产生的位置波动预设范围。

优选地，

对于每个定位点，在所述折线段路径上确定距定位点最近的投影点具体包括：

对于每个定位点，在所述折线段路径上的每段折线上均确定一个距离定位点最近的子投影点；

将满足预设条件的子投影点作为在所述折线段路径上距离定位点最近的投影点，所述预设条件包括 和且i≠m，其中i代表第i段折线；x_p(m)和y_p(m)分别表示在所述折线段路径上距离定位点最近的投影点O′的横坐标和纵坐标，d_p(m)为投影点O′到第m条折线的最短距离，d_p(i)是定位点到第i条折线的最短距离，x₁(i)和y₁(i)分别表示第i段折线一个端点的横坐标和纵坐标，x₂(i)和y₂(i)分别表示第i段折线另一个端点的横坐标和纵坐标。

优选地，

在将所述多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，所述折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成之前，还包括：

将多个关键点从世界大地坐标系转换到二维坐标系中，并将所述二维坐标系中的多个关键点按车辆经过顺序连接形成折线段路径。

本申请第二方面提供了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定装置，包括：

获取单元，用于获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，所述公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻；

转换单元，用于将所述多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，所述折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成；

投影点确定单元，用于对于每个定位点，在所述折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与所述折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离；

运动状态判断单元，用于对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态；

行驶距离确定单元，用于根据所述运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据所述行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，提供了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法，包括：获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻；将多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成；对于每个定位点，在折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离；对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态；根据运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离；

所以，本申请实施例不依赖于卫星定位系统高频率的轨迹数据，也不需要其他额外的加速度和里程表等传感器，即使公交车辆信息的采集间隔很大，也能够基于稀疏的定位点确定公交车辆在任意时刻的位置，从而能够重构公交车辆轨迹，所以应用性较强；另外，因为本申请实施例对采集间隔要求不高，所以即使采集过程中丢失少量定位点，本申请实施例也能够较准确地确定定位点之间各时刻的公交车辆位置；而且，本申请实施例的计算过程简单，只要获取到新的定位点，就可以确定新定位点与前一个定位点之间各个时刻公交车辆的位置及轨迹，所以实时性较高。

附图说明

图1为本申请实施例中基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法的一个实施例的流程示意图；

图2为本申请实施例中基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定装置的结构流程图。

具体实施方式

发明人在研究中发现，卫星定位系统采集公交车辆信息的时间间隔较大，时间间隔一般为10s以上，甚至可以长达15s。而现有的插值法、期望最大化法一级离散点估计算法仅在在具备较长时间的高频公交车辆信息采集，或者同路段拥有大量车辆轨迹重叠的数据采集时，具备较高的有效性，所以不适用于采集时间间隔较大的卫星定位系统，尤其是当公交车辆线路较长时，采集到的公交车辆信息难以覆盖到每个路段。

而对于公交车辆来说，具备其他车辆不具备的特点，那就是公交车辆线路是规律且相对固定的，所以只要确定了行驶距离就能确定公交车辆的位置，并能重构出形成轨迹。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，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。

请参阅图1，本申请实施例中基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法的一个实施例的流程示意图。

本申请提供了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法的一个实施例，包括：

步骤101，获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻。

需要说明的是，卫星定位系统获取到的定位点是稀疏的，间隔较大，一般为10s左右，且定位点的坐标是世界大地坐标系中的坐标。

步骤102，将多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成。

可以理解的是，卫星定位系统获取到的定位点一般是以经纬度表示的，由于需要根据定位点和预设折线段路径进行相应的计算，所以需要将二者转换到相同二维坐标系中，二维坐标系可以选用笛卡尔直角坐标系。

在本申请实施例中，在公交车辆线路上选取多个关键点，从而从曲折的公交车辆线路转换成折线段路径；关键点的选取可以根据实际需要及公交车辆线路的概况进行调整，一般情况下，为了保证最终的计算结果准确，通常尽可能将公交车辆线路上特殊的点都选取作为关键点，关键点可以包括公交进站点、公交出站点、交叉口驶入点、交叉口驶离点和行驶方向偏转较大的拐点。

需要说明的是，因为每条折线段的两个端点都是关键点，而关键点一定程度上可以决定公交车辆在该条折线段上的运动状态，所以公交车辆的运动状态存在一定的规律性。

例如，当关键点为公交站台时，由于公交车辆需要停靠公交站台，所以在公交站台前的折线段上，运动状态可以看成匀减速运动；而在乘客完成上卸车后，公交车辆需要从零开始加速，所以在公交站台后的折线段上，运动状态可以看成匀加速运动。

在普通路段行驶时，公交车辆的运动状态一般为匀速状态，但也存在意外情况；例如前方车辆突然变道插入、出现障碍物，或突然有行人穿越等，车辆会进行减速运动以避免碰撞；但随后很快会进行加速运动。因此，在采集点间隔相对较短的时间间隔内，在路段上行驶时，其加速、匀速或减速状态由连续相邻的两个定位点的速度大小决定。

当关键点为路口区域时，公交车辆可能会因为信号灯变红灯或前方有行人穿越马路而减速；车辆也可能因为绿灯快要结束，绿闪或黄闪的时候加速驶离路口；也零有可能在绿灯时间充足，前方没有障碍物时，匀速通过路口；所以在路口处，公交车辆可能因实际情况的不同而呈现加速运动、减速运动和匀速运动三种状态。

步骤103，对于每个定位点，在折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离。

可以理解的是，可以根据关键点的坐标求取折线段的方程，例如任何一个折线段的方程均可表示为其中(x₁(i)，y₁(i))和(x₂(i)，y₂(i))分别为折线段两端的关键点坐标，进而可以将折线段的方程转化为一般的直行方程(y₁(i)-y₂(i))x(i)+(x₂(i)-x₁(i))y(i)+x₁(i)y₂(i)-x₂(i)y₁(i)＝0。

在本申请实施例中，投影点与折线段路径上的起始点间的折线段距离可以通过进行计算，j表示第j条折线段，m-1表示在该投影点前的折线段总数，(x_p(m),y_p(m))表示投影点的坐标。

步骤104，对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态。

可以理解的是，从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离可以通过表示，L₂为估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，t表示定位点之间的时间间隔。

需要说明的是，虽然在一条折线段上，公交车辆的运动状态不能唯一确定，但是可以根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小进行判定。

步骤105，根据运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。

当运动状态确定后，便可以根据运动状态选择相应的行驶距离表达式计算两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。

因此，本申请实施例能够基于稀疏的定位点确定公交车辆在任意时刻的位置，从而能够重构公交车辆轨迹，所以应用性较强，不依赖于卫星定位系统高频率的轨迹数据，也不需要其他额外的加速度和里程表等传感器。

进一步地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态可以具体包括：

若|v₁-v₂|≤Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

需要说明的是，在本申请实施例中，ΔL的取值小于20m，Δv的取值为3-5km/h。

可以理解的是，当运动状态为匀速运动时，行驶距离表达式可以为且k＞T₁，k表示公交车辆经过在先定位点k秒，T₁为公交车辆经过在先定位点的时间，为公交车辆经过在先定位点后k秒时的行驶距离，s₁为在先经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，s₂为在后经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离。

进一步地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态可以具体包括：

若v₁>v₂+Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀减速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

可以理解的是，当运动状态为匀减速运动时，行驶距离表达式可以为k表示公交车辆经过在先定位点k秒，T₁为公交车辆经过在先定位点的时间，为公交车辆经过在先定位点后k秒时的行驶距离，s₁为在先经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，s₂为在后经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离。

进一步地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态可以具体包括：

若v₂>v₁+Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀加速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

可以理解的是，当运动状态为匀加速运动时，行驶距离表达式可以为k表示公交车辆经过在先定位点k秒，T₁为公交车辆经过在先定位点的时间，为公交车辆经过在先定位点后k秒时的行驶距离，s₁为在先经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，s₂为在后经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离。

进一步地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态可以具体包括：

若v₁>v₂+Δv且L₁＞L₂+ΔL，或者v₂>v₁+Δv且L₁＞L₂+ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为先匀加速后匀减速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

可以理解的是，当运动状态为先匀加速后匀减速运动时，行驶距离表达式可以为其中表示公交车辆经过在先定位点k秒，T₁为公交车辆经过在先定位点的时间，为公交车辆经过在先定位点后k秒时的行驶距离，s₁为在先经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，s₂为在后经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，a和b分别为公交车辆在匀加速运动中的加速度和匀减速状态中的减速度。

进一步地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态可以具体包括：

若v₁>v₂+Δv且L₂＞L₁+ΔL，或者v₂>v₁+Δv且L₂＞L₁+ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为先匀减速后匀加速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

可以理解的是，当运动状态为先匀减速后匀加速运动时，行驶距离表达式可以为其中表示公交车辆经过在先定位点k秒，T₁为公交车辆经过在先定位点的时间，为公交车辆经过在先定位点后k秒时的行驶距离，s₁为在先经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，s₂为在后经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，a和b分别为公交车辆在匀加速运动中的加速度和匀减速状态中的减速度。

进一步地，

根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若L₁≤ε，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为静止运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，ε为公交车辆处于静止状态时，因卫星定位系统的定位误差产生的位置波动预设范围。

可以理解的是，当运动状态为静止运动时，行驶距离表达式可以为s₁为在先经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离，s₂为在后经过的定位点与折线段路径上的起始点的距离。

进一步地，

对于每个定位点，在折线段路径上确定距定位点最近的投影点具体可以包括：

对于每个定位点，在折线段路径上的每段折线上均确定一个距离定位点最近的子投影点；

将满足预设条件的子投影点作为在折线段路径上距离定位点最近的投影点，预设条件包括 和且i≠m，其中i代表第i段折线；x_p(m)和y_p(m)分别表示在折线段路径上距离定位点最近的投影点O′的横坐标和纵坐标，d_p(m)为投影点O′到第m条折线的最短距离，d_p(i)是定位点到第i条折线的最短距离，x₁(i)和y₁(i)分别表示第i段折线一个端点的横坐标和纵坐标，x₂(i)和y₂(i)分别表示第i段折线另一个端点的横坐标和纵坐标。

进一步地，

在将多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成之前，还可以包括：

将多个关键点从世界大地坐标系转换到二维坐标系中，并将二维坐标系中的多个关键点按车辆经过顺序连接形成折线段路径。

请参阅图2，本申请实施例中基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定装置的一个实施例的结构示意图。

本申请提供了一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定装置的一个实施例，包括：

获取单元201，用于获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻。

转换单元202，用于将多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成。

投影点确定单元203，用于对于每个定位点，在折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离。

运动状态判断单元204，用于对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态。

行驶距离确定单元205，用于根据运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定方法，其特征在于，包括：

获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，所述公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻；

将所述多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，所述折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成；

对于每个定位点，在所述折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与所述折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离；

对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态；

根据所述运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据所述行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若|v₁-v₂|≤Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₁>v₂+Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀减速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₂>v₁+Δv且|L₂-L₁|≤ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为匀加速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

5.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₁>v₂+Δv且L₁＞L₂+ΔL，或者v₂>v₁+Δv且L₁＞L₂+ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为先匀加速后匀减速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若v₁>v₂+Δv且L₂＞L₁+ΔL，或者v₂>v₁+Δv且L₂＞L₁+ΔL，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为先匀减速后匀加速运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，L₂为所述估计距离，v₁为公交车辆在先经过的定位点处的速度，v₂为公交车辆在后经过的定位点处的速度，Δv为公交车辆处于匀速行驶时的速度波动设定值，ΔL表示公交车辆处于匀速行驶时因速度波动导致行驶距离的波动设定值。

7.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态具体包括：

若L₁≤ε，则判定公交车辆在两个定位点之间的运动为静止运动，其中L₁为公交车辆在两个定位点时的驶过的实际距离的差，ε为公交车辆处于静止状态时，因卫星定位系统的定位误差产生的位置波动预设范围。

8.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，对于每个定位点，在所述折线段路径上确定距定位点最近的投影点具体包括：

对于每个定位点，在所述折线段路径上的每段折线上均确定一个距离定位点最近的子投影点；

将满足预设条件的子投影点作为在所述折线段路径上距离定位点最近的投影点，所述预设条件包括 和且i≠m，其中i代表第i段折线；x_p(m)和y_p(m)分别表示在所述折线段路径上距离定位点最近的投影点O′的横坐标和纵坐标，d_p(m)为投影点O′到第m条折线的最短距离，d_p(i)是定位点到第i条折线的最短距离，x₁(i)和y₁(i)分别表示第i段折线一个端点的横坐标和纵坐标，x₂(i)和y₂(i)分别表示第i段折线另一个端点的横坐标和纵坐标。

9.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在将所述多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，所述折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成之前，还包括：

将多个关键点从世界大地坐标系转换到二维坐标系中，并将所述二维坐标系中的多个关键点按车辆经过顺序连接形成折线段路径。

10.一种基于稀疏定位点的公交车辆位置的确定装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取卫星定位系统采集到的公交车辆信息，所述公交车辆信息包括公交车辆的多个定位点、公交车辆在每个定位点处的速度以及每个定位点的时刻；

转换单元，用于将所述多个定位点从世界大地坐标系转换到预设折线段路径所在的二维坐标系中，所述折线段路径是由公交车辆线路上的多个关键点按车辆经过顺序连接形成；

投影点确定单元，用于对于每个定位点，在所述折线段路径上确定距定位点最近的投影点，并将投影点与所述折线段路径上的起始点间的折线段距离作为公交车辆在定位点时驶过的实际距离；

运动状态判断单元，用于对于相邻的两个定位点，将两个定位点速度的平均值与两个定位点的时间间隔的乘积作为从一个定位点驶到另一个定位点的估计距离，根据公交车辆在两个定位点时驶过的实际距离差与所述估计距离的相对大小，以及两个定位点速度的相对大小确定公交车辆在两个定位点之间的运动状态；

行驶距离确定单元，用于根据所述运动状态确定公交车辆在两个定位点之间的行驶距离表达式，并根据所述行驶距离表达式确定公交车辆在两个定位点之间任意时刻驶过的实际距离。