CN111024079A - 一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法和系统，包括：取一个时序段上的多个位置数据；对多个位置数据进行处理得到每个位置点的候选路段；根据每个位置点的候选路段确定位置点中的相邻两点的路径集合；依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。根据位置点确定相邻两点的路径集合，依次将各路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，匹配效率高且准确度高，不需要对模型进行训练。
Description
技术领域
本申请涉及路径搜索领域，尤其涉及一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法和系统。
背景技术
目前常见的位置点与道路进行匹配的方法，主要是基于隐马尔可夫模型(HiddenMarkov Model，HMM)，利用维特比(Viterbi)动态规划算法计算道路匹配结果。在HMM模型中，每次计算转换矩阵和发射矩阵的计算量都很大，而且当持续多个点出现误差后，纠偏的能力相对较弱。而且HMM模型的训练和计算的效率不算很高，而且不同的实现方式，准确度也不一样。
综上所述，需要提供一种匹配效率高且准确度高的匹配方法和系统。
发明内容
为解决以上问题，本申请提出了一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法和系统。
一方面，本申请提出一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法，包括：
取一辆车的一个时序段上的多个位置数据；
对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；
根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合；
依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；
根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。
优选地，所述依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，包括：
按照路径集合的顺序，合并第一路径集合中的最短路径与第二路径集合中的最短路径，得到合并集合；
将合并集合中的路径与第三路径集合中的最短路径进行合并，得到新的合并集合，依次类推，直至合并集合中的路径与最后一个路径集合中的最短路径合并完成，得到包括从起始点开始到结束点终止的所有路线的总路线集合。
优选地，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之前，还包括：
判断需要合并的两个路径集合中，是否有起端和终端重合的最短路径；
若有，则保留路径长度与位置点垂距之和最短的最短路径，删除其他重合的最短路径。
优选地，所述对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段，包括：
将多个所述位置数据按照时间从前到后排序，得到多个位置点；
查询每个所述位置点的距离阈值内的路段，得到每个位置点的候选路段。
优选地，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之后，还包括：
删除无法合并的路段。
优选地，所述根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，包括：
确定总路线集合中每条路线从起始点到结束点的首末长度；
将每条路线的首末长度和与其对应的各垂距相加，得到每条路线的总长度；
选择总路线集合中总长度最短的路线作为行进路线；
取每个位置点在对应的所述行进路线中的距离最短的路段作为该位置点的匹配结果。
优选地，所述确定位置点中的相邻两点的路径集合，包括：
根据每个位置点的候选路段，确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径；
确定每个位置点与各候选路段之间的垂距；
得到相邻两个位置点之间各最短路径以及各垂距组成路径集合。
优选地，所述确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径，包括：
若两个相邻位置点均有同一个候选路段，则此候选路段为所述两个相邻位置点之间的一个最短路径。
优选地，所述第一路径集合为位置点中的起始点与第二位置点之间的各最短路径以及各垂距组成路径集合。
第二方面，本申请提出一种根据多个位置点与路线进行匹配的系统，包括：
处理模块，用于取一辆车的一个时序段上的多个位置数据，对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；
匹配模块，用于根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合，依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。
本申请的优点在于：通过根据每个位置点的候选路段确定相邻两点的路径集合，再依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，匹配效率高且准确度高，不需要对模型进行训练。
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事实方案的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用同样的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1是本申请提供的一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法的步骤示意图；
图2是本申请提供的一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法的位置点与路线匹配示意图；
图3是本申请提供的一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法的流程示意图；
图4是本申请提供的一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法的路段路径路线的示意图；
图5是本申请提供的一种根据多个位置点与路线进行匹配的系统的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开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公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
根据本申请的实施方式，提出一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法，如图1所示，包括：
S101，取一辆车的一个时序段上的多个位置数据；
S102，对多个位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；
S103，根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合；
S104，依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；
S105，根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。
所述依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，包括：
按照路径集合的顺序，合并第一路径集合中的最短路径与第二路径集合中的最短路径，得到合并集合；
将合并集合中的路径与第三路径集合中的最短路径进行合并，得到新的合并集合，依次类推，直至合并集合中的路径与最后一个路径集合中的最短路径合并完成，得到包括从起始点开始到结束点终止的所有路线的总路线集合。
在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之前，还包括：
判断需要合并的两个路径集合中，是否有起端和终端重合的最短路径；
若有，则保留路径长度与位置点垂距之和最短的最短路径，删除其他重合的最短路径。
所述对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段，包括：
将多个所述位置数据按照时间从前到后排序，得到多个位置点；
查询每个所述位置点的距离阈值内的路段，得到每个位置点的候选路段。
在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之后，还包括：
删除无法合并的路段。
所述根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，包括：
确定总路线集合中每条路线从起始点到结束点的首末长度；
将每条路线的首末长度和与其对应的各垂距相加，得到每条路线的总长度；
选择总路线集合中总长度最短的路线作为行进路线；
取每个位置点在对应的所述行进路线中的距离最短的路段作为该位置点的匹配结果。
所述确定位置点中的相邻两点的路径集合，包括：
根据每个位置点的候选路段，确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径；
确定每个位置点与各候选路段之间的垂距；
得到相邻两个位置点之间各最短路径以及各垂距组成路径集合。
所述确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径，包括：
若两个相邻位置点均有同一个候选路段，则此候选路段为所述两个相邻位置点之间的一个最短路径。
如图2所示，Ps+1点与Ps+2点的候选路段都包括L8，则L8为Ps+1点与Ps+2点之间的一个最短路径。
所述第一路径集合为位置点中的起始点与第二位置点之间的各最短路径以及各垂距组成路径集合。
距离阈值可以根据需要进行设置。优选地，在20米至60米之内(大于等于20米，小于等于60米)。
合并集合中还包括各最短路径对应的垂距。
路径集合中各路径的起点为起端，终点为终端。
下面，对本申请实施例进行进一步说明。
如图3图所示，每次对路线进行匹配时，取一辆车的一个时序段上的位置数据，如GPS数据得，按照时间从前到后的顺序排序，假设有n个点，则第i个点为Pi，1≤i≤n。
对于每个点，查询周围一个距离阈值(假设是25米)范围内相交的所有路段作为候选路段，对于任意点Pi，其候选路段有m个，则其中任一个候选路段为Rij，0≤j≤m。
将匹配开始点(起始点)设为Ps，对于从该点开始，对每组相邻点的各自的路段，两两寻找最短路径。即对Ps点的每条Rij和Ps+1点的每条Rij寻找最短路径，并记录Ps点和Ps+1点之间所有的路径长度和起点、终点到该路径对应的路段的垂距。
将Ps点到Ps+1点的各种路段组合(最短路径)与Ps+1点到Ps+2点的各路段组合(最短路径)进行合并。合并的规则是按照在Ps至Ps+1的组合中Ps+1点为终点的路径和Ps+1至Ps+2的组合中Ps+1点为起点的路径。合并后变成Ps至Ps+2的路径，路径长度和垂距也变成之前的相加之和。
如图4所示，其中Ln(L1、L2、L3至L13)为路段，两个位置点之间的路段组成路径，如L1L4L7L9为Ps点至Ps+2点之间的一条路径，此路线对应的垂距为Ps至L1、Ps+1至L7以及Ps+2至L9。起始点与结束点点之间的路径为路线，如Ps+1至Ps+3的路径同时也为路线。
如图2所示，假设一个时序段中一共有四个位置点，起始点为Ps，之后按时间顺序，依次为Ps+1、Ps+2和Ps+3，其中，Ps+3为结束点。Ps的距离阈值范围内，一共有两个路段，分别为L1和L2；Ps+1的距离阈值范围内，一共有L7和L8两个路段；Ps+2的距离阈值范围内，一共有L8、L9和L10三个路段；Ps+3的距离阈值范围内，一共有L12和L13两个路段。
寻找Ps点到Ps+1点之间各候选路段的最短路径，一共找到4条最短路径，同时，计算Ps与L1之间的垂距，Ps与L2之间的垂距，Ps+1与L7之间的垂距，Ps+1与L8之间的垂距，得到第一路径集合。其中，第一路径集合不包括L1L3L6与L7以及L8的两种组合。
以路径L1L4L8为例，其对应的垂距为Ps与L1之间的垂距和Ps+1与L8之间的垂距。
在合并过程中，如果出现路径的起点和尾点相同的情况，取路径长路和垂距相加最短的结果，把别的删除掉，并删除不能合并的路径。
按上述方法，确定Ps+1到Ps+2的第二路径集合。
将第一路径集合与第二路径集合进行合并，合并完成后，得到Ps至Ps+2的路径集合(合并集合)。使用Ps至Ps+2的路径(合并集合中的最短路径)与Ps+2至Ps+3的路径(第三路径集合中的各最短路径)进行合并。
对所有位置点执行上述操作后，得到Ps至Ps+3之间的总路线集合。取总路线集合中，路线长度和与其对应的各垂距之和最短的那条路线作为行进路线。
取每个位置点在行进路线上距离最近的路段，作为该点的匹配结果。
以行进路线为L2L5L8L10L12为例，Ps+2点同时对应L8和L12，但是Ps+2点与路段L8之间的垂距更短，则Ps+2点所匹配到的路段为L8。
通过进行多个位置点与路线的匹配后，由于是从整体上对位置点进行分析，而不是仅从相邻若干各点进行分析，因此准确度比之前有5％以上的改善，且运算时的资源消耗有明显降低。
第二方面，根据本申请的实施方式，还提出一种根据多个位置点与路线进行匹配的系统，如图5所示，包括：
处理模块101，用于取一辆车的一个时序段上的多个位置数据，对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；
匹配模块102，用于根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合，依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。
本申请的方法中，通过根据每个位置点的候选路段确定相邻两点的路径集合，再依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，匹配效率高且准确度高，系统复杂度和开发方式简化很多，也不需要对模型进行训练。通过从路线行驶距离和位置点到路线的距离两个维度进行评估，进行多个位置点与路线的匹配，确定位置点所属道路，由于是从整体上对位置点进行分析，而不是仅从相邻若干各点进行分析，因此准确度更高，且运算时的资源消耗有明显降低。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种根据多个位置点与路线进行匹配的方法，其特征在于，包括：
取一辆车的一个时序段上的多个位置数据；
对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；
根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合；
依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；
根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，包括：
按照路径集合的顺序，合并第一路径集合中的最短路径与第二路径集合中的最短路径，得到合并集合；
将合并集合中的路径与第三路径集合中的最短路径进行合并，得到新的合并集合，依次类推，直至合并集合中的路径与最后一个路径集合中的最短路径合并完成，得到包括从起始点开始到结束点终止的所有路线的总路线集合。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之前，还包括：
判断需要合并的两个路径集合中，是否有起端和终端重合的最短路径；
若有，则保留路径长度与位置点垂距之和最短的最短路径，删除其他重合的最短路径。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段，包括：
将多个所述位置数据按照时间从前到后排序，得到多个位置点；
查询每个所述位置点的距离阈值内的路段，得到每个位置点的候选路段。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之后，还包括：
删除无法合并的路段。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，包括：
确定总路线集合中每条路线从起始点到结束点的首末长度；
将每条路线的首末长度和与其对应的各垂距相加，得到每条路线的总长度；
选择总路线集合中总长度最短的路线作为行进路线；
取每个位置点在对应的所述行进路线中的距离最短的路段作为该位置点的匹配结果。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定位置点中的相邻两点的路径集合，包括：
根据每个位置点的候选路段，确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径；
确定每个位置点与各候选路段之间的垂距；
得到相邻两个位置点之间各最短路径以及各垂距组成路径集合。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径，包括：
若两个相邻位置点均有同一个候选路段，则此候选路段为所述两个相邻位置点之间的一个最短路径。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一路径集合为位置点中的起始点与第二位置点之间的各最短路径以及各垂距组成路径集合。
10.一种根据多个位置点与路线进行匹配的系统，其特征在于，包括：
处理模块，用于取一辆车的一个时序段上的多个位置数据，对多个所述位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；
匹配模块，用于根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合，依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。
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