CN111182457A - 地理围栏及生成方法、装置及存储介质 - Google Patents

地理围栏及生成方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种地理围栏及生成方法、装置及存储介质，通过历史车辆GPS数据，自动生成地理围栏，避免人工标记，全自动进行，减少了人力且便利程度提高，同时数据的准确性也相比于人工标记的方法提高很多；另外，基于车辆历史GPS数据形成大数据作为参考，可以有效圈画出所关注的车辆的地理围栏，该围栏可专门用于对车辆监控系统，针对性强，数据精度高，为车辆的准确监控提供保障。

Description

地理围栏及生成方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及地理围栏领域，特别是一种地理围栏的生成方法。
背景技术
地理围栏是一种基于地理位置服务的应用，是用一个多边形作为虚拟的地理边界，当车辆或行人等进出边界时，根据不同场合的需要，为行为人或服务商提供相应的提醒或报警信息。
实现地理围栏监控，首先需要地理围栏的定义。地理围栏通常用经纬度坐标定义的多边形。
地理围栏的制作，一般采用在地图手工方式在地图上画出来进行。操作人员通过使用桌面或Web GIS应用，如ArcGIS等，在地图界面上描画多边形，然后将多边形的坐标导出。
目前常用的采用手工描画地理围栏的方法存在以下问题：
1、精确度不高，特别是针对车辆监控系统，需要在路段级别控制，对精度要求高；由于手工操作具有比较大的随意性，本身导致精度较差；
2、工作量大，若需要精确到路段级别，手工操作的工作量骤增；
3、维护不方便，一旦涉及到地理围栏数据修改，手工修正的工作量较大。
发明内容
本发明目的在于提供一种地理围栏生成方法，用于解决传统的地理围栏通过手工方式在地图描画方式所带来的精度不高且工作量大的技术问题。
为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：
地理围栏生成方法，包括
获取历史车辆GPS数据集合；
比对车辆GPS数据集合中的点位数据与路网几何坐标数据，获得第一行驶轨迹集合，所述第一行驶轨迹为每辆车的相邻两个停车点之间的轨迹，所述停车点满足车辆在第一预定时间内其点位数据的波动范围在第一阈值范围内；
生成第一多边形作为地理围栏，所述第一多边形为包含所述第一行驶轨迹集合的最小外接多边形。
与上述方法相应的，本发明同时公开了一种地理围栏的生成装置，包括
第一获取模块，用于获取历史车辆GPS数据集合；
第一比对模块，用于比对车辆GPS数据集合中的点位数据与路网几何坐标数据，获得第一行驶轨迹集合，所述第一行驶轨迹为每辆车的相邻两个停车点之间的轨迹，所述停车点满足车辆在第一预定时间内其点位数据的波动范围在第一阈值范围内；
第一生成模块，用于生成第一多边形作为地理围栏，所述第一多边形为包含所述第一行驶轨迹集合的最小外接多边形。
与上述方法和装置相应的，本发明同时公开了一种地理围栏生成装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现上述的方法步骤。
与上述方法和装置相应的，本发明同时公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法步骤。
有益效果：
由以上技术方案可知，本发明的技术方案提供了一种基于GPS历史轨迹获得地理围栏的方法，该方法基于大数据自动生成地理围栏，避免人工标记，全自动进行，减少了人力且便利程度提高，同时数据的准确性也相比于人工标记的方法提高很多；
另外，基于车辆历史GPS数据形成大数据作为参考，可以有效圈画出所关注的车辆的地理围栏，该围栏可专门用于对车辆监控系统，针对性强，数据精度高，为车辆的准确监控提供保障。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1为本发明的具体实施例的地理围栏的生成方法流程图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
本发明基于需要利用地理围栏对车辆的行驶轨迹进行监管，需要提供一种精度较高的地理围栏，由于地理围栏在使用时通常是基于GPS数据判断是否进出围栏，因此，GPS数据天然地存在，所以本发明的构思为采用GPS数据来构建围栏并且自动生成，通过一些技术手段将围栏的精度提高，这些技术手段也是围绕GPS数据来进行的，因此，整个方法摒弃了传统的手绘围栏边界的方式，使得便利程度和精度都同时得到保障，同时生成的围栏也针对性强，专门是对于所关注的车辆群体的围栏，故而地理围栏的监控也更有针对性。
下面以具体实施例的方式说明本发明构思。
实施例一、
首先，需要获取历史车辆GPS数据集合。
一般地，为了获得较为可观的、参考性强的数据，这里所述历史车辆为欲关注的车辆群体，获得的GPS数据集合也是这一车辆群体的历史数据。
极端的，若某辆车能提供的数据足够多，也可以针对某辆车单独实施本发明，则获取的历史车辆GPS数据为该辆车的历史数据。
基于此，只要对所关注的车辆的历史车辆GPS数据足够多，则实施本方法对车辆数量本身没有严格限制。
基于经验，一般对于历史车辆GPS数据采集三个月到半年左右，能有效形成地理围栏。
上述GPS数据，包括车辆ID、点位坐标、行驶方向、行驶速度、时间戳。通常，这里的历史车辆GPS数据由车辆在行驶过程中实时产生并实时存储于存储设备中，本发明的实施依赖于从存储设备中获得历史车辆GPS数据。
进一步的，对上述收集到的历史车辆GPS数据进行无效数据筛除，这里的无效数据的情况至少包括如下2种：
GPS点位异常：如点位的经纬度不在指定的范围内；
时间戳异常：如数据的时间戳没有按由先到后的顺序排列。
上述异常情况为GPS本身定位或者数据存储过程中产生的错误，在实施本发明过程需予以排除，以免影响结果的准确性。
接下来，由于GPS点位存在偏差，需要对每辆车的GPS数据进行分析，比对车辆GPS数据集合中的点位数据与路网几何坐标数据，具体是取与GPS数据中的点位数据距离最近的路网几何坐标对应的道路以形成第一行驶轨迹，由此得到每辆车的实际行驶轨迹，这些实际行驶轨迹的集合形成第一行驶轨迹集合。
为了便于统计轨迹，结合车辆实际行驶情况，选取车辆的两个停车点之间的路径作为轨迹的基本单元，实现对轨迹的统计。
因此，将所述第一行驶轨迹定义为每辆车的相邻两个停车点之间的轨迹，所述停车点满足车辆在第一预定时间内其点位数据的波动范围在第一阈值范围内。具体的，例如，第一预定时间设定为15分钟，第一阈值范围设定为30米，符合上述条件的点位即为停车点。
上述第一行驶轨迹集合能够反映出所关注车辆的运行区域，因此，该区域的边界即可成为地理围栏。因此，生成包含所述第一行驶轨迹集合的最小外接多边形作为第一多边形，以第一多边形作为地理围栏。
上述方法中，为了进一步避免可能存在的历史车辆GPS数据的中的非正常数据，需要对第一行驶轨迹集合进行优化，主要包括以下两个手段：
手段一、
统计每个第一行驶轨迹内的路段上通过车辆的次数，获得第一目标路段，所述第一目标路段上通过车辆的次数小于第一阈值，例如设定第一阈值为30次。去除第一行驶轨迹集合中涉及上述第一目标路段的第一行驶轨迹。
上述手段可以使得一些不常经过的道路相关的轨迹被删除，因为这些道路很有可能是这些车辆因为一些特殊原因比如走错了或者临时需要经过时才有可能去到的道路，不是属于常规的道路，因此，这样能删除这些异常情况。
手段二、
对每条第一行驶轨迹的两个停车点进行路径规划，例如访问百度或其他的路径规划API服务，生成第二行驶轨迹；对比第二行驶轨迹与相应的第一行驶轨迹，若第二行驶轨迹与第一行驶轨迹之间差别大于第二阈值，去除第一行驶轨迹集合中符合上述情况的第一行驶轨迹。
这里的两个轨迹之间的差别可以采用多种方式进行统计，其目的是为了查找与路径规划差距较大的轨迹；这里提供一种统计方法，计算第一行驶轨迹和第二行驶轨迹之间的长度差值，若长度差值大于第二阈值5公里，认为差距较大，应该去除第一行驶轨迹集合中符合上述情况的第一行驶轨迹。
上述手段从路径规划角度进一步判断每条行驶轨迹是否属于推荐路线，可以对不属于推荐路线的轨迹进行删除，既可以将与手段一类似的异常情况进行删除，又可以对地理围栏的范围进行限定，使得地理围栏的针对性更强，当采用这个地理围栏进行车辆监控时，能够提高走非常规路径的车辆的识别效果。
更进一步的，由于GPS数据为位置点，无法完全代表具有宽度的道路，因此，为了增加地理围栏的兼容度，将第一多边形向外扩大第三阈值获得第二多边形；如扩大后的第二多边形与第一多边形的对应边界之间差值约为50米，将第二多边形替换第一多边形作为地理围栏。中间区域为缓冲区也纳入地理围栏进行监控，使得所生成的地理围栏能够对在历史车辆GPS数据的基础上范围合理扩大，增加地理围栏的兼容度，使得在第一多边形外边缘附近的车辆能够进行有效监控。
实施例二、
本发明的还提供一种地理围栏的生成装置，包括
第一获取模块，用于获取历史车辆GPS数据集合。
第一比对模块，用于比对车辆GPS数据集合中的点位数据与路网几何坐标数据，获得第一行驶轨迹集合，所述第一行驶轨迹为每辆车的相邻两个停车点之间的轨迹，所述停车点满足车辆在第一预定时间内其点位数据的波动范围在第一阈值范围内。
第一生成模块，用于生成第一多边形作为地理围栏，所述第一多边形为包含所述第一行驶轨迹集合的最小外接多边形。
进一步的，在上述装置中，所述第一比对模块包括第一轨迹生成单元，用于取与GPS数据中的点位数据距离最近的路网几何坐标对应的道路以形成第一行驶轨迹。
进一步的，在上述装置中，所述第一生成模块包括：第一统计单元，用于统计每个第一行驶轨迹内的路段上通过车辆的次数，获得第一目标路段，所述第一目标路段上通过车辆的次数小于第一阈值；第一删减单元，用于去除第一行驶轨迹集合中涉及上述第一目标路段的第一行驶轨迹。
进一步的，在上述装置中，所述第一生成模块包括：第一路径规划单元，用于对每条第一行驶轨迹的两个停车点进行路径规划，生成第二行驶轨迹；第二删减单元，用于对比第二行驶轨迹与相应的第一行驶轨迹，若第二行驶轨迹与第一行驶轨迹之间差别大于第二阈值，去除第一行驶轨迹集合中符合上述情况的第一行驶轨迹。
进一步的，在上述装置中，所述第一生成模块包括，第一扩大单元，用于将第一多边形等比例扩大第三阈值获得第二多边形；第一替换单元，用于将第二多边形替换第一多边形作为地理围栏。
实施例三、
本发明的另一个实施例公开一种地理围栏生成装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序实现所述实施例一种的方法步骤。
实施例四、
本发明的另一个实施例公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例一种的方法步骤。
处理器优选但不限于是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)。例如，处理器还可以为其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等芯片，或者上述各类芯片的组合。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质，可用于存储非暂态软件程序、非暂态计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的一种交叉口绿灯空放时间计算方法对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储器的非暂态软件程序、指令以及模块，从而执行处理器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的一种交叉口绿灯空放时间计算方法。
存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储处理器所创建的数据等。此外，存储器优选但不限于高速随机存取存储器，例如，还可以是非暂态存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施例中，存储器还可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (13)

1.地理围栏生成方法，其特征在于：
获取历史车辆GPS数据集合；
比对车辆GPS数据集合中的点位数据与路网几何坐标数据，获得第一行驶轨迹集合，所述第一行驶轨迹为每辆车的相邻两个停车点之间的轨迹，所述停车点满足车辆在第一预定时间内其点位数据的波动范围在第一阈值范围内；
生成第一多边形作为地理围栏，所述第一多边形为包含所述第一行驶轨迹集合的最小外接多边形。
2.根据权利要求1所述的地理围栏生成方法，其特征在于：获得第一行驶轨迹集合的方法中，还包括：
取与GPS数据中的点位数据距离最近的路网几何坐标对应的道路以形成第一行驶轨迹。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的地理围栏生成方法，其特征在于：上述方法在生成第一多边形前还包括：
统计每个第一行驶轨迹内的路段上通过车辆的次数，获得第一目标路段，所述第一目标路段上通过车辆的次数小于第一阈值；
去除第一行驶轨迹集合中涉及上述第一目标路段的第一行驶轨迹。
4.根据权利要求3所述的地理围栏生成方法，其特征在于：上述方法在生成第一多边形前还包括：
对每条第一行驶轨迹的两个停车点进行路径规划，生成第二行驶轨迹；
对比第二行驶轨迹与相应的第一行驶轨迹，若第二行驶轨迹与第一行驶轨迹之间差别大于第二阈值，去除第一行驶轨迹集合中符合上述情况的第一行驶轨迹。
5.根据权利要求4所述的地理围栏生成方法，其特征在于：所述第一多边形生成之后，还包括：
将第一多边形等比例扩大第三阈值获得第二多边形；
将第二多边形替换第一多边形作为地理围栏。
6.地理围栏，其特征在于：采用如权利要求1-5中任意一项所述的方法生成。
7.地理围栏的生成装置，其特征在于：包括
第一获取模块，用于获取历史车辆GPS数据集合；
第一比对模块，用于比对车辆GPS数据集合中的点位数据与路网几何坐标数据，获得第一行驶轨迹集合，所述第一行驶轨迹为每辆车的相邻两个停车点之间的轨迹，所述停车点满足车辆在第一预定时间内其点位数据的波动范围在第一阈值范围内；
第一生成模块，用于生成第一多边形作为地理围栏，所述第一多边形为包含所述第一行驶轨迹集合的最小外接多边形。
8.根据权利要求7所述的地理围栏的生成装置，其特征在于：所述第一比对模块包括第一轨迹生成单元，用于取与GPS数据中的点位数据距离最近的路网几何坐标对应的道路以形成第一行驶轨迹。
9.根据权利要求7所述的地理围栏的生成装置，其特征在于：所述第一生成模块包括：
第一统计单元，用于统计每个第一行驶轨迹内的路段上通过车辆的次数，获得第一目标路段，所述第一目标路段上通过车辆的次数小于第一阈值；
第一删减单元，用于去除第一行驶轨迹集合中涉及上述第一目标路段的第一行驶轨迹。
10.根据权利要求7所述的地理围栏的生成装置，其特征在于：所述第一生成模块包括：
第一路径规划单元，用于对每条第一行驶轨迹的两个停车点进行路径规划，生成第二行驶轨迹；
第二删减单元，用于对比第二行驶轨迹与相应的第一行驶轨迹，若第二行驶轨迹与第一行驶轨迹之间差别大于第二阈值，去除第一行驶轨迹集合中符合上述情况的第一行驶轨迹。
11.根据权利要求7所述的地理围栏的生成装置，其特征在于：所述第一生成模块包括
第一扩大单元，用于将第一多边形等比例扩大第三阈值获得第二多边形；
第一替换单元，用于将第二多边形替换第一多边形作为地理围栏。
12.地理围栏生成装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序实现如权利要求1-5中的任意一项所述的方法步骤。
13.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中的任意一项所述的方法步骤。
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