CN112509356A - 一种车辆行驶路线生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆行驶路线生成方法及系统，其中方法包括：获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息；根据轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将距离超过预设距离或时间间隔超过预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到轨迹点集；依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认轨迹点对应的最优路段；将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。通过上述方式，本发明能够利用轨迹点生成与实际路线匹配程度高的轨迹路线。

Description

一种车辆行驶路线生成方法及系统

技术领域

本发明涉及车辆行驶路线生成技术领域，尤其涉及一种车辆行驶路线生成方法及系统。

背景技术

在物流行业中，各种车辆是进行货物运输必不可少的运载主体，通过在车上安装定位设备，可以实现车辆的定位轨迹信息的实时上传，通过这些定位轨迹信息，配合电子地图，可以实时监控车辆位置，并查看车辆的轨迹。

但是在现实中定位设备获取的位置信息准确性受多方因素影响，例如，天气不好或者高大建筑密集的情况下，会产生较大的定位偏差，有可能会定位在水里，建筑里等，导致生成的车辆行驶轨迹与实际上的车辆路线偏差过大，准确度低。

发明内容

本发明提供了一种车辆行驶路线生成方法及系统，以解决现有方案生成的车辆行驶轨迹与车辆的实际行驶路线偏差过大、准确度低的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种车辆行驶路线生成方法，包括：S1、获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息，轨迹点信息包括车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标；S2、根据轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将距离超过第一预设距离或时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集；S3、在各个轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认每个轨迹点对应的最优路段；S4、先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

作为本发明的进一步改进，S1之后，还包括：S11、根据相邻轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点，若是，则将下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；若否，则执行步骤S12；S12、判断在当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔内，当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点，若是，则将当前轨迹点相邻的下个轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；若否，则执行步骤S13；S13、判断当前轨迹点相邻的下个轨迹点能否在该时间间隔内到达当前轨迹点相邻的下下个轨迹点，若能，则将当前轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；若不能，则将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；重复执行上述步骤依次判断每个轨迹点，直至当前轨迹点为最后一个轨迹点。

作为本发明的进一步改进，S2之后，还包括：舍弃轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点的轨迹点，场地内的轨迹点，以及预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点；场地内的轨迹点满足轨迹点密度超过第二预设阈值且行驶方向变化次数超过预设次数值。

作为本发明的进一步改进，S3包括：S31、在各个轨迹点集中，依次以各个轨迹点集中每个轨迹点为中心点，扫描该轨迹点周围预设区域范围的所有路段；S32、将该轨迹点与扫描得到的每条路段进行方向匹配、垂足距离计算以及路段关系确认，得到每条路段的匹配结果，其中，垂足距离为该轨迹点到达路段的最短距离，路段关系包括轨迹点处于路段内、轨迹点处于路段外、轨迹点处于路段端点处；S33、选择匹配结果中最优的路段作为该轨迹点对应的最优路段，并获取该路段的路段信息。

作为本发明的进一步改进，S4中先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线的步骤，包括：S41、根据道路拓扑关系和路段信息，判断当前轨迹点对应的最优路段是否为该轨迹点的实际路段，若是，则执行步骤S42；若否，则执行步骤S43；S42、判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否相邻，若是，则将两个轨迹点对应的最优路段进行连线，计算两个轨迹点的路线里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41；若否，则执行步骤S44；S43、将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下一个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41；S44、根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41；S45、遍历至最后一个轨迹点后，将同一个轨迹点集中按照路线顺序将所有路线代价值进行相加，得到至少一个总路线代价值；选取最小的总路线代价值对应的路线作为最终该轨迹点集对应的路线。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种车辆行驶路线生成系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息，轨迹点信息包括车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标；切分模块，用于根据轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将距离超过第一预设距离或时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集；匹配模块，用于在各个轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认每个轨迹点对应的最优路段；合并模块，用于先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

作为本发明的进一步改进，其还包括：第一判断模块，用于根据相邻轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点，若是，则将下个轨迹点设为当前轨迹点；第二判断模块，用于当第一判断模块判断当前轨迹点不能在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点时，判断在当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔内，当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点，若是，则将当前轨迹点相邻的下个轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点；第三判断模块，用于当第二判断模块判断当前轨迹点能在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点时，判断当前轨迹点相邻的下个轨迹点能否在该时间间隔内到达当前轨迹点相邻的下下个轨迹点，若能，则将当前轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点；若不能，则将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点设为当前轨迹点；重复运行上述第一判断模块、第二判断模块、第三判断模块以依次判断每个轨迹点，直至当前轨迹点为最后一个轨迹点。

作为本发明的进一步改进，其还包括：筛选模块，用于舍弃轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点的轨迹点，场地内的轨迹点，以及预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点；场地内的轨迹点满足轨迹点密度超过第二预设阈值且行驶方向变化次数超过预设次数值。

作为本发明的进一步改进，匹配模块包括：扫描单元，用于在各个轨迹点集中，依次以各个轨迹点集中每个轨迹点为中心点，扫描该轨迹点周围预设区域范围的所有路段；路段匹配单元，用于将该轨迹点与扫描得到的每条路段进行方向匹配、垂足距离计算以及路段关系确认，得到每条路段的匹配结果，其中，垂足距离为该轨迹点到达路段的最短距离，路段关系包括轨迹点处于路段内、轨迹点处于路段外、轨迹点处于路段端点处；选择单元，用于选择匹配结果中最优的路段作为该轨迹点对应的最优路段，并获取该路段的路段信息。

作为本发明的进一步改进，合并模块包括：第一判断单元，用于根据道路拓扑关系和路段信息，判断当前轨迹点对应的最优路段是否为该轨迹点的实际路段；第二判断单元，用于当第一判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段是该轨迹点的实际路段时，判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否相邻，若是，则将两个轨迹点对应的最优路段进行连线，计算两个轨迹点的路线里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；第一代价计算单元，用于当第一判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段不是该轨迹点的实际路段时，将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下一个轨迹点设为当前轨迹点；第二代价计算单元，用于当第二判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段不相邻时，根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；路线选取单元，用于遍历至最后一个轨迹点后，将同一个轨迹点集中按照路线顺序将所有路线代价值进行相加，得到至少一个总路线代价值；选取最小的总路线代价值对应的路线作为最终该轨迹点集对应的路线；合并单元，用于对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

相比于现有技术，本发明通过计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，再按距离和时间间隔将轨迹点划分为至少一个轨迹点集，再以轨迹点集中每个轨迹点为中心点来确认每个轨迹点对应的最优路段，根据最优路段即可生成一个轨迹点集对应的路线，再通过合并所有轨迹点集对应的路线即可获得车辆行驶的完整路线，当因信号差或信号丢失而出现较长距离或较长时间未采集到轨迹点而导致轨迹点不连续时，也能够通过分段和轨迹点匹配最优路段的方式来降低轨迹不连续造成的影响，使得最终生成的轨迹路线更为准确，与车辆的实际行程更为接近。

附图说明

图1为本发明车辆行驶路线生成方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明车辆行驶路线生成方法第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明车辆行驶路线生成方法第三个实施例的流程示意图；

图4为本发明车辆行驶路线生成方法第四个实施例的流程示意图；

图5为本发明车辆行驶路线生成方法第五个实施例的流程示意图；

图6为本发明车辆行驶路线生成系统第一个实施例的功能模块示意图；

图7为本发明车辆行驶路线生成系统第二个实施例的功能模块示意图；

图8为本发明车辆行驶路线生成系统第三个实施例的功能模块示意图；

图9为本发明车辆行驶路线生成系统第四个实施例的功能模块示意图；

图10为本发明车辆行驶路线生成系统第五个实施例的功能模块示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用来限定本发明。

图1展示了本发明车辆行驶路线生成方法一个实施例的流程示意图。如图1所示，该车辆行驶路线生成方法包括以下步骤：

步骤S1、获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息，轨迹点信息包括车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标。

具体地，车辆行驶过程中可通过预先设置在车辆上的定位装置以指定时间间隔(5S或10S)采集车辆的当前位置作为轨迹点，并反馈给监控中心，并且，在采集轨迹点的过程中，还需要记录车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标作为轨迹点的轨迹点信息。

进一步的，为了进一步去除轨迹点中的漂移点和噪点，提升最终生成的路线的准确性，如图2所示，在步骤S1之后，还包括：

步骤S11、根据相邻轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点。若是，则执行步骤S111；若否，则执行步骤S12。

步骤S111、将下个轨迹点设为当前轨迹点。

具体地，由于知晓轨迹点信息，通过每个轨迹点的定位时间戳即可计算出相邻轨迹点之间的时间间隔。根据车辆在当前轨迹点的行驶方向确认相邻的下个轨迹点，再获取当前轨迹点与相邻的下个轨迹点之间的距离，根据车辆在当前轨迹点的行驶速度，计算车辆从当前轨迹点行驶至下个轨迹点所需时间，再比对所需时间和时间间隔，从而确认车辆能否在时间间隔内从当前轨迹点行驶到相邻的下个轨迹点，若是，则说明当前轨迹点是正常轨迹点，再将下个轨迹点设为当前轨迹点；若否，则执行步骤S12。

步骤S12、判断在当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔内，当前轨迹点能否行驶到相邻的下下个轨迹点。若是，则执行步骤S121；若否，则执行步骤S13。

步骤S121、将当前轨迹点相邻的下个轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点。

具体地，在确定当前轨迹点、下个轨迹点、下下个轨迹点之后，通过上述步骤得到的相邻轨迹点之间的时间间隔后，即可计算出当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔，再根据行驶速度和当前轨迹点与下下个轨迹点之间的距离判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点。若是，则说明当前轨迹点相邻的下个轨迹点属于漂移点或噪点，将其剔除，并将下下个轨迹点作为当前轨迹点；若否，则执行步骤S13。

步骤S13、判断当前轨迹点相邻的下个轨迹点能否在该时间间隔内到达当前轨迹点相邻的下下个轨迹点。若能，则执行步骤S131；若否，则执行步骤S132。

步骤S131、将当前轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点。

步骤S132、将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点设为当前轨迹点。

具体地，同理按照车辆在下个轨迹点的行驶速度、下个轨迹点与下下个轨迹点之间的距离来判断车辆能否在该时间间隔内从下个轨迹点行驶到下下个轨迹点，若是，则说明当前轨迹点属于漂移点或噪点，将其剔除，同时将下下个轨迹点作为新的当前轨迹点；若否，说明无法对当前轨迹点、下个轨迹点和下下个轨迹点的有效性进行准确判断，则做保留不作删除处理，然后将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点作为新的当前轨迹点。

需要说明的是，当出现多个连续无法判断轨迹点有效性的奇点时，基本属于GPS定位装置出现了问题，需要进行更换或维修，会将此问题反馈给后台相关人员进行处理，另外，针对这些奇点，后续步骤S2进行轨迹分段时，将会切分成不同的轨迹点集。

在步骤S111、步骤S121、步骤S131、步骤S132之后，还包括：

步骤S14、判断当前轨迹点是否为最后一个轨迹点。若是，则执行步骤S2，若否，则执行步骤S11。

本实施例中，以下述例子进行说明：

例如，假设有A、B、C、D四个轨迹点，计算A-B、B-C、C-D的时间间隔以及A-C的时间间隔，根据A、B、C、D四个轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，以A为当前轨迹点开始进行判断；

(1)判断A轨迹点能否在A-B之间的时间间隔内行驶到B轨迹点，若能，则继续判断B轨迹点能够在B-C之间的时间间隔内行驶到C，若能，则继续判断C轨迹点能否在C-D之间的时间间隔行驶到D轨迹点，以此类推；

(2)当A轨迹点不能在第一时间间隔内行驶到B轨迹点时，判断A轨迹点能否在A-C之间的时间间隔内行驶到C轨迹点，若能，则判断B轨迹点属于漂移点或噪点，将B轨迹点剔除；继续判断C轨迹点能否在C-D之间的时间间隔行驶到D轨迹点，以此类推；

(3)当A轨迹点不能在A-C之间的时间间隔内行驶到C轨迹点时，判断B轨迹点能否在B-C之间的时间间隔内行驶到C轨迹点，若能，则判断A轨迹点属于漂移点或噪点，将A轨迹点剔除；继续判断C轨迹点能否在C-D之间的时间间隔行驶到D轨迹点，以此类推；若B轨迹点无法达到C轨迹点，则判断A、B、C三个轨迹点属于连续奇点，对A、B、C三个轨迹点保留不作删除处理，将D轨迹点作为新的当前轨迹点继续进行判断。

通过重复执行上述过程，从而对所有的轨迹点均进行一次判断，以剔除其中的漂移点或噪点。

需要说明的是，车辆行驶到隧道时，会出现在隧道中无信号的情况，即在隧道中行驶过程中可能没有轨迹点，此时，虽然隧道前和隧道后的轨迹点的距离较长，但不一定会被过滤掉，因为通过隧道前和隧道后轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度进行计算，若隧道前轨迹点是可以在该时间间隔内到达隧道后的轨迹点处时，即隧道前和隧道后的轨迹点是合理的，即不会被过滤掉。

步骤S2、根据轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将距离超过第一预设距离或时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集。

需要说明的是，车辆在行驶过程中可能会出现信号丢失的情况，例如，在隧道中，在网络传输过程会出现丢包、GPS设备停电等一系列问题，在此期间是无法采集轨迹点的，导致出现轨迹中断的现象，如果2个相邻轨迹点之间的距离相差比较大或者时间间隔较大，则在生成轨迹路线时，无法获知车辆在此期间内是如何行驶的，因此，为了能更好的展示车辆的行驶轨迹，所以会对轨迹点进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集，再分别对每个轨迹点集进行处理。具体地，本实施例中，依次判断每两个相邻的轨迹点，将距离超过第一预设距离或时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分，使得此两个相邻轨迹点分属于不同的轨迹点集，从而得到至少一个轨迹点集。

例如，以下述例子进行说明：

假设A、B、C、D四个轨迹点，按顺序比较相邻轨迹点的距离和时间间隔，如果距离大于第一预设距离或时间间隔大于第一预设时间则分段。满足分段条件有以下两种情况，情况一：A轨迹点抵达B轨迹点之间的时间间隔超出第一预设时间，情况二：A轨迹点与B轨迹点之间的距离大于第一预设距离，以上情况满足其一则进行轨迹分段。如果A轨迹点、B轨迹点满足分段条件,则将A轨迹点划分到轨迹点集S1，将B轨迹点划分到轨迹点集S2。以此类推，如果B轨迹点、C轨迹点不满足分段条件，则将C划分到与B相同的轨迹点集S2，最后判断C轨迹点、D轨迹点是否满足分段条件，如果C轨迹点、D轨迹点满足分段条件,则将D轨迹点划分到新的轨迹点集S3。根据轨迹分段过程最终将A、B、C、D四个轨迹点分成三个轨迹点集{S1,S2,S3}。

需要说明的是，在上述步骤S13中，当出现无法判断当前轨迹点、下个轨迹点、下下个轨迹点是否需要剔除的情况时，则可采用按照步骤S2中的方式对其进行分段处理。

进一步的，为了进一步降低计算量，提升处理效率，如图3所示，步骤S2之后，还包括：

步骤S21、舍弃轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点的轨迹点，场地内的轨迹点，以及预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点；场地内的轨迹点满足轨迹点密度超过第二预设阈值且行驶方向变化次数超过预设次数值。

具体地，本实施例中，将满足舍弃条件的轨迹点舍弃，舍弃条件具体包括：

(1)轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点，其中，轨迹点的密度是指一定范围内轨迹点的数量。需要说明的是，按照此舍弃条件进行轨迹点舍弃的目的在于，将一定范围内速度低、密度大，舍弃后不会影响前后轨迹点关系的轨迹点舍弃掉，所述第一预设速度在本实施例中可设置为10m/s。例如，车辆在某一个路段中的轨迹点，这些轨迹点处于同一个轨迹点集中，在该路段中的一定范围内出现塞车，则该车辆的行驶速度小于预设速度10m/s,而且由于塞车造成的该范围内轨迹点密度超过第一预设阈值，并且该范围内的轨迹点不是该轨迹点集的起始点或终止点，舍弃该范围内的轨迹点不会造成前后轨迹点关系的影响，则对该范围内的轨迹点进行舍弃。

(2)落入预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点，其中，路口是指道路交叉口，车辆行驶至路口区域范围时，由于发生转弯的情况很多，并且行驶速度往往较慢，而路口道路交叉和形状又相对复杂，对计算结果影响大，所以舍弃掉在路口范围内采集的轨迹点。

(3)落入场地内的轨迹点，其中，场地是指一个区域，在电子地图上没有内部道路，如货物中转场地，因为场地内的轨迹点的行驶速度慢，轨迹点密度大，轨迹具有很大的跳跃性，加入这些轨迹点，会引起较大的误差，因此，将这些轨迹点均可舍弃。场地信息在地图数据中并不完善，因此，本实施例中，通过对轨迹点进行聚类分析，根据轨迹点簇密集、方向变化迅速、往复点比较多等特征来分析轨迹点是否在场地范围内。

需要说明的是，舍弃掉的轨迹点并不会删除，舍弃掉的轨迹点仅仅只是不做后续处理，待轨迹路线生成后，还会将舍弃的轨迹点与生成的路线进行参照和纠正处理。

步骤S3、在各个轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认每个轨迹点对应的最优路段。

需要说明的是，路段是指两个相邻交叉路口之间的一段道路，一条完整的道路通常会被多个交叉路口划分为多个路段。具体地，在各个轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，在预设区域范围内进行矩形扫描或圆形扫描以获取到预设区域范围内的所有路段，再将轨迹点与所有路段逐一进行按预设匹配规则进行匹配，以获取轨迹点对应的最优路段。

需要说明的是，在步骤S3之前，还包括：对轨迹点集中的轨迹点对应的行驶速度判断车辆是否处于静止状态，当车辆处于静止状态且在静止状态期间采集了多个轨迹点时，保留静止状态开始时和结束时的轨迹点，其余轨迹点标记为静止轨迹点，静止轨迹点不需要选取最优路段。

进一步的，该预设匹配规则参照轨迹点与路段的方向、距离以及关系来设置，因此，如图4所示，步骤S3具体包括：

步骤S31、在各个轨迹点集中，依次以各个轨迹点集中每个轨迹点为中心点，扫描该轨迹点周围预设区域范围的所有路段。

步骤S32、将该轨迹点与扫描得到的每条路段进行方向匹配、垂足距离计算以及路段关系确认，得到每条路段的匹配结果，其中，垂足距离为该轨迹点到达路段的最短距离，路段关系包括轨迹点处于路段内、轨迹点处于路段外、轨迹点处于路段端点处。

具体的，在进行方向匹配时，会计算轨迹点方向与每条路段的行驶方向的夹角弧度，夹角弧度为0度时即为同方向，夹角弧度为180度时即为反方向。

步骤S33、选择匹配结果中最优的路段作为该轨迹点对应的最优路段，并获取该路段的路段信息。

具体的，选择轨迹点方向与路段行驶方向的夹角弧度最小、垂足距离最小的路段最为最优路段。

需要说明的是，行驶经过新建设的路段，由于电子地图更新可能会存在不及时的情况，导致电子地图上没有该路段信息，或者由于地图采集限制，一些级别较低的道路往往也没有采集，此时则会出现采集的轨迹点未落入任何路段的情况，即轨迹点一定范围内无任何路段。因此，本实施例中，在对路段和轨迹点进行匹配时，先对轨迹点的行驶方向与路段的通行方向进行匹配，再针对对匹配成功的路段分别计算该轨迹点与每条路段的垂足距离，从中挑选出垂足距离最短的路段作为该轨迹点对应的最优路段。

进一步的，当轨迹点处于平行路、高架桥这种区域的路段上时，由于平行路和高架桥均有上下层，此时，则结合当前轨迹点前后轨迹点的行驶方向判断轨迹点处于上层路段还是下层路段，具体为，当两个轨迹点处于具备上下两层的路段上时，则结合第三个轨迹点的行驶方向来判断，若第三个轨迹点的行驶方向发生变化，即出现了转弯的情况时，则分析该上下两层路段中哪一层的路段会出现转弯的情况，若下层会出现转弯的情况，则确认该两个轨迹点在下层路段上。即当出现该种上下层路段的情况时，则通过分析当前轨迹点前后的轨迹点以确认当前轨迹点处于上层路段还是下层路段。

步骤S4、先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

在本实施例中，如图5所示，将同一轨迹点集中的所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线，具体包括：

步骤S41、根据道路拓扑关系和路段信息，判断当前轨迹点对应的最优路段是否为该轨迹点的实际路段。若是，则执行步骤S42；若否，则执行步骤S43。

具体地，当前轨迹点在新建设的路段上时，因地图更新不及时，则在地图上会出现轨迹点处于无路段的情况，此时由于步骤S3也会对此轨迹点分配一个路段作为该轨迹点的最优路段。

步骤S42、判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否相邻。若是，则执行步骤S421；若否，则执行步骤S44。

步骤S421、将两个轨迹点对应的最优路段进行连线，计算两个轨迹点的路线里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；执行步骤S41。

具体地，在道路拓扑关系上，判断当前轨迹点对应的最优路段和相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否是相邻关系，若是，则将当前轨迹点的最优路段与相邻的下个轨迹点的最优路段进行连线，并计算两个轨迹点之间的路线里程作为该路线的路线代价值。

步骤S43、将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下一个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41。

具体地，当判断当前轨迹点对应的最优路段不是该轨迹点的实际路段时，则将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，该预设系数为预先设定，通常情况下为2。

步骤S44、根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41。

具体地，若当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段不相邻时，两个轨迹点之间的可行路线可能不止一条，此时则根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值。

需要说明的是，若当前轨迹点与下个轨迹点之间的可行路段出现很多的情况时，则不考虑可行路线里程较大的路线，在本实施例中，将设定可行路线的数量不超过4条，按照可行路线的里程进行取舍。

步骤S45、遍历至最后一个轨迹点后，将同一个轨迹点集中按照路线顺序将所有路线代价值进行相加，得到至少一个总路线代价值；选取最小的总路线代价值对应的路线作为最终该轨迹点集对应的路线。

具体地，通过将所有轨迹点对应的最优路段进行连线，从而生成至少一条路线，然后计算每条路线的总路线代价值，再从中选取出最小的总路线代价值对应的路线作为该轨迹点集对应的路线。

步骤S46、对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

具体地，合并每个轨迹点集对应的路线，从而得到最终路线。

本实施例中，以下述例子进行说明：假设有3个轨迹点集分别为：S1{A、B、C}、S2{D、E、F}、S3{G、H}；其中，A、B、C、D、E、F、G、H为轨迹点，在生成3个轨迹点集对应的路线后，根据S1中的C轨迹点与S2中的D轨迹点的路段信息，分析二者是否为相邻路段，若是，则认为S1与S2可以合并，因此，将S1对应的路线的末端与S2对应的路线的首端进行连线，同理再比较F和G。

当所有轨迹点集的路线均可合并时，则会生成一条完整的最终线路，将该最终线路作为车辆的行驶路线输出。而当轨迹点集出现可合并和不可合并的情况时，则将可合并的路线合并后输出，不可合并的路线单独输出，得到多条最终路线，例如，以上述例子为例，当S1与S2可以合并，S2与S3不可合并时，则输出S1和S2合并后的路线，以及S2与S3的之间的多条路线。然后，根据路线代价值比较，选取总路线值最小对应的路线，输出作为S1到S2，再到S3的完整路线。

本实施例通过计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，再按距离和时间间隔将轨迹点划分为至少一个轨迹点集，再以轨迹点集中每个轨迹点为中心点来确认每个轨迹点对应的最优路段，根据最优路段即可生成一个轨迹点集对应的路线，再通过合并所有轨迹点集对应的路线即可获得车辆行驶的完整路线，当因信号差或信号丢失而出现较长距离或较长时间未采集到轨迹点而导致轨迹点不连续时，也能够通过分段和最优路段匹配的方式来降低轨迹不连续造成的影响，使得最终生成的轨迹路线更为准确，与车辆的实际行程更为接近。

图6展示了本发明车辆行驶路线生成系统一个实施例的功能模块示意图。如图6所示，该车辆行驶路线生成系统1包括获取模块11、切分模块12、匹配模块13和合并模块14。

其中，获取模块11，用于获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息，轨迹点信息包括车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标；切分模块12，用于根据轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将距离超过第一预设距离或时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集；匹配模块13，用于在各个轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认每个轨迹点对应的最优路段；合并模块14，用于先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

上述实施例的基础上，其他实施例中，如图7所示，该车辆行驶路线生成系统1还包括：第一判断模块15、第二判断模块16和第三判断模块17。

其中，第一判断模块15，用于根据相邻轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点，若是，则将下个轨迹点设为当前轨迹点；第二判断模块16，用于当第一判断模块15判断当前轨迹点不能在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点时，判断在当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔内，当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点，若是，则将当前轨迹点相邻的下个轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点；第三判断模块17，用于当第二判断模块16判断当前轨迹点不能在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点时，判断当前轨迹点相邻的下个轨迹点能否在该时间间隔内行驶到当前轨迹点相邻的下下个轨迹点，若能，则将当前轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点；若不能，则将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点设为当前轨迹点；重复运行上述第一判断模块15、第二判断模块16、第三判断模块17以依次判断每个轨迹点，直至当前轨迹点为最后一个轨迹点。

上述实施例的基础上，其他实施例中，如图8所示，该车辆行驶路线生成系统1还包括筛选模块19，用于舍弃轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点的轨迹点，场地内的轨迹点，以及预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点；场地内的轨迹点满足轨迹点密度超过第二预设阈值且行驶方向变化次数超过预设次数值。

上述实施例的基础上，其他实施例中，如图9所示，匹配模块13包括扫描单元131、路段匹配单元132和选择单元133。

其中，扫描单元131，用于在各个轨迹点集中，依次以各个轨迹点集中每个轨迹点为中心点，扫描该轨迹点周围预设区域范围的所有路段；路段匹配单元132，用于将该轨迹点与扫描得到的每条路段进行方向匹配、垂足距离计算以及路段关系确认，得到每条路段的匹配结果，其中，垂足距离为该轨迹点到达路段的最短距离，路段关系包括轨迹点处于路段内、轨迹点处于路段外、轨迹点处于路段端点处；选择单元133，用于选择匹配结果中最优的路段作为该轨迹点对应的最优路段，并获取该路段的路段信息。

上述实施例的基础上，其他实施例中，如图10所示，合并模块14包括第一判断单元141、第二判断单元142、第一代价计算单元143、第二代价计算单元144、路线选取单元145和合并单元146。

其中，第一判断单元141，用于根据道路拓扑关系和路段信息，判断当前轨迹点对应的最优路段是否为该轨迹点的实际路段；第二判断单元142，用于当第一判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段是该轨迹点的实际路段时，判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否相邻，若是，则将两个轨迹点对应的最优路段进行连线，计算两个轨迹点的路线里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；第一代价计算单元143，用于当第一判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段不是该轨迹点的实际路段时，将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下一个轨迹点设为当前轨迹点；第二代价计算单元144，用于当第二判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段不相邻时，根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；路线选取单元145，用于遍历至最后一个轨迹点后，将同一个轨迹点集中按照路线顺序将所有路线代价值进行相加，得到至少一个总路线代价值；选取最小的总路线代价值对应的路线作为最终该轨迹点集对应的路线；合并单元146，用于对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

关于上述实施例车辆行驶路线生成系统中各模块实现技术方案的其他细节，可参见上述实施例中的车辆行驶路线生成方法中的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上对发明的具体实施方式进行了详细说明，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施方式。对于本领域的技术人员而言，任何对该发明进行的等同修改或替代也都在本发明的范畴之中，因此，在不脱离本发明的精神和原则范围下所作的均等变换和修改、改进等，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种车辆行驶路线生成方法，其特征在于，包括：

S1、获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息，所述轨迹点信息包括车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标；

S2、根据所述轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将所述距离超过第一预设距离或所述时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集；

S3、在各个所述轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认每个轨迹点对应的最优路段；

S4、先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成所述轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

2.根据权利要求1所述的车辆行驶路线生成方法，其特征在于，所述S1之后，还包括：

S11、根据所述相邻轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点，若是，则将下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；若否，则执行步骤S12；

S12、判断在当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔内，当前轨迹点能否行驶到相邻的下下个轨迹点，若是，则将当前轨迹点相邻的下个轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；若否，则执行步骤S13；

S13、判断当前轨迹点相邻的下个轨迹点能否在该时间间隔内到达当前轨迹点相邻的下下个轨迹点，若能，则将当前轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；若不能，则将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S11；

重复执行上述步骤依次判断每个轨迹点，直至当前轨迹点为最后一个轨迹点。

3.根据权利要求1所述的车辆行驶路线生成方法，其特征在于，所述S2之后，还包括：

舍弃轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点的轨迹点，场地内的轨迹点，以及预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点；

所述场地内的轨迹点满足轨迹点密度超过第二预设阈值且行驶方向变化次数超过预设次数值。

4.根据权利要求1所述的车辆行驶路线生成方法，其特征在于，所述S3包括：

S31、在各个所述轨迹点集中，依次以各个所述轨迹点集中每个轨迹点为中心点，扫描该轨迹点周围预设区域范围的所有路段；

S32、将该轨迹点与扫描得到的每条路段进行方向匹配、垂足距离计算以及路段关系确认，得到每条路段的匹配结果，其中，所述垂足距离为该轨迹点到达路段的最短距离，所述路段关系包括轨迹点处于路段内、轨迹点处于路段外、轨迹点处于路段端点处；

S33、选择匹配结果中最优的路段作为该轨迹点对应的最优路段，并获取该路段的路段信息。

5.根据权利要求1所述的车辆行驶路线生成方法，其特征在于，所述S4中先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成所述轨迹点集对应的路线的步骤，包括：

S41、根据道路拓扑关系和路段信息，判断当前轨迹点对应的最优路段是否为该轨迹点的实际路段，若是，则执行步骤S42；若否，则执行步骤S43；

S42、判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否相邻，若是，则将两个轨迹点对应的最优路段进行连线，计算两个轨迹点的路线里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41；若否，则执行步骤S44；

S43、将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下一个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41；

S44、根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点，执行步骤S41；

S45、遍历至最后一个轨迹点后，将同一个轨迹点集中按照路线顺序将所有路线代价值进行相加，得到至少一个总路线代价值；选取最小的总路线代价值对应的路线作为最终该轨迹点集对应的路线。

6.一种车辆行驶路线生成系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取车辆行驶过程中采集的多个轨迹点，以及每个轨迹点的轨迹点信息，所述轨迹点信息包括车辆的行驶速度、行驶方向、定位时间戳以及定位经纬度坐标；

切分模块，用于根据所述轨迹点信息，依次计算相邻轨迹点之间的距离和时间间隔，将所述距离超过第一预设距离或所述时间间隔超过第一预设时间的相邻轨迹点切分以进行轨迹分段，得到至少一个轨迹点集；

匹配模块，用于在各个所述轨迹点集中，依次以每个轨迹点为中心点，获取该轨迹点周围预设区域范围的所有路段，并将每条路段按预设匹配规则分别与该轨迹点进行匹配，以确认每个轨迹点对应的最优路段；

合并模块，用于先将同一轨迹点集中所有轨迹点对应的最优路段生成所述轨迹点集对应的路线，再对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

7.根据权利要求6所述的车辆行驶路线生成系统，其特征在于，其还包括：

第一判断模块，用于根据所述相邻轨迹点之间的距离、时间间隔以及行驶速度，判断当前轨迹点能否在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点，若是，则将下个轨迹点设为当前轨迹点；

第二判断模块，用于当第一判断模块判断当前轨迹点不能在该时间间隔内行驶到相邻的下个轨迹点时，判断在当前轨迹点与相邻的下下个轨迹点之间的时间间隔内，当前轨迹点能否行驶到相邻的下下个轨迹点，若是，则将当前轨迹点相邻的下个轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点；

第三判断模块，用于当第二判断模块判断当前轨迹点不能在该时间间隔内行驶到相邻的下下个轨迹点时，判断当前轨迹点相邻的下个轨迹点能否在该时间间隔内到达当前轨迹点相邻的下下个轨迹点，若能，则将当前轨迹点剔除，并将当前轨迹点相邻的下下个轨迹点设为当前轨迹点；若不能，则将当前轨迹点相邻的下下下个轨迹点设为当前轨迹点；

重复运行上述所述第一判断模块、所述第二判断模块、所述第三判断模块以依次判断每个轨迹点，直至当前轨迹点为最后一个轨迹点。

8.根据权利要求6所述的车辆行驶路线生成系统，其特征在于，其还包括：

筛选模块，用于舍弃轨迹点行驶速度小于第一预设速度、轨迹点的密度超过第一预设阈值、行驶方向一致，且非轨迹点集中起始点或终止点的轨迹点，场地内的轨迹点，以及预先在地图上标记的路口范围内的轨迹点；

所述场地内的轨迹点满足轨迹点密度超过第二预设阈值且行驶方向变化次数超过预设次数值。

9.根据权利要求6所述的车辆行驶路线生成系统，其特征在于，所述匹配模块包括：

扫描单元，用于在各个所述轨迹点集中，依次以各个所述轨迹点集中每个轨迹点为中心点，扫描该轨迹点周围预设区域范围的所有路段；

路段匹配单元，用于将该轨迹点与扫描得到的每条路段进行方向匹配、垂足距离计算以及路段关系确认，得到每条路段的匹配结果，其中，所述垂足距离为该轨迹点到达路段的最短距离，所述路段关系包括轨迹点处于路段内、轨迹点处于路段外、轨迹点处于路段端点处；

选择单元，用于选择匹配结果中最优的路段作为该轨迹点对应的最优路段，并获取该路段的路段信息。

10.根据权利要求6所述的车辆行驶路线生成系统，其特征在于，所述合并模块包括：

第一判断单元，用于根据道路拓扑关系和路段信息，判断当前轨迹点对应的最优路段是否为该轨迹点的实际路段；

第二判断单元，用于当第一判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段是该轨迹点的实际路段时，判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段是否相邻，若是，则将两个轨迹点对应的最优路段进行连线，计算两个轨迹点的路线里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；

第一代价计算单元，用于当第一判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段不是该轨迹点的实际路段时，将当前轨迹点与相邻的下个轨迹点进行连线，计算该两个轨迹点的直线距离里程乘以预设系数作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下一个轨迹点设为当前轨迹点；

第二代价计算单元，用于当第二判断单元判断当前轨迹点对应的最优路段与相邻的下个轨迹点对应的最优路段不相邻时，根据当前轨迹点和相邻的下个轨迹点各自对应的最优路段的路段信息，确认出两轨迹点之间所有的可行路线，分别计算出所有可行路线的里程作为路线代价值，并将当前轨迹点相邻的下个轨迹点设为当前轨迹点；

路线选取单元，用于遍历至最后一个轨迹点后，将同一个轨迹点集中按照路线顺序将所有路线代价值进行相加，得到至少一个总路线代价值；选取最小的总路线代价值对应的路线作为最终该轨迹点集对应的路线；

合并单元，用于对所有轨迹点集对应的路线进行合并，从而得到最终路线。

Images