CN113836123A - 一种基于距离、角度的轨迹清洗方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其特征是：通过监听端口获取引擎发送的位置坐标信息，调用数据清洗模块，通过距离清洗法，去除静止点数据，通过轨迹偏移角度清洗法，清洗掉对于历史轨迹展示没有明显作用的点位数据，保存在数据库中；调用历史轨迹查询接口，获取历史轨迹的点位数据，进行展示。本发明同时考虑了静止对象的坐标数据的处理(通过距离清洗法)和运动中产生的无作用数据的处理(通过轨迹偏移角度清洗法)，实现了综合性的数据处理能力，有效提高了数据清洗的质量，减少数据储存，提高查询效率。

Description

一种基于距离、角度的轨迹清洗方法
技术领域
本发明属于信息技术的技术领域，尤其涉及一种基于距离、角度的轨迹清洗方法。
背景技术
数据清洗是指对收到的数据进行某种规则的减操作，去掉那些错误的，重复的，对使用没有明显作用的数据。
我们在生活工作中，总是会产生各种各样的数据，这些数据有的有用，有的就是数据垃圾，占用着资源，这时候便需要数据清洗。当查询定位资源时，一旦数据量多了，查询也就相应变慢，影响用户体验。
现有的轨迹清洗方案，大多依赖第三方框架，还要自己写算法规则，搭建复杂，或是只进行了错误和重复的清洗，并没有一个很好的效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决背景技术中提及的问题，提供一种基于距离、角度的轨迹清洗方法。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其中：通过监听端口获取引擎发送的位置坐标信息，调用数据清洗模块，通过距离清洗法，去除静止点数据，通过轨迹偏移角度清洗法，清洗掉对于历史轨迹展示没有明显作用的点位数据，保存在数据库中；其中：
距离清洗法为：对获取的连续多个位置坐标点的位置与原始点距离进行判断，这多个位置坐标点中没有一个点位超出预设距离阈值，则认为这多个位置坐标点是静态的，只保留记录点，直至获取的位置坐标点中，有超出预设距离阈值的位置坐标点出现，保存这个位置坐标点，并将这个位置坐标点称为记录点；
轨迹偏移角度清洗法为：判断相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度，当角度位于预设阈值内时，认为这三个位置坐标点在一条直线上，删除中间一个位置坐标点的数据，如相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度位于预设阈值外时，认定这三个位置坐标点为明显转折点，均予以保存。
本发明的进一步的优化方案为：
若连续多个位置坐标点朝着一个方向移动，且相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度位于预设阈值内，每三个应删除的中间位置坐标点中保存至少一个。
坐标点与原始点距离的判定：两点之间的距离公式为：d=
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
，式中，d为距离，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
分别为坐标点和原始点的横坐标，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
分别为坐标点和原始点的纵坐标。
相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度计算公式：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
，式中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
为偏移角，A、B、C分别为相邻三个位置坐标点，X、Y分别为横坐标和纵坐标。
对保存在数据库中的数据，能通过调用历史轨迹查询接口，获取历史轨迹的点位数据，进行展示。
本发明通过距离和角度算法进行数据清洗，可以清洗大量的对历史轨迹展示没有明显作用的数据，减少数据储存，提高查询效率。
本发明同时考虑了静止对象的坐标数据的处理(通过距离清洗法)和运动中产生的无作用数据的处理(通过轨迹偏移角度清洗法)，实现了综合性的数据处理能力，有效提高了数据清洗的质量。
本发明还进一步的解决了了连续多个位置坐标点朝着一个方向小角度移动导致的误差积少成多的的问题，以椭圆形线为例，椭圆形线上的相邻几个坐标点偏移角均较小，每次都在误差角度方位内，最终会量变引起质变，如果不考虑这种特殊情况，最终清洗后的轨迹就会变成直线，而本发明则限定了若连续多个位置坐标点朝着一个方向移动，且相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度位于预设阈值内，每三个应删除的中间位置坐标点中保存至少一个的方式，极大的保障了圆形、椭圆形等圆滑过渡线轨迹的准确性。
附图说明
图1为距离公式演示图；
图2为静态数据范围分析图，图中a为记录点，圆圈代表预设距离阈值；
图3为初始化队列示意图；
图4为偏移演示图；
图5为角度分析图；
图6为点s、e保存到队列的示意图；
图7为点s、o、e角度分析图；
图8为点s、o、e保存到队列的示意图；
图9为椭圆形线轨迹演示图；
图10为清洗前轨迹示意图；
图11为清洗后轨迹示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
本发明一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其中：通过监听端口获取引擎发送的位置坐标信息，调用数据清洗模块，通过距离清洗法，去除静止点数据，通过轨迹偏移角度清洗法，清洗掉对于历史轨迹展示没有明显作用的点位数据，保存在数据库中；其中：
距离清洗法为：对获取的连续多个位置坐标点的位置与原始点距离进行判断，这多个位置坐标点中没有一个点位超出预设距离阈值，则认为这多个位置坐标点是静态的，只保留记录点，直至获取的位置坐标点中，有超出预设距离阈值的位置坐标点出现，保存这个位置坐标点，并将这个位置坐标点称为记录点；
轨迹偏移角度清洗法为：判断相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度，当角度位于预设阈值内时，认为这三个位置坐标点在一条直线上，删除中间一个位置坐标点的数据，如相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度位于预设阈值外时，认定这三个位置坐标点为明显转折点，均予以保存。
基于距离的判定：如图1所示，
两点之间的距离公式为：d=
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
记录一个点a，在之后的数据点中，连续n个数据点，都没有一个点与a的距离大于预设阈值，即判定这些点是静止点；若这些点中，有数据点与记录点距离超过预定值，认为标签是在移动的，轨迹可能是原路返回，亦或是刚好行动，保存点位，如图2所示。
基于角度的判定：记录初始两个点的位置s（起点，定位标签产生的第一个数据）、o（原点，定位标签产生的第二个数据）保存在队列中，如图3所示。
角度计算公式：如图4所示；
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
当出现第三个位置点e（定位数据产生的第三个数据）时，取出s点，o点，通过判断三个点构成的向量便偏移角，当度数小于预设阈值时，可近似认为是一条直线，保存s点和e点，如图5和6所示。
下次比较时，将最后保存的两点从队列中取出，等效于之前的s、o。
如果角度小于预定阈值，那么此处是一个转角处，将取出的s、o点保存，将e点也要保存。如图7、8所示。
这种算法有一个问题在于：如果我缓慢偏移角度，每次都在误差角度方位内，朝着一个方向移动，量变引起质变，最终我的轨迹还是一条直线，但实际上我可能是走了个半椭圆形，针对这样的情况，我们设置了一个计数器，当连续3个角度小于误差角度时，第三个小于误差角度的保存三个位置点坐标，当中间出现一个其他角度时，这个计数器清零，有效的保障了轨迹的准确性。如图9所示。
轨迹清洗效果展示：如图10和图11所示，未清洗前，数据多达三千多个。清洗后，轨迹数据只有两百多个，并且能很好的展示轨迹。以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其特征是：通过监听端口获取引擎发送的位置坐标信息，调用数据清洗模块，通过距离清洗法，去除静止点数据，通过轨迹偏移角度清洗法，清洗掉对于历史轨迹展示没有明显作用的点位数据，保存在数据库中；其中：
距离清洗法为：对获取的连续多个位置坐标点的位置与原始点距离进行判断，这多个位置坐标点中没有一个点位超出预设距离阈值，则认为这多个位置坐标点是静态的，只保留记录点，直至获取的位置坐标点中，有超出预设距离阈值的位置坐标点出现，保存这个位置坐标点，并将这个位置坐标点称为记录点；
轨迹偏移角度清洗法为：判断相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度，当角度位于预设阈值内时，认为这三个位置坐标点在一条直线上，删除中间一个位置坐标点的数据，如相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度位于预设阈值外时，认定这三个位置坐标点为明显转折点，均予以保存。
2.根据权利要求1所述的一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其特征是：若连续多个位置坐标点朝着一个方向移动，且相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度位于预设阈值内，每三个应删除的中间位置坐标点中保存至少一个。
3.根据权利要求1所述的一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其特征是：
坐标点与原始点距离的判定：两点之间的距离公式为：d=
Figure DEST_PATH_IMAGE002
，式中，d为距离，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
分别为坐标点和原始点的横坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
分别为坐标点和原始点的纵坐标。
4.根据权利要求1所述的一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其特征是：相邻三个位置坐标点形成的偏移角的角度计算公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
，式中，
Figure DEST_PATH_IMAGE010
为偏移角，A、B、C分别为相邻三个位置坐标点，X、Y分别为横坐标和纵坐标。
5.根据权利要求1所述的一种基于距离、角度的轨迹清洗方法，其特征是：对保存在数据库中的数据，能通过调用历史轨迹查询接口，获取历史轨迹的点位数据，进行展示。
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