CN115184971A - 一种基于gps设备轨迹回放和纠偏方法、系统及终端 - Google Patents

Abstract

本发明属于数据分析处理技术领域，公开了一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法、系统及终端，数据获取模块从服务端获取一段轨迹点数据；数据处理模块去除异常点，补齐缺失点，轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据关联起来；展示模块在高德地图上展示轨迹和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间等，播放状态以及进度展示；控制模块给展示模块提供控制播放进度、播放状态、获取指定点信息相关控制接口。本发明解决GPS定位精度不够、受环境影响导致轨迹回放不在道路上等不符合实际情况的问题，可以更客观、正确地给用户呈现GPS设备实际运行轨迹，增强物联网技术在智慧交通、生活的应用。

Description

一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法、系统及终端

技术领域

本发明属于数据分析处理技术领域，尤其涉及一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法、系统及终端。

背景技术

目前GPS技术被广泛应用在各个定位和导航中，但是由于GPS系统存在一定的误差，需要通过地图匹配算法将GPS定位数据结合电子地图进行纠正匹配，以提高GPS定位精度。不过只是简单借助电子地图进行纠正匹配，轨迹仍会存在较大误差。本文采用先通过相邻点比较法找出异常点位，然后对异常点位通过高德地图路线规划补齐缺失的点位，再将点位和原来数据再进行比对，建立关联，大大减少误差。

在大数据时代，GPS轨迹回放越来越受到人们的热衷，但是目前高德地图轨迹播放只支持完整播放，并不支持暂停/继续、和进度拖拽控制，体验比较不好。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)GPS轨迹点存在定位不准确的情况和GPS信号弱的时候会导致一些点丢失和异常。

(2)高德地图轨迹管理并不支持轨迹暂停、进度控制等功能。

解决以上问题及缺陷的难度为：

(1)去除异常点位和补齐缺失点位。

(2)需深入熟悉掌握高德地图所提供的轨迹纠偏和轨迹管理相关接口，并在这基础上进行改造，实现定制化开发。

解决以上问题及缺陷的意义为：

解决GPS定位精度不够、受环境影响导致轨迹回放不在道路上等不符合实际情况的问题，可以更客观、正确地给用户呈现GPS设备实际运行轨迹，增强物联网技术在智慧交通、生活的应用，在电动车防盗、公务车轨迹监控、宠物狗监控等场景都可以很好的应用。支持轨迹回放暂停/播放、进度控制等功能可以更好地提高用户体验。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法、系统、终端。

本发明是这样实现的，一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法包括以下步骤：

通过服务端接口获取轨迹点；通过邻近点比较法得出异常点；借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点；轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据根据按一定规则进行关联；

对关联的数据关联进行轨迹展示和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间信息，播放状态以及进度；对获取的播放进度、播放状态进行控制。

进一步，所述通过服务端接口获取一段轨迹点具体包括：

满足点坐标间隔小于一定时间间隔的连续多个点就视为一段轨迹。

进一步，所述通过邻近点比较法得出异常点方法包括：

通过依次比对相邻两个点的时间戳、方向角度、两点距离是否同时满足大于对应的最大阀值，如果同时满足就标记为异常点并存储起来。

进一步，所述借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点方法包括：

通过递归遍历异常点列表,依次取出异常点和异常点邻近的下一个点调用高德地图路线规划，规划后的点作为缺失点。

进一步，所述轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据关联包括：

调用高德地图轨迹纠偏方法进行纠偏，使点位数据在道路上，如果纠偏后的数据和原始数据数量不一致的话，需要采取一定规则对纠偏后的数据与原始数据建立关联；规则包括：如果存在异常点，舍弃异常点前一个点的轨迹纠偏点，并将缺失点加进来；如果是最后一个点，就直接取原始数据倒数第二点的坐标；如果不是异常点且不是最后一个点，通过比较该点和原始数据前后A、B两点的距离，如果距离B点比较近就采用B点的数据，如果距离A点比较近，判断是取A点还是B点的数据。

进一步，所述通过高德地图进行轨迹绘制包括：

通过调用高德地图绘制线方法绘制轨迹进行显示。

进一步，所述在轨迹绘制后，还需对播放、进度进行控制，包括：

通过控制高德地图轨迹播放时要播放的点数组和播放时长两个参数，来控制当前播放起始点和播放速度；当取消高德地图轨迹播放的时候，计算出剩余时长和已播放点数量以便暂停后能够继续播放，还有计算出当前播放进度百分比，用于控制进度条进度。

本发明的另一目的在于提供一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统包括：

数据获取模块，用于从服务端获取一段轨迹点数据；

数据处理模块，通过邻近点比较法得出异常点；借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点，轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据根据按一定规则进行关联；

展示模块，用于在高德地图上展示轨迹和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间等信息，播放状态以及进度展示；

控制模块，用于给展示模块提供控制播放进度、播放状态、获取指定点信息相关控制接口。

本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法。

本发明的另一目的在于提供一种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，使得所述处理器执行所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法。

本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法。

结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：

GPS轨迹误差大大减少，提高数据的准确性，有利于轨迹回放在人们生活和工作中广泛应用。

轨迹回放支持暂停/播放、进度控制，方便我们直观查看GPS设备实际位置情况，可以大大提高摩托车、电动车丢失找回率，减少财产损失，还有方便对公务车的出勤情况进行管理，一目了然，大大提高管理效率，有利于物联网技术在电动车防盗、生活、公务车轨迹监控等领域的应用。

本发明在模块化开发的应用架构下，将功能分为数据获取模块、数据处理模块、展示模块、控制模块，降低代码耦合度，提高代码质量，让开发人员能很好地与他人协同，进行代码复用，大大提高开发效率，更快速地满足更多个性化需求。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法流程图；

图2是本发明实施例提供的基于GPS设备轨迹回放和纠偏流程示意图；

图3是本发明实施例提供的基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统结构示意图；

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，并不用于限定本发明。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种GPS设备轨迹回放和纠偏方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。

本发明实施例提供的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法包括：

通过服务端接口获取轨迹点；通过邻近点比较法得出异常点；借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点；轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据根据按一定规则进行关联；

对关联的数据关联进行轨迹展示和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间信息，播放状态以及进度；对获取的播放进度、播放状态进行控制。

进一步，所述通过服务端接口获取一段轨迹点具体包括：

满足点坐标间隔小于一定时间间隔的连续多个点就视为一段轨迹。

进一步，所述通过邻近点比较法得出异常点方法包括：

通过依次比对相邻两个点的时间戳、方向角度、两点距离是否同时满足大于对应的最大阀值，如果同时满足就标记为异常点并存储起来。

进一步，所述借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点方法包括：

通过递归遍历异常点列表,依次取出异常点和异常点邻近的下一个点调用高德地图路线规划，规划后的点作为缺失点。

进一步，所述轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据关联包括：

调用高德地图轨迹纠偏方法进行纠偏，使点位数据在道路上，如果纠偏后的数据和原始数据数量不一致的话，需要采取一定规则对纠偏后的数据与原始数据建立关联；规则包括：如果存在异常点，舍弃异常点前一个点的轨迹纠偏点，并将缺失点加进来；如果是最后一个点，就直接取原始数据倒数第二点的坐标；如果不是异常点且不是最后一个点，通过比较该点和原始数据前后A、B两点的距离，如果距离B点比较近就采用B点的数据，如果距离A点比较近，判断是取A点还是B点的数据。

进一步，所述通过高德地图进行轨迹绘制包括：

通过调用高德地图绘制线方法绘制轨迹进行显示。

进一步，所述在轨迹绘制后，还需对播放、进度进行控制，包括：

通过控制高德地图轨迹播放时要播放的点数组和播放时长两个参数，来控制当前播放起始点和播放速度；当取消高德地图轨迹播放的时候，计算出剩余时长和已播放点数量以便暂停后能够继续播放，还有计算出当前播放进度百分比，用于控制进度条进度。

本发明的另一目的在于提供一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统包括：

数据获取模块，用于从服务端获取一段轨迹点数据；

数据处理模块，通过邻近点比较法得出异常点；借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点，轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据根据按一定规则进行关联；

展示模块，用于在高德地图上展示轨迹和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间等信息，播放状态以及进度展示；

控制模块，用于给展示模块提供控制播放进度、播放状态、获取指定点信息相关控制接口。

实施例1

如图1所示，本发明实施例提供的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法包括以下步骤：

S1，获取轨迹点数据，通过服务端接口获取一段轨迹点，满足点坐标间隔小于30分钟的连续多个点就视为一段轨迹；

S2，创建数据缓存结构，存储轨迹纠偏异常点坐标invalidDict字典和异常点key值invalidKeys数组、补齐后的点坐标validDict字典和补齐后点key值validKeys数组，存储轨迹控制轨迹播放总时长totalTime、已播放时长elapsedTime和已播放点个数passedPointCount、播放状态isPlaying；

S3，通过依次比对相邻两个点的时间戳、方向角度、两点距离是否同时满足大于对应的最大阀值(这边使用的是时间60s,方向角度5度，距离1km)，如果都满足的话，将这两个点坐标存储在invalidDict，并将第一点的索引值作为key值存储到validKeys，用于后面递归调用处理。如果存在异常点执行步骤4，反之执行步骤S5；

S4，依次从异常点坐标缓存中取出对应两个异常点坐标，通过调用高德地图路线规划AMapSearchAPI::AMapRidingRouteSearch方法获取到补齐后的数据到validDict，并储存对应的key值(即对应异常点的key值)到validKeys中；

S5，通过高德地图轨迹纠偏MATraceManager::queryProcessedTraceWith方法对步骤S2获取到的数据进行纠偏；

S6：轨迹纠偏后，如果纠偏后的数据和原始数据数量不一致的话，需要对纠偏后的数据与原始数据建立关联。通过原始数据datas在外循环(游标为j)，纠偏后的数据points在内循环(游标为i)进行双循环取值进行对应并将对应的值放到newPoints用于在地图进行轨迹显示。依次按照如下规则进行处理，如果存在异常点，通过validKeys将补齐后的点放到newPoints；舍弃异常点前一个点的轨迹纠偏数据；如果不是需要跳过的点，将点放在newPoints中，如果是最后一个点，就直接取倒数第二个点的坐标；不是最后一个点的话，当距离第一点比较近且j<0.8*roundf(i*datas.count/points.count)，游标j++，当距离第二点比较近的话，游标j++；

S7：通过调用高德地图绘制线方法MAPolyline::polylineWithCoordinates绘制轨迹进行显示，播放的时候，通过passedPointCount和newPoints计算出要播放点数组，通过totalTime和elapsedTime计算出播放时长，然后通过对MAAnimatedAnnotation::addMoveAnimationWithKeyCoordinates方法传值控制来控制播放进度，播放暂停的时候，计算出剩余时长elapsedTime和已播放点数量passedPointCount，然后计算出当前播放进度百分比用于进度显示。

对S3、S4异常点处理改进方案：可以辅以RFID射频识别系统，针对由于经过桥洞、地下室等会导致GPS信号弱的因素造成点位丢失，通过RFID射频系统获取到的点位和GPS获取到的点位进行差异分析，从而达到补齐异常点。

实施例2

如图2所示，首先获取轨迹数据，创建数据缓存结构，判断是否存在异常点，若存在，则去除异常点，补齐缺失点，进行轨迹纠偏，纠偏后关联映射处理；若不存在，则直接进行轨迹纠偏，纠偏后关联映射处理；最后显示轨迹和播放控制。

实施例3

如图3所示，本发明提供一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统，所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统包括：

数据获取模块，用于从服务端获取一段轨迹点数据，满足点坐标间隔小于30分钟的连续多个点就视为一段轨迹；

数据处理模块，用于去除异常点，补齐缺失点，轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据关联起来；

展示模块，用于在高德地图上展示轨迹和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间等信息，播放状态以及进度展示；

控制模块，用于给展示模块提供控制播放进度、播放状态、获取指定点信息相关控制接口。

目前在模块化开发的应用架构下，将功能分为数据获取模块、数据处理模块、展示模块、控制模块，降低代码耦合度，提高代码质量，让开发人员能很好地与他人协同，进行代码复用，大大提高开发效率，更快速地满足更多个性化需求。

本发明相比于优化前的点位和轨迹，大大提高实际应用效率。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于,所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法包括：

通过服务端接口获取轨迹点；通过邻近点比较法得出异常点；借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点；轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据根据按一定规则进行关联；

对关联的数据关联进行轨迹展示和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间信息，播放状态以及进度；对获取的播放进度、播放状态进行控制。

2.如权利要求1所述的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于，所述通过服务端接口获取一段轨迹点具体包括：

满足点坐标间隔小于一定时间间隔的连续多个点就视为一段轨迹。

3.如权利要求1所述的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于，所述通过邻近点比较法得出异常点方法包括：

通过依次比对相邻两个点的时间戳、方向角度、两点距离是否同时满足大于对应的最大阀值，如果同时满足就标记为异常点并存储起来。

4.如权利要求1所述的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于，所述借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点方法包括：

通过递归遍历异常点列表,依次取出异常点和异常点邻近的下一个点调用高德地图路线规划，规划后的点作为缺失点。

5.如权利要求1所述的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于，所述轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据关联包括：

调用高德地图轨迹纠偏方法进行纠偏，使点位数据在道路上，如果纠偏后的数据和原始数据数量不一致的话，需要采取一定规则对纠偏后的数据与原始数据建立关联；规则包括：如果存在异常点，舍弃异常点前一个点的轨迹纠偏点，并将缺失点加进来；如果是最后一个点，就直接取原始数据倒数第二点的坐标；如果不是异常点且不是最后一个点，通过比较该点和原始数据前后A、B两点的距离，如果距离B点比较近就采用B点的数据，如果距离A点比较近，判断是取A点还是B点的数据。

6.如权利要求4所述的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于，所述通过高德地图进行轨迹绘制包括：

通过调用高德地图绘制线方法绘制轨迹进行显示。

7.如权利要求5所述的基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法，其特征在于，所述在轨迹绘制后，还需对播放、进度进行控制，包括：

通过控制高德地图轨迹播放时要播放的点数组和播放时长两个参数，来控制当前播放起始点和播放速度；当取消高德地图轨迹播放的时候，计算出剩余时长和已播放点数量以便暂停后能够继续播放，还有计算出当前播放进度百分比，用于控制进度条进度。

8.一种基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统，其特征在于，所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏系统包括：

数据获取模块，用于从服务端获取一段轨迹点数据；

数据处理模块，通过邻近点比较法得出异常点；借助高德地图道路规划去除异常点，补齐缺失点，轨迹纠偏及纠偏后数据和原始数据根据按一定规则进行关联；

展示模块，用于在高德地图上展示轨迹和展示坐标点对应的地址、速度、精度、时间等信息，播放状态以及进度展示；

控制模块，用于给展示模块提供控制播放进度、播放状态、获取指定点信息相关控制接口。

9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1～7任意一项所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法。

10.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现权利要求1～7任意一项所述基于GPS设备轨迹回放和纠偏方法。

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