WO2023068430A1 - 궤적 데이터 도로 네트워크 매칭 방법 및 시스템 - Google Patents

궤적 데이터 도로 네트워크 매칭 방법 및 시스템 Download PDF

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WO2023068430A1
WO2023068430A1 PCT/KR2021/016413 KR2021016413W WO2023068430A1 WO 2023068430 A1 WO2023068430 A1 WO 2023068430A1 KR 2021016413 W KR2021016413 W KR 2021016413W WO 2023068430 A1 WO2023068430 A1 WO 2023068430A1
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여명호
송석일
정성모
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주식회사 위드라이브
한국교통대학교산학협력단
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    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/40—Business processes related to the transportation industry

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for matching a road network with trajectory data.
  • trajectory data having the mobility of a vehicle or a person has been explosively increased.
  • many trajectory data management and analysis technologies have been proposed in various fields such as traffic information and movement pattern analysis.
  • various location-based applications have been proposed using the spatial characteristics of trajectory data.
  • trajectory data on the road is first matched to the road network.
  • road network matching method of trajectory data that has been proposed in the past, but there are cases where effectiveness is recognized only under one of offline or online conditions, and there is a need for technology development that can simultaneously improve accuracy and speed in trajectory matching. there is.
  • the technical problem to be achieved by the present invention is to effectively match trajectory data to road node-links through management and analysis of trajectory data used in various fields such as traffic information and movement pattern analysis, and It is to improve not only accuracy but also to improve matching speed at the same time, and also to effectively utilize both online and offline trajectory matching.
  • a road network matching system for track data includes an input unit for receiving track data; Deriving a matching candidate link of the input trajectory data using a grid index, and matching one of the location data and the matching candidate link while sequentially transitioning the state of the location data included in the trajectory data matching server; an output unit outputting a set of links matched to the location data included in the trajectory data; and a database for storing links currently matched with respect to the location data in the matching server.
  • the matching server includes: a minimum distance link search module for deriving a matching candidate link by using a grid index in order to match links with continuous location data included in the trajectory data; a matching checking module for determining whether to maintain the matching of the matched link or change the matching to another link other than the matched link when there is a matched link in the location data; a next link search module that matches any one of the links connected to the matched link with the location data when a matching change is required to a link other than the link matched with the location data; and an error check module for determining whether to transition to a matching error state in consideration of a limit value of the location data when the location data is an outlier.
  • the minimum distance link search module distinguishes between a grid cell including the location of the location data and a cell adjacent to the grid cell, in the case of starting location data representing the starting location of the trajectory data or a matching error state, and A link is matched among matching candidate links included in the adjacent cell to transition to a link matching state.
  • the matching check module determines whether the first link matched with the first location data can also be matched with second location data subsequent to the first location data, and transitions to one of maintaining matching and changing matching; It is determined whether the distance between the second location data and the first link is data related to a location out of a limit value.
  • the next link search module may be matched with second location data subsequent to the first location data among one or more second links connected to the first link matched with the first location data. browse the links
  • the error detection module determines that the third location data subsequent to the second location data is generated when the matching detection module determines that the distance between the second location data and the first link is out of a limit value. Depending on the indicated position, it is determined whether or not to transition to a matching error state.
  • a road network matching method includes receiving, by a matching server, trajectory data from an input unit;
  • the matching server derives a matching candidate link that can be matched with the input trajectory data using a grid index, and sequentially transitions the state of the location data included in the trajectory data to the location data and the matching candidate link Matching any one of; storing, by the matching server, a link matched with respect to the location data in a database; and outputting, by the matching server, a set of links matched to the location data included in the trajectory data through an output unit.
  • the matching may include: distinguishing, by the matching server, a first cell including the location data and a second cell adjacent to the first cell through a grid index; deriving, by the matching server, matching candidate links included in the first cell and the second cell; and matching, by the matching server, links among the matching candidate links based on a distance between the location data and a link, a direction of the continuous location data, and a range of the link.
  • the matching may include: determining, by the matching server, whether the first link matched with the first location data can also be matched with second location data subsequent to the first location data; transitioning, by the matching server, to a matching maintenance step if the first link can be matched with the second location data; and if the matching server does not include the second location data in the range of the first link, transitioning to a matching change step and matching a second link connected to the first link with the second location data.
  • the matching server determines that the distance between the second location data and the first link is data about a location outside of a limit value, the third location data subsequent to the second location data and determining whether to transition to a matching error state according to the indicated position.
  • the present invention effectively matches trajectory data to a road network through management and analysis of trajectory data used in various fields such as traffic information and movement pattern analysis, and improves matching accuracy as well as matching speed at the same time. Also, it can be effectively utilized in both online and offline trajectory matching.
  • 1 is an exemplary view of trajectory data
  • FIG. 3 is a block diagram of a road network matching system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart of a road network matching method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a detailed flowchart of the matching step of FIG. 4;
  • FIG. 7 is an exemplary diagram for explaining a grid index
  • 11 is a flowchart for explaining a matching procedure of position data and locus data.
  • the present invention can be variously modified and practiced without departing from the gist, and may have one or more embodiments.
  • the embodiments described in the "specific contents for carrying out the invention” and “drawings” in the present invention are examples for specifically explaining the present invention, and do not limit or limit the scope of the present invention.
  • an element, component, device, or system when referred to as including a component made up of a program or software, even if not explicitly stated otherwise, that element, component, device, or system means that the program or software It should be understood that it includes hardware (eg, memory, CPU, etc.) or other programs or software (eg, operating system or driver required to drive hardware) required for execution or operation.
  • hardware eg, memory, CPU, etc.
  • other programs or software eg, operating system or driver required to drive hardware
  • a road network means a Korean standard node-link.
  • a standard node-link represents a road network as a set of contiguous nodes and links.
  • a node refers to a point where the speed of a vehicle changes while driving, such as an intersection, overpass, or junction, and a link is a line connecting a node and another node and corresponds to a specific section of the road.
  • road node-link matching may be referred to as road network matching.
  • 1 is an exemplary diagram of locus data.
  • Trajectory data is generated by objects moving in geographic space. Trajectory data may be expressed as continuous location data including information such as location, time, and speed.
  • p i may represent location data
  • t i may represent time data.
  • the location data may include latitude and longitude data.
  • trajectory data may be matched to a road network.
  • a road network can be expressed as a set of consecutive nodes and links by defining a national standard node-link.
  • a node is a point at which the speed of a vehicle changes as it travels, such as an intersection, overpass, or junction.
  • a link is a line connecting a node to another node and corresponds to a specific section of the road.
  • an invention of matching trajectory data and a link in a road network can be described. The following description of a 'link' may be similarly applied to a 'node' in a road network.
  • Road network matching methods of trajectory data can be largely classified into three types: geometric method, multiple hypothesis matching technique, and hidden Markov model.
  • geometric method multiple hypothesis matching technique
  • hidden Markov model a method combining a grid index and state transition model with a multiple hypothesis matching method using multiple hypothesis matching technology is proposed.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram of matching trajectory data and standard node-links.
  • the locus data (FIG. 2(a)) may represent a movement path with one or more locus points.
  • Standard node-link data (FIG. 2(b)) may indicate a link between nodes such as an intersection.
  • the trajectory-link matching (FIG. 2(c)) indicates that the trajectory data (FIG. 2(a)) is matched to the link of the standard node-link data (FIG. 2(b)) according to an actual embodiment of the present invention. can
  • the road network matching system 1 may include a matching server 100 , an input unit 200 , an output unit 300 , and a database 400 .
  • the matching server 100 may include a minimum distance link search module 110, a matching check module 120, a next link search module 130, and an error check module 140.
  • the matching server 100 may perform a matching operation on trajectory data input from the input unit 200 .
  • the matching server 100 compares continuous location data of trajectory data with nodes and/or links of a road network to determine a state of any one of link matching, matching maintenance, matching change, and matching error.
  • State determination is based on successive location data and the direction, similarity, distance, and inclusion of links between links.
  • the direction of the continuous location data may be determined based on the angle between the direction of the location data to be determined and the direction to which the link is directed based on the location data preceding the location data to be determined.
  • the distance between the location data and the link may be determined based on the minimum distance between the location data and the link.
  • the location data may be a distance between a point where the link is orthogonal to the location data.
  • whether to include or not may be determined based on whether the location of the location data is included in the link range included in the standard node-link data.
  • the matching server 100 may utilize a state transition model that continuously determines a matching state with a specific link for each location data of trajectory data and manages state transition.
  • the matching server 100 can quickly find a candidate link using a grid index to find an initial matching link of specific location data of trajectory data, thereby improving matching speed by reducing comparison operations.
  • the matching server 100 may perform matching work in parallel using multiple processes to increase throughput.
  • the minimum-distance link search module 110 may find candidate links matching the location data of the trajectory using the grid index.
  • the matching check module 120 may perform a state transition with respect to location data after the location data matched by the minimum distance link search module 110 .
  • the next link search module 130 may find candidate links to be next matched using standard node-link connection relationships.
  • the error checking module 140 may perform state transition to a matching error state based on the limit value of the location data.
  • the limit value may be a predetermined distance based on specific location data.
  • the minimum distance link search module 110, the matching check module 120, the next link search module 130, and the error check module 140 determine state transition in consideration of matching conditions, and link matching (S210) , Matching Maintenance (S220), Matching Change (S230), and Matching Error (S240).
  • the matching condition may include three conditions.
  • the first matching condition is that the location data and the direction of the link are similar.
  • the second matching condition is that the location data is included in the link range.
  • the third matching condition is that the distance between the location data and the link is within a certain range.
  • the input unit 200 may receive trajectory data and provide it to the matching server 100 .
  • the output unit 300 may receive and output matched link data from the matching server 100 .
  • Data output here may be a set of continuous links with matched trajectories.
  • Matched data is stored in the database 400 .
  • standard node-link information may be recorded so that it can be matched with trajectory data.
  • Standard node-link map information may be provided by the National Traffic Information Center.
  • FIG. 4 is a flowchart of a road network matching method according to an embodiment of the present invention.
  • the road network matching method may include an input step (S100), a matching step (S200), and an output step (S300).
  • the input unit 200 may receive trajectory data and provide it to the matching server 100.
  • the matching server 100 may match the trajectory data with the road network.
  • the output unit 300 may receive and output matched link data from the matching server 100.
  • FIG. 5 is a detailed flowchart of the matching step of FIG. 4 .
  • 6 is a detailed flowchart of steps in which the minimum distance link search module performs link matching.
  • 7 is an exemplary view for explaining a grid index.
  • Each module of the matching server 100 operates according to the state, targeting the location data of the trajectory.
  • the matching step (S200) includes four states of link matching (S210), matching maintenance (S220), matching change (S230), and matching error (S240), and four states. Operations of the managed minimum distance link search module 110, matching check module 120, next link search module 130, and error check module 140 will be described.
  • the road network matching method may start when the state of the location data of the trajectory is not initially determined.
  • the matching server 100 may first determine whether or not to transition the state of the location data of the trajectory to link matching (S210).
  • the minimum distance link search module 110 may distinguish a first cell and a second cell through a grid index (S211).
  • the minimum distance link search module 110 may find a candidate link that matches location data of a trajectory. Regarding start position data, it is not yet matched with any link.
  • the start position data may represent position data corresponding to a start position among position data of the trajectory.
  • the minimum distance link search module 110 performs initial matching by finding a link of the nearest location based on the starting location data.
  • the minimum distance link search module 110 may consider a link of a specific location using the grid index. This can contribute to improving matching speed by reducing the amount of calculation compared to considering all links.
  • the grid index divides the target space into cells having a certain size, and indexes links included or spanned in each grid cell (hereinafter referred to as a cell) with a unique number of the cell. Each cell may have a unique number and a covering area.
  • the minimum distance link search module 110 distinguishes a first cell including start position data and eight second cells adjacent to the first cell through a grid index.
  • the minimum distance link search module 110 may discriminate the first cell covering the location of the starting location data based on the location of the starting location data and the area covered by each cell.
  • the minimum distance link search module 110 may distinguish between a first cell and a neighboring second cell. Considering the second cell is because the best link for location data may be in a neighboring cell.
  • the road network is divided into 4*4 grid areas, and among them, a first cell at a position (3,2) containing location data indicated as GPS1, and a (2) adjacent to the first cell. ,1), (2,2), (2,3), (3,1), (3,3), (4,1), (4,2), and (4,3) the second position cells are separated.
  • the minimum distance link search module 110 may derive matching candidate links included in the first cell and the second cell (S212).
  • Matching candidate links included in the first cell and the second cell may be included in each cell.
  • Matching candidate links may be derived based on link information of a standard node-link based Geographic Information System (GIS) map received through a network.
  • GIS Geographic Information System
  • One or a plurality of matching candidate links may be derived.
  • the minimum distance link search module 110 may match a link among matching candidate links (S213).
  • the minimum distance link search module 110 may match a link in consideration of a matching condition and determine whether or not to make a state transition.
  • a matched link may be determined based on a distance from starting location data, direction comparison of consecutive location data, and whether or not the location data is included with respect to one or more matching candidate links. For example, if the first link closest to the starting location data is similar to the direction of the location data and the starting location data belongs to a link range, the first link may be matched.
  • the minimum-distance link search module 110 may determine whether or not to make a state transition by determining whether the distance to the location data is included in the direction and link range, starting from a link having the closest distance to the location data, in consideration of a matching condition.
  • the link range may be a range within a predetermined distance based on the link.
  • the minimum distance link search module 110 finds a matching link, it matches the link to the location data and transitions the state of the trajectory data to a link matching state (S210).
  • the minimum distance link search module 110 sets the link matched to the location data as the current matched link and stores matching information in the database 400 .
  • Matching information may include information such as a matched current link and location data of a trajectory.
  • the matching checking module 120 When the state transitions to the link matching (S210) state, the matching checking module 120 operates.
  • the matching check module 120 performs link matching (S210), matching maintenance (S220), matching change (S230), and matching error (S240) in any one state, matching maintenance (S220), matching change (S230), It is determined whether to transition to any one of the matching errors (S240). The moment the state is not defined by the minimum distance link search module 110 and transitions to the link matching (S210) state, the matching check module 120 may operate.
  • the matching check module 120 determines whether to make a state transition with respect to location data after matching location data in the current state.
  • the matching check module 120 compares the currently matched link with the location data of the trajectory, and determines whether to make a state transition to one of maintaining matching (S220), changing matching (S230), and matching error (S240).
  • the matching check module 120 may determine whether to make a state transition in consideration of matching conditions.
  • a matched link may be determined based on a distance from starting location data, direction comparison of consecutive location data, and whether or not the location data is included with respect to one or more matching candidate links.
  • the link matching (S210) state is a state in which specific location data of a trajectory is matched with a specific link through the minimum distance link search module 110.
  • the location data indicated by GPS1 is matched with the link indicated by Link 1 and is in a link matching (S210) state.
  • the matching check module 120 considers the matching condition of the location data subsequent to the already matched location data, and transitions to the matching maintenance state (S220) when the previously matched link is still in a matching state. If the new location data belongs to the link range of the existing matched link, is close to the link, and has a similar direction, matching may be maintained. In the example of FIG. 8( b ), the location data indicated as GPS2 after the location data indicated as GPS1 is matched with the existing matched link indicated as Link 1 as it is, and transitions to the matching maintenance state (S220).
  • the matching change (S230) state is a state in which the new location data of the trajectory needs to change the matching to a link other than the previously matched link.
  • the matching check module 120 calculates whether location data after the previously matched location data is out of the link range of the previously matched link, and if it is out of range, transitions to a matching change (S230) state. When transitioning to the matching change state (S230), the next link search module 130 operates.
  • the next link search module 130 searches for a next link connected to the current link.
  • each link contains the connection relationship between the next link and the previous link.
  • the next link search module 130 may find a candidate link to be next matched based on a standard node-link link connection relationship.
  • the next link search module 130 matches location data with other links by considering matching conditions among candidate links. In the example of FIG. 8(c), the location data indicated by GPS3 after the location data indicated by GPS2 did not belong to the link range of Link 1 and transitioned to the matching change (S230) state, through the next link search module 130. Matches a new link marked as Link 2 according to the link condition.
  • the link matched through the next link search module 130 is set as the currently matched link, and matching information is stored in the database 400 .
  • the matching check module 120 compares the currently matched link indicated by Link1 with the location data indicated by GPS3, and since the location data indicated by GPS3 does not belong to the link range of the currently matched link, matching is changed. Transition to (S230) state.
  • the next link search module 130 in the matching change state (S230), compares the currently matched link indicated by Link1 with the link indicated by Link2 connected to the matching condition, so the location data indicated by GPS3 is converted to the location data indicated by Link2. Matches a link, and stores the matched link as the current matched link.
  • next location data is not immediately checked, and after matching the link through the next link search module 130, it is determined whether the next location data is matched.
  • the error checking module 140 operates to determine whether to transition to the matching error (S240) state.
  • the matching check module 120 transmits a signal to the error check module 140 when the position data is determined to be position data outside the limit value in the matching maintenance (S220) or matching change (S230) state. do.
  • the error checking module 140 may determine whether to transition to a matching error (S240) state.
  • a matching error (S240) state is a state in which position data of a trajectory in the current link is greater than a threshold value. For example, a case in which the distance between the location data to be determined and the currently matched link is calculated, and the distance exceeds a threshold corresponds to this case. This case corresponds to a case in which an incorrect link is matched due to a matching error in a situation where an overpass or the like overlaps another road in a downtown area.
  • the error checking module 140 may determine one of two things when the distance between the second location data after the matched first location data and the matched link is data about a location outside the threshold value.
  • the second location data is determined to be an outlier.
  • the existing link matching state may be maintained from the third location data after the outlier.
  • the error checking module 140 when the third position data after the second position data outside the threshold value is data about a position outside the threshold value again compared to the first position data, the error checking module 140 generates a matching error (S240). ) state.
  • the third location data may be one or more location data of a certain number. For example, if three pieces of location data consecutively after the matching maintenance (S220) state are data about locations that deviate from the limit value of the currently matched link, it may be determined as a matching error.
  • the number of second and third location data may be set as initial information in the error checking module 140 . Alternatively, the number of second and third location data may be set based on input information input from the user terminal.
  • the error checking module 140 may determine the second location data as an outlier when the third location data is within a limit value of the first location data. In addition, the error checking module 140 may make a state transition to a matching error (S240) state when the third location data is out of the limit value of the first location data.
  • S240 matching error
  • the error checking module 140 may prevent unnecessary state transitions by preventing transition to the matching error step S240 for a small number of outliers.
  • the minimum distance link search module 110 Upon transition to the matching error step S240, the minimum distance link search module 110 operates.
  • the minimum distance link search module 110 searches for the minimum distance link again for the third location data determined to be a matching error and attempts matching.
  • the minimum distance link search module 110 may attempt matching by searching for the minimum distance link again for the last location data among the third location data determined to be a matching error.
  • the matching server 100 sequentially determines the location data indicated by GPS1-8.
  • the minimum distance link search module 110 matches the location data indicated by GPS1 with the link indicated by Link1, and transitions to a link matching state (S210). At this time, Link1 is stored as the currently matched link.
  • the matching checking module 120 operates.
  • the matching check module 120 examines the location data indicated by GPS2, compares it with the currently matched link indicated by Link1, determines that the matching is suitable, and transitions to the matching maintaining state (S220). At this time, the currently matched link is Link1.
  • the matching checking module 120 In the matching maintenance (S220) state, the matching checking module 120, the error checking module 140, and the like operate.
  • the matching check module 120 checks the location data indicated by GPS3, compares it with the current matched link indicated by Link1, and transitions to the matching change (S230) state because the current matched link is out of the link range, and the error A signal is transmitted to the inspection module 140. At this time, the currently matched link is Link1.
  • next link search module 130 When transition is made to the matching change state (S230), the next link search module 130 operates, and the next link search module 130 matches the location data indicated by GPS3 with the link indicated by Link2. At this time, Link2 is stored as the currently matched link.
  • the matching checking module 120, the error checking module 140, and the like operate.
  • the matching check module 120 examines the location data indicated by GPS4, compares it with the currently matched link indicated by Link2, determines that the matching is suitable, and transitions to the matching maintaining state (S220). At this time, the currently matched link is Link2.
  • the matching checking module 120 In the matching maintenance (S220) state, the matching checking module 120, the error checking module 140, and the like operate.
  • the matching check module 120 checks the location data indicated by GPS5, compares it with the location data indicated by GPS4, determines that the location data is out of the limit value, and transmits a signal to the error checking module 140.
  • the error checking module 140 inspects the location data indicated by GPS6, compares it with the location data indicated by GPS4, determines that the location data is out of the limit value, and transitions to a matching error (S240) state.
  • the minimum distance link search module 110 operates.
  • the minimum distance link search module 110 matches the location data indicated by GPS6 with the link indicated by Link3 and transitions to a link matching state (S210). At this time, Link3 is stored as the currently matched link.
  • the matching check module 120 examines the location data indicated by GPS7, compares it with the currently matched link indicated by Link3, determines that the matching is suitable, and transitions to the matching maintenance state (S220). At this time, the currently matched link is Link3.
  • the matching check module 120 checks the location data indicated by GPS8, compares it with the currently matched link indicated by Link3, determines that the matching is suitable, and maintains the matching state (S220). At this time, the currently matched link is Link3.
  • trajectory data is matched with Link1, Link2, and Link3.
  • the matching speed of FMM and the proposed present invention were compared for 2,525 trajectory data.
  • the average time required per trajectory of FMM is 0.409 seconds, and the average time required per trajectory of the proposed invention is 0.019 seconds.
  • the number was 140, the number of mismatched links was 65, the number of normal matched links of the proposed present invention was 135, and the number of mismatched links was 2.
  • the proposed present invention in terms of matching speed The present invention is 20 times faster than the existing FMM method, and in terms of matching accuracy, the proposed link matching number of the present invention is 5 fewer, but the number of incorrectly matched links is 2, so it can be seen that almost no error occurs.
  • Existing FMM model Since is trying to match all points, matching is performed where there is no link data or in a situation where there is no trajectory data, and mismatching occurs, so many false positives can be confirmed.
  • the proposed present invention finds a correct link through the minimum distance link search module 110 without performing link matching when a matching error is determined, and then performs matching so that it is more normal than the existing FMM. Although the number of matches is rather small, it can be seen that false positives that are incorrectly matched are extremely small.
  • the matching result of the present invention can be used as learning data in machine learning to make a prediction. For this reason, if there are many false positives, it is important to reduce false positives because the training data has many errors and predictions are not made well.
  • the present invention reduces the amount of calculation by using a grid index, determines matching between a link and location data only with a specific calculation through a reference link, and compares the link with several links only when an error occurs, so that the speed is high. appear.
  • the matching server 100 may obtain matched link data for one track and output the matched link data through the output unit 300 when the location data of all tracks is confirmed with respect to the input track data.
  • the matched link data output from the output unit 300 may be used as machine learning learning data to predict the speed of the road.

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Abstract

본 발명의 도로 네트워크 매칭 시스템은, 궤적 데이터를 입력 받는 입력부, 그리드 색인을 이용하여 입력된 상기 궤적 데이터와 매칭될 수 있는 매칭 후보 링크를 도출하고, 상기 궤적 데이터에 포함된 위치 데이터의 상태를 순차적으로 천이시키면서 상기 위치 데이터와 상기 매칭 후보 링크 중 어느 하나를 매칭시키는 매칭 서버, 상기 궤적 데이터에 포함된 상기 위치 데이터에 매칭된 링크의 집합을 출력하는 출력부, 및 상기 매칭 서버에서 상기 위치 데이터에 대하여 현재 매칭된 링크를 저장하는 데이터베이스를 포함한다.

Description

궤적 데이터 도로 네트워크 매칭 방법 및 시스템
본 발명은 궤적 데이터 도로 네트워크 매칭 방법 및 시스템에 관한 것이다.
최근에 GPS를 탑재한 기기들이 널리 사용되면서, 자동차나 사람의 이동성을 가지는 궤적 데이터가 폭발적으로 증가해왔다. 지난 10년간 교통 정보, 이동 패턴 분석 등 여러 분야에서 궤적 데이터 관리 및 분석 기술들이 다수 제안되었다. 또한 궤적 데이터가 가진 공간적 특징을 이용하여 다양한 위치 기반 응용들이 제안되었다.
도로 상의 궤적 데이터를 분석하기 위해서는 먼저 궤적 데이터를 도로 네트워크에 매칭(matching) 한다. 기존에 제안된 궤적 데이터의 도로 네트워크 매칭 방법이 있으나, 오프라인 또는 온라인 중 하나의 조건에서만 효과성이 인정되는 경우가 있고, 궤적 매칭에 있어 정확도와 속도를 동시에 향상시킬 수 있는 기술 개발에 관한 필요성이 있다.
관련 선행기술문헌으로는 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0057502호이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 교통 정보, 이동 패턴 분석 등 여러 분야에서 사용되는 궤적 데이터 관리 및 분석을 통해, 궤적 데이터를 도로 노드-링크에 효과적으로 매칭하고, 매칭의 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 매칭 속도를 동시에 향상시킬 수 있도록 하며, 또한 온라인 및 오프라인 궤적 매칭에 있어서도 모두 효과적으로 활용될 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 해결 과제는, 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로써, 본 발명의 실시예에 따르면, 궤적데이터에 대한 도로 네트워크 매칭 시스템은, 궤적 데이터를 입력 받는 입력부; 그리드 색인(Grid Index)을 이용하여 입력된 상기 궤적 데이터의 매칭 후보 링크를 도출하고, 상기 궤적 데이터에 포함된 위치 데이터의 상태를 순차적으로 천이시키면서 상기 위치 데이터와 상기 매칭 후보 링크 중 어느 하나를 매칭시키는 매칭 서버; 상기 궤적 데이터에 포함된 상기 위치 데이터에 매칭된 링크의 집합을 출력하는 출력부; 및 상기 매칭 서버에서 상기 위치 데이터에 대하여 현재 매칭된 링크를 저장하는 데이터베이스를 포함한다.
상기 매칭 서버는, 상기 궤적 데이터에 포함된 연속적인 위치 데이터와 링크를 매칭하기 위해서, 그리드 색인을 이용하여 매칭 후보 링크를 도출하는 최소거리링크탐색 모듈; 위치 데이터에 매칭된 링크가 있는 경우 상기 매칭된 링크의 매칭을 유지할지 또는 상기 매칭된 링크 이외의 다른 링크로 매칭을 변경할지를 결정하는 매칭검사 모듈; 위치 데이터가 매칭된 링크 이외의 다른 링크로 매칭 변경이 필요하면, 상기 매칭된 링크와 연결된 링크 중 어느 하나를 상기 위치 데이터와 매칭하는 다음링크탐색 모듈; 및 위치 데이터가 이상치인 경우, 위치 데이터의 한계값을 고려하여 매칭 오류 상태로 천이할지를 결정하는 오차검사 모듈을 포함한다.
상기 최소거리링크탐색 모듈은, 상기 궤적 데이터의 시작 위치를 나타내는 시작 위치 데이터 또는 매칭 오류 상태일 경우, 위치 데이터의 위치를 포함하는 그리드 셀 및 상기 그리드 셀과 인접한 셀을 구분하고, 상기 그리드 셀 및 상기 인접한 셀에 포함된 매칭 후보 링크 중에서 링크를 매칭하여 링크 매칭 상태로 천이시킨다.
상기 매칭검사 모듈은, 제1 위치 데이터에 매칭된 제1 링크가, 상기 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터에도 매칭될 수 있는지 판단하여 매칭 유지, 매칭 변경 중 하나의 상태로 천이시키거나, 상기 제2 위치 데이터와 상기 제1 링크의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인지를 판단한다.
상기 다음링크탐색 모듈은, 상기 매칭 변경 상태로 천이되면, 제1 위치 데이터에 매칭된 제1 링크와 연결된 하나 이상의 제2 링크 중에서, 상기 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터에 매칭될 수 있는 링크를 탐색한다.
상기 오차검사 모듈은, 상기 매칭검사 모듈이 상기 제2 위치 데이터와 상기 제1 링크의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 것으로 판단하면, 상기 제2 위치 데이터 이후의 상기 제3 위치 데이터가 나타내는 위치에 따라 매칭 오류 상태로 천이할지를 결정한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도로 네트워크 매칭 방법은, 매칭 서버가, 입력부로부터 궤적 데이터를 입력 받는 단계; 상기 매칭 서버가, 그리드 색인을 이용하여 입력된 상기 궤적 데이터와 매칭될 수 있는 매칭 후보 링크를 도출하고, 상기 궤적 데이터에 포함된 위치 데이터의 상태를 순차적으로 천이시키면서 상기 위치 데이터와 상기 매칭 후보 링크 중 어느 하나를 매칭시키는 단계; 상기 매칭 서버가, 상기 위치 데이터에 대하여 매칭된 링크를 데이터베이스에 저장하는 단계; 및 상기 매칭 서버가, 출력부를 통해 상기 궤적 데이터에 포함된 상기 위치 데이터에 매칭된 링크의 집합을 출력하는 단계를 포함한다.
상기 매칭시키는 단계는, 상기 매칭 서버가, 그리드 색인을 통해 상기 위치 데이터가 포함된 제1셀 및 상기 제1셀과 인접한 제2셀을 구분하는 단계; 상기 매칭 서버가, 상기 제1셀 및 상기 제2셀에 포함된 매칭 후보 링크를 도출하는 단계; 및 상기 매칭 서버가, 상기 매칭 후보 링크 중에서 상기 위치 데이터와 링크의 거리, 상기 연속적인 위치 데이터의 방향, 및 상기 링크의 범위를 기초하여 링크를 매칭하는 단계를 포함한다.
상기 매칭시키는 단계는, 상기 매칭 서버가, 제1 위치 데이터에 매칭된 제1 링크가, 상기 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터에도 매칭될 수 있는지 판단하는 단계; 상기 매칭 서버가, 상기 제1 링크가 상기 제2 위치 데이터에 매칭 가능하면 매칭 유지 단계로 천이시키는 단계; 및 상기 매칭 서버가, 상기 제1 링크의 범위에 상기 제2 위치 데이터가 포함되지 않으면, 매칭 변경 단계로 천이시키고, 상기 제1 링크와 연결된 제2 링크와 상기 제2 위치 데이터를 매칭시키는 단계를 포함한다.
상기 매칭시키는 단계는, 상기 매칭 서버가, 상기 제2 위치 데이터와 상기 제1 링크의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 것으로 판단하면, 상기 제2 위치 데이터 이후의 상기 제3 위치 데이터가 나타내는 위치에 따라 매칭 오류 상태로 천이할지를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명은, 교통 정보, 이동 패턴 분석 등 여러 분야에서 사용되는 궤적 데이터 관리 및 분석을 통해, 궤적 데이터를 도로 네트워크에 효과적으로 매칭하고, 매칭의 정확도를 향상시킬 뿐만 아니라 매칭 속도를 동시에 향상시킬 수 있도록 하며, 또한 온라인 및 오프라인 궤적 매칭에 있어서도 모두 효과적으로 활용될 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 궤적 데이터의 예시도,
도 2는, 궤적 데이터와 표준 노드-링크의 매칭 예시도,
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 네트워크 매칭 시스템의 블록도,
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 네트워크 매칭 방법의 순서도,
도 5는, 도 4의 매칭 단계의 세부 순서도,
도 6은, 최소거리링크탐색 모듈이 링크 매칭을 수행하는 단계의 세부순서도,
도 7은, 그리드 색인을 설명하기 위한 예시도,
도 8은, 상태 천이 모델의 각 상태를 설명하기 위한 예시도,
도 9는, 다음링크탐색 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 10은, 오차검사 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도,
도 11은, 위치 데이터 및 궤적 데이터의 매칭 순서를 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 취지를 벗어나지 않는 한도에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있고, 하나 이상의 실시 예를 가질 수 있다. 그리고 본 발명에서 “발명을 실시하기 위한 구체적인 내용” 및 “도면” 등에 기재한 실시 예는, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 예시이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가, 본 발명의 “발명을 실시하기 위한 구체적인 내용” 및 “도면” 등으로부터 용이하게 유추할 수 있는 것은, 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석할 수 있다.
또한, 도면에 표시한 각 구성 요소들의 크기와 형태는, 실시 예의 설명을 위해 과장되어 표현한 것 일 수 있으며, 실제로 실시되는 발명의 크기와 형태를 한정하는 것은 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해 서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.
또한, 어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또 는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
또한 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한 다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에 기재된 '…부', '…기', '모듈' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, '일', '하나' 및 '그' 등의 관사는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의 해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명의 명세서에서 사용되는 용어를 특별히 정의하지 않는 이상, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다.
본 발명에서 도로 네트워크란 대한민국 표준 노드-링크를 의미한다. 표준 노드-링크는 도로 네트워크를 연속적인 노드 및 링크의 집합으로 표현한다. 표준 노드-링크에서, 노드는 교차로, 고가도로, 분기점 등 차량이 주행하면서 속도가 변하는 지점을 의미하며 링크는 노드와 다른 노드를 연결하는 선으로 도로의 특정 구간에 해당한다. 이하, 도로 노드-링크 매칭은, 도로 네트워크 매칭이라 나타낼 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은, 궤적 데이터의 예시도이다.
최근 GPS(Global Positioning System)를 탑재한 기기의 증가로 궤적 데이터가 폭발적으로 증가하고 있다. 궤적 데이터는, 지리적 공간에서 이동하는 물체에 의해 생성된다. 궤적 데이터는, 위치, 시간, 속도 등의 정보를 포함한 연속적인 위치 데이터로 표현될 수 있다. 도 1에서, pi는 위치 데이터, ti는 시간 데이터를 나타낼 수 있다. 여기서 위치 데이터는, 위도 및 경도 데이터를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 궤적 데이터를 도로 네트워크에 매칭할 수 있다. 대한민국의 경우 국가 표준 노드-링크를 정의하여, 도로 네트워크를 연속적인 노드 및 링크의 집합으로 표현할 수 있다. 표준 노드-링크에서, 노드는 교차로, 고가도로, 분기점 등 차량이 주행하면서 속도가 변하는 지점이다. 표준 노드-링크에서, 링크는 노드와 다른 노드를 연결하는 선으로 도로의 특정 구간에 해당한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 궤적 데이터와 도로 네트워크 중 링크를 매칭하는 발명에 대해 설명할 수 있다. 이하의 '링크'에 관한 설명은, 도로 네트워크 중 '노드'에 관하여 유사하게 적용될 수 있다.
궤적 데이터의 도로 네트워크 매칭 방법은 크게 기하학적(Geometric) 방법, 다중 가설 매칭 기술(Multiple Hypothesis Technique), 히든 마코프 모델(Hidden Markov Model)의 세 가지 종류로 구분할 수 있다. 이하에서는, 다중 가설 매칭 기술을 이용한 다중 가설 매칭 방법에, 그리드 색인(Grid Index) 및 상태 천이(State Transition) 모델을 결합한 방식을 제안한다.
도 2는, 궤적 데이터와 표준 노드-링크의 매칭 예시도이다.
도 2를 참조하면, 궤적 데이터(도 2(a))는, 이동 경로를 하나 이상의 궤적 포인트로 나타낼 수 있다. 표준 노드-링크 데이터(도 2(b))는, 교차로 등의 노드 간을 잇는 링크를 나타낼 수 있다. 궤적-링크 매칭(도 2(c))은, 본 발명의 실 실시예에 따라 궤적 데이터(도 2(a))를 표준 노드-링크 데이터(도 2(b))의 링크에 매칭한 것을 나타낼 수 있다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 네트워크 매칭 시스템의 블록도이다. 도 3을 참조하면, 도로 네트워크 매칭 시스템(1)은, 매칭 서버(100), 입력부(200), 출력부(300), 및 데이터베이스(400)를 포함할 수 있다.
또한 매칭 서버(100)는, 최소거리링크탐색 모듈(110), 매칭검사 모듈(120), 다음링크탐색 모듈(130), 및 오차검사 모듈(140)을 포함할 수 있다.
매칭 서버(100)는, 입력부(200)로부터 입력된 궤적 데이터에 대한 매칭 작업을 수행할 수 있다. 매칭 서버(100)는, 궤적 데이터의 연속적인 위치 데이터와, 도로 네트워크의 노드 및/또는 링크를 비교하여, 링크 매칭, 매칭 유지, 매칭 변경, 매칭 오류 중 어느 하나의 상태를 결정한다.
상태 결정은, 연속적인 위치 데이터와 링크 간의 방향, 유사성, 거리, 포함 여부 등을 기준으로 한다.
여기서 연속적인 위치 데이터의 방향은, 판단 대상인 위치 데이터 이전의 위치 데이터들을 기준으로, 판단 대상인 위치 데이터가 향하는 방향과, 링크가 향하는 방향 사이의 각도를 기준으로 판단될 수 있다.
여기서 위치 데이터와 링크 간의 거리는, 위치 데이터와 링크의 최소거리를 기준으로 판단될 수 있다. 예를 들어, 링크가 직선인 경우에는, 위치 데이터가 링크가 직교하는 지점과 위치 데이터 간의 거리일 수 있다.
여기서 포함 여부는, 표준 노드-링크 데이터에 포함된 링크 범위에 위치 데이터의 위치가 포함되는지를 기준으로 판단될 수 있다.
이하에서는, 매칭 서버(100)가, 궤적 데이터의 각 위치 데이터에 대해 특정 링크와의 매칭 상태를 지속적으로 판단하고 상태 천이를 관리하는 상태 천이 모델을 활용할 수 있다. 또한, 매칭 서버(100)가, 궤적 데이터의 특정 위치 데이터의 초기 매칭 링크를 찾기 위해 그리드 색인을 이용하여 빠르게 후보 링크를 찾아 비교 연산을 줄여 매칭 속도를 개선할 수 있다.
매칭 서버(100)는, 처리량을 높이기 위해 다중 프로세스를 이용하여 병렬로 매칭 작업을 수행할 수 있다.
최소거리링크탐색 모듈(110)은, 그리드 색인을 이용하여 궤적의 위치 데이터와 매칭되는 후보 링크들을 찾을 수 있다.
매칭검사 모듈(120)은, 최소거리링크탐색 모듈(110)에 의해 매칭된 위치 데이터 이후의 위치 데이터에 대하여 상태 천이를 수행할 수 있다.
다음링크탐색 모듈(130)은, 표준 노드-링크의 링크 간 연결 관계를 이용하여 다음 매칭이 될 후보 링크들을 찾을 수 있다.
오차검사 모듈(140)은, 위치 데이터의 한계값에 기초하여 매칭 오류 상태로 상태 천이를 수행할 수 있다. 한계값은, 특정 위치 데이터를 기준으로 한 소정 거리일 수 있다.
최소거리링크탐색 모듈(110), 매칭검사 모듈(120), 다음링크탐색 모듈(130), 및 오차검사 모듈(140)은, 매칭 조건을 고려하여 상태 천이 여부를 결정하고, 링크 매칭(S210), 매칭 유지(S220), 매칭 변경(S230), 및 매칭 오류(S240)의 4가지 상태 중 하나의 상태를 반환한다. 여기서 매칭 조건은, 3가지 조건을 포함할 수 있다. 제1 매칭 조건은, 위치 데이터와 링크의 방향이 유사할 것이다. 제2 매칭 조건은, 위치 데이터가 링크 범위에 포함될 것이다. 제3 매칭 조건은 위치 데이터와 링크의 거리가 일정 범위 내에 있을 것이다.
입력부(200)는, 궤적 데이터를 입력 받아, 매칭 서버(100)에 제공할 수 있다.
출력부(300)는, 매칭 서버(100)로부터 매칭된 링크 데이터를 수신하여 출력할 수 있다. 여기서 출력되는 데이터는 궤적이 매칭된 연속적인 링크 집합일 수 있다.
데이터베이스(400)에는, 매칭된 데이터가 저장된다.
데이터베이스(400)에는, 궤적 데이터와 매칭될 수 있도록 표준 노드-링크 정보가 기록되어 있을 수 있다. 표준 노드-링크 맵 정보는, 국가 교통정보센터에서 제공될 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 도로 네트워크 매칭 방법의 순서도이다.
도 4를 참조하면, 도로 네트워크 매칭 방법은, 입력 단계(S100), 매칭 단계(S200), 및 출력 단계(S300)를 포함할 수 있다.
입력 단계(S100)는, 입력부(200)가 궤적 데이터를 입력 받아 매칭 서버(100)에 제공할 수 있다.
매칭 단계(S200)는, 매칭 서버(100)가 궤적 데이터와 도로 네트워크를 매칭시킬 수 있다.
출력 단계(S300)는, 출력부(300)가 매칭 서버(100)로부터 매칭된 링크 데이터를 수신하여 출력할 수 있다.
도 5는, 도 4의 매칭 단계의 세부 순서도이다. 도 6은, 최소거리링크탐색 모듈이 링크 매칭을 수행하는 단계의 세부순서도이다. 도 7은, 그리드 색인을 설명하기 위한 예시도이다.
이하에서는, 매칭 서버(100)의 각 모듈이 매칭 단계를 수행하는 동작을 설명한다. 매칭 서버(100)의 각 모듈은, 궤적의 위치 데이터를 대상으로 하여, 상태에 따라 동작한다.
도 5를 참조하여, 매칭 단계(S200)는, 링크 매칭(S210), 매칭 유지(S220), 매칭 변경(S230), 및 매칭 오류(S240)의 4가지 상태를 나타내는 단계와, 4가지 상태를 관리하는 최소거리링크탐색 모듈(110), 매칭검사 모듈(120), 다음링크탐색 모듈(130), 및 오차검사 모듈(140)의 동작을 설명한다.
일 실시예에 따른 도로 네트워크 매칭 방법은, 최초에 궤적의 위치 데이터의 상태가 결정되지 않은 것에서 시작될 수 있다.
입력 단계(S100)에서 궤적 데이터가 입력된 이후, 매칭 서버(100)는, 궤적의 위치 데이터의 상태를 링크 매칭(S210)으로 천이시킬지 여부를 먼저 결정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 그리드 색인을 통해 제1셀 및 제2셀을 구분할 수 있다(S211).
먼저, 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 궤적의 위치 데이터와 매칭되는 후보 링크를 찾을 수 있다. 시작 위치 데이터에 대해서는 아직 어떤 링크와도 매칭된 상태가 아니다. 시작 위치 데이터는, 궤적의 위치 데이터 중 시작 위치에 해당하는 위치 데이터를 나타낼 수 있다. 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 시작 위치 데이터를 기초하여 가장 가까운 위치의 링크를 찾아 초기 매칭을 수행하도록 한다.
이 때, 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 그리드 색인을 이용하여 특정 위치의 링크를 고려할 수 있다. 이는, 전체 링크를 고려하는 것과 대비하여 계산량을 감소시켜 매칭 속도 개선에 기여할 수 있다. 그리드 색인은, 대상 공간을 일정한 크기의 셀(Cell)들로 나누고, 각 그리드 셀(이하 셀이라 함)에 포함되거나 걸쳐져 있는 링크들을 셀의 고유한 번호로 색인할 수 있다. 각 셀은, 고유 번호와 커버하는 영역이 있을 수 있다.
최소거리링크탐색 모듈(110)은, 그리드 색인을 통해 시작 위치 데이터를 포함하는 제1셀 및 제1셀과 인접한 8개의 제2셀을 구분한다. 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 시작 위치 데이터의 위치 및 각 셀의 커버하는 영역을 기초하여 시작 위치 데이터의 위치를 커버하는 제1셀을 구분할 수 있다. 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 제1셀과 이웃하는 제2셀을 구분할 수 있다. 제2셀을 고려하는 것은, 위치 데이터에 가장 적합한 링크가 이웃 셀에 있을 수 있기 때문이다.
도 7의 예시를 참조하면, 도로 네트워크가 4*4의 그리드 영역으로 분할되었고, 그 중에서, GPS1으로 표시된 위치 데이터를 포함하는 (3,2)위치의 제1셀, 제1셀과 인접한 (2,1), (2,2), (2,3), (3,1), (3,3), (4,1), (4,2), 및 (4,3) 위치의 제2셀이 구분되었다.
최소거리링크탐색 모듈(110)은, 제1셀 및 제2셀에 포함된 매칭 후보 링크를 도출할 수 있다(S212).
여기서 제1셀 및 제2셀에 포함된 매칭 후보 링크는, 각 셀에 전부 또는 일부가 포함될 수 있다. 매칭 후보 링크는, 네트워크를 통해 수신한 표준 노드-링크 기반의 GIS(Geographic Information System) 맵의 링크 정보를 기초하여 도출될 수 있다. 매칭 후보 링크는, 하나 또는 복수 개 도출될 수 있다.
최소거리링크탐색 모듈(110)은, 매칭 후보 링크 중에서 링크를 매칭할 수 있다(S213). 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 매칭 조건을 고려하여 링크를 매칭하고, 상태 천이 여부를 결정할 수 있다. 매칭되는 링크는, 하나 이상의 매칭 후보 링크에 대하여, 시작 위치 데이터와의 거리, 연속적인 위치 데이터의 방향 비교, 위치 데이터의 포함 여부를 기초하여 판단될 수 있다. 예를 들어, 시작 위치 데이터와 가장 가까운 제1 링크가, 위치 데이터의 방향과 유사하고, 시작 위치 데이터가 링크 범위에 속하면, 제1 링크가 매칭될 수 있다. 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 매칭 조건을 고려하여, 위치 데이터와의 거리가 가장 가까운 링크부터 시작하여 방향 및 링크 범위에 포함되는지 판단하여 상태 천이 여부를 결정할 수 있다. 링크 범위는, 링크를 기준으로 소정 거리 내의 범위일 수 있다.
최소거리링크탐색 모듈(110)은, 매칭되는 링크를 찾으면, 위치 데이터에 링크를 매칭시키고, 궤적 데이터의 상태를 링크 매칭(S210) 상태로 천이시킨다.
이 때, 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 위치 데이터에 매칭된 링크를 현재 매칭된 링크로 하여, 매칭 정보를 데이터베이스(400)에 저장한다. 매칭 정보에는 매칭된 현재 링크, 궤적의 위치 데이터 등의 정보가 포함될 수 있다.
상태가 링크 매칭(S210) 상태로 천이되면, 매칭검사 모듈(120)이 동작한다.
매칭검사 모듈(120)은, 링크 매칭(S210), 매칭 유지(S220), 매칭 변경(S230), 매칭 오류(S240) 중 어느 하나의 상태에서, 매칭 유지(S220), 매칭 변경(S230), 매칭 오류(S240) 중 어느 하나의 상태로 천이 여부를 결정한다. 최소거리링크 탐색 모듈(110)에 의해 상태가 정의되지 않다가, 링크 매칭(S210) 상태로 천이되는 순간, 매칭 검사 모듈(120)이 동작할 수 있다.
매칭검사 모듈(120)은, 현재 상태에서 매칭된 위치 데이터 이후의 위치 데이터에 대하여 상태 천이 여부를 결정한다. 매칭검사 모듈(120)은, 현재 매칭된 링크와 궤적의 위치 데이터를 비교하여, 매칭 유지(S220), 매칭 변경(S230), 매칭 오류(S240) 중 어느 하나로 상태를 천이시킬지를 결정한다. 매칭검사 모듈(120)은, 매칭 조건을 고려하여 상태 천이 여부를 결정할 수 있다. 매칭되는 링크는, 하나 이상의 매칭 후보 링크에 대하여, 시작 위치 데이터와의 거리, 연속적인 위치 데이터의 방향 비교, 위치 데이터의 포함 여부를 기초하여 판단될 수 있다.
도 8은, 상태 천이 모델의 각 상태를 설명하기 위한 예시도이다.
링크 매칭(S210) 상태는, 최소거리링크탐색 모듈(110)을 통해 궤적의 특정한 위치 데이터가 특정 링크와 매칭된 상태이다. 도 8(a)의 예에서, GPS1으로 표시된 위치 데이터가, Link 1으로 표시된 링크와 매칭되어 링크 매칭(S210) 상태이다.
매칭 유지(S220) 상태는, 이전에 이미 매칭된 링크가 궤적의 새로운 위치 데이터와도 여전히 매칭되는 상태이다. 매칭검사 모듈(120)은, 이미 매칭된 위치 데이터 이후의 위치 데이터의 매칭 조건을 고려하여, 기존에 매칭된 링크가 여전히 매칭되는 상태일 때 매칭 유지(S220) 상태로 천이시킨다. 새로운 위치 데이터가 기존의 매칭된 링크의 링크 범위에 속하면서, 링크와의 거리가 가깝고, 방향이 유사하면, 매칭 유지될 수 있다. 도 8(b)의 예에서, GPS1으로 표시된 위치 데이터 이후에 GPS2으로 표시된 위치 데이터가, Link 1으로 표시된 기존 매칭된 링크와 그대로 매칭되어 매칭 유지(S220) 상태로 천이된다.
매칭 변경(S230) 상태는, 궤적의 새로운 위치 데이터가, 이전에 매칭된 링크 이외의 다른 링크로 매칭을 변경해야 하는 상태이다. 매칭검사 모듈(120)은, 이미 매칭된 위치 데이터 이후의 위치 데이터가, 기존에 매칭된 링크의 링크 범위를 벗어나는 지 계산하여, 벗어나는 경우에는 매칭 변경(S230) 상태로 천이시킨다. 매칭 변경(S230) 상태로 천이되면, 다음링크탐색 모듈(130)이 동작한다.
매칭 변경(S230) 상태가 되면 현재 매칭된 링크와 궤적의 위치 데이터의 매칭 정보를 저장하고, 다음링크탐색 모듈(130)이 동작한다.
다음링크탐색 모듈(130)은, 현재 링크와 연결된 다음 링크를 찾는다. 표준 노드-링크에는 각 링크에 다음 링크와 이전 링크의 연결 관계가 포함되어 있다. 다음링크탐색 모듈(130)은, 표준 노드-링크의 링크 연결 관계를 기초하여, 다음 매칭이 될 후보 링크를 찾을 수 있다. 다음링크탐색 모듈(130)은, 후보 링크 중 매칭 조건을 고려하여 위치 데이터와 다른 링크를 매칭시킨다. 도 8(c)의 예에서, GPS2으로 표시된 위치 데이터 이후에 GPS3으로 표시된 위치 데이터가, Link 1의 링크 범위에 속하지 않아 매칭 변경(S230) 상태로 천이되었고, 다음링크탐색 모듈(130)을 통해 링크 조건에 따라 Link 2로 표시된 새로운 링크와 매칭된다.
여기서 다음링크탐색 모듈(130)을 통해 매칭된 링크는 현재 매칭된 링크로 하여 매칭 정보를 데이터베이스(400)에 저장한다.
도 9는, 다음링크탐색 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 도 9를 참조하면, 매칭검사 모듈(120)은, Link1로 표시된 현재 매칭된 링크와 GPS3으로 표시된 위치 데이터를 비교하여, GPS3으로 표시된 위치 데이터가 현재 매칭된 링크의 링크 범위에 속하지 않으므로, 매칭 변경(S230)상태로 천이시킨다. 또한 다음링크탐색 모듈(130)은, 매칭 변경(S230)상태에서, Link1로 표시된 현재 매칭된 링크와 연결된 Link2로 표시된 링크를 비교하여 매칭 조건을 충족하였으므로, GPS3로 표시된 위치 데이터를, Link2로 표시된 링크와 매칭시키고, 매칭된 링크를 현재 매칭된 링크로 저장한다.
즉, 매칭 변경(S230) 상태로 천이되면, 바로 다음 위치 데이터를 확인하지 않고, 다음링크탐색 모듈(130)을 통해 링크를 매칭시킨 이후 다음 위치 데이터에 관하여 매칭 여부를 판단한다.
매칭 유지(S220) 또는 매칭 변경(S230) 상태에서, 오차검사 모듈(140)이 동작하여, 매칭 오류(S240) 상태로 천이할지를 결정할 수 있다.
매칭검사 모듈(120)은, 매칭 유지(S220) 또는 매칭 변경(S230) 상태에서, 위치 데이터가, 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터로 판단된 경우에는, 오차검사 모듈(140)에 신호를 전송한다.
오차검사 모듈(140)은, 매칭검사 모듈(120)로부터 신호를 수신하면, 매칭 오류(S240) 상태로 천이할지를 결정할 수 있다.
매칭 오류(S240) 상태는, 현재 링크에서 궤적의 위치 데이터가 한계값(threshold value)보다 큰 경우의 상태이다. 예를 들어, 판단 대상인 위치 데이터와 현재 매칭된 링크와의 거리를 산출하여, 해당 거리가 한계값을 초과하는 경우가 이에 해당한다. 도심지에서 고가 도로등이 다른 도로와 겹쳐 있는 상황에서 매칭 오류로 인해 잘못된 링크와 매칭되는 경우가 이에 해당한다.
오차검사 모듈(140)은, 매칭된 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터와 매칭된 링크와의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 경우, 두 가지 중 하나로 결정할 수 있다.
한계값을 벗어나는 제2 위치 데이터 이후의 제3 위치 데이터가, 매칭된 링크와 한계값 이내의 위치에 관한 데이터인 경우에는, 제2 위치 데이터를 이상치로 판단한다. 이 때, 이상치 이후의 제3 위치 데이터부터는 기존의 링크 매칭 상태를 유지할 수 있다.
또한, 한계값을 벗어나는 제2 위치 데이터 이후의 제3 위치 데이터가, 제1 위치 데이터와 비교하여, 다시 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 경우, 오차검사 모듈(140)은, 매칭 오류(S240) 상태로 상태 천이시킬 수 있다. 이 때, 제3 위치 데이터는, 하나 이상의 일정 개수의 위치 데이터일 수 있다. 예를 들어, 매칭 유지(S220) 상태 이후에 3개의 위치 데이터가 연속하여 현재 매칭된 링크의 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 경우에는, 매칭 오류로 판단할 수 있다. 여기서 제2 및 제3 위치 데이터의 개수는, 오차검사 모듈(140)에서 초기 정보로 설정될 수 있다. 또는, 제2 및 제3 위치 데이터의 개수는, 사용자 단말에서 입력된 입력 정보로 설정될 수 있다.
도 10은, 오차검사 모듈의 동작을 설명하기 위한 예시도이다. 도 10을 참조하면, GPS1 및 GPS2로 표시된 제1 위치 데이터 이후에 GPS3으로 표시된 한계값을 벗어나는 제2 위치 데이터, 그 이후에 GPS4 및 GPS5로 표시된 제3 위치 데이터에 관하여 설명한다. 이 때, 제1 위치 데이터는, Link1로 표시된 링크와 매칭되어 있다. 오차검사 모듈(140)은, 제3 위치 데이터가 제1 위치 데이터의 한계값 이내일 경우에는 제2 위치 데이터를 이상치로 판단할 수 있다. 또한, 오차검사 모듈(140)은, 제3 위치 데이터가 제1 위치 데이터의 한계값을 벗어나는 경우에는, 매칭 오류(S240) 상태로 상태 천이 시킬 수 있다.
오차검사 모듈(140)은, 이처럼 소수의 이상치에 대해서는 매칭 오류(S240) 단계로 천이시키지 않도록 하여 불필요한 상태 천이를 방지할 수 있다.
매칭 오류(S240)단계로 천이되면, 최소거리링크탐색 모듈(110)이 동작한다. 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 매칭 오류로 판단된 제3 위치 데이터에 대하여 다시 최소거리링크를 탐색하여 매칭을 시도한다. 여기서 제3 위치 데이터가 복수 개일 경우에는, 최소거리링크탐색 모듈(110)은, 매칭 오류로 판단된 제3 위치 데이터 중 마지막 위치 데이터에 대하여 다시 최소거리링크를 탐색하여 매칭을 시도할 수 있다.
도 11은, 위치 데이터 및 궤적 데이터의 매칭 순서를 설명하기 위한 순서도이다. 이하에서는 도 11의 예시를 참조하여 궤적 데이터를 통해 서버의 전체 동작 과정을 설명한다. 매칭 서버(100)는, GPS1-8로 표시된 위치 데이터를 순차적으로 판단한다.
궤적 데이터가 입력되면, 최소거리링크탐색 모듈(110)은, GPS1로 표시된 위치 데이터와 Link1로 표시된 링크를 매칭시키고, 링크 매칭(S210) 상태로 천이시킨다. 이때 Link1은 현재 매칭된 링크로 저장된다.
링크 매칭(S210) 상태에서는, 매칭검사 모듈(120)이 동작한다.
매칭검사 모듈(120)은, GPS2로 표시된 위치 데이터를 검사하여, Link1로 표시된 현재 매칭된 링크와 비교하여 매칭이 적합하다고 판단하여 매칭 유지(S220) 상태로 천이시킨다. 이때, 현재 매칭된 링크는 Link1이다.
매칭 유지(S220) 상태에서는, 매칭검사 모듈(120), 오차검사 모듈(140) 등이 동작한다.
매칭검사 모듈(120)은, GPS3로 표시된 위치 데이터를 검사하여, Link1로 표시된 현재 매칭된 링크와 비교하여 현재 매칭된 링크의 링크 범위를 벗어났으므로, 매칭 변경(S230) 상태로 천이시키고, 오차검사 모듈(140)에 신호를 전송한다. 이때, 현재 매칭된 링크는 Link1이다.
매칭 변경(S230) 상태로 천이될 때, 다음링크탐색 모듈(130)이 동작하여, 다음링크탐색 모듈(130)은, GPS3로 표시된 위치 데이터와 Link2로 표시된 링크를 매칭시킨다. 이때 Link2은 현재 매칭된 링크로 저장된다.
매칭 변경(S230) 상태에서는, 매칭검사 모듈(120), 오차검사 모듈(140) 등이 동작한다.
매칭검사 모듈(120)은, GPS4로 표시된 위치 데이터를 검사하여, Link2로 표시된 현재 매칭된 링크와 비교하여 매칭이 적합하다고 판단하여 매칭 유지(S220) 상태로 천이시킨다. 이때, 현재 매칭된 링크는 Link2이다.
매칭 유지(S220) 상태에서는, 매칭검사 모듈(120), 오차검사 모듈(140) 등이 동작한다.
매칭검사 모듈(120)은, GPS5로 표시된 위치 데이터를 검사하여, GPS4로 표시된 위치 데이터와 비교하여, 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터로 판단하여, 오차검사 모듈(140)에 신호를 전송한다.
오차검사 모듈(140)은, GPS6으로 표시된 위치 데이터를 검사하여, GPS4로 표시된 위치 데이터와 비교하여, 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터로 판단하여, 매칭 오류(S240) 상태로 천이 시킨다.
매칭 오류(S240) 상태에서는, 최소거리링크탐색 모듈(110)이 동작한다.
최소거리링크탐색 모듈(110)은, GPS6으로 표시된 위치 데이터와 Link3로 표시된 링크를 매칭시키고, 링크 매칭(S210) 상태로 천이시킨다. 이때 Link3은 현재 매칭된 링크로 저장된다.
매칭검사 모듈(120)은, GPS7로 표시된 위치 데이터를 검사하여, Link3로 표시된 현재 매칭된 링크와 비교하여 매칭이 적합하다고 판단하여 매칭 유지(S220) 상태로 천이시킨다. 이때, 현재 매칭된 링크는 Link3이다.
매칭검사 모듈(120)은, GPS8로 표시된 위치 데이터를 검사하여, Link3로 표시된 현재 매칭된 링크와 비교하여 매칭이 적합하다고 판단하여 매칭 유지(S220) 상태를 유지시킨다. 이때, 현재 매칭된 링크는 Link3이다.
GPS8로 표시된 위치 데이터는 궤적 데이터의 마지막 위치 데이터이므로, 매칭이 완료된다.
최종적으로 도 11의 예시에서, 궤적 데이터는 Link1, Link2, Link3으로 매칭된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 도로 네트워크 매칭 시스템 및 방법을 이용한 매칭 정확도 및 매칭 속도에 관한 실험을 진행하였다.
실험 환경은 하기의 [표 1]에 나타난 바와 같다.
- 실험 환경
구분 특징
OS Ubuntu 20.04.1 LTS
CPU INTEL(R) Core(TM) i7-9700 CPU 3.00GHZ
RAM 32G
SDD 1TB NVMe SSD
Dataset Wedrive 궤적 데이터 2,525 개
Programming Language 제안 방법 : Python
기존 방법 : C++
제안하는 방법을 테스트 하기 위해서 Python으로 구현하였고, 기존 연구인 빠르게 매칭하면서 정확성이 높은 FMM과 대비하는 실험이다. 실험은 매칭 정확도와 매칭 속도를 비교하였는데 매칭 정확도는 각 실험이 사용되는 방법마다 매칭되는 링크 수가 달라 Ture Positive와 False Positve 즉, 정상 매칭된 것과 잘못 매칭된 것을 확인하였고, 매칭 속도는 궤적 하나당 매칭 평균 속도를 비교하였다.매칭 속도 비교에 관한 실험 결과는 하기의 [표 2]에 나타난 바와 같다. 단위는 초이다.
모델 궤적당 평균 소요 시간[단위:sec]
FMM(C++) 0.409
본 발명(Python3) 0.019
매칭 정확도 비교에 관한 실험 결과는 하기의 [표 3]에 나타난 바와 같다. 단위는 링크 수 이다.
모델 True Positive[단위:링크 수] False Positive[단위:링크 수]
FMM(C++) 140 65
본 발명(Python3) 135 2
본 실험에서는, 2,525개의 궤적 데이터를 대상으로 FMM과 제안하는 본 발명의 매칭 속도를 비교하였다. FMM의 궤적당 평균 소요시간은 0.409초, 제안하는 본 발명의 궤적당 평균 소요시간은 0.019초가 소요되었음을 나타낸다.매칭 정확도 측면에서는, 실제 매칭 되어야 하는 링크 수는 150개일 때, FMM의 정상 매칭된 링크 수는 140개, 잘못 매칭된 링크 수는 65개이고, 제안하는 본 발명의 정상 매칭된 링크 수는 135개, 잘못 매칭된 링크 수는 2개로 나타났다.실험 결과에 따르면, 매칭 속도 측면에서 제안하는 본 발명은 기존 FMM 방법 대비 20배 빠르며, 매칭 정확도 측면에서 제안하는 본 발명의 링크 매칭 수가 5개 더 적지만, 잘못 매칭된 링크 수는 2개로 거의 오류가 발생하지 않는 것을 볼 수 있다.기존 FMM 모델은 모든 포인트에 대하여 매칭을 시키려고 하기 때문에 링크 데이터가 없는 곳이나, 궤적 데이터가 없는 상황에서 매칭을 수행하여 잘못 매칭 되는 경우가 발생하여 False Positive가 많은 것을 확인 할 수 있다.
제안하는 본 발명은 궤적데이터의 대해서 잘못 매칭하는 것을 방지하기 위해서 매칭 오류가 판별되면, 링크 매칭을 하지 않고 최소거리링크탐색 모듈(110)을 통해 올바른 링크를 찾아낸 후 매칭을 수행하여 기존 FMM 보다 정상매칭 수는 다소 적지만 잘못 매칭되는 False Positive가 극히 적은 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 매칭 결과는 기계학습에서 학습 데이터로 활용되어 예측하는 작업이 이루어질 수 있다. 이 때문에, False Positive가 많으면, 학습 데이터가 오류가 많아 예측도 잘 이루어 지지 않기 때문에 False Positive를 줄이는 것이 중요하다.
또한, 본 발명은 그리드 색인을 이용하여 계산량을 감소시키고, 때문에 기준이 되는 링크를 통해 특정 계산만으로 링크와 위치 데이터의 매칭을 판단하고, 오류가 발생한 경우에만 여러 링크들과 비교하여 속도가 빠른 것으로 나타난다.
이처럼 매칭 서버(100)는, 입력된 궤적 데이터에 대하여 모든 궤적의 위치 데이터를 확인하면, 한 궤적에 대한 매칭된 링크 데이터를 얻어 출력부(300)를 통해 매칭된 링크 데이터를 출력할 수 있다.
출력부(300)에서 출력된 매칭된 링크 데이터는 기계학습의 학습 데이터로 활용되어 도로의 속도를 예측하는 데 활용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않고 효과를 저해하지 않는 한, 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 또한 그러한 실시 예가 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (10)

  1. 궤적 데이터에 대한 도로 네트워크 매칭 시스템에 있어서,
    궤적 데이터를 입력 받는 입력부;
    그리드 색인(Grid Index)을 이용하여 입력된 상기 궤적 데이터의 매칭 후보 링크를 도출하고, 상기 궤적 데이터에 포함된 위치 데이터의 상태를 순차적으로 천이시키면서 상기 위치 데이터와 상기 매칭 후보 링크 중 어느 하나를 매칭시키는 매칭 서버;
    상기 궤적 데이터에 포함된 상기 위치 데이터에 매칭된 링크의 집합을 출력하는 출력부; 및
    상기 매칭 서버에서 상기 위치 데이터에 대하여 현재 매칭된 링크를 저장하는 데이터베이스를 포함하는, 도로 네트워크 매칭 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매칭 서버는,
    상기 궤적 데이터에 포함된 연속적인 위치 데이터와 링크를 매칭하기 위해서, 그리드 색인을 이용하여 매칭 후보 링크를 도출하는 최소거리링크탐색 모듈;
    위치 데이터에 매칭된 링크가 있는 경우 상기 매칭된 링크의 매칭을 유지할지 또는 상기 매칭된 링크 이외의 다른 링크로 매칭을 변경할지를 결정하는 매칭검사 모듈;
    위치 데이터 매칭된 링크 이외의 다른 링크로 매칭 변경이 필요하면, 상기 매칭된 링크와 연결된 링크 중 어느 하나를 상기 위치 데이터와 매칭하는 다음링크탐색 모듈; 및
    위치 데이터가 이상치인 경우, 위치 데이터의 한계값을 고려하여 매칭 오류 상태로 천이할지를 결정하는 오차검사 모듈을 포함하는, 도로 네트워크 매칭 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최소거리링크탐색 모듈은,
    상기 궤적 데이터의 시작 위치를 나타내는 시작 위치 데이터 또는 매칭 오류 상태일 경우, 위치 데이터의 위치를 포함하는 그리드 셀 및 상기 그리드 셀과 인접한 셀을 구분하고, 상기 그리드 셀 및 상기 인접한 셀에 포함된 매칭 후보 링크 중에서 링크를 매칭하여 링크 매칭 상태로 천이시키는, 도로 네트워크 매칭 시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 매칭검사 모듈은,
    제1 위치 데이터에 매칭된 제1 링크가, 상기 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터에도 매칭될 수 있는지 판단하여 매칭 유지, 매칭 변경 중 하나의 상태로 천이시키거나, 상기 제2 위치 데이터와 상기 제1 링크의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인지를 판단하는, 도로 네트워크 매칭 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다음링크탐색 모듈은,
    상기 매칭 변경 상태로 천이되면, 제1 위치 데이터에 매칭된 제1 링크와 연결된 하나 이상의 제2 링크 중에서, 상기 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터에 매칭될 수 있는 링크를 탐색하는, 도로 네트워크 매칭 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 오차검사 모듈은,
    상기 매칭검사 모듈이 상기 제2 위치 데이터와 상기 제1 링크의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 것으로 판단하면, 상기 제2 위치 데이터 이후의 상기 제3 위치 데이터가 나타내는 위치에 따라 매칭 오류 상태로 천이할지를 결정하는, 도로 네트워크 매칭 시스템.
  7. 매칭 서버가, 입력부로부터 궤적 데이터를 입력 받는 단계;
    상기 매칭 서버가, 그리드 색인을 이용하여 입력된 상기 궤적 데이터와 매칭될 수 있는 매칭 후보 링크를 도출하고, 상기 궤적 데이터에 포함된 위치 데이터의 상태를 순차적으로 천이시키면서 상기 위치 데이터와 상기 매칭 후보 링크 중 어느 하나를 매칭시키는 단계;
    상기 매칭 서버가, 상기 위치 데이터에 대하여 매칭된 링크를 데이터베이스에 저장하는 단계; 및
    상기 매칭 서버가, 출력부를 통해 상기 궤적 데이터에 포함된 상기 위치 데이터에 매칭된 링크의 집합을 출력하는 단계를 포함하는, 도로 네트워크 매칭 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 매칭시키는 단계는,
    상기 매칭 서버가, 그리드 색인을 통해 상기 위치 데이터가 포함된 제1셀 및 상기 제1셀과 인접한 제2셀을 구분하는 단계;
    상기 매칭 서버가, 상기 제1셀 및 상기 제2셀에 포함된 매칭 후보 링크를 도출하는 단계; 및
    상기 매칭 서버가, 상기 매칭 후보 링크 중에서 상기 위치 데이터와 링크의 거리, 상기 연속적인 위치 데이터의 방향, 및 상기 링크의 범위를 기초하여 링크를 매칭하는 단계를 포함하는, 도로 네트워크 매칭 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 매칭시키는 단계는,
    상기 매칭 서버가, 제1 위치 데이터에 매칭된 제1 링크가, 상기 제1 위치 데이터 이후의 제2 위치 데이터에도 매칭될 수 있는지 판단하는 단계;
    상기 매칭 서버가, 상기 제1 링크가 상기 제2 위치 데이터에 매칭 가능하면 매칭 유지 단계로 천이시키는 단계; 및
    상기 매칭 서버가, 상기 제1 링크의 범위에 상기 제2 위치 데이터가 포함되지 않으면, 매칭 변경 단계로 천이시키고, 상기 제1 링크와 연결된 제2 링크와 상기 제2 위치 데이터를 매칭시키는 단계를 포함하는, 도로 네트워크 매칭 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 매칭시키는 단계는,
    상기 매칭 서버가, 상기 제2 위치 데이터와 상기 제1 링크의 거리가 한계값을 벗어나는 위치에 관한 데이터인 것으로 판단하면, 상기 제2 위치 데이터 이후의 상기 제3 위치 데이터가 나타내는 위치에 따라 매칭 오류 상태로 천이할지를 결정하는 단계를 포함하는, 도로 네트워크 매칭 방법.
PCT/KR2021/016413 2021-10-20 2021-11-11 궤적 데이터 도로 네트워크 매칭 방법 및 시스템 WO2023068430A1 (ko)

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