交通數(shù)據(jù)的地圖匹配算法研究

買庚辰　王超

摘 要：城市智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)為用戶提供最準(zhǔn)確的道路交通信息。在分析地圖匹配問題產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，闡述了地圖匹配算法解決車輛在地圖上位置定位的基本思想和判斷依據(jù)，設(shè)計(jì)了交通引導(dǎo)系統(tǒng)中便于實(shí)現(xiàn)的地圖匹配算法，通過引入行駛方向和駕車軌跡，地圖匹配算法改進(jìn)后提高了車輛定位的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的地圖匹配算法能夠很好的完成交通引導(dǎo)系統(tǒng)中車輛位置在地圖顯示中的定位匹配任務(wù)。

關(guān)鍵詞：地圖匹配 行駛方向 駕車軌跡 定位匹配

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0013-02

智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)是一個(gè)融合了車輛GPS定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合MapInfo電子地圖，為用戶提供優(yōu)化、準(zhǔn)確的道路交通信息服務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)通過導(dǎo)航生成GPS數(shù)據(jù)，獲取車輛行駛信息，通過對交通數(shù)據(jù)的處理實(shí)現(xiàn)在客戶端地圖中顯示車輛位置、方向和目的地等，并在地圖上顯示出滿足要求的行駛路線。

路網(wǎng)中行駛的車輛位置坐標(biāo)定位在電子地圖上不可避免的存在誤差，因?yàn)椋海?）車輛GPS數(shù)據(jù)和電子地圖數(shù)據(jù)所采用的坐標(biāo)系可能不同，車輛的坐標(biāo)位置顯示在電子地圖上會(huì)發(fā)生偏移；（2）電子地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)存在誤差。交通引導(dǎo)系統(tǒng)采用基于的電子地圖，生成電子地圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于高精度衛(wèi)星地形圖。地形衛(wèi)星圖片要經(jīng)過掃描和柵格化等多重處理，每個(gè)處理環(huán)節(jié)不可避免的產(chǎn)生誤差；（3）GPS定位誤差。車輛通過GPS定位時(shí)，車輛位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)受到地形因素等的影響。通常，車輛GPS定位精度誤差范圍一般在15～30 m之間。因此，車輛行車數(shù)據(jù)在地圖上顯示時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。

因此，通過地圖匹配算法將車輛的行車數(shù)據(jù)與電子地圖中的道路數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，從而判斷車輛在地圖上顯示時(shí)相對準(zhǔn)確的位置坐標(biāo)。

1 地圖匹配算法分析

地圖匹配算法通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將車輛位置坐標(biāo)精確定位在路段或交叉口上。

1.1 地圖匹配算法的原理

地圖匹配算法借助電子地圖提供的高精度道路交通數(shù)據(jù)來提高車輛的定位精度，利用已經(jīng)確定的地理坐標(biāo)如交叉口，路段分段的結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，通過一定的算法，確定車輛的地圖位置。同時(shí)它需要滿足：（1）所需匹配地圖位置坐標(biāo)的車輛總是行駛在道路上；（2）采用的電子地圖道路數(shù)據(jù)的精度不低于車輛GPS定位的精度；（3）具備適用于地圖匹配的具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的道路交通網(wǎng)絡(luò)模型。

地圖匹配算法的基本思想是：通過采集車輛在路段中行駛的坐標(biāo)位置，判斷車輛通行軌跡與電子地圖路段的相關(guān)性。以待匹配車輛在地圖上的位置坐標(biāo)或該車輛行駛歷史路線為樣本，獲取到車輛周圍的路段和路段間的交叉點(diǎn)，再將分段道路的數(shù)據(jù)作為模板，將樣本與模板按照一定條件進(jìn)行匹配，從而確定車輛當(dāng)前行駛路段，并將車輛投影到該路段的相應(yīng)位置上。根據(jù)車輛歷史位置定位時(shí)為了保證有效性，地圖匹配應(yīng)該滿足兩個(gè)要求：（1）車輛初始位置確定；（2）每隔一段時(shí)間對地圖中車輛位置進(jìn)行重新匹配修正，以降低位置偏差[1-3]。

4 結(jié)語

討論了城市智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)的地圖匹配問題解決方案。首先對地圖匹配問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，闡述了地圖匹配算法解決車輛在地圖上位置定位的基本思想和判斷依據(jù)；然后在滿足地圖匹配的前提條件下，設(shè)計(jì)了在交通引導(dǎo)系統(tǒng)中便于實(shí)現(xiàn)的地圖匹配算法；最后為了進(jìn)一步提高車輛定位的準(zhǔn)確性，引入了行駛方向和駕車軌跡等因素，對地圖匹配算法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的地圖匹配算法能夠很好的完成交通引導(dǎo)系統(tǒng)中車輛位置在地圖顯示中定位匹配的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 常菲.綜合地圖匹配定位技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，19：200-202.

[2] 劉志德.地圖誤差對地圖匹配質(zhì)量的影響[J].測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2008，25（5）：340-343.

[3] 荊濤.車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中地圖匹配的研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008，17（7）：1-5.endprint

摘 要：城市智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)為用戶提供最準(zhǔn)確的道路交通信息。在分析地圖匹配問題產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，闡述了地圖匹配算法解決車輛在地圖上位置定位的基本思想和判斷依據(jù)，設(shè)計(jì)了交通引導(dǎo)系統(tǒng)中便于實(shí)現(xiàn)的地圖匹配算法，通過引入行駛方向和駕車軌跡，地圖匹配算法改進(jìn)后提高了車輛定位的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的地圖匹配算法能夠很好的完成交通引導(dǎo)系統(tǒng)中車輛位置在地圖顯示中的定位匹配任務(wù)。

關(guān)鍵詞：地圖匹配 行駛方向 駕車軌跡 定位匹配

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0013-02

智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)是一個(gè)融合了車輛GPS定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合MapInfo電子地圖，為用戶提供優(yōu)化、準(zhǔn)確的道路交通信息服務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)通過導(dǎo)航生成GPS數(shù)據(jù)，獲取車輛行駛信息，通過對交通數(shù)據(jù)的處理實(shí)現(xiàn)在客戶端地圖中顯示車輛位置、方向和目的地等，并在地圖上顯示出滿足要求的行駛路線。

路網(wǎng)中行駛的車輛位置坐標(biāo)定位在電子地圖上不可避免的存在誤差，因?yàn)椋海?）車輛GPS數(shù)據(jù)和電子地圖數(shù)據(jù)所采用的坐標(biāo)系可能不同，車輛的坐標(biāo)位置顯示在電子地圖上會(huì)發(fā)生偏移；（2）電子地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)存在誤差。交通引導(dǎo)系統(tǒng)采用基于的電子地圖，生成電子地圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于高精度衛(wèi)星地形圖。地形衛(wèi)星圖片要經(jīng)過掃描和柵格化等多重處理，每個(gè)處理環(huán)節(jié)不可避免的產(chǎn)生誤差；（3）GPS定位誤差。車輛通過GPS定位時(shí)，車輛位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)受到地形因素等的影響。通常，車輛GPS定位精度誤差范圍一般在15～30 m之間。因此，車輛行車數(shù)據(jù)在地圖上顯示時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。

因此，通過地圖匹配算法將車輛的行車數(shù)據(jù)與電子地圖中的道路數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，從而判斷車輛在地圖上顯示時(shí)相對準(zhǔn)確的位置坐標(biāo)。

1 地圖匹配算法分析

地圖匹配算法通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將車輛位置坐標(biāo)精確定位在路段或交叉口上。

1.1 地圖匹配算法的原理

地圖匹配算法借助電子地圖提供的高精度道路交通數(shù)據(jù)來提高車輛的定位精度，利用已經(jīng)確定的地理坐標(biāo)如交叉口，路段分段的結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，通過一定的算法，確定車輛的地圖位置。同時(shí)它需要滿足：（1）所需匹配地圖位置坐標(biāo)的車輛總是行駛在道路上；（2）采用的電子地圖道路數(shù)據(jù)的精度不低于車輛GPS定位的精度；（3）具備適用于地圖匹配的具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的道路交通網(wǎng)絡(luò)模型。

地圖匹配算法的基本思想是：通過采集車輛在路段中行駛的坐標(biāo)位置，判斷車輛通行軌跡與電子地圖路段的相關(guān)性。以待匹配車輛在地圖上的位置坐標(biāo)或該車輛行駛歷史路線為樣本，獲取到車輛周圍的路段和路段間的交叉點(diǎn)，再將分段道路的數(shù)據(jù)作為模板，將樣本與模板按照一定條件進(jìn)行匹配，從而確定車輛當(dāng)前行駛路段，并將車輛投影到該路段的相應(yīng)位置上。根據(jù)車輛歷史位置定位時(shí)為了保證有效性，地圖匹配應(yīng)該滿足兩個(gè)要求：（1）車輛初始位置確定；（2）每隔一段時(shí)間對地圖中車輛位置進(jìn)行重新匹配修正，以降低位置偏差[1-3]。

4 結(jié)語

討論了城市智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)的地圖匹配問題解決方案。首先對地圖匹配問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，闡述了地圖匹配算法解決車輛在地圖上位置定位的基本思想和判斷依據(jù)；然后在滿足地圖匹配的前提條件下，設(shè)計(jì)了在交通引導(dǎo)系統(tǒng)中便于實(shí)現(xiàn)的地圖匹配算法；最后為了進(jìn)一步提高車輛定位的準(zhǔn)確性，引入了行駛方向和駕車軌跡等因素，對地圖匹配算法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的地圖匹配算法能夠很好的完成交通引導(dǎo)系統(tǒng)中車輛位置在地圖顯示中定位匹配的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 常菲.綜合地圖匹配定位技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，19：200-202.

[2] 劉志德.地圖誤差對地圖匹配質(zhì)量的影響[J].測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2008，25（5）：340-343.

[3] 荊濤.車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中地圖匹配的研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008，17（7）：1-5.endprint

摘 要：城市智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)為用戶提供最準(zhǔn)確的道路交通信息。在分析地圖匹配問題產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，闡述了地圖匹配算法解決車輛在地圖上位置定位的基本思想和判斷依據(jù)，設(shè)計(jì)了交通引導(dǎo)系統(tǒng)中便于實(shí)現(xiàn)的地圖匹配算法，通過引入行駛方向和駕車軌跡，地圖匹配算法改進(jìn)后提高了車輛定位的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的地圖匹配算法能夠很好的完成交通引導(dǎo)系統(tǒng)中車輛位置在地圖顯示中的定位匹配任務(wù)。

關(guān)鍵詞：地圖匹配 行駛方向 駕車軌跡 定位匹配

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（b）-0013-02

智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)是一個(gè)融合了車輛GPS定位技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合MapInfo電子地圖，為用戶提供優(yōu)化、準(zhǔn)確的道路交通信息服務(wù)平臺(tái)。系統(tǒng)通過導(dǎo)航生成GPS數(shù)據(jù)，獲取車輛行駛信息，通過對交通數(shù)據(jù)的處理實(shí)現(xiàn)在客戶端地圖中顯示車輛位置、方向和目的地等，并在地圖上顯示出滿足要求的行駛路線。

路網(wǎng)中行駛的車輛位置坐標(biāo)定位在電子地圖上不可避免的存在誤差，因?yàn)椋海?）車輛GPS數(shù)據(jù)和電子地圖數(shù)據(jù)所采用的坐標(biāo)系可能不同，車輛的坐標(biāo)位置顯示在電子地圖上會(huì)發(fā)生偏移；（2）電子地圖坐標(biāo)數(shù)據(jù)存在誤差。交通引導(dǎo)系統(tǒng)采用基于的電子地圖，生成電子地圖的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于高精度衛(wèi)星地形圖。地形衛(wèi)星圖片要經(jīng)過掃描和柵格化等多重處理，每個(gè)處理環(huán)節(jié)不可避免的產(chǎn)生誤差；（3）GPS定位誤差。車輛通過GPS定位時(shí)，車輛位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)會(huì)受到地形因素等的影響。通常，車輛GPS定位精度誤差范圍一般在15～30 m之間。因此，車輛行車數(shù)據(jù)在地圖上顯示時(shí)會(huì)出現(xiàn)偏差。

因此，通過地圖匹配算法將車輛的行車數(shù)據(jù)與電子地圖中的道路數(shù)據(jù)聯(lián)系起來，從而判斷車輛在地圖上顯示時(shí)相對準(zhǔn)確的位置坐標(biāo)。

1 地圖匹配算法分析

地圖匹配算法通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將車輛位置坐標(biāo)精確定位在路段或交叉口上。

1.1 地圖匹配算法的原理

地圖匹配算法借助電子地圖提供的高精度道路交通數(shù)據(jù)來提高車輛的定位精度，利用已經(jīng)確定的地理坐標(biāo)如交叉口，路段分段的結(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，通過一定的算法，確定車輛的地圖位置。同時(shí)它需要滿足：（1）所需匹配地圖位置坐標(biāo)的車輛總是行駛在道路上；（2）采用的電子地圖道路數(shù)據(jù)的精度不低于車輛GPS定位的精度；（3）具備適用于地圖匹配的具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的道路交通網(wǎng)絡(luò)模型。

地圖匹配算法的基本思想是：通過采集車輛在路段中行駛的坐標(biāo)位置，判斷車輛通行軌跡與電子地圖路段的相關(guān)性。以待匹配車輛在地圖上的位置坐標(biāo)或該車輛行駛歷史路線為樣本，獲取到車輛周圍的路段和路段間的交叉點(diǎn)，再將分段道路的數(shù)據(jù)作為模板，將樣本與模板按照一定條件進(jìn)行匹配，從而確定車輛當(dāng)前行駛路段，并將車輛投影到該路段的相應(yīng)位置上。根據(jù)車輛歷史位置定位時(shí)為了保證有效性，地圖匹配應(yīng)該滿足兩個(gè)要求：（1）車輛初始位置確定；（2）每隔一段時(shí)間對地圖中車輛位置進(jìn)行重新匹配修正，以降低位置偏差[1-3]。

4 結(jié)語

討論了城市智能交通引導(dǎo)系統(tǒng)的地圖匹配問題解決方案。首先對地圖匹配問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，闡述了地圖匹配算法解決車輛在地圖上位置定位的基本思想和判斷依據(jù)；然后在滿足地圖匹配的前提條件下，設(shè)計(jì)了在交通引導(dǎo)系統(tǒng)中便于實(shí)現(xiàn)的地圖匹配算法；最后為了進(jìn)一步提高車輛定位的準(zhǔn)確性，引入了行駛方向和駕車軌跡等因素，對地圖匹配算法進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。實(shí)驗(yàn)證明，改進(jìn)后的地圖匹配算法能夠很好的完成交通引導(dǎo)系統(tǒng)中車輛位置在地圖顯示中定位匹配的任務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 常菲.綜合地圖匹配定位技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，2004，19：200-202.

[2] 劉志德.地圖誤差對地圖匹配質(zhì)量的影響[J].測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2008，25（5）：340-343.

[3] 荊濤.車輛導(dǎo)航系統(tǒng)中地圖匹配的研究[J].鐵路計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2008，17（7）：1-5.endprint