车辆位置索引方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种车辆位置索引方法及装置。所述方法包括：实时获取车辆的位置信息，根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段；响应于监控到所述车辆进入所述当前路段，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，以及所述车辆进入该当前路段的时间；响应于监控到所述车辆离开该当前路段，在所述路段索引记录中增加所述车辆离开该当前路段的时间。本发明实施例的装置与上述方法对应。利用本发明实施例的方法和装置，可以改善车辆的空间索引。
【专利说明】车辆位置索引方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明是涉及空间位置索引的技术方案，更具体而言，涉及一种用于车辆位置索引的方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着GPS技术的发展，能够方便的对车辆轨迹进行实时监控，这也促进了车辆空间位置索引技术的快速发展。空间位置索引技术被广泛的用于车厂、物流公司和车辆运营服务商等领域。
[0003]车辆位置索引技术通常涉及两种时空数据:一种是更新频率慢的静态路网数据，数据量随时间变化缓慢，可做预处理；另一种是车辆的实时数据，比如GPS数据等，更新比较快，随着时间的增长数据量增长很快，需要对海量的车辆实时位置信息进行存储、查询。
[0004]为了能够提高存储、查询的实时性，现有的空间位置数据库都会引入网格索引(grid index)或者R树索引等常规的空间位置索引技术，然而，这些现有的索引技术有两个比较大的问题:一方面，索引的更新和维护的花销是巨大的，特别是处理海量的实时数据存储方面存在着很大的挑战；另一方面，当数据量非常大时，索引本身的也会变得非常庞大，从而会影响查询的性能。
[0005]可见，现有技术仍然存在着改进的空间，需要提供一种高效的建立车辆位置索引的技术方案。
【发明内容】
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种建立车辆位置索引的方法，包括:实时获取车辆的位置信息，根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段；响应于监控到所述车辆进入所述当前路段，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，以及所述车辆进入该当前路段的时间；响应于监控到所述车辆离开该当前路段，在所述路段索引记录中增加所述车辆离开该当前路段的时间。
[0007]根据本发明的另一个方面，提供了一种建立车辆位置索引的装置，包括:获取模块，配置为实时获取车辆的位置信息，根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段；索引记录建立模块，配置为响应于监控到所述车辆进入所述当前路段，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，以及所述车辆进入该当前路段的时间；索引记录维护模块，配置为响应于监控到所述车辆离开该当前路段，在所述路段索引记录中增加所述车辆离开该当前路段的时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0009]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图；
[0010]图2示出根据本发明一个实施例的建立车辆位置索引的方法流程图；
[0011]图3A示出根据一个实施例的路段划分示意图；
[0012]图3B示出根据一个实施例的车辆轨迹T与路段i的关系示意图；
[0013]图3C示出根据一个实施例包含车辆轨迹起点和终点的路段示意图；
[0014]图4示出了图2中步骤201的一个实施例；
[0015]图5示出根据一个实施例进行车辆路段匹配的示意图；
[0016]图6根据一个实施例的索引结构示意图；
[0017]图7示出根据本发明一个实施例的建立车辆位置索引的装置示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0019]所属【技术领域】的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即:可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
[0020]可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0021]计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0022]计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括一但不限于一无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
[0023]可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如”C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络一包括局域网(LAN)或广域网(WAN)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
[0024]下面将参照本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述本发明。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，这些计算机程序指令通过计算机或其它可编程数据处理装置执行，产生了实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的装置。
[0025]也可以把这些计算机程序指令存储在能使得计算机或其它可编程数据处理装置以特定方式工作的计算机可读介质中，这样，存储在计算机可读介质中的指令就产生出一个包括实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的指令装置(instruct1nmeans)的制造品(manufacture)。
[0026]也可以把计算机程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机或其它可编程装置上执行的指令能够提供实现流程图和/或框图中的方框中规定的功能/操作的过程。
[0027]图1示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机系统/服务器12的框图。图1显示的计算机系统/服务器12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
[0028]如图1所示，计算机系统/服务器12以通用计算设备的形式表现。计算机系统/服务器12的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
[0029]总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。
[0030]计算机系统/服务器12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机系统/服务器12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
[0031]系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM) 30和/或高速缓存存储器32。计算机系统/服务器12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图1中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如⑶-ROM，DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
[0032]具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
[0033]计算机系统/服务器12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机系统/服务器12交互的设备通信，和/或与使得该计算机系统/服务器12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口 22进行。并且，计算机系统/服务器12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机系统/服务器12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机系统/服务器12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
[0034]现在参看图2，其示出根据本发明一个实施例的建立车辆位置索引的方法流程图。如图2所示,该方法包括:
[0035]在步骤201中，实时获取车辆的位置信息，并根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段。在一个实施例中，是利用车辆上的GPS装置，周期性或者非周期性的实时获取车辆的位置信息。其中，由路网信息所划分出的路段信息包括多个路段以及各个路段的识别信息。
[0036]路网信息是来自于地理信息系统(GIS)中的空间数据，具有边(Edge)、节点(Node)等基本数据结构。其中的节点被定义为路与路的交点，路的方向性还决定了路段的有向性，故路段则被定义为相邻两个节点之间的有向边。
[0037]图3A示出的是在一个实施例中的路段划分示意图,如图3A所示,用黑色圆点表示节点，两个相邻节点之间的路就是路段。在图3A右边的图中示出的是路段的有向性，例如，节点N1、N2之间是双行道，故可划分出两个路段:N1->N2，N2_>N1。根据上述定义，本领域技术人员可以方便的根据路网信息进行路段划分从而得到路段信息。
[0038]按照本申请的一个实施例，在监控所述车辆在路段间的移动时，还可根据所述位置信息确定车辆所在的当前路段，以进行车辆位置和路段的匹配。
[0039]图3B示出的是在一个实施例中车辆轨迹T与路段i的关系示意图，对于实时获取的位置信息P，车辆的轨迹T以及路段i，总是存在如下关系:P e i,PeT =MeT，也就是说，根据实时获取的位置点P位于路段i，而且位置点P属于轨迹T，则可推断出轨迹T必然覆盖整个路段i。可见，车辆的移动轨迹是受限于路段的，如果排除GPS数据的误差，位置信息P必然要位于某个路段之上，因此，路段的封闭特性使得车辆的移动轨迹通常是从路段的一个节点进入，然后从另一节点出去。
[0040]在步骤202中，响应于监控到所述车辆进入所述当前路段，建立该当前路段的索引记录，所述索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，以及所述车辆进入该当前路段的时间。
[0041]对于通常的路段，在索引中记录步骤202中所描述的信息即可。然而，在一些特定情形下，车辆移动的轨迹不会完整的经过某一路段，例如，轨迹的起点或终点可能是一个路段中间的某一位置，因此，按照本申请的一个实施例，对于包括轨迹起点的路段而言，图2所示的方法还可包括:响应于监控到所述车辆在当前路段的中间出发，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，所述车辆在该当前路段的起始关联信息。起始关联信息包括但不限于起始段标识信息，起始位置，起始时间，以及起始位置信息。按照本申请的另一个实施例，对于包括轨迹终点的路段而言，图2所示的方法还可包括:响应于监控到所述车辆在当前路段的中间停止，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，所述车辆在该当前路段的停止关联信息。其中停止关联信息包括但不限于终止段标识信息，停止位置，停止时间，以及距离所述停止位置信息。
[0042]图3C示出的是按照本发明的一个实施例的包含车辆轨迹起点和终点的路段示意图，Ps是车辆Ml的轨迹T的起点，位于路段Rl上，且与Rl的起点距离为LI，则可建立起点Ps所在路段的索引:R1，Ml, S，LI，tl-t3，同理也可建立终点Pe所在的路段的索引:R2，Ml, E, L2, t7_t8。其中，S是起始端标识彳目息，E是终止段标识彳目息，L1、L2分别是表不起点和终点距离该路段一个端点的距离的起始位置信息或停止位置信息，tl是车辆Ml在路段Rl的起始时间，t8是车辆Ml在路段R2的停止时间。在后续进行空间数据查询时，可首先根据起始段或终止段识别信息识别出轨迹起始段(start segment)的索引或者轨迹终止段(end segment)的索引，然后根据起点、终点的位置信息做进一步的筛选，并返回相应的查询结果。
[0043]接下来，图2的方法还包括步骤203，在该步骤中，响应于所述车辆离开该当前路段，在所述索引记录中增加所述车辆离开该当前路段的时间。
[0044]本领域技术人员明了，当车辆进入新路段时，则重复执行上述步骤:响应于所述车辆进入新的当前路段，创建该新的当前路段的索引记录，该新的当前路段的索引记录包括所述车辆识别码，该新的当前路段的识别码，所述车辆进入该新的当前路段的时间；然后，响应于监控到所述车辆离开该新的当前路段，在该新路段的索引记录中增加该车辆离开该新的当前路段的时间。
[0045]采用图2所示的方法，通过构建路段、车辆、该车辆经过该路段的时间区间三者之间的对应关系可以建立车辆的动态位置索引，从而达到提高索引构建效率、压缩索引数据量的技术效果。
[0046]图4示出了图2中步骤201的一个实施例，通过路网信息的基于路段的静态空间索引来加快车辆位置和路段间的匹配过程，从而提高车辆动态位置索引的构建效率，该实施例具体包括步骤401:
[0047]在步骤401中，根据静态空间索引以及所述位置信息确定所述车辆所在的当前路段，其中所述静态空间索引中的索引条目是根据空间索引项以及与该空间索引项相对应的路段之丨0]的映射关系确定的。
[0048]基于路段的静态空间索引，是指按照路网信息的某种空间划分作为前述空间索引项，然后建立的每个空间划分与相关联的路段之间的对应关系。由于路网信息是一种静态的、离线的数据，更新比较少，因此，这种空间索引被称为静态空间索引。
[0049]具体而言，是根据现有的空间索引技术对路网信息进行空间划分得到所述空间索引项，例如基于网格、或者基于R树、KD树等空间划分方式。
[0050]当基于现有的网格索引时，空间索引项是网格，所述映射关系是一个网格与该网格中对应路段的映射关系。基于网格的静态路段索引就是将索引空间划分为相等或不相等的方格网，记录每一个网格所包含的路段。相比较而言，现有技术建立的是网格与具体空间位置点之间的映射关系，而在该实施例中，建立的是网格与关联路段之间的映射关系。
[0051]当基于现有的R树、KD树时，每个空间索引项是一个树的叶子节点，所述映射关系是一个所述叶子节点与该叶子节点中对应路段的映射关系。
[0052]通过所建立的静态空间索引，在进行车辆到路段的匹配时，可以加快路段搜索、匹配的效率。按照本申请的一个实施例，在根据所述静态空间索引以及车辆的位置信息确定所在的当前路段时，还包括以下两个子步骤:在子步骤一中，根据所述位置信息确定出多个候选空间索引项；在子步骤二中，在所述候选空间索引项相关联的路段中确定所述车辆所在的当前路段。通过该实施例所公开的方式，可根据车辆的位置信息以及所构建的静态路网的索引快速的确定出数量有限的候选路段作为候选集，以减少搜索范围。
[0053]以网格索引为例，根据所获取的移动对象的实时位置数据，可检索其对应的候选网格集合，进而通过候选网格集合确定候选的路段集合。基于同样的道理，本领域技术人员也可以扩展到其它类型的静态空间索引之上。
[0054]接下来，根据本发明的一个具体实施例，以网格索引为例对图4中的步骤进行更为具体的说明。
[0055] 在步骤401的一个实施例中，是通过网格(Grid)和路段间的对应关系，来建立静态路段的空间数据索引。表1所示的通过该实施例的方式所建立的空间索引包括多个数据记录，每个数据记录包括空间索引项(例如Gridl)，以及该空间索引项所对应的路段(例如路段 Rl_Segl)。
[0056]表1
[0057]
【权利要求】
1.一种建立车辆位置索引的方法，包括: 实时获取车辆的位置信息，根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段； 响应于监控到所述车辆进入所述当前路段，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，以及所述车辆进入该当前路段的时间； 响应于监控到所述车辆离开该当前路段，在所述路段索引记录中增加所述车辆离开该当前路段的时间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述实时获取车辆的位置信息，根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段包括: 根据静态空间索引以及所述位置信息确定所述车辆所在的当前路段，其中所述静态空间索引中的索引条目是根据空间索引项以及与该空间索引项相对应的路段之间的映射关系确定的。
3.根据权利要求2所述的方法，采用以下方式之一确定所述映射关系: 如果所述空间索引项是网格，则所述映射关系是一个所述网格与该网格中对应路段的映射关系； 如果所述空间索引项是树的叶子节点，则所述映射关系是一个所述叶子节点与该叶子节点对应路段的映射关系。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述路段是相邻的节点之间的路，所述节点是所述路网信息中路与路之间的交点。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括: 响应于监控到所述车辆在所述当前路段的中间出发，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，所述车辆在该当前路段的起始关联信息。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括: 响应于监控到所述车辆在所述当前路段的中间停止，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，所述车辆在该当前路段的终止关联信息。
7.根据权利要求2所述的方法，所述根据所述静态空间索引以及所述位置信息确定所述车辆所在的当前路段还包括: 根据所述静态空间索引以及所述位置信息确定出多个候选的空间索引项； 在所述候选空间索引项相关联的路段中确定所述车辆所在的当前路段。
8.一种建立车辆位置索引的装置，包括: 获取模块，配置为实时获取车辆的位置信息，根据所述位置信息以及由路网信息所划分出的路段信息监控所述车辆所在的当前路段； 索引记录建立模块，配置为响应于监控到所述车辆进入所述当前路段，建立一个路段索引记录，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，以及所述车辆进入该当前路段的时间； 索引记录维护模块，配置为响应于监控到所述车辆离开该当前路段，在所述路段索引记录中增加所述车辆离开该当前路段的时间。
9.根据权利要求8所述的装置，其中所述获取模块包括: 配置为根据静态空间索引以及所述位置信息确定所述车辆所在的当前路段的模块，其中所述静态空间索引中的索引条目是根据空间索引项以及与该空间索引项相对应的路段之间的映射关系确定的。
10.根据权利要求9所述的装置，采用以下方式之一确定所述映射关系: 如果所述空间索引项是网格，则所述映射关系是一个所述网格与该网格中对应路段的映射关系； 如果所述空间索引项是树的叶子节点，则所述映射关系是一个所述叶子节点与该叶子节点对应路段的映射关系。
11.根据权利要求8所述的装置，其中，所述路段是相邻的节点之间的路，所述节点是所述路网信息中路与路之间的交点。
12.根据权利要求8所述的装置，还包括: 配置为响应于监控到所述车辆在所述当前路段的中间出发，建立一个路段索引记录的模块，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，所述车辆在该当前路段的起始关联信息。
13.根据权利要求8所述的装置，还包括: 配置为响应于监控到所述车辆在所述当前路段的中间停止，建立一个路段索引记录的模块，所述路段索引记录包括所述车辆的识别信息，该当前路段的识别信息，所述车辆在该当前路段的终止关联信息。
14.根据权利要求9所述的装置，所述配置为根据所述静态空间索引以及所述位置信息确定所述车辆所在的当前路段的模块还包括: 配置为根据所述静态空间索引以及所述位置信息确定出多个候选的空间索引项的模块； 配置为在所述候选空间索引项相关联的路段中确定所述车辆所在的当前路段的模块。
【文档编号】G06F17/30GK104077311SQ201310105390
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月28日 优先权日:2013年3月28日
【发明者】段宁, 赵乾坤, 朱俊, 齐轶, 嵇鹏, 鞠源 申请人:国际商业机器公司