一种基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于北斗数据的城市路网车辆定位技术领域，具体是一种基于北斗的 城市路网车辆坐标校正方法及装置。
【背景技术】
[0002] 浮动车交通信息采集技术是通过在车辆上安装北斗、GPS等装置，利用车辆的动态 位置变化信息进行实时路况提取的技术，基于浮动车位移数据，将时间序列的车辆位置坐 标与地图进行匹配，计算所有浮动点的平均速度和路段旅行速度，进而可以提取道路的交 通状态，该技术包括数据预处理、地图匹配、路径推测和历史速度补充等关键处理程序，各 个程序的处理模型也是多种多样的，精度存在着差异。
[0003] 城市路网环境不同于乡村和郊区道路，由于大量高楼建筑物的影响，北斗的定位 存在着偏差，目前正常的偏差在10米左右，建筑物较多的地方效果更差，不能对车辆进行 精准定位。在浮动车信息采集系统中，由于浮动车地图匹配的对象规模十分巨大，特别是面 向大城市的应用，要在较短的时间内完成上万辆浮动车与上万个路段的匹配，对匹配速度 的要求较高。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法及装置，能够 在高楼大厦交通环境下，实现城市路网中车辆坐标的快速准确定位，提升浮动车信息采集 系统的运行效率和服务水平。
[0005] 本发明的技术方案为：
[0006] 一种基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，包括以下步骤：
[0007] (1)获取城市路网中所有北斗浮动车的动态参数，包括时间、坐标和方向角数据；
[0008] (2)对城市路网地图进行网格化处理，将城市路网中所有路段编号与网格编号进 tx关联绑定；
[0009] (3)基于北斗浮动车的当前坐标，确定其所在的网格，以该网格为中心，以周围 九宫格为半径，将九宫格中处于北斗定位误差范围内的路段作为候选路段，得到候选路段 集；
[0010] (4)计算出北斗浮动车的当前坐标与候选路段集中各个候选路段之间的距离，结 合北斗浮动车的当前方向角与候选路段集中各个候选路段方向角之间的偏差，构建城市路 网车辆坐标匹配指数模型，得到与北斗浮动车的当前坐标相匹配的路段；
[0011] (5)采用点到直线距离公式，计算出北斗浮动车的当前坐标在与其相匹配的路段 上的垂足坐标，并将该垂足坐标作为北斗浮动车的当前坐标的校正坐标。
[0012] 所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，所述步骤（2)具体包括：
[0013] (21)在城市路网基础上，覆盖网格化处理层，确定每个网格的编号和边界范围，网 格大小的基本单位为25米*25米；
[0014] (22)基于城市路网中所有路段的起点和终点坐标信息，对路段与网格进行关联绑 定。
[0015] 所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，所述步骤（3)中，基于北斗浮动 车的当前坐标，确定其所在的网格，具体为：若北斗浮动车的当前坐标落入某个网格的左上 坐标、右上坐标、左下坐标、右下坐标界定的范围内，则判定北斗浮动车的当前坐标属于该 网格。
[0016] 所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，所述步骤（4)具体包括：
[0017] (41)获取候选路段集中各个候选路段信息，包括候选路段编号、候选路段起点坐 标、候选路段终点坐标和候选路段方向角；
[0018] (42)根据候选路段起点坐标和候选路段终点坐标，得到候选路段线性函数；
[0019] (43)设北斗浮动车的当前坐标为（X(l，ytl，Z(l)，候选路段？1的直线方程为 AiX+Biy+Qz+Df0，则采用以下公式计算出（xQ，yQ，zQ)与Pi之间的距离di:
[0020]
【主权项】
1. 一种基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 获取城市路网中所有北斗浮动车的动态参数，包括时间、坐标和方向角数据； (2) 对城市路网地图进行网格化处理，将城市路网中所有路段编号与网格编号进行关 联绑定； (3) 基于北斗浮动车的当前坐标，确定其所在的网格，以该网格为中心，以周围九宫格 为半径，将九宫格中处于北斗定位误差范围内的路段作为候选路段，得到候选路段集； (4) 计算出北斗浮动车的当前坐标与候选路段集中各个候选路段之间的距离，结合北 斗浮动车的当前方向角与候选路段集中各个候选路段方向角之间的偏差，构建城市路网车 辆坐标匹配指数模型，得到与北斗浮动车的当前坐标相匹配的路段； (5) 采用点到直线距离公式，计算出北斗浮动车的当前坐标在与其相匹配的路段上的 垂足坐标，并将该垂足坐标作为北斗浮动车的当前坐标的校正坐标。
2. 根据权利要求1所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，其特征在于，所述 步骤（2)具体包括： (21) 在城市路网基础上，覆盖网格化处理层，确定每个网格的编号和边界范围，网格大 小的基本单位为25米*25米； (22) 基于城市路网中所有路段的起点和终点坐标信息，对路段与网格进行关联绑定。
3. 根据权利要求1所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，其特征在于，所述 步骤（3)中，基于北斗浮动车的当前坐标，确定其所在的网格，具体为：若北斗浮动车的当 前坐标落入某个网格的左上坐标、右上坐标、左下坐标、右下坐标界定的范围内，则判定北 斗浮动车的当前坐标属于该网格。
4. 根据权利要求1所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，其特征在于，所述 步骤（4)具体包括： (41) 获取候选路段集中各个候选路段信息，包括候选路段编号、候选路段起点坐标、候 选路段终点坐标和候选路段方向角； (42) 根据候选路段起点坐标和候选路段终点坐标，得到候选路段线性函数； (43) 设北斗浮动车的当前坐标为（x^y^Zd)，候选路的直线方程为AiX+Biy+Qz+Di=〇,则采用以下公式计算出（Xd，zj与？1之间的距离di:
(44) 构建城市路网车辆坐标匹配指数模型：
其中，MI,表示北斗浮动车的当前坐标与候选路段P,的匹配指数，d,表示当前坐标与候 选路段Pi之间的距离，d表示北斗数据距离偏差阈值，0i表示北斗浮动车的当前方向角与 候选路段方向角之间的偏差，0表示北斗数据方向角偏差阈值； (45) 选取匹配指数最大的候选路段作为与北斗浮动车的当前坐标相匹配的路段。
5. 根据权利要求1所述的基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，其特征在于，所述 步骤（5)具体包括： (51) 设北斗浮动车的当前坐标为（&，％，&)，与（&，％，&)相匹配的路段P的直线方 程为Ax+By+Cz+D= 0,则采用以下公式计算出（x^y^z。）在P上的垂足坐标（x'。，太。， z' 〇):
(52) 将北斗浮动车的当前坐标（x^y^Zd)更新为（x' ^y' 。）。
6. -种实现权利要求1至5任一项所述方法的基于北斗的城市路网车辆坐标校正装 置，其特征在于：包括数据通信和存储服务器、后台处理服务器、发布终端和若干北斗浮动 车，所述北斗浮动车的输出端通过数据通信和存储服务器与后台处理服务器的输入端连 接，所述后台处理服务器的输出端与发布终端的输入端连接。
【专利摘要】本发明提供一种基于北斗的城市路网车辆坐标校正方法，包括：获取车辆北斗信息；网格化处理城市路网；读取车辆坐标信息；确定车辆坐标所在网格；确定车辆坐标所在九宫格；确定候选路段集；计算距离和方向角偏差；计算匹配指数；判定匹配路段；更新校正车辆坐标。本发明还提供一种基于北斗的城市路网车辆坐标校正装置。本发明通过构建九宫格和坐标匹配指数模型，能够实现城市路网中车辆坐标的快速准确定位，降低高楼大厦交通环境下，城市路网北斗定位的偏差，提高海量数据匹配的速度，提升浮动车交通信息采集系统的运行效率和服务水平。
【IPC分类】G08G1-0969, G01S19-42
【公开号】CN104575075
【申请号】CN201510018927
【发明人】高万宝, 吴先会, 张广林, 邹娇
【申请人】合肥革绿信息科技有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月14日