专利名称：基于决策圈的路段识别匹配方法
技术领域：
本发明属于智能交通地图匹配领域，应用于车辆导航系统中的路径识别和其它涉
及利用定位技术进行路径识别的领域。
背景技术：
在车辆导航系统中，路段识别匹配技术是关键的技术之一。车辆行驶时，安装在 车辆上的车载设备通过GPS车辆定位信息和车载电子地图进行匹配，识别车辆所在路段位 置，给出驾驶提示信息，为驾驶人员驾驶提供决策支持。 实际路网中通常道路主路和辅路同向、平行、相近的情况较多，相同行驶方向主辅 路之间距离经常在5米左右，GPS现有精度通常大于10米，很难准确区分，常常出现由于识 别路段错误而导致的导航提示错误。 目前车辆导航中常用的地图匹配方法是通过GPS点与路段相对位置的计算结合 道路方向、车辆行驶方向及路段拓扑关系等方法判断行驶车辆是否在路段上。但对于距离 方向均相近的平行道路，难以使用这种路段匹配方法来区分。其他一些地图匹配算法如根 据最短路径、神经网络、模糊逻辑等方法的原理或计算一般较为复杂，难以实时处理数据。 而在路侧加标识站的方法是通过车载设备和路侧标识站通信，直接获取路段标识号达到路 段匹配的目的，虽然这种方法能够较好解决匹配不准的问题，但是需要在额外在现场架没 路侧设备，花费了人力和物力。 经过分析和研究，我们发现在路网中地图匹配方法容易混淆的情况所占的比例不 大。对于这些难以进行路段匹配的地方，我们可以采用设决策圈并加以特殊处理方法解决。 从而克服常规算法匹配不准确的问题，同时避免了现场架设标识站设备的做法，从而节省 大量的人力物力。

发明内容
在车辆导航系统中，车辆所在路段的识别是非常核心的技术。而在实际交通路网 中存在一些道路平行、相近且行驶方向相同的路段，由于受到GPS精度的影响，采用常规的 地图匹配方法难以将这些相似路段区分开来。 根据这种情况，本发明首次提出了决策圈的概念。对于道路情况复杂难以定位匹 配的路段区域设置决策圈，对决策圈内的道路采用特殊的匹配处理方法。
本发明对于路段识别匹配提出以下处理方法 1.分析路网的具体情况，在难以进行地图匹配的地方定义决策圈区域； 2.预先用高精度定位设备在决策圈内各个路段上各采集相等数量的精确位置点，
记录其坐标。标示各个点所属路段的标识号(编号)； 3.在车辆进入决策圈后，采用与决策圈内各个路段上精确位置点点点匹配的方式 进行匹配； 4.车辆离开决策圈时，比较所有匹配成功精确点，提取出其上匹配成功精确点数最高的路段，该路段识别为车辆所属路段。 发明包括两个方面内容一是决策圈定义及设定方法；二是决策圈内地图匹配方 法。具体步骤如下 步骤一、以容易混淆区域中心处为圆心，以能够覆盖混淆区域的范围为半径的圆 形区域形成决策圈并且为各个决策圈设定编号。
步骤二、采集决策圈内所有路段上的精确点。每条路段上各采集相同数量的精确
点，这些精确点必须在决策圈内，每个精确点标明所属路段标识号(编号)。 步骤、判断车辆是否进入决策圈内，如果没有在决策圈，采用常规路段匹配算法。
如果在决策圈内，根据该决策圈的编号，提取该决策圈内各个路段的精确点。
步骤四、GPS位置点与精确点点点匹配车辆GPS搜索匹配范围减小到以车辆GPS
定位点(车辆位置点)为圆心，半径小于5米的范围，提高搜索频率到短于0.5秒每次。将
车辆位置点和该决策圈内各个路段上的精确点进行点点匹配，如果有路段精确点在GPS搜
索匹配范围内，则匹配成功，记录匹配成功的精确点及其所属路段标识号。 步骤五、统计比较各路段匹配成功精确点数，确定车辆所属路段当车辆位置点离
开决策圈时，统计决策圈内各个匹配成功精确点的路段标识号，将其上精确点成功匹配数
多的路段识别为车辆所在路段。 本发明的效果如下通过在路网中加设虚拟决策圈，并对决策圈内的易混淆路段 进行特殊处理及识别的方法，可克服因GPS定位精度不足，常规算法匹配难以快速有效辨 识相近路段的问题。也可避免加设路侧标识站而带来的匹配成本增加。经比较验证，在用 常规匹配算法匹配成功率低于50%的路段加设虚拟决策圈进行处理，90%左右的车辆找到 了正确的匹配路段及轨迹。


图1是本发明的流程框图 图2是决策圈内精确点匹配示意图。决策圈内含有两条易混淆路段(路段编号分 别为11及12)，路段11及路段12上各有5个精确点。路段11上的精确点标识号为21， 22， 23， 24， 25。路段1上的精确点标识号为26， 27， 28， 29， 30。
具体实施例方式
这里我们以平行相近两条路段为例说明本发明的方法。 城市道路中常见平行相近排列着两条路段，一条是路段ll，另一条是路段12，如 图2所示。 步骤一、决策圈是以容易混淆处为圆心，以能够覆盖混淆区域的范围为半径的圆 形区域形成决策圈，并且为各个决策圈设定编号。 图2中路段11与路段12距离相近、方向相同，用常规地图匹配方法较难区分，因 此设置决策圈覆盖着两条难以区分的路段进行特殊处理。图2中决策圈编号为1。
步骤二、采集决策圈内所有路段上的精确点每条路段上各采集相同数量的精确 点，这些精确点必须在决策圈内，每个精确点标明所属路段标识号值。 图2中在路段11和路段12上各采集5个精确点，其中精确点21 、22、23、24、25属
4于路段11 ;26、27、28、29、30属于路段12。 步骤三、判断车辆是否进入决策圈内，如果没有在决策圈，采用常规路段匹配算 法。如果在决策圈内，根据该决策圈的编号，提取该决策圈内各个路段的精确点。执行步骤 五。 图2中，车辆进入决策圈l，其中属于决策圈1的路段精确点有21、22、23、24、25、 26、27、28、29、30。 步骤四、GPS位置点与精确点点点匹配车辆GPS搜索匹配范围减小到以GPS定位 点(车辆位置点)为圆心，半径小于5米的范围，提高搜索频率到短于0.5秒每次。将车辆 位置点和该决策圈内各个路段上的精确点进行点点匹配，如果有路段精确点在GPS搜索匹 配范围内，则匹配成功，记录匹配成功的精确点及所属路段标识号。 图2中假如车辆行驶中精确点21与车辆位置成功匹配，则记录精确点21及所属 路段ll。 步骤五、统计比较各路段匹配成功精确点数，确定车辆所属路段当GPS车辆位置 点离开决策圈时，统计决策圈内各个匹配成功精确点的路段标识号，将其上精确点成功匹 配数多的路段识别为车辆所在路段。 图2中，当车辆离开决策圈时，与车辆匹配成功的精确点有21、22、23、24、25、27、 29。其中21、22、23、24、25属于路段1;27、29属于路段12。路段11上的精确点成功匹配 数大于路段12上的精确点匹配数。因此可以判断车辆行驶在路段11上。
权利要求
一种基于决策圈的路段识别匹配方法，其特征在于，包括以下步骤步骤一、以容易混淆区域中心处为圆心，以能够覆盖混淆区域的范围为半径的圆形区域形成决策圈并且为各个决策圈设定编号；步骤二、采集决策圈内所有路段上的精确点；每条路段上各采集相同数量的精确点，这些精确点必须在决策圈内，每个精确点标明所属路段标识号；步骤三、判断车辆是否进入决策圈内，如果在决策圈内，根据该决策圈的编号，提取该决策圈内各个路段的精确点；步骤四、GPS位置点与精确点点点匹配车辆GPS搜索匹配范围减小到以GPS定位点即车辆位置点为圆心，半径小于5米的范围，提高搜索频率到短于0.5秒每次；将车辆位置点和该决策圈内各个路段上的精确点进行点点匹配，如果有路段精确点在GPS搜索匹配范围内，则匹配成功，记录匹配成功的精确点及所属路段标识号；步骤五、统计比较各路段匹配成功精确点数，确定车辆所属路段当GPS车辆位置点离开决策圈时，统计决策圈内各个匹配成功精确点的路段标识号，将路段上精确点成功匹配数多的路段识别为车辆所在路段。
全文摘要
一种基于决策圈的路段识别匹配方法，本发明主要应用于车辆导航系统中的路径识别和其它涉及利用定位技术进行路径识别的领域。解决车辆导航系统中复杂路段识别不准确问题。通过对常规地图匹配算法难以匹配的路段区域设置决策圈，采集决策圈内所有路段上的精确点，将进入决策圈的车辆GPS位置点与精确点点点匹配并统计比较各路段精确点匹配成功数，从而确定车辆所属路段。该方法克服了常规算法匹配不准确的问题，同时避免了现场架设标识站设备，从而节省大量的人力物力。
文档编号G01C21/28GK101750082SQ201010033829
公开日2010年6月23日 申请日期2010年1月8日 优先权日2010年1月8日
发明者王东柱, 陈艳艳 申请人:北京工业大学