基于GPS的车辆轨迹匹配算法研究

发布时间：2024-12-30 00:22

　　在车联网风潮的大力推动下,基于位置服务(LBS)产品成为车联网服务产品中的热门项目。车辆定位的精确性是影响这些LBS产品性能的重要因素。但是由于采样芯片硬件的局限性,使得采样的轨迹点数据必然存在着采样误差,同时地图供应商所使用的地图也存在一定的误差,所以需要根据提供的地图数据对采集的车辆轨迹点数据进行修正,从而实现轨迹点和地图数据的匹配,提高车辆定位的精确性。本文主要研究车辆低频GPS轨迹点的在线匹配算法。研究内容如下:(1)JAVA编程实现安卓手机采集车辆GPS轨迹点,并用geo-hash算法对路网地图进行网格划分,从而利用误差圆检索出轨迹点在地图网格中候选路段。(2)基于隐马尔可夫模型中的观测概率和转移概率提取轨迹点和路网特征。利用轨迹点到路段距离和车辆航向与路段方向关系,建立观测概率模型;通过行驶长度和路径长度相似性以及轨迹点方向和匹配点方向相似性,建立转移概率模型。(3)针对低频轨迹点在线匹配问题,对寻优算法进行优化。算法优化体现在三个方面:针对速度为0的轨迹点进行预处理,解决车辆采样轨迹点跳动的问题;根据联合概率的差异将轨迹点延迟处理,解决在线匹配的误匹配问题;采用误差椭圆寻求...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 选题背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 匹配方案
        1.2.2 全局匹配和在线匹配
        1.2.3 低频匹配
    1.3 研究内容
第2章 车辆轨迹匹配相关技术
    2.1 GPS
        2.1.1 GPS简介
        2.1.2 GPS数据格式
    2.2 OpenStreetMap
        2.2.1 OpenStreetMap简介
        2.2.2 OpenStreetMap数据
    2.3 轨迹匹配算法模型
        2.3.1 基本概念
        2.3.2 轨迹匹配模型
        2.3.3 隐马尔可夫模型基本原理
    2.4 本章小结
第3章 基于隐马尔可夫模型的轨迹匹配算法设计
    3.1 轨迹匹配算法架构
    3.2 轨迹点候选范围的确定
        3.2.1 轨迹点的地图网格选取
        3.2.2 轨迹点网格坐标确定
        3.2.3 候选点匹配处理
    3.3 观测概率模型
        3.3.1 轨迹点与路段的最短距离
        3.3.2 航向与路段方向的相似性
    3.4 转移概率模型
        3.4.1 行驶长度和路径长度的相似性
        3.4.2 轨迹点方向与匹配点方向的相似性
    3.5 寻优算法
        3.5.1 车辆行驶轨迹点的预处理
        3.5.2 路径寻优算法
    3.6 本章小结
第4章 车辆轨迹匹配系统设计与实现
    4.1 轨迹匹配系统架构
    4.2 待匹配数据模块
        4.2.1 地图数据库建立
        4.2.2 GPS数据库建立
    4.3 轨迹匹配模块
    4.4 车辆路径展示模块
        4.4.1 界面实现
        4.4.2 功能实现
    4.5 本章小结
第5章 实验设计与结果分析
    5.1 实验设计
    5.2 实验路线
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 实验评价标准
        5.3.2 实验结果
        5.3.3 结果分析
    5.4 本章小结
第6章 结论
    6.1 研究总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读学位期间获得与学位论文相关的科研成果



本文编号：4021504