GPS地图匹配技术研究及其在景区导航中的应用

发布时间：2017-08-10 08:14

  本文关键词：GPS地图匹配技术研究及其在景区导航中的应用

  更多相关文章： GPS 地图匹配 统计概率 评分规则 景区导航

【摘要】：智慧旅游在近些年发展迅速,一些智慧旅游产品也不断在市场出现,但是就目前来看,使用智能手机应用在景区导航体验以及定位精度都还有很大改进空间,所以本文将GPS地图匹配技术引入景区导航。传统地图匹配技术一直以来被广泛应用在智能交通系统(Intelligent Transportation System-ITS),结合定位信息和路网信息,确定车辆行驶在对应的道路上以及在道路上的位置。当前主要匹配算法多是面向城市道路上的车辆,对于景区导航服务(Scenic Navigation Service-SNS)中使用手机定位的行人来说并不合适,主要表现在定位环境复杂、定位设备精度低、以及用户运动无规律等,传统ITS上的地图匹配要求部分不能满足。针对以上问题,本文以传统地图匹配方法和概念为基础,针对景区导航应用在电子地图、道路识别和位置更新等方面做了改进和优化。首先,本文提出了扩展的电子地图设计。在传统电子地图基础上,考虑了道路宽度,引入了新的地图基本类型矩形道路,并给出了矩形道路参与地图匹配的原则和方法。其次,在基于统计概率的地图匹配方法基础上,本文还考虑了环境变化带来的误差变化,提出了新的置信区间估计方法,并将该方法应用在了初始地图匹配、交叉点检测和交叉点地图匹配上。第三,基于道路选择置信度本文还提出了累计评分规则,即在初始匹配和交叉点匹配时利用连续定位数据来对候选线段进行累计评分从而以较高置信度确定用户所在道路。经过多次动态实验表明,本文提出方法正确有效,与传统ITS地图匹配方法相比,实际道路识别正确率更高,相应定位精度在一定程度上也得到了提高,较大地改善了地图显示效果。本文将改进的统计概率地图匹配算法应用到了校园3D导航系统上。以校园环境为虚拟现实场景,校园道路构建路网,形成一个小的景区,并以此作为该算法的仿真实验环境。定位结果快速准确,移动定位稳定灵敏,表明改进算法正确有效,有较大的应用价值。
【关键词】：GPS 地图匹配 统计概率 评分规则 景区导航
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P228.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 课题研究背景14
• 1.2 课题研究意义14-15
• 1.3 课题研究发展现状15-17
• 1.4 论文主要研究内容和组织结构17-20
• 1.4.1 论文主要研究内容17
• 1.4.2 论文组织结构17-20
• 第二章 定位导航关键技术综述20-32
• 2.1 GPS定位原理20-22
• 2.2 卡尔曼滤波算法22-24
• 2.3 地图匹配原理24-25
• 2.4 地图匹配的第一个过程25-28
• 2.4.1 最近距离方法25-26
• 2.4.2 拓扑网络方法26-27
• 2.4.3 统计概率方法27-28
• 2.5 地图匹配第二个过程28-30
• 2.5.1 最近点投影法28-29
• 2.5.2 等概率算法29-30
• 2.5.3 航位推算法30
• 2.6 地图匹配算法评价指标30-31
• 2.6.1 道路识别率30-31
• 2.7 小结31-32
• 第三章 地图设计和位置数据处理32-40
• 3.1 景区道路网的拓扑结构32
• 3.2 电子地图的设计与改进32-35
• 3.2.1 道路宽度和矩形定义33-34
• 3.2.2 道路数据的组织34
• 3.2.3 道路的线性化处理34-35
• 3.3 位置数据处理35-37
• 3.3.1 扩展卡尔曼滤波35-36
• 3.3.2 坐标转换36-37
• 3.4 实验结果分析37-38
• 3.5 小结38-40
• 第四章 动态地图匹配算法设计与实现40-56
• 4.1 基于概率方法的改进40-43
• 4.1.1 圆形置信区间40-41
• 4.1.2 静态置信区间估计41
• 4.1.3 动态置信区间估计41-43
• 4.1.4 置信区间的更新43
• 4.2 非等概率下置信度和匹配43-47
• 4.2.1 线型道路的置信度和匹配43-46
• 4.2.2 矩形道路的置信度和匹配46-47
• 4.3 评分规则的提出47-48
• 4.4 动态地图匹配算法的应用48-50
• 4.4.1 初始地图匹配49
• 4.4.2 逆序数在交叉点检测中的应用49-50
• 4.4.3 跨越路段的考虑50
• 4.5 实验结果分析50-54
• 4.6 小结54-56
• 第五章 导航系统设计与实现56-68
• 5.1 系统架构设计56-57
• 5.2 系统开发与运行环境57-58
• 5.3 系统各模块设计实现58-67
• 5.3.1 显示与交互模块58-60
• 5.3.2 网络通信模块60-62
• 5.3.3 地图数据库模块62-63
• 5.3.4 导航和路径规划模块63-65
• 5.3.5 地图匹配应用与实现65-67
• 5.4 小结67-68
• 第六章 总结和展望68-70
• 6.1 全文总结68-69
• 6.2 研究展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-76
• 研究成果及发表的学术论文76-78
• 作者和导师简介78-79
• 附件79-80

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘志德;陈家斌;丁露;宋春雷;;地图误差对地图匹配质量的影响[J];测绘科学技术学报;2008年05期

2 张武义;李云强;李兴华;;高度信息在立交桥地图匹配中的应用[J];铁路计算机应用;2009年09期

3 李志华;李训铭;沈祖诒;;一种基于相关性分析的地图匹配方法[J];河海大学学报(自然科学版);2008年02期

4 曹梦龙;崔平远;;基于地图匹配的自主导航算法[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2008年02期

5 柳林;李万武;王志余;田雨;;实时高精度地图匹配技术的研究与实现[J];测绘科学;2010年05期

6 刘友文;;预测思想下的汽车导航地图匹配方法[J];地理空间信息;2010年06期

7 申共法;付山;;车载GPS系统故障排除与地图匹配方法的定位误差修正[J];机电信息;2010年30期

8 万家欢;万玮;陈秀万;文学;罗鹏;;一种适用于手机基站定位的地图匹配方法[J];测绘科学;2014年01期

9 张振辉;崔铁军;姚慧敏;;车辆导航系统中地图匹配新算法[J];海洋测绘;2006年02期

10 唐李征,申功勋,孙茳;基于地图匹配的高精度GPS自主车辆导航系统的实现[J];测控技术;1999年07期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 洪伟;田彦涛;徐斌;;自适应的动态地图匹配方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

2 宋宜明;朱镜钊;;智能交通系统中可导航数字地图的建立和地图匹配技术的研究[A];华东六省一市测绘学会第十一次学术交流会论文集[C];2009年

3 罗锡文;赵祚喜;周志艳;张智刚;;基于地图匹配的定位数据模糊校正算法研究[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第三分册[C];2005年

4 张奕然;郭承军;;一种基于GPS和地图匹配的车辆导航轨迹偏差修正算法[A];第五届中国卫星导航学术年会论文集-S9 组合导航与导航新方法[C];2014年

5 陆渝;崔贯勋;陆胜;;城市智能交通终端系统的设计和实现[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

6 苑严伟;张小超;;基于GIS的飞行器导航系统研究[A];农业机械化与新农村建设——中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册）[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 柳林;移动终端导航系统中地图匹配技术的研究与应用[D];山东科技大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 钱涛;基于云平台的海量浮动车数据地图匹配[D];浙江工业大学;2015年

2 夏彪;基于移动计算的农田地块信息采集方法研究[D];安徽农业大学;2014年

3 肖维丽;车辆导航系统中复杂路网的地图匹配技术研究[D];解放军信息工程大学;2014年

4 石翔宇;浮动车采集频率与地图匹配精度分析[D];清华大学;2015年

5 李高峰;基于数据分析的城市移动模式挖掘[D];东南大学;2015年

6 郑少波;基于GPS轨迹数据的地图匹配方法[D];合肥工业大学;2016年

7 向长风;GPS地图匹配技术研究及其在景区导航中的应用[D];北京化工大学;2016年

8 付国庆;3S系统中的地图匹配方法研究[D];上海交通大学;2008年

9 任志斌;基于中心导航的地图匹配研究与实现[D];吉林大学;2012年

10 高建;卡尔曼滤波在地图匹配中的应用[D];山东科技大学;2008年

，

本文编号：649654