CN106443074B - 一种测速仪检错和校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测速仪检错和校正方法，利用测速仪基本信息数据，GPS数据，测速仪测速数据，分析测速仪数据中数据采集时间的准确率，完成对所有测速仪时钟问题的检错，并对有问题的测速仪进行自动校正，在数据量足够大的情况下确保误差在30秒以内。

Description

一种测速仪检错和校正方法

技术领域

本发明属于智能交通技术领域，特别涉及一种基于测速仪基本信息、GPS数据和测速仪测速数据进行测速仪检错和校正方法。

背景技术

测速仪是用来测量车辆的行驶速度的仪器。测速仪一旦发现超速行驶车辆，将会拍摄违规车辆的图像，记录当时的时间及目标时速。测速仪也是具有独立的软硬件***的设备，具有独立的***时间，但由于断电重启、维修重启等原因，若不及时校正维护设备***时间，会与标准时间产生偏差，进而导致数据采集时间错误，最终影响车辆位置计算及其他计算的精度。

车辆GPS数据包括货车GPS数据、客车GPS数据、危险品运输车辆GPS数据和其他部分类型车辆GPS数据，它们利用了卫星时钟，GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟)，在时间准确性上远远优于测速仪自身时钟。所以采用GPS数据对测速仪时钟进行检错和校正，可以达到较优效果。

目前，针对测速仪时钟检错校正的技术方案主要有两类：一种是人工检错并人工现场校正，费时费力；另外一种是通过在被测标准车的顶部安装LED时钟显示屏，通过计算，将拍照图片上记录的行驶时间与LED时钟屏上记录的行驶时间相比较，从而对区间测速***的时间值进行校准，该方法一次只能针对一台设备进行检错及校正，且需要其他相关设备的支持，校正结果受外部条件影响较大，实用性不强。

发明内容

本发明所要解决的主要问题：克服现有技术极大依赖人工及外部设备，且检错校正效果不佳的情况，提供一种测速仪检错和校正的方法，利用GPS时钟进行检错及校正，结果准确率高；检错及校正均可实现完全自动化，极大减轻了人力物力财力的投入。

本发明技术解决方案：一种测速仪检错和校正方法，主要进行两步分析操作。时间同步性分析，目的是分析测速仪数据中数据采集时间的准确率，评估设备时间偏差对车辆位置计算的影响，并为设备的自检和维护提供数据支撑。时间同步性校正，对时钟可以进行校正的测速仪进行时钟自动校正，对不能自动校正的测速仪进行反馈，人工现场校正。

本发明基于测速仪基本信息、GPS数据和测速仪测速数据进行，具体步骤实现如下：

第一步：查找GPS数据与测速仪数据中共同存在的车牌，记录该车通过测速仪的时间；

第二步：计算当前车辆的GPS点与测速仪的位置点之间的距离，并与该车相邻前一个GPS点与当前测速仪位置点的最小距离和次小距离进行对比；若小于最小距离，则将最小距离点替换为当前该车的GPS点，同时将次小点距离信息更新为之前的最小点距离信息；若大于最小距离，小于次小距离，则替换次小距离记录为当前该车的GPS点，最小距离记录不变；若当前距离大于次小距离，直接跳过，进行下一条记录的判断；遍历完所有数据后，最终记录下距离最小和距离次小的两个GPS点；

第三步：根据距离最小点和距离次小点的距离，两者分别距离测速仪的距离，时间差和速度，填补第三个点作为填补点，该填补点为恰好经过测速仪断面的点，同时记录下该填补点的时间与测速仪时间的时间差；

第四步：循环执行第一、二、三步，直至GPS数据扫描结束；

第五步：针对每个测速仪，剔除该测速仪下记录的GPS点与测速仪距离超过阀值的车辆；

第六步：计算每个测速仪中剩余车辆的GPS点的时间与测速仪检测时间的时间偏差，并进一步计算该测速仪中所有样本最小距离点的时间偏差的平均值作为当前测速仪的***时间偏差；

第七步：分析每个测速仪的***时间偏差，若时间偏差小于设定的阈值则认为该测速仪采集的数据的时间是准确的，否则认为该测速仪的***时间存在偏差；

第八步：将第三步得到的所有填补点时间偏差作为修正值对测速仪进行校正，每修正一次，重新重复第六步，计算距离最小点的平均时间误差和误差在设定的时间内的样本所占的比例，与校正前进行对比，若平均时间差变小同时误差在设定的时间内样本所占比例增加，则认为校正后效果优于校正前，记录下该校正值，否则跳过进行下一条校正样本的校正，直至用所有填补点的时间差都校正完；

第九步：全部校正完成后，再次计算得到第六步中的平均时间差和设定的时间内样本所占比例，得到校正后新的检错结论。

所述第三步中，所述填补点的时间为：前一个点距离当前测速仪距离为d1，时间为t1，后一个点距离当前测速仪的距离为d2，时间为t2，则填补点的时间为t1+d1/((d1+d2)/(t2-t1))。

所述第五步中，阈值设定为1KM。

所述第七步中，时间偏差的设定阈值小于30秒。

所述第八步和第九步中，设定的时间为一分钟。

本发明原理是：设备自检和校准技术的基本原理是以GPS时间作为基准时间，针对固定设备，分析设备检测到车辆的时间与车辆在设备处回传的GPS数据时间，统计时间偏差在60秒内车辆数占总检测车辆数的比例，即为设备的时间准确率。对于时间准确率低的设备，进一步分析该设备时间偏差的分布情况，对时间偏差分布稳定的设备，提出针对该设备的时钟同步校准方案。对时间偏差分布不稳定的设备，反馈设备编号，人工现场校准。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明自动迭代校正，数据量足够的情况下，校正效果越来越好。对每个测速仪的每条样本，均得到了一个恰好经过该测速仪断面的GPS点记录信息，对所有样本分别进行校正，只要校正效果优于之前，就保留当前结果，否则跳过进行下一条样本的校正，直至尝试完所有校正样本。在数据量足够大的情况下，必然会找到一个最优样本，用该样本校正后，效果最佳，因此本发明保证校正后效果优于校正前，且随着数据量的逐渐增加，校正效果越来越好。

(2)本发明针对测速仪，利用测速仪基本信息数据，GPS数据，测速仪测速数据，分析测速仪数据中数据采集时间的准确率，完成对所有测速仪时钟问题的检错，并对有问题的测速仪进行自动校正，在数据量足够大的情况下确保误差在30秒以内。

(3)GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟)，利用GPS数据的这个特性，自动完成对测速仪设备采集的数据的准确率的分析，发现时钟有问题的测速仪，对这部分测速仪进行时钟校正，不能校正或校正后效果依旧较差的测速仪进行自动反馈，由工作人员现场校正。

(4)本发明针对每台测速仪，设定了两个时钟检错判定指标，所有样本平均时间误差和误差在一分钟的样本所占比例，且对测速仪状态的判定标准可以根据数据质量情况灵活设定。

(5)本发明校正样本选用填补之后的点。在寻找检错样本的同时，找到距离测速仪时间最近的两个点，根据前后两个点的时间，位置，填补第三个点，该点为恰好经过测速仪断面的点，用该填补点的时间进行校正，校正效果更优。

附图说明

图1为本发明实现原理图。

具体实施方式

下面结合附图及实施对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明首先分析GPS数据与测速仪测速数据的关系，前提假设有两个，GPS数据的时间准确，测速仪位置信息准确。针对固定设备，分析设备检测到车辆的时间与车辆在设备处回传的GPS数据时间，统计样本时间误差确定测速仪时钟状态。

对有问题的测速仪，进行校正。根据时间、速度、距离的关系，根据车辆经过测速仪前后两点的数据信息，填补第三个点，该点为恰好经过测速仪断面的GPS点，以该点的时间作为校正样本对测速仪进行尝试校正并观察校正效果，若校正效果优于之前，则保留该值继续进行下一条样本的校正，否则直接跳过，直至所有样本均校正完成。

该过程可以实现对测速仪时钟问题的检错及校正，在数据量足够大的情况下，对仅仅是时钟出错的测速仪完成校正，保证校正效果优于校正前。

具体实现如下：

第一步：查找GPS数据与测速仪数据中共同存在的车牌，记录该车通过测速仪的时间。

第二步：计算当前车辆的GPS点与测速仪的位置点之间的距离，并与该车之前GPS点与当前测速仪的最小距离和次小距离进行对比。若小于最小距离，则将最小距离记录替换为当前该车的GPS记录，同时将次小点距离信息更新为之前的最小距离信息；若大于最小距离，小于次小距离，则替换次小距离记录为当前该车的GPS时间记录，最小距离记录不变；若当前距离大于次小距离，直接跳过，进行下一条记录的判断。遍历完所有数据后，最终记录下距离最小和距离次小的两条GPS记录信息。

第三步：根据距离最小点和距离次小点的距离，两者分别距离测速仪的距离，时间差，速度，填补第三个点作为填补点，该填补点为恰好经过测速仪断面的点，同时记录下该填补点时间与测速仪时间的时间差。

前一个点距离当前测速仪距离为d1，时间为t1，后一个点距离当前测速仪的距离为d2，时间为t2，则填补点的时间为t1+d1/((d1+d2)/(t2-t1))。

第四步：循环执行第一、二、三步，直至GPS数据扫描结束。

第五步：针对每个测速仪，剔除该测速仪下记录的GPS点与测速仪距离超过阀值的车辆。阈值设定为1KM。

第六步：计算每个测速仪中剩余车辆的GPS时间与测速仪检测时间的时间偏差，并进一步计算该测速仪中所有样本最小距离点的时间偏差的平均值作为当前测速仪的***时间偏差。

第七步：分析每个测速仪的***时间偏差，若时间偏差小于30秒则认为该测速仪的时间是可以接受的，否则认为该测速仪的***时间存在偏差。

第八步：将第三步得到的所有填补点时间偏差作为修正值对测速仪进行校正，每修正一次，重新重复第六步，计算距离最小点的平均时间误差和误差在一分钟内的样本所占的比例，与校正前进行对比，若平均时间差变小同时误差在一分钟内样本所占比例增加，则认为校正后效果优于校正前，记录下该校正值，否则跳过进行下一条校正样本的校正，直至用所有填补点的时间差都校正完。

第九步：全部校正完成后，再次计算得到第六步中的平均时间差和一分钟内样本所占比例，得到校正后新的检错结论。

总之，本发明利用GPS时钟进行检错及校正，结果准确率高；检错及校正均可实现完全自动化，极大减轻了人力物力财力的投入；迭代校正，在数据量充足的情况下，校正效果越来越好，理论上可以实现时间差逐步减小直至0。经过大量实验分析，利用该方法进行测速仪时钟检错及校正，可以准确找出时钟有问题的测速仪，对可进行校正的测速仪进行校正后，时间差可以控制在30秒以内，效果较好。

提供以上实施例仅仅是为了描述本发明的目的，而并非要限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求限定。不脱离本发明的精神和原理而做出的各种等同替换和修改，均应涵盖在本发明的范围之内。

Claims (5)

1.一种测速仪检错和校正方法，其特征在于：利用GPS数据自动进行检错及校正步骤实现如下：

第一步：查找GPS数据与测速仪数据中共同存在的车牌，记录该车通过测速仪的时间；

第二步：对于GPS数据和测速仪数据中共同存在的车辆的所有GPS点，均通过经纬度坐标计算得到GPS点与当前测速仪的直线距离，并在所有的距离中挑选出距离最小的两个GPS点，其中距离最小的记为最小距离，剩下的一个距离记为次小距离，在遍历完所有数据后，最终记录下距离最小和距离次小的两个GPS点；

第三步：根据距离最小点和距离次小点的距离，两者分别距离测速仪的距离，时间差和速度，填补第三个点作为填补点，该填补点为恰好经过测速仪断面的点，同时记录下该填补点的时间与测速仪时间的时间差；

第四步：循环执行第一、二、三步，直至GPS数据扫描结束；

第五步：针对每个测速仪，剔除该测速仪下记录的GPS点与测速仪距离超过阀值的车辆；

第六步：计算每个测速仪中剩余车辆的GPS点的时间与测速仪检测时间的时间偏差，并进一步计算该测速仪中所有样本最小距离点的时间偏差的平均值作为当前测速仪的***时间偏差；

第七步：分析每个测速仪的***时间偏差，若时间偏差小于设定的阈值则认为该测速仪采集的数据的时间是准确的，否则认为该测速仪的***时间存在偏差；

第八步：将第三步得到的所有填补点时间偏差作为修正值对测速仪进行校正，每修正一次，重新重复第六步，计算距离最小点的平均时间误差和误差在设定的时间内的样本所占的比例，与校正前进行对比，若平均时间差变小同时误差在设定的时间内样本所占比例增加，则认为校正后效果优于校正前，记录下该校正值，否则跳过进行下一条校正样本的校正，直至用所有填补点的时间差都校正完；

第九步：全部校正完成后，再次计算得到第六步中的平均时间差和设定的时间内样本所占比例，得到校正后新的检错结论。

2.根据权利要求1所述的测速仪检错和校正方法，其特征在于：所述第三步中，所述填补点的时间为：前一个点距离当前测速仪距离为d1，时间为t1，后一个点距离当前测速仪的距离为d2，时间为t2，则填补点的时间为t1+d1/((d1+d2)/(t2-t1))。

3.根据权利要求1所述的测速仪检错和校正方法，其特征在于：所述第五步中，阈值设定为1KM。

4.根据权利要求1所述的测速仪检错和校正方法，其特征在于：所述第七步中，时间偏差的设定阈值小于30秒。

5.根据权利要求1所述的测速仪检错和校正方法，其特征在于：所述第八步和第九步中，设定的时间为一分钟。