CN112985371B - 路径确定方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种路径确定方法、装置及设备,减少重复计算量,减少路径确定的耗时。该方法包括:在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点;针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
Description
技术领域
本发明涉及轨迹处理技术领域,尤其涉及的是一种路径确定方法、装置及设备。
背景技术
随着定位技术的发展,越来越多的时空数据被采集、存储及利用。这些时空数据尤其是轨迹数据具有重要的使用价值,需要将这些时空数据与相应的地理环境相融合,从而体现这些数据的价值。
在地图上确定移动对象的轨迹对应的路径是将轨迹数据与地理环境融合的一步。但是,轨迹的定位误差普遍存在,所以轨迹与地理环境不匹配,上述误差问题,给路径确定带来了一系列的困难。
在路径确定时,需要针对每两个相邻轨迹点计算对应的最短路径,由于轨迹的稀疏性,相邻轨迹点通常可能距离较远,在计算最短路径时,同一路段可能会被重复访问,产生大量重复计算,耗时严重。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种路径确定方法、装置及设备,减少重复计算量,减少路径确定的耗时。
本发明第一方面提供一种路径确定方法,该方法包括:
在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点;
针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;
依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;
依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
根据本发明的一个实施例,所述在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点,包括:
针对当前轨迹上的每一轨迹点,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围,依据所述搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,确定该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点。
根据本发明的一个实施例,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围包括:
在已构建的所述路网地图中查找到该轨迹点,并生成以该轨迹点为圆心、设定长度为半径的圆形区域;
将所述圆形区域确定为该轨迹点对应的搜索范围。
根据本发明的一个实施例,所述依据搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,包括:
在已构建的所述路网地图中确定出包含所述搜索范围的第一矩形框;
从已建立的节点树的根节点开始查找到满足条件的目标叶子节点,所述条件是指:叶子节点对应的区域范围与所述第一矩形框存在交集;所述节点树的根节点对应所述路网地图的整个区域范围,所述节点树中第i级节点对应所述路网地图中的第i级区域范围,所述路网地图中的各级区域范围是按照设定区域划分方式从所述路网地图划分出的;
从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段。
根据本发明的一个实施例,所述从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段,包括:
针对每一目标叶子节点,从该目标叶子节点对应的区域范围内确定出至少一个参考路段;参考路段对应的第二矩形框与所述第一矩形框存在交集,参考路段对应的第二矩形框是指在所述路网地图中规划出的包含该参考路段的矩形框;
针对每一参考路段,检查该参考路段是否与所述搜索范围存在交集,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
根据本发明的一个实施例,所述确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段进一步包括:
获取该轨迹点对应的运动方向;
确定该参考路段在已构建的所述路网地图中被预设的方向;
检查该轨迹点对应的运动方向与该参考路段被预设的方向之间的夹角是否小于或等于设定夹角,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
根据本发明的一个实施例,所述依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对包括:
针对轨迹点对中的每一轨迹点,获取该轨迹点对应的所有候选位置点;
将轨迹点对中其中一个轨迹点对应的每一候选位置点与另一轨迹点对应的每一候选位置点组合,得到候选位置点对。
根据本发明的一个实施例,所述依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,包括:
针对每一候选位置点对,依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段;
依据搜索出的目标路段确定该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径。
根据本发明的一个实施例,所述依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段,包括:
依据该候选位置点对中的第一候选位置点、第二候选位置点在已构建的所述路网地图中确定第一搜索位置点和第二搜索位置点;第一搜索位置点为第一候选位置点所处的候选路段上距离第二候选位置点最近的端点,第二搜索位置点为第二候选位置点所处的候选路段上距离第一候选位置点最近的端点,第一候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第一轨迹点的候选位置点,第二候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第二轨迹点的候选位置点,在所述当前轨迹中第二轨迹点与第一轨迹点相邻且处于第一轨迹点之后;
依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段。
根据本发明的一个实施例,所述依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段包括:
将第一方向和第二方向中的其中一个确定为当前搜索方向;第一方向为沿着第一搜索位置点至第二搜索位置点的方向,第二方向为沿着第二搜索位置点至第一搜索位置点的方向;
将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点,若当前位置点未记录在路网访问信息中,将当前位置点、该当前位置点对应的当前搜索方向记录在所述路网访问信息中;
在已构建的所述路网地图中查找到当前位置点的相邻位置点,遍历查找到的相邻位置点;若在所述路网访问信息中记录了遍历到的相邻位置点,依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段;若在所述路网访问信息中未记录遍历到的相邻位置点,将相邻位置点对应的当前搜索方向、当前位置点和相邻位置点的路段记录至路网访问信息中;
若遍历结束时未确定出目标路段,则从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点;之后将当前搜索方向更新为所述第一方向和第二方向中的另一个,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
根据本发明的一个实施例,所述依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段包括:
比较路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向与当前搜索方向;
当不同时,从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段。
根据本发明的一个实施例,所述从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点,包括:
针对每一相邻位置点,确定该相邻位置点对应的路径代价cost,所述路径代价cost为当前搜索方向的搜索起始位置点至该相邻位置点的路径代价cost1、与该相邻位置点至当前搜索方向的搜索结束位置点的路径代价cost2之和;
选择对应的路径代价cost最小的一个相邻位置点;
将选择出的相邻位置点确定为当前搜索方向的搜索起始位置点。
根据本发明的一个实施例,所述依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径,包括:
针对每一轨迹点对,执行以下步骤:针对该轨迹点对所对应的每一候选位置点对,将该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径输入至已训练的权重模型,得到该候选位置点对所对应的至少一个设定特征概率的权重参数;依据各候选位置点对所对应的至少一个设定特征概率的权重参数,从各候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径中选择一个候选路径;
将所有候选路径按照设定方式连接生成所述目标路径。
本发明第二方面提供一种路径确定装置,该装置包括:
候选位置点确定模块,用于在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点;
候选位置点对确定模块,用于针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;
最短路径搜索模块,用于依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;
目标路径确定模块,用于依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
根据本发明的一个实施例,所述候选位置点确定模块在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点时,具体用于:
针对当前轨迹上的每一轨迹点,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围,依据所述搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,确定该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点。
根据本发明的一个实施例,所述候选位置点确定模块在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围时,具体用于:
在已构建的所述路网地图中查找到该轨迹点,并生成以该轨迹点为圆心、设定长度为半径的圆形区域;
将所述圆形区域确定为该轨迹点对应的搜索范围。
根据本发明的一个实施例,所述候选位置点确定模块依据搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段时,具体用于:
在已构建的所述路网地图中确定出包含所述搜索范围的第一矩形框;
从已建立的节点树的根节点开始查找到满足条件的目标叶子节点,所述条件是指:叶子节点对应的区域范围与所述第一矩形框存在交集;所述节点树的根节点对应所述路网地图的整个区域范围,所述节点树中第i级节点对应所述路网地图中的第i级区域范围,所述路网地图中的各级区域范围是按照设定区域划分方式从所述路网地图划分出的;
从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段。
根据本发明的一个实施例,所述候选位置点确定模块从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段时,具体用于:
针对每一目标叶子节点,从该目标叶子节点对应的区域范围内确定出至少一个参考路段;参考路段对应的第二矩形框与所述第一矩形框存在交集,参考路段对应的第二矩形框是指在所述路网地图中规划出的包含该参考路段的矩形框;
针对每一参考路段,检查该参考路段是否与所述搜索范围存在交集,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
根据本发明的一个实施例,所述候选位置点确定模块确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段时,进一步用于:
获取该轨迹点对应的运动方向;
确定该参考路段在已构建的所述路网地图中被预设的方向;
检查该轨迹点对应的运动方向与该参考路段被预设的方向之间的夹角是否小于或等于设定夹角,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
根据本发明的一个实施例,所述候选位置点对确定模块依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对时,具体用于:
针对轨迹点对中的每一轨迹点,获取该轨迹点对应的所有候选位置点;
将轨迹点对中其中一个轨迹点对应的每一候选位置点与另一轨迹点对应的每一候选位置点组合,得到候选位置点对。
根据本发明的一个实施例,所述最短路径搜索模块依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径时,具体用于:
针对每一候选位置点对,依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段;
依据搜索出的目标路段确定该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径。
根据本发明的一个实施例,所述最短路径搜索模块依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段时,具体用于:
依据该候选位置点对中的第一候选位置点、第二候选位置点在已构建的所述路网地图中确定第一搜索位置点和第二搜索位置点;第一搜索位置点为第一候选位置点所处的候选路段上距离第二候选位置点最近的端点,第二搜索位置点为第二候选位置点所处的候选路段上距离第一候选位置点最近的端点,第一候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第一轨迹点的候选位置点,第二候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第二轨迹点的候选位置点,在所述当前轨迹中第二轨迹点与第一轨迹点相邻且处于第一轨迹点之后;
依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段。
根据本发明的一个实施例,所述最短路径搜索模块依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段时,具体用于:
将第一方向和第二方向中的其中一个确定为当前搜索方向;第一方向为沿着第一搜索位置点至第二搜索位置点的方向,第二方向为沿着第二搜索位置点至第一搜索位置点的方向;
将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点,若当前位置点未记录在路网访问信息中,将当前位置点、该当前位置点对应的当前搜索方向记录在所述路网访问信息中;
在已构建的所述路网地图中查找到当前位置点的相邻位置点,遍历查找到的相邻位置点;若在所述路网访问信息中记录了遍历到的相邻位置点,依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段;若在所述路网访问信息中未记录遍历到的相邻位置点,将相邻位置点对应的当前搜索方向、当前位置点和相邻位置点的路段记录至路网访问信息中;
若遍历结束时未确定出目标路段,则从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点;之后将当前搜索方向更新为所述第一方向和第二方向中的另一个,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
根据本发明的一个实施例,所述最短路径搜索模块依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段时,具体用于:
比较路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向与当前搜索方向;
当不同时,从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段。
本发明第三方面提供一种电子设备,包括处理器及存储器;所述存储器存储有可被处理器调用的程序;其中,所述处理器执行所述程序时,实现如前述实施例所述的路径确定方法。
本发明实施例具有以下有益效果:
本发明实施例中,在确定当前轨迹上的每一轨迹点对对应的候选位置点对中候选位置点之间的最短路径时,可以依据已记录的路网访问信息来确定,由于路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息,在同一路段被重复访问时,可以无需重复计算该路段时,减少大量重复计算,再依据各最短路径确定出与当前轨迹匹配的目标路径,也就减少了确定路径整体所需的耗时。
附图说明
图1是本发明一实施例的路径确定方法的流程示意图;
图2是本发明一实施例的路径确定装置的结构框图;
图3是本发明一实施例的路网地图划分的示意图;
图4是本发明一实施例的节点树的示意图;
图5是本发明一实施例的确定第一矩形框与第二矩形框存在交集的示意图;
图6是本发明一实施例的确定候选位置点的示意图;
图7是本发明一实施例的确定最短路径的示意图;
图8是本发明一实施例的电子设备的结构框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种器件,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的器件彼此区分开。例如,在不脱离本发明范围的情况下,第一器件也可以被称为第二器件,类似地,第二器件也可以被称为第一器件。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
为了使得本发明的描述更清楚简洁,下面对本发明中的一些技术术语进行解释:
轨迹预处理:对轨迹执行至少一种预处理,可以包括轨迹切割、噪声过滤、冗余点删除等。
浮动车:指安装了定位装置并行驶在城市主干道上的车辆。定位装置可以在车辆行驶中定期记录车辆的位置、方向和速度信息。
测量概率:又叫发射概率,表示轨迹点处于候选路段的概率;
转移概率:移动对象前后两个时刻从一个候选路段转移到另一个候选路段的概率;
下面对本发明实施例的路径确定方法进行更具体的描述,但不应以此为限。
在一个实施例中,参看图1,一种路径确定方法可以包括以下步骤:
S100:在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点;
S200:针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;
S300:依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;
S400:依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
本发明实施例的路径确定方法的执行主体可以为电子设备,该电子设备可以为计算机设备或嵌入式设备,具体类型不限,只要具有一定的处理能力即可。
步骤S100中,在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点。
路网地图是根据地理环境中各道路的位置信息构建的,包含一定区域范围内的多个路段,不同路段与不同的道路对应。路网地图的区域范围不限,比如,路网地图可以为一个城市的路网地图、或者全国的路网地图。
当前轨迹是需要与路网地图做匹配,以确定出对应的路径的轨迹。当前轨迹可以来自用于定位移动对象的定位装置上报的,比如可以是浮动车上的定位装置上报的浮动车的移动轨迹,轨迹来源不限于定位装置,移动对象也不限于于浮动车。
为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点时,可以在路网地图中将轨迹点向周边路段进行投影,根据投影位置点来确定该轨迹点的候选位置点。周边路段比如可以为与根据轨迹点确定出的搜索范围存在交集的路段、或者该搜索范围内的路段等,具体不限于此。
当前轨迹中每一轨迹点对应的候选位置点的数量可以为一个或多个,具体数量根据搜索范围大小、及路段的密集度情况而定。
步骤S200中,针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对。
轨迹点对的数量根据当前轨迹上的轨迹点数量而定,比如,当前轨迹上轨迹点数量为M1,轨迹点对的数量可以为M1-1。当前轨迹上每两个相邻轨迹点组成一对轨迹点对,举例来说,当前轨迹按照轨迹点的生成顺序依次包含a1-a4这四个轨迹点,那么组成的轨迹点对可以为(a1,a2)、(a2、a3)、(a3、a4)。
由于每个轨迹点可以有多个候选位置点,所以针对一对轨迹点对可以确定出多对候选位置点对。当然,并不排除一对轨迹点对中每一轨迹点对应的候选位置点均为一个的情况,在此情况下,则针对该轨迹点对可以确定出一对候选位置点对。
可选的,步骤S200中,所述依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对,可以包括以下步骤:
S201:针对轨迹点对中的每一轨迹点,获取该轨迹点对应的所有候选位置点;
S202:将轨迹点对中其中一个轨迹点对应的每一候选位置点与另一轨迹点对应的每一候选位置点组合,得到候选位置点对。
如此,得到的候选位置点对包括两个候选位置点,其中一个候选位置点与轨迹点对中其中一个轨迹点对应,另一候选位置点与该轨迹点对中另一个轨迹点对应。
以一对轨迹点对中每个轨迹点对应多个候选位置点为例,比如轨迹点对为(a1,a2),其中,轨迹点a1对应两个候选位置点b1、b2,轨迹点a2对应两个候选位置点b3、b4,则针对该轨迹点对确定出的候选位置点对为4对,包括:(b1,b3)、(b1,b4),(b2,b3)、(b2,b4)。
步骤S300中,依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息。
初始情况下,即在确定第一对轨迹对所对应的第一对候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径之前,路网访问信息可以是空的。在确定最短路径时,可以将访问过的位置点及对应的路段,也就是已被访问的不同位置点之间的路径信息,记录在路网访问信息中。如此,在遇到重复的位置点及对应的路段时,由于路网访问信息中已经记录了相应的路径信息,所以可以无需重复计算该重复的路段,减少计算最短路径所需的耗时。
换言之,依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径时,可以先确定路网访问信息中是否已记录相应的路径信息,如果是,可以无需重复计算相应的路径信息,如果否,再计算路径信息并将计算出的路径信息记录到路网访问信息中。
如此,可以确定出所有候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在轨迹点对对应于多对候选位置点对的情况下,一对轨迹点对会对应多个最短路径。
步骤S400中,依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,可以视作该轨迹点对中一个轨迹点到另一个轨迹点的最短路径。在当前轨迹上每两个相邻轨迹点中一个轨迹点到另一个轨迹点的最短路径均已被确定的基础上,可以确定当前轨迹匹配的目标路径,该目标路径可以视作当前轨迹上起始轨迹点到结束轨迹点的最短路径。
一些轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径可能有多个,在此情况下,需要从多个最短路径选择一条最优的最短路径作为与该轨迹点对匹配的最短路径。
比如,可以计算各候选位置点对对应的测量概率及转移概率,并根据各候选位置点对对应的测量概率及转移概率从多个最短路径选择一条最短路径作为与该轨迹点对匹配的最短路径;其中,候选位置点对对应的测量概率包括:候选位置点对中每一候选位置点的测量概率,候选位置点的测量概率即对应的轨迹点处于候选位置点所在的候选路段的概率;候选位置点对对应的转移概率包括:移动对象从候选位置点对中一个候选位置点所在的候选路段转移到另一个候选位置点所在的候选路段的概率。
上述的选择方式仅是举例,具体的选择方式不限于此,还可以有其他方式,比如可以对不同的候选位置点对对应的转移概率赋予不同的权重,再根据赋予权重后的转移概率来选择。
当然,也可能有一些轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径只有一个,在此情况下,可以直接将该最短路径作为与该轨迹点对匹配的最短路径。
在确定所有轨迹点对匹配的最短路径后,可以将所有轨迹点对匹配的最短路径连接起来,得到与当前轨迹匹配的目标路径。
本发明实施例中,在确定当前轨迹上的每一轨迹点对对应的候选位置点对中候选位置点之间的最短路径时,可以依据已记录的路网访问信息来确定,由于路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息,在同一路段被重复访问时,可以无需重复计算该路段时,减少大量重复计算,再依据各最短路径确定出与当前轨迹匹配的目标路径,也就减少了确定路径整体所需的耗时。
在一个实施例中,上述方法流程可由路径确定装置100执行,如图2所示,路径确定装置100可以包含4个模块:候选位置点确定模块101、候选位置点对确定模块102、最短路径搜索模块103和目标路径确定模块104。候选位置点确定模块101用于执行上述步骤S100,候选位置点对确定模块102用于执行上述步骤S200,最短路径搜索模块103用于执行上述步骤S300,目标路径确定模块104用于执行上述步骤S400。
在一个实施例中,步骤S100中,所述在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点,包括:
S101:针对当前轨迹上的每一轨迹点,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围,依据所述搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,确定该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点。
可选的,步骤S101中,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围,可以包括以下步骤:
S1011:在已构建的所述路网地图中查找到该轨迹点,并生成以该轨迹点为圆心、设定长度为半径的圆形区域;
S1012:将所述圆形区域确定为该轨迹点对应的搜索范围。
换言之,轨迹点对应的搜索范围可以为以该轨迹点为圆心、设定长度为半径的圆形区域。设定长度可以根据所需的路径准确度来确定,当然也可以同时综合确定候选位置点所需的计算量来确定。
当然,上述搜索范围为优选的例子,具体并不限于此。比如搜索范围还可以为三角形区域、四边形区域等,确定搜索范围的方式可以根据所需的搜索范围的形状而定。
该轨迹点对应的搜索范围用于确定该轨迹点对应的候选路段。
可选的,步骤S101中,依据所述搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,可以包括以下步骤:
S1013:在已构建的所述路网地图中确定出包含所述搜索范围的第一矩形框;
S1014:从已建立的节点树的根节点开始查找到满足条件的目标叶子节点,所述条件是指:叶子节点对应的区域范围与所述第一矩形框存在交集;所述节点树的根节点对应所述路网地图的整个区域范围,所述节点树中第i级节点对应所述路网地图中的第i级区域范围,所述路网地图中的各级区域范围是按照设定区域划分方式从所述路网地图划分出的;
S1015:从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段。
步骤S1013中,在已构建的所述路网地图中确定出包含所述搜索范围的第一矩形框。
可以在前述的搜索范围的基础上,在已构建的所述路网地图中确定出第一矩形框,该第一矩形框包含该搜索范围。
为减少在确定候选路段时的无效计算量,该第一矩形框可以为包含该搜索范围的最小矩形框。当然,此处并不作为限制,第一矩形框可以根据需要来确定,比如还可以是包含该搜索范围的、且比最小矩形框稍大一点的矩形框,只要包含该搜索范围即可。
步骤S1014中,从已建立的节点树的根节点开始查找到满足条件的目标叶子节点,所述条件是指:叶子节点对应的区域范围与所述第一矩形框存在交集。
在此之前,先按照设定区域划分方式从所述路网地图划分多级区域范围,然后根据路网地图被划分出的各级区域范围建立节点树。换言之,路网地图被预先划分出了多级区域范围,并且,节点树是预先根据路网地图被划分出的各级区域范围建立的。
路网地图可以通过以下方式实现划分:
确定包含该路网地图的整个区域范围的矩形框;
将该矩形框划分出N级区域范围,N大于1。
其中,第1级区域范围为矩形框中的整个区域范围、即该路网地图的整个区域范围,第2级区域范围为将该矩形框进行四等分后的4个区域范围,第3级区域范围为将这4个区域范围中的每一区域范围进一步进行四等分后的16个区域范围,以此类推。
图3简单示出了路网地图的划分情况,路网地图的整个区域范围N10作为第1级区域;该第1级区域被划分为4个第2级区域,分别为N11、N12、N13和N14;每个第2级区域又进一步被划分为四个第3级区域,以N11为例,N11被划分为N111、N112、N113和N114这四个第3级区域,其他类似,在此不再列举。如此,路网地图被划分为了3级区域范围。
当然,图3示出的路网地图划分情况只是为了便于理解而举得例子,实际路网地图的范围很大,比如全国、或者一个省等,所以,实际划分情况可以分成更多级。
上述矩形框只是为了便于划分,实际也可以采用其他方式对该路网地图的整个区域范围进行划分,具体划分方式不限。
基于路网地图被划分出的N级区域范围,可以建立节点树,其中,节点树的根节点对应所述路网地图的整个区域范围,所述节点树中第i级节点对应所述路网地图中的第i级区域范围,i大于或等于1、且小于或等于N。
为了更好地理解节点树的建立方式,图4简单示出了一棵已建立的节点树,与图3的划分方式对应,该节点树为一棵四叉树,但不应以此作为限制。图4中,节点树的根节点即第1级节点对应于路网地图的整个区域范围N10,根节点的四个子节点即第2级节点分别对应第2级区域范围N11、N12、N13和N14,第2级节点的子节点即第3级叶子节点对应第3级区域范围,以N11为例,第2级节点N11的四个子节点分别对应N111、N112、N113和N114这四个第3级区域范围。
节点树的最后一级节点为叶子节点,如图4所示的节点树中,第3级节点为节点树的叶子节点,比如分别对应N111、N112、N113和N114这四个第3级区域范围的节点。
在从节点树中查找目标叶子节点时,从节点树的根节点开始查找,从上往下的方式一级一级地遍历树的节点,在遍历到的节点对应的区域范围与第二矩形框存在交集时,还需继续遍历该节点的子节点,直至找到以该节点为根节点的子树中与第二矩形框存在交集的叶子节点;在遍历到的节点对应的区域范围与第二矩形框不存在交集时,就不需要再继续在以该节点作为根节点的子树中遍历了,如此可以大大减少遍历的节点。
通过上述遍历方式,可以找出所有对应的区域范围与第一矩形框存在交集的叶子节点,这些叶子节点均作为目标叶子节点。轨迹点的搜索范围分布在所有目标叶子节点对应的区域范围内。
本实施例中,利用节点树可以快速找到轨迹点的搜索范围所在的区域,在一个节点对应的区域范围与第二矩形框不存在交集,该节点的子节点对应的区域范围就必然不会与该第二矩形框存在交集,所以以该节点为根节点的子树就不需要进行遍历了,可以减少需与第二矩形框比较的区域范围的数量,路网地图整体数据量较大,省去了大量无用的计算,减少耗时。
此外,判断第二矩形框与区域范围之间是否存在交集,相比于判断圆形或其他形状的搜索范围与区域范围之间是否存在交集而言,判断方式更方便,只需要判断第二矩形框的顶点是否处于区域范围内即可,可以减少判断时的计算量。
步骤S1015中,从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段。
在确定候选路段时,可以遍历所有目标叶子节点对应的区域范围内的所有路段,检查遍历到的路段是否与搜索范围存在交集,如果是,则遍历到的路段为候选路段。
但是,搜索范围是一个圆形区域,路段是一个线条(可能是曲线,也可能是直线),判断线条与圆形区域是否存在交集时,需要计算路段上每个点到搜索范围的圆心的距离,在有至少一个距离小于或等于半径时,确定存在交集,计算比较复杂,计算量较大。
为了减少确定候选路段时的计算量,步骤S1015中,所述从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段,可以包括以下步骤:
S10151:针对每一目标叶子节点,从该目标叶子节点对应的区域范围内确定出至少一个参考路段;参考路段对应的第二矩形框与所述第一矩形框存在交集,参考路段对应的第二矩形框是指在所述路网地图中规划出的包含该参考路段的矩形框;
S10152:针对每一参考路段,检查该参考路段是否与所述搜索范围存在交集,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
在确定参考路段时,可以先确定目标叶子节点对应的区域范围内每一路段对应的第二矩形框,该第二矩形框可以是但不限于包含路段的最小矩形框;接着,针对每个第二矩形框,判断该第二矩形框是否与第一矩形框存在交集,如果是,则该第二矩形框包含的路段为参考路段。
参考路段是通过判断包含参考路段的第二矩形框与包含搜索范围的第一矩形框是否存在交集而确定出的,但是第二矩形框与第一矩形框存在交集不代表参考路段与搜索范围存在交集。
比如,参看图5,C100为搜索范围,搜索范围C100对应的第一矩形框为A10,R100为一个路段,路段R100对应的第二矩形框为A20,第一矩形框A10与第二矩形框A20存在交集,所以路段R100为参考路段,但是路段R100与搜索范围C100其实并不存在交集。
所以,在找出参考路段的情况下,进一步判断参考与搜索范围是否存在交集,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
如此,可以通过判断矩形框之间是否存在交集来找出参考路段,再判断参考路段与搜索范围是否存在交集,由于判断矩形框是否相交比判断路段与圆形区域是否相交的计算代价小很多,判断矩形框是否相交时,只需要将矩形框之间的各个顶点进行比较即可,所以,整体可以减少计算量,提升处理速度。
现有方式中,在确定轨迹点相应的候选位置点或候选路段的过程中,要将整个路网中的路段与轨迹点的搜索范围比较,以确定两者是否相交,由于路网数据量较大,所以涉及大量无用计算,导致耗时更久。
并且,先对搜索范围的最小包围框与路段的最小包围框之间进行比较,以确定所有第一路段,再从第一路段中进一步确定出与搜索范围相交的路段,作为参考路段,可以大大减小计算量,进一步减少耗时。
可以直接将该参考路段作为该轨迹点对应的候选路段。但是,通常来说,不会存在移动对象所在路段的方向与移动对象的轨迹的方向相反的情况出现。
基于这一情况,可以对参考路段进行剪枝处理,得到该轨迹点对应的候选路段。为此,步骤S10152中,所述确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段进一步包括以下步骤:
S101521:获取该轨迹点对应的运动方向;
S101522:确定该参考路段在已构建的所述路网地图中被预设的方向;
S101523:检查该轨迹点对应的运动方向与该参考路段被预设的方向之间的夹角是否小于或等于设定夹角,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
一般来说,定位装置采集的数据除了移动对象的轨迹点(位置数据)外,还带有移动对象在每个轨迹点处的运动方向,因此,可以从当前轨迹的来源数据中获取该轨迹点对应的运动方向。当然,在方向信息缺失情况下,可使用上一轨迹点与该轨迹点、或者该轨迹点与下一轨迹点计算出运动方向。
路网地图中每一路段均被预设了方向,路段被预设的方向即路段的起点到终点的方向。比如,单行道对应的路段的方向即为单行道的行驶方向;而双行道可以对应两个相反方向的路段,相应的,每个路段的方向为双行道中对应侧道路的行驶方向。
如果参考路段被预设的方向与轨迹点对应的运动方向之间的夹角小于或等设定夹角,则确定该参考路段为候选路段;否则,认为该参考路段是移动对象所处的路段的概率极低,确定该参考路段不为候选路段。
设定夹角可以根据需要预设,为避免因轨迹点异常而夹角过大导致遗漏正确路段的问题,可以将设定夹角设置地较大,比如可以为135度,当然此处仅是举例,并不作为限制。
当轨迹点对应的搜索范围的半径较大时,会造成参考路段的数量较多,但是,其实正确路段只会有一个,所以对参考路段进行剪枝处理后,得到更少量的候选路段,后续在找正确路段时,可以减少大量无用计算,进一步减少耗时。
步骤S101中,在找到该轨迹点对应的候选路段后,可以确定该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点。
该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,比如可以为轨迹点到候选路段所在直线上的垂点。在此基础上,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点可以包括:
如果投影位置点在候选路段上,将该投影位置点确定为候选位置点;
如果投影位置点不在候选路段上,那么将候选路段上靠近该投影位置点的端点作为候选位置点。
参看图6,轨迹点P1对应于三个候选位置点,分别是投影到路段e1e2、e2e4以及e3e2的三个点c1、c2、c3,其中,c1是轨迹点P1到路段e1e2的垂点,c2是路段e2e4上靠近P1到路段e2e4所在直线的垂点的端点(即e2),c3是轨迹点P1到路段e3e2的垂点。
在一个实施例中,步骤S300中,所述依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,包括:
S301:针对每一候选位置点对,依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段;
S302:依据搜索出的目标路段确定该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径。
当相邻两个轨迹点距离较远时,一个轨迹点对应的候选位置点到下一轨迹点的候选位置点之间有很多可选的路径,不同路径之间可能有较多重叠的路段,如果对这些路段重复搜索会带来较多的计算耗时。
利用路网访问信息完成目标路段的搜索,这样当搜索重复的路段(即之前已经搜索过的路段)时,路网访问信息中已经记录了相应的路径信息,此时可以不用重复计算,省去重复搜索相同路段带来的计算耗时。
可选的,步骤S301中,所述依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段,可以包括以下步骤:
S3011:依据该候选位置点对中的第一候选位置点、第二候选位置点在已构建的所述路网地图中确定第一搜索位置点和第二搜索位置点;第一搜索位置点为第一候选位置点所处的候选路段上距离第二候选位置点最近的端点,第二搜索位置点为第二候选位置点所处的候选路段上距离第一候选位置点最近的端点,第一候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第一轨迹点的候选位置点,第二候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第二轨迹点的候选位置点,在所述当前轨迹中第二轨迹点与第一轨迹点相邻且处于第一轨迹点之后;
S3012:依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段。
举例来说,参看图7,假设P1为第一轨迹点,P2为第二轨迹点,P2与P1为相邻的两个轨迹点、且P2处于P1之后;c1为P1的一个候选位置点(第一候选位置点),c4为P2的一个候选位置点(第二候选位置点),c1和c4构成一对候选位置点对;e2为c1所处的候选路段e1e2上距离c4最近的端点,所以将e2确定为第一搜索位置点;e7为c4所处的候选路段e7e8上距离c1最近的端点,所以将e7确定为第二搜索位置点。
依据第一搜索位置点e2与第二搜索位置点e7在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段,目标路段可以是从第一搜索位置点e2到第二搜索位置点e7的所有路径中最短路径包含的路段。
可选的,步骤S3012中,所述依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段,可以包括以下步骤:
S30121:将第一方向和第二方向中的其中一个确定为当前搜索方向;第一方向为沿着第一搜索位置点至第二搜索位置点的方向,第二方向为沿着第二搜索位置点至第一搜索位置点的方向;
S30122:将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点,若当前位置点未记录在路网访问信息中,将当前位置点、该当前位置点对应的当前搜索方向记录在所述路网访问信息中;
S30123:在已构建的所述路网地图中查找到当前位置点的相邻位置点,遍历查找到的相邻位置点;若在所述路网访问信息中记录了遍历到的相邻位置点,依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段;若在所述路网访问信息中未记录遍历到的相邻位置点,将相邻位置点对应的当前搜索方向、当前位置点和相邻位置点的路段记录至路网访问信息中;
S30124:若遍历结束时未确定出目标路段,则从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点;之后将当前搜索方向更新为所述第一方向和第二方向中的另一个,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
举例来说,继续参看图7,假设从第一搜索位置点e2至第二搜索位置点e7的方向为第一方向,从第二搜索位置点e7至第一搜索位置点e2的方向为第二方向。第一方向的搜索起始位置点为第一搜索位置点e2,第二方向的搜索起始位置点为第二搜索位置点e7。
当前搜索方向可以为第一方向或第二方向,下面以当前搜索方向为第一方向为例展开说明。当然,此处只是开始搜索时将第一方向确定为当前搜索方向,在搜索时当前搜索方向可被更新。
当前搜索方向为从第一搜索位置点e2至第二搜索位置点e7,所以,当前搜索方向的搜索起始位置点为第一搜索位置点e2,将该第一搜索位置点e2作为当前位置点,检查第一搜索位置点e2是否记录在路网访问信息中。
此时,第一搜索位置点e2是第一次被访问,未记录在路网访问信息中,所以将该第一搜索位置点e2、该第一搜索位置点e2对应的当前搜索方向(第一方向)记录至路网访问信息中。
在已构建的路网地图中查找到第一搜索位置点e2的相邻位置点,分别为e1、e3、e4、e5,并对相邻位置点e1、e3、e4、e5的遍历进行遍历。经过对相邻位置点e1、e3、e4、e5的遍历,确定相邻位置点e1、e3、e4、e5均未记录在路网访问信息中,并会将相邻位置点e1、e3、e4、e5与对应的当前搜索方向(第一方向)记录至路网访问信息中,并将相邻位置点e1至第一搜索位置点e2的路段e1e2、相邻位置点e3至第一搜索位置点e2的e3e2、第一搜索位置点e2至相邻位置点e4的路段e2e4、第一搜索位置点e2至相邻位置点e5的路段e2e5记录至路网访问信息中。
结束对相邻位置点e1、e3、e4、e5的遍历时,未确定出目标路段,则从第一搜索位置点e2的所有相邻位置点e1、e3、e4、e5选择一个位置点作为当前搜索方向(第一方向)的搜索起始位置点。
可选的,步骤S30124中,所述从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点,可以包括以下步骤:
针对每一相邻位置点,确定该相邻位置点对应的路径代价cost,所述路径代价cost为当前搜索方向的搜索起始位置点至该相邻位置点的路径代价cost1、与该相邻位置点至当前搜索方向的搜索结束位置点的路径代价cost2之和;
选择对应的路径代价cost最小的一个相邻位置点;
将选择出的相邻位置点确定为当前搜索方向的搜索起始位置点。
cost1为当前搜索方向的搜索起始位置点到该相邻位置点的路径代价,由于这条路径是已被搜索过,所以可以用路径长度表示路径代价;cost2为该相邻位置点到当前搜索方向的搜索结束位置点的路径代价,可以用该相邻位置点到当前搜索方向的搜索结束位置点之间的欧式距离表示路径代价。
在相邻位置点是第一次被访问时,还可以将相邻位置点对应的路径代价cost记录至路网访问信息中时,因而,对于已记录在路网访问信息中的相邻位置点而言,可以直接从路网访问信息中获取该相邻位置点对应的路径代价cost。
继续前述的例子,可以计算第一搜索位置点e2的所有相邻位置点e1、e3、e4、e5至第二搜索位置点e7的路径代价cost,从所有相邻位置点e1、e3、e4、e5中选择cost最小的相邻位置点作为当前搜索方向(第一方向)上的搜索起始位置点,比如选择相邻位置点e4作为当前搜索方向(第一方向)的搜索起始位置点。
之后,将当前搜索方向更新为第二方向,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
当前搜索方向被更新为第二方向,第二方向的搜索起始位置点为第二搜索位置点e7,第二方向的搜索结束位置点为第一搜索位置点e2,将第二搜索位置点e7作为当前位置点,检查第二搜索位置点e7是否记录在路网访问信息中。
此时,第二搜索位置点e7是第一次被访问,未记录在路网访问信息中,所以将该第二搜索位置点e7、该第二搜索位置点e7对应的当前搜索方向(第二方向)记录至路网访问信息中。
在已构建的路网地图中查找到第二搜索位置点e7的相邻位置点,分别为e6、e8,并对相邻位置点e6、e8进行遍历。经过对相邻位置点e6、e8的遍历,确定相邻位置点e6、e8均未记录在路网访问信息中,会将相邻位置点e6、e8、与对应的当前搜索方向(第二方向)记录至路网访问信息中,并将相邻位置点e6至第二搜索位置点e7的路段e6e7、第二搜索位置点e7至相邻位置点e8的路段e7e8记录至路网访问信息中。
在结束遍历时未确定出目标路段,则从第二搜索位置点e7的所有相邻位置点e6、e8选择一个位置点作为当前搜索方向(第二方向)的搜索起始位置点。选择位置点的方式与前述内容类似,确定相邻位置点e6对应的cost,比如为第二搜索位置点e7至相邻位置点e6的路径长度、与相邻位置点e6至第一搜索位置点e2之间的欧式距离之和;确定相邻位置点e6对应的cost,比如为第二搜索位置点e7至相邻位置点e8的路径长度(路段e7e8的长度)、与相邻位置点e8至第一搜索位置点e2之间的欧式距离之和。在相邻位置点e6、e8是第一次被访问时,将相邻位置点e6、e8对应的路径cost记录至路径访问信息中。
从所有相邻位置点e6、e8中选择cost最小的相邻位置点作为当前搜索方向(第二方向)上的搜索起始位置点,比如,选择相邻位置点e6作为当前搜索方向(第二方向)的搜索起始位置点。
之后,将当前搜索方向更新为第一方向,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
当前搜索方向又被更新为第一方向,第一方向的搜索起始位置点为位置点e4,第一方向的搜索结束位置点为第一搜索位置点e2,将位置点e4作为当前位置点,检查位置点e4是否记录在路网访问信息中。
由于位置点e4是第二次被访问,所以位置点e4已经记录在路网访问信息中,所以不需要重新记录位置点e4及相关信息至路网访问信息中。
在已构建的路网地图中查找到位置点e4的相邻位置点,分别为e2和e6,并对相邻位置点e2、e6进行遍历。由于相邻位置点e2和e6已被记录在路网访问信息中,所以在遍历到相邻位置点e2或e6时,需依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段。
可选的,步骤S30123中,所述依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段可以包括:
比较路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向与当前搜索方向;
当不同时,从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段。
可选的,在从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段之后,可以结束本次遍历。当路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向与当前搜索方向相同时,继续遍历下一个相邻位置点,直至当前位置点的所有相邻位置点均已被遍历。
比如遍历相邻位置点e2和e6时,是先相邻位置点遍历e2,再遍历相邻位置点e6,那么:
在遍历到相邻位置点e2时,确定相邻位置点e2已被记录在路网访问信息中,且路网访问信息中记录的相邻位置点e2对应的搜索方向(第一方向)与当前搜索方向(第一方向)相同,所以,可以继续遍历相邻位置点e6。
在遍历到相邻位置点e6时,确定相邻位置点e6已被记录在路网访问信息中,且路网访问信息中记录的相邻位置点e6对应的搜索方向(第二方向)与当前搜索方向(第一方向)不同,所以,可以从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段,并且结束遍历。
参看图7,由于路网访问信息中记录了路段e1e2、e3e2、e2e4、e4e6、e6e7、e7e8,所以可以直接从路网访问信息中中获取从第一搜索位置点e2到第二搜索位置点e7之间的路段、或者说从第一搜索位置点e7到第二搜索位置点e3之间的路段,分别为e2e4、e4e6、e6e7,将这些e2e4、e4e6、e6e7作为目标路段。
步骤S302中,依据搜索出的目标路段确定该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径。
继续参看图7,可以将第一候选位置点c1所在路段e1e2,目标路段e2e4、e4e6、e6e7,以及第二候选位置点c2所在路段e7e8依次连接(两个路段的相同端点作为连接点),得到所需的最短路径。
由于图7的例子中,描述的e2和e8都是第一次被访问的情况,所以在搜索的过程中,所以e1e2、e3e2、e2e4、e4e6、e6e7、e7e8这些路段是首次记录到路网访问信息中,假设后续e2或e8第二次被访问(比如针对同一轨迹点对对应的另一对候选位置点对进行搜索)时,经过相同的路段比如e2e4时,与e2e4相关的信息比如路径代价cost等便不需要重复计算,而是从路径访问信息中获取即可。
通过上述方式,每一对轨迹点对可以得到M2个最短路径,M2为该轨迹点对对应的候选位置点对的数量,需要从中选择一条最短路径作为该轨迹点对匹配的最短路径,从而可以确定当前轨迹匹配的目标路径。
在一个实施例中,步骤S400中,依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径,可以包括:
针对每一轨迹点对,执行以下步骤:针对该轨迹点对所对应的每一候选位置点对,将该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径输入至已训练的权重模型,得到该候选位置点对所对应的至少一个设定特征概率的权重参数;依据各候选位置点对所对应的至少一个设定特征概率的权重参数,从各候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径中选择一个候选路径;
将所有候选路径按照设定方式连接生成所述目标路径。
一对候选位置点对对应于一组权重参数,一组权重参数可以包括:
第一特征概率的第一权重参数,所述第一特征概率用于表示轨迹点对中两个轨迹点之间的欧式距离与该轨迹点对所对应的候选位置点对的两个候选位置点之间的路径长度之间的偏差情况;
第二特征概率的第二权重参数,所述第二特征概率用于表示轨迹点对中一个轨迹点的运动方向与候选位置点对中对应候选位置点所在候选路段被预设的方向之间的偏差情况;
第三特征概率的第三权重参数,所述第三特征概率用于表示当前轨迹的平均运动速度与道路限速之间的偏差情况。
具体的,第一特征概率可以为:以轨迹点对中两个轨迹点之间的欧式距离与该轨迹点对所对应的候选位置点对的两个候选位置点之间的路径长度之差为底、设定值为幂所得的运算值。第二特征概率可以为:轨迹点对中一个轨迹点的运动方向与候选位置点对中对应候选位置点所在候选路段被预设的方向之间的夹角的正态分布密度。第三特征概率可以为:当前轨迹的平均运动速度与道路限速之间的余弦相似度。当然,在需要时,还可以对第一特征概率、第二特征概率和第三特征概率进行归一化处理。
根据权重模型输出的一组权重参数计算对应的候选位置点对中两个候选位置点所在候选路段之间的转移概率,得到各候选位置点对对应的转移概率;并根据各候选位置点对所对应的转移概率和预设测量概率,从各候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径中选择一个候选路径。
其中,根据权重模型输出的一组权重参数计算对应的候选位置点对中两个候选位置点所在候选路段之间的转移概率,可以包括以下步骤:
计算以第一特征概率为底、权重模型输出的一组权重参数中第一特征概率的第一权重参数为幂的第一值;
计算以第二特征概率为底、权重模型输出的一组权重参数中第二特征概率的第二权重参数为幂的第二值;
计算以第三特征概率为底、权重模型输出的一组权重参数中第三特征概率的第三权重参数为幂的第三值;
将所述第一值、第二值和第三值相乘,得到候选位置点对应的转移概率。
权重模型是预先训练好并保存在设备中的,在需要时从设备中调用即可。权重模型可以采用以下方式训练得到:建立初始模型;从样本数据集中选取样本数据,样本数据为已被标定正确路径的轨迹;将样本数据输入到初始模型中,以使初始模型确定并输出样本数据中每一相邻轨迹点对对应的预测权重参数;根据输出的预测权重参数从路网地图中确定该样本数据匹配的路径,并将匹配的路径与该样本数据已标定的正确路径进行比较,根据比较结果优化初始模型的参数;检查当前是否满足设定的训练结束条件(比如初始模型的性能满足设定要求),如果是,则结束训练,将优化后的初始模型确定为权重模型,如果否,则返回从样本数据集中选取样本数据的操作。当然,上述训练方式仅是举例,并不作为限制。
本实施例中,通过权重模型得到候选位置点对对应的不同特征概率的权重参数,从而计算更合理的转移概率,应用在质量较差的路网地图中时有较好的效果,在应用到城市级别的场景时也能保持较优的匹配性能。
本发明还提供一种路径确定装置,在一个实施例中,参看图2,该装置100包括:
候选位置点确定模块101,用于在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点;
候选位置点对确定模块102,用于针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;
最短路径搜索模块103,用于依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;
目标路径确定模块104,用于依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
在一个实施例中,所述候选位置点确定模块在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点时,具体用于:
针对当前轨迹上的每一轨迹点,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围,依据所述搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,确定该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点。
在一个实施例中,所述候选位置点确定模块在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围时,具体用于:
在已构建的所述路网地图中查找到该轨迹点,并生成以该轨迹点为圆心、设定长度为半径的圆形区域;
将所述圆形区域确定为该轨迹点对应的搜索范围。
在一个实施例中,所述候选位置点确定模块依据搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段时,具体用于:
在已构建的所述路网地图中确定出包含所述搜索范围的第一矩形框;
从已建立的节点树的根节点开始查找到满足条件的目标叶子节点,所述条件是指:叶子节点对应的区域范围与所述第一矩形框存在交集;所述节点树的根节点对应所述路网地图的整个区域范围,所述节点树中第i级节点对应所述路网地图中的第i级区域范围,所述路网地图中的各级区域范围是按照设定区域划分方式从所述路网地图划分出的;
从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段。
在一个实施例中,所述候选位置点确定模块从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段时,具体用于:
针对每一目标叶子节点,从该目标叶子节点对应的区域范围内确定出至少一个参考路段;参考路段对应的第二矩形框与所述第一矩形框存在交集,参考路段对应的第二矩形框是指在所述路网地图中规划出的包含该参考路段的矩形框;
针对每一参考路段,检查该参考路段是否与所述搜索范围存在交集,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
在一个实施例中,所述候选位置点确定模块确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段时,进一步用于:
获取该轨迹点对应的运动方向;
确定该参考路段在已构建的所述路网地图中被预设的方向;
检查该轨迹点对应的运动方向与该参考路段被预设的方向之间的夹角是否小于或等于设定夹角,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
在一个实施例中,所述候选位置点对确定模块依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对时,具体用于:
针对轨迹点对中的每一轨迹点,获取该轨迹点对应的所有候选位置点;
将轨迹点对中其中一个轨迹点对应的每一候选位置点与另一轨迹点对应的每一候选位置点组合,得到候选位置点对。
在一个实施例中,所述最短路径搜索模块依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径时,具体用于:
针对每一候选位置点对,依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段;
依据搜索出的目标路段确定该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径。
在一个实施例中,所述最短路径搜索模块依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段时,具体用于:
依据该候选位置点对中的第一候选位置点、第二候选位置点在已构建的所述路网地图中确定第一搜索位置点和第二搜索位置点;第一搜索位置点为第一候选位置点所处的候选路段上距离第二候选位置点最近的端点,第二搜索位置点为第二候选位置点所处的候选路段上距离第一候选位置点最近的端点,第一候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第一轨迹点的候选位置点,第二候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第二轨迹点的候选位置点,在所述当前轨迹中第二轨迹点与第一轨迹点相邻且处于第一轨迹点之后;
依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段。
在一个实施例中,所述最短路径搜索模块依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段时,具体用于:
将第一方向和第二方向中的其中一个确定为当前搜索方向;第一方向为沿着第一搜索位置点至第二搜索位置点的方向,第二方向为沿着第二搜索位置点至第一搜索位置点的方向;
将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点,若当前位置点未记录在路网访问信息中,将当前位置点、该当前位置点对应的当前搜索方向记录在所述路网访问信息中;
在已构建的所述路网地图中查找到当前位置点的相邻位置点,遍历查找到的相邻位置点;若在所述路网访问信息中记录了遍历到的相邻位置点,依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段;若在所述路网访问信息中未记录遍历到的相邻位置点,将相邻位置点对应的当前搜索方向、当前位置点和相邻位置点的路段记录至路网访问信息中;
若遍历结束时未确定出目标路段,则从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点;之后将当前搜索方向更新为所述第一方向和第二方向中的另一个,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
在一个实施例中,所述最短路径搜索模块依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段时,具体用于:
比较路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向与当前搜索方向;
当不同时,从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段。
上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程,在此不再赘述。
对于装置实施例而言,由于其基本对应于方法实施例,所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。
本发明还提供一种电子设备,包括处理器及存储器;所述存储器存储有可被处理器调用的程序;其中,所述处理器执行所述程序时,实现如前述实施例中所述的路径确定方法。
本发明路径确定装置的实施例可以应用在电子设备上。以软件实现为例,作为一个逻辑意义上的装置,是通过其所在电子设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言,如图8所示,图8是本发明根据一示例性实施例示出路径确定装置100所在电子设备的一种硬件结构图,除了图8所示的处理器510、内存530、接口520、以及非易失性存储器540之外,实施例中装置100所在的电子设备通常根据该电子采集设备的实际功能,还可以包括其他硬件,对此不再赘述。
本发明还提供一种机器可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时,实现如前述实施例中任意一项所述的路径确定方法。
本发明可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。机器可读存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体,可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。机器可读存储介质的例子包括但不限于:相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (15)
1.一种路径确定方法,其特征在于,该方法包括:
在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点,所述候选位置点根据所述轨迹点到候选路段上的投影位置点确定;
针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;
依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;
依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点,包括:
针对当前轨迹上的每一轨迹点,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围,依据所述搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,确定该轨迹点投影到候选路段上的投影位置点,依据所述投影位置点在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选位置点。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的搜索范围包括:
在已构建的所述路网地图中查找到该轨迹点,并生成以该轨迹点为圆心、设定长度为半径的圆形区域;
将所述圆形区域确定为该轨迹点对应的搜索范围。
4.如权利要求2或3所述的方法,其特征在于,所述依据搜索范围在已构建的所述路网地图中确定该轨迹点对应的候选路段,包括:
在已构建的所述路网地图中确定出包含所述搜索范围的第一矩形框;
从已建立的节点树的根节点开始查找到满足条件的目标叶子节点,所述条件是指:叶子节点对应的区域范围与所述第一矩形框存在交集;所述节点树的根节点对应所述路网地图的整个区域范围,所述节点树中第i级节点对应所述路网地图中的第i级区域范围,所述路网地图中的各级区域范围是按照设定区域划分方式从所述路网地图划分出的;
从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述从所有目标叶子节点对应的区域范围内确定出该轨迹点对应的候选路段,包括:
针对每一目标叶子节点,从该目标叶子节点对应的区域范围内确定出至少一个参考路段;参考路段对应的第二矩形框与所述第一矩形框存在交集,参考路段对应的第二矩形框是指在所述路网地图中规划出的包含该参考路段的矩形框;
针对每一参考路段,检查该参考路段是否与所述搜索范围存在交集,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段进一步包括:
获取该轨迹点对应的运动方向;
确定该参考路段在已构建的所述路网地图中被预设的方向;
检查该轨迹点对应的运动方向与该参考路段被预设的方向之间的夹角是否小于或等于设定夹角,如果是,确定该参考路段为该轨迹点对应的候选路段。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对包括:
针对轨迹点对中的每一轨迹点,获取该轨迹点对应的所有候选位置点;
将轨迹点对中其中一个轨迹点对应的每一候选位置点与另一轨迹点对应的每一候选位置点组合,得到候选位置点对。
8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,包括:
针对每一候选位置点对,依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段;
依据搜索出的目标路段确定该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径。
9.如权利要求8所述的方法,其特征在于,所述依据该候选位置点对中的两个候选位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段,包括:
依据该候选位置点对中的第一候选位置点、第二候选位置点在已构建的所述路网地图中确定第一搜索位置点和第二搜索位置点;第一搜索位置点为第一候选位置点所处的候选路段上距离第二候选位置点最近的端点,第二搜索位置点为第二候选位置点所处的候选路段上距离第一候选位置点最近的端点,第一候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第一轨迹点的候选位置点,第二候选位置点为:与该候选位置点对对应的轨迹点对中第二轨迹点的候选位置点,在所述当前轨迹中第二轨迹点与第一轨迹点相邻且处于第一轨迹点之后;
依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段。
10.如权利要求9所述的方法,其特征在于,所述依据第一搜索位置点和所述第二搜索位置点在已记录的路网访问信息中搜索出目标路段包括:
将第一方向和第二方向中的其中一个确定为当前搜索方向;第一方向为沿着第一搜索位置点至第二搜索位置点的方向,第二方向为沿着第二搜索位置点至第一搜索位置点的方向;
将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点,若当前位置点未记录在路网访问信息中,将当前位置点、该当前位置点对应的当前搜索方向记录在所述路网访问信息中;
在已构建的所述路网地图中查找到当前位置点的相邻位置点,遍历查找到的相邻位置点;若在所述路网访问信息中记录了遍历到的相邻位置点,依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段;若在所述路网访问信息中未记录遍历到的相邻位置点,将相邻位置点对应的当前搜索方向、当前位置点和相邻位置点的路段记录至路网访问信息中;
若遍历结束时未确定出目标路段,则从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点;之后将当前搜索方向更新为所述第一方向和第二方向中的另一个,返回将当前搜索方向的搜索起始位置点作为当前位置点的操作。
11.如权利要求10所述的方法,其特征在于,所述依据路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向搜索出位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段包括:
比较路网访问信息中记录的该相邻位置点对应的搜索方向与当前搜索方向;
当不同时,从所述路网访问信息中获取位于当前搜索方向上的路段作为所述目标路段。
12.如权利要求10或11所述的方法,其特征在于,所述从当前位置点的所有相邻位置点选择一个位置点作为当前搜索方向的搜索起始位置点,包括:
针对每一相邻位置点,确定该相邻位置点对应的路径代价cost,所述路径代价cost为当前搜索方向的搜索起始位置点至该相邻位置点的路径代价cost1、与该相邻位置点至当前搜索方向的搜索结束位置点的路径代价cost2之和;
选择对应的路径代价cost最小的一个相邻位置点;
将选择出的相邻位置点确定为当前搜索方向的搜索起始位置点。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径,包括:
针对每一轨迹点对,执行以下步骤:针对该轨迹点对所对应的每一候选位置点对,将该候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径输入至已训练的权重模型,得到该候选位置点对所对应的至少一个设定特征概率的权重参数;依据各候选位置点对所对应的至少一个设定特征概率的权重参数,从各候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径中选择一个候选路径;
将所有候选路径按照设定方式连接生成所述目标路径。
14.一种路径确定装置,其特征在于,该装置包括:
候选位置点确定模块,用于在已构建的路网地图中为当前轨迹上的轨迹点确定对应的候选位置点,所述候选位置点根据所述轨迹点到候选路段上的投影位置点确定;
候选位置点对确定模块,用于针对当前轨迹上的每一轨迹点对,轨迹点对由两个相邻轨迹点组成,依据该轨迹点对中轨迹点对应的候选位置点确定该轨迹点对所对应的候选位置点对;
最短路径搜索模块,用于依据已记录的路网访问信息确定候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径;所述路网访问信息记录了已被访问的不同位置点之间的路径信息;
目标路径确定模块,用于依据每一轨迹点对所对应的候选位置点对中两个候选位置点之间的最短路径,在已构建的所述路网地图中确定出与当前轨迹匹配的目标路径。
15.一种电子设备,其特征在于,包括处理器及存储器;所述存储器存储有可被处理器调用的程序;其中,所述处理器执行所述程序时,实现如权利要求1-13中任意一项所述的路径确定方法。
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CN112985371A (zh) | 2021-06-18 |
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