CN116782145A - 一种中高频gps轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端 - Google Patents

一种中高频gps轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中高频GPS轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端，方法包括：确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；计算序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；计算序列中相邻轨迹点之间的目标距离，根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；计算序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，基于异常类型数量确定出异常轨迹点进行过滤或修复。因此，本申请实施例可提升整体GPS轨迹数据的质量和精度，降低数据噪声和误差，从而提升上层应用的服务准确度。

Description

一种中高频GPS轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端
技术领域
本发明涉及交通大数据处理技术领域，特别涉及一种中高频GPS轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端。
背景技术
车载终端上报的GPS轨迹数据作为监测车辆位置信息最为主要的数据，能够直观反映出车辆的运行状况，动态展示车辆的行驶信息。对于各种与移动定位相关的领域，如交通运输、物流配送以及地理信息服务等，可利用GPS轨迹数据可以实时对车辆进行监控，能够给监管部门提供决策依据。
目前由于GPS设备自身和网络通信的原因，采集的GPS轨迹数据会出现各种的异常情况，包括因设备掉线导致的相邻两点之间存在很大的时差和距离的异常情况；因设备异常导致在连续时间下，GPS轨迹点距离过大，即出现漂移点的异常情况；以及设备因通信异常导致的相同时间下，返回多条位置记录的异常情况，异常GPS轨迹数据会降低整体GPS轨迹数据的质量和精度，提升数据噪声和误差，从而降低了上层应用的服务准确度。
发明内容
本申请实施例提供了一种中高频GPS轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
第一方面，本申请实施例提供了一种中高频GPS轨迹数据处理方法，方法包括：
确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；
计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。
可选的，确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列，包括：
实时接收来自车载终端上报的目标GPS轨迹点；
当目标GPS轨迹点的上报时刻与上一个上报的GPS轨迹点的上报时刻之间的时间间隔小于等于预设周期时，将目标GPS轨迹点进行存储；
当存储的GPS轨迹点的轨迹点数量大于预设轨迹点数量阈值时，将存储的GPS轨迹点作为历史中高频GPS轨迹数据；
预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
可选的，确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列，包括：
接收中高频GPS轨迹数据处理指令，在缓存中获取预设时间段内的所有GPS轨迹点，得到历史中高频GPS轨迹数据；
预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
可选的，计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点，包括：
建立用于计算夹角的第一滑动窗口，第一滑动窗口的大小为第一预设数量，第一预设数量至少为3；
将GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入第一滑动窗口，并在第一滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于预设第一数量时，根据第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角，以及将计算的夹角赋予第一滑动窗口内的中心位置的GPS轨迹点；
继续控制GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入第一滑动窗口，并继续执行根据第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角的步骤，直到GPS轨迹点序列全部输入到第一滑动窗口；
建立用于计算平均行驶速度的第二滑动窗口，第二滑动窗口的大小为第二预设数量，第二预设数量为2；
将GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入第二滑动窗口，并在第二滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于2时，根据第一滑动窗口中的两个GPS轨迹点计算平均行驶速度，以及将计算的平均行驶速度赋予最后一个输入第一滑动窗口的GPS轨迹点；
继续控制GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入第二滑动窗口，并继续执行根据第二滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算平均行驶速度的步骤，直到GPS轨迹点序列全部输入到第二滑动窗口；
生成各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并确定出夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，并标记夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，得到属于预设第一异常类型的GPS轨迹点。
可选的，计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点，包括：
计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离；
将计算的目标距离绘制为行驶轨迹点间隔距离的轨迹曲线；
对轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点；
将每个异常轨迹点标记为曲线不平滑的异常类型，得到属于预设第二异常类型的GPS轨迹点。
可选的，对轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点，包括：
建立用于曲线滤波的第三滑动窗口，第三滑动窗口的大小为第三预设数量，第三预设数量至少为5；
将轨迹曲线依次输入第三滑动窗口中，当第三滑动窗口中的轨迹点数量到达预设第三预设数量时，对轨迹点之间的间距计算平均间距，将平均间距与第三滑动窗口中的轨迹点之间的目标距离做差，得到距离差值，当距离差值的绝对值大于预设阈值时，则将第三滑动窗口中的轨迹点确定为异常轨迹点；
继续控制轨迹曲线依次输入第三滑动窗口中，直到轨迹曲线全部通过第三滑动窗口，得到轨迹曲线对应的异常轨迹点。
可选的，计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点，包括：
加载地图数据；
在地图数据中确定GPS轨迹点序列中相邻轨迹点对应的道路位置关系；
根据道路位置关系，确定道路位置不一致的相邻轨迹点，并将所有道路位置不一致的相邻轨迹点和GPS轨迹点序列的轨迹数量的比值作为轨迹跳跃频率；
当轨迹跳跃频率大于预设轨迹跳跃频率阈值时，将道路位置不一致的相邻轨迹点标记为属于预设第三异常类型的GPS轨迹点。
第二方面，本申请实施例提供了一种中高频GPS轨迹数据处理装置，装置包括：
中高频GPS轨迹数据预处理模块，用于确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；
第一异常类型的GPS轨迹点标记模块，用于计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
第二异常类型的GPS轨迹点标记模块，用于计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
第三异常类型的GPS轨迹点标记模块，用于计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
异常轨迹点处理模块，用于确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机存储介质，计算机存储介质存储有多条指令，指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种终端，可包括：处理器和存储器；其中，存储器存储有计算机程序，计算机程序适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。
本申请实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
在本申请实施例中，中高频GPS轨迹数据处理装置首先确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；然后计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；再计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；其次计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；最后确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。由于本申请通过计算每个GPS轨迹点在不同方向上的参数来标记不同的异常类型，可根据标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量确定出异常轨迹点进行处理，提升整体GPS轨迹数据的质量和精度，降低数据噪声和误差，从而提升了上层应用的服务准确度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本申请实施例提供的一种中高频GPS轨迹数据处理方法的流程示意图；
图2是本申请实施例提供的一种中高频GPS轨迹数据处理流程的流程示意框图；
图3是本申请实施例提供的一种中高频GPS轨迹数据处理装置的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请提供了一种中高频GPS轨迹数据处理方法、装置、存储介质及终端，以解决上述相关技术问题中存在的问题。本申请提供的技术方案中，由于本申请通过计算每个GPS轨迹点在不同方向上的参数来标记不同的异常类型，可根据标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量确定出异常轨迹点进行处理，提升整体GPS轨迹数据的质量和精度，降低数据噪声和误差，从而提升了上层应用的服务准确度，下面采用示例性的实施例进行详细说明。
下面将结合附图1-附图2，对本申请实施例提供的中高频GPS轨迹数据处理方法进行详细介绍。该方法可依赖于计算机程序实现，可运行于基于冯诺依曼体系的中高频GPS轨迹数据处理装置上。该计算机程序可集成在应用中，也可作为独立的工具类应用运行。
请参见图1，为本申请实施例提供了一种中高频GPS轨迹数据处理方法的流程示意图。如图1所示，本申请实施例的方法可以包括以下步骤：
S101，确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；
其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；预设周期为30秒。历史中高频GPS轨迹数据可以是实时接收的一段时间内的，也可以是从历史GPS轨迹数据库中获取的，GPS轨迹数据是安装在车辆上的车载终端进行上报的GPS位置点信息生成的。
在一种可能的实现方式中，在确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列时，首先实时接收来自车载终端上报的目标GPS轨迹点，然后当目标GPS轨迹点的上报时刻与上一个上报的GPS轨迹点的上报时刻之间的时间间隔小于等于预设周期时，将目标GPS轨迹点进行存储，其次当存储的GPS轨迹点的轨迹点数量大于预设轨迹点数量阈值时，将存储的GPS轨迹点作为历史中高频GPS轨迹数据，最后预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
在另一种可能的实现方式中，在确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列时，首先接收中高频GPS轨迹数据处理指令，在缓存中获取预设时间段内的所有GPS轨迹点，得到历史中高频GPS轨迹数据，然后预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
进一步地，在预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列时，首先确定历史中高频GPS轨迹数据中每个历史中高频GPS轨迹点的上报时间；然后根据每个历史中高频GPS轨迹点的上报时间，将每个历史中高频GPS轨迹点进行排序，得到相邻的GPS轨迹点序列。
具体的，用于交通运输、物流配送以及地理信息服务等车辆的车载终端按照预设周期实时上报GPS位置点信息，***平台在接收到上报的GPS位置点信息后，将该GPS位置点信息缓存到消息队列中或者保存到历史GPS轨迹数据库。在对中高频GPS轨迹数据处理时，可确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
S102，计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
在本申请实施例中，在计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点时，首先建立用于计算夹角的第一滑动窗口，第一滑动窗口的大小为第一预设数量，第一预设数量至少为3；然后将GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入第一滑动窗口，并在第一滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于预设第一数量时，根据第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角，以及将计算的夹角赋予第一滑动窗口内的中心位置的GPS轨迹点；其次继续控制GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入第一滑动窗口，并继续执行根据第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角的步骤，直到GPS轨迹点序列全部输入到第一滑动窗口；再建立用于计算平均行驶速度的第二滑动窗口，第二滑动窗口的大小为第二预设数量，第二预设数量为2；以及将GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入第二滑动窗口，并在第二滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于2时，根据第一滑动窗口中的两个GPS轨迹点计算平均行驶速度，以及将计算的平均行驶速度赋予最后一个输入第一滑动窗口的GPS轨迹点；最后继续控制GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入第二滑动窗口，并继续执行根据第二滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算平均行驶速度的步骤，直到GPS轨迹点序列全部输入到第二滑动窗口；并生成各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并确定出夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，并标记夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，得到属于预设第一异常类型的GPS轨迹点。
在一种可能的实现方式中，可根据GPS轨迹点序列中相邻3个坐标点的经纬度坐标，计算夹角赋予3个坐标点的中间一个坐标点，并计算GPS轨迹点序列中前后2个相邻轨迹点之间的平均行驶速度赋予2个相邻轨迹点的最后一个坐标点。读取设定的夹角和行驶速度的阈值，并判断轨迹点是否为异常点，将异常点标记对应的第一异常类型。
例如GPS轨迹点序列为A、B、C、D、E、F、G，首先选择A、B、C，并根据A、B、C的轨迹点信息计算夹角，得到B的夹角，然后选择B、C、D，并根据B、C、D的轨迹点信息计算夹角，得到C的夹角，依次类推，直到算出F的夹角。本申请中前两个点和最后一个点无法计算夹角，此时可以默认为正常轨迹点。同时选择A、B，并根据A、B的轨迹点信息计算平均行驶速度，得到B的平均行驶速度，然后选择B、C，并根据B、C的轨迹点信息计算平均行驶速度，得到C的平均行驶速度，依次类推，直到算出G的平均行驶速度。最后根据预先设定的阈值判断夹角和平均行驶速度是否符合异常类型，并对符合的轨迹点进行异常类型标记。
需要说明的是，在知道GPS轨迹点信息后，计算夹角和平均行驶速度可结合现有技术的方式进行计算，此处不再赘述。
S103，计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
在本申请实施例中，在计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点时，首先计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离；然后将计算的目标距离绘制为行驶轨迹点间隔距离的轨迹曲线；其次对轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点；最后将每个异常轨迹点标记为曲线不平滑的异常类型，得到属于预设第二异常类型的GPS轨迹点。
具体的，在对轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点时，首先建立用于曲线滤波的第三滑动窗口，第三滑动窗口的大小为第三预设数量，第三预设数量至少为5；然后将轨迹曲线依次输入第三滑动窗口中，当第三滑动窗口中的轨迹点数量到达预设第三预设数量时，对轨迹点之间的间距计算平均间距，将平均间距与第三滑动窗口中的轨迹点之间的目标距离做差，得到距离差值，当距离差值的绝对值大于预设阈值时，则将第三滑动窗口中的轨迹点确定为异常轨迹点；最后继续控制轨迹曲线依次输入第三滑动窗口中，直到轨迹曲线全部通过第三滑动窗口，得到轨迹曲线对应的异常轨迹点。
在一种可能的实现方式中，针对GPS轨迹点序列首先分别计算相邻两个坐标点间的距离，然后将坐标点间的距离绘制成行驶轨迹点间隔距离的曲线，(x轴为时间，y轴为距离)，其次设置滑动窗口的大小，并将窗口从前往后滑动，对每个窗口内的轨迹点间隔距离取平均值，并将其作为该窗口的输出，最后如果当前轨迹点与相邻的前一个轨迹点间的实际距离和窗口输出的平均值的差超过了设定的阈值，则当前点可能是异常点，并将异常点标记为曲线不平滑的异常类型。
S104，计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
在本申请实施例中，在计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点时，首先加载地图数据；然后在地图数据中确定GPS轨迹点序列中相邻轨迹点对应的道路位置关系；其次根据道路位置关系，确定道路位置不一致的相邻轨迹点，并将所有道路位置不一致的相邻轨迹点和GPS轨迹点序列的轨迹数量的比值作为轨迹跳跃频率；最后当轨迹跳跃频率大于预设轨迹跳跃频率阈值时，将道路位置不一致的相邻轨迹点标记为属于预设第三异常类型的GPS轨迹点。
在一种可能的实现方式中，首先加载地图数据，然后在地图数据中确定GPS轨迹点序列中相邻轨迹点对应的道路位置关系，计算相邻轨迹点在不同道路之间的跳跃频率，标记跳跃频率超过阈值的轨迹点为异常点，最后将异常点标记为道路频繁跳跃的异常类型。
S105，确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。
在一种可能的实现方式中，可将异常等级设为无、低、中、高四个等级。
无：没有被标记异常类型的轨迹点；
低：被标记了1项异常类型的轨迹点；
中：被标记了2项异常类型的轨迹点；
高：被标记了3项及以上异常类型的轨迹点。
可根据实际应用场景设定为低、中、高三个等级中的一个，当轨迹点的异常类型数量达到设定的报警等级便进行报警，并输出异常轨迹点，后续实际应用中，可将异常轨迹点进行过滤或修复，得到清洗后的历史中高频GPS轨迹数据，最后将清洗后的历史中高频GPS轨迹数据反馈到上层应用，使得上层应用的服务更加准确。例如在物流配送中，本申请可以提高货物追踪的准确性，以提升物流配送调度的效率，避免货物配送延误。
例如，在实时清洗货车的车载终端上报的GPS轨迹数据时，可实时读取来源于kafka消息队列的时序轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；计算相邻三个轨迹点的夹角，相邻两个轨迹点的平均速度；读取配置文档中的夹角和平均速度阈值，如夹角小于阈值标记夹角异常类型，如平均速度大于阈值标记速度异常类型。对轨迹进行平滑处理并得到平滑处理后的点，比较原始点距离和平滑处理后点的距离，如果距离差大于配置文档中的阈值，则标记曲线不平滑异常类型。获取轨迹点所在道路信息，计算轨迹点在不同道路间的跳跃频率，跳跃频率超过配置文档中的阈值，则标记道路跳跃异常类型。根据GPS轨迹点被标记异常的次数判定异常等级，如果异常等级达到配置文档中设定的等级，则输出原始轨迹坐标和修复轨迹坐标(平滑处理后的坐标点)，如异常等级未达到配置文档中设定的等级，则输出原始轨迹坐标。清洗完成的轨迹数据再次写入kafka消息队列(清洗后)，供各业务线的上层应用进行使用。
例如图2所示，图2是本申请提供的一种中高频GPS轨迹数据处理过程的过程示意框图，首先开始采集时序轨迹数据，并计算轨迹点的夹角以及平均速度，并判断轨迹点的夹角和平均速度是否不符合设定的夹角阈值和速度阈值，并将不符合的轨迹点标记异常类型，然后对原始轨迹再次进行平滑处理，以获取对应的平滑后的坐标点，确定原始轨迹点与平滑曲线后采样的点之间的距离是否大于阈值，并将大于阈值的进行标记，最后获取每个GPS轨迹点所在的道路信息，计算出轨迹点在不同道路之间的跳跃频率，以及确定出跳跃频率超过阈值的轨迹点标记异常类型，最后根据轨迹点上的异常类型数量进行等级判断，并确定出异常点进行输出。
在本申请实施例中，中高频GPS轨迹数据处理装置首先确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；然后计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；再计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；其次计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；最后确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。由于本申请通过计算每个GPS轨迹点在不同方向上的参数来标记不同的异常类型，可根据标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量确定出异常轨迹点进行处理，提升整体GPS轨迹数据的质量和精度，降低数据噪声和误差，从而提升了上层应用的服务准确度。
下述为本发明装置实施例，可以用于执行本发明方法实施例。对于本发明装置实施例中未披露的细节，请参照本发明方法实施例。
请参见图3，其示出了本发明一个示例性实施例提供的中高频GPS轨迹数据处理装置的结构示意图。该中高频GPS轨迹数据处理装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为终端的全部或一部分。该装置1包括中高频GPS轨迹数据预处理模块10、第一异常类型的GPS轨迹点标记模块20、第二异常类型的GPS轨迹点标记模块30、第三异常类型的GPS轨迹点标记模块40、异常轨迹点处理模块50。
中高频GPS轨迹数据预处理模块10，用于确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；
第一异常类型的GPS轨迹点标记模块20，用于计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
第二异常类型的GPS轨迹点标记模块30，用于计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
第三异常类型的GPS轨迹点标记模块40，用于计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
异常轨迹点处理模块50，用于确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。
需要说明的是，上述实施例提供的中高频GPS轨迹数据处理装置在执行中高频GPS轨迹数据处理方法时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的中高频GPS轨迹数据处理装置与中高频GPS轨迹数据处理方法实施例属于同一构思，其体现实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请实施例中，中高频GPS轨迹数据处理装置首先确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；然后计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；再计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；其次计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；最后确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。由于本申请通过计算每个GPS轨迹点在不同方向上的参数来标记不同的异常类型，可根据标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量确定出异常轨迹点进行处理，提升整体GPS轨迹数据的质量和精度，降低数据噪声和误差，从而提升了上层应用的服务准确度。
本发明还提供一种计算机可读介质，其上存储有程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述各个方法实施例提供的中高频GPS轨迹数据处理方法。
本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个方法实施例的中高频GPS轨迹数据处理方法。
请参见图4，为本申请实施例提供了一种终端的结构示意图。如图4所示，终端1000可以包括：至少一个处理器1001，至少一个网络接口1004，用户接口1003，存储器1005，至少一个通信总线1002。
其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。
其中，用户接口1003可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。
其中，网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。
其中，处理器1001可以包括一个或者多个处理核心。处理器1001利用各种接口和线路连接整个电子设备1000内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1005内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器1005内的数据，执行电子设备1000的各种功能和处理数据。可选的，处理器1001可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Array，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器1001可集成中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器1001中，单独通过一块芯片进行实现。
其中，存储器1005可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器1005包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器1005可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器1005可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及到的数据等。存储器1005可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器1001的存储装置。如图4所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及中高频GPS轨迹数据处理应用程序。
在图4所示的终端1000中，用户接口1003主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的中高频GPS轨迹数据处理应用程序，并具体执行以下操作：
确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；
计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。
在一个实施例中，处理器1001在执行确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列时，具体执行以下操作：
实时接收来自车载终端上报的目标GPS轨迹点；
当目标GPS轨迹点的上报时刻与上一个上报的GPS轨迹点的上报时刻之间的时间间隔小于等于预设周期时，将目标GPS轨迹点进行存储；
当存储的GPS轨迹点的轨迹点数量大于预设轨迹点数量阈值时，将存储的GPS轨迹点作为历史中高频GPS轨迹数据；
预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
在一个实施例中，处理器1001在执行确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列时，具体行以下操作：
接收中高频GPS轨迹数据处理指令，在缓存中获取预设时间段内的所有GPS轨迹点，得到历史中高频GPS轨迹数据；
预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
在一个实施例中，处理器1001在执行计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点时，具体执行以下操作：
建立用于计算夹角的第一滑动窗口，第一滑动窗口的大小为第一预设数量，第一预设数量至少为3；
将GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入第一滑动窗口，并在第一滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于预设第一数量时，根据第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角，以及将计算的夹角赋予第一滑动窗口内的中心位置的GPS轨迹点；
继续控制GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入第一滑动窗口，并继续执行根据第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角的步骤，直到GPS轨迹点序列全部输入到第一滑动窗口；
建立用于计算平均行驶速度的第二滑动窗口，第二滑动窗口的大小为第二预设数量，第二预设数量为2；
将GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入第二滑动窗口，并在第二滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于2时，根据第一滑动窗口中的两个GPS轨迹点计算平均行驶速度，以及将计算的平均行驶速度赋予最后一个输入第一滑动窗口的GPS轨迹点；
继续控制GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入第二滑动窗口，并继续执行根据第二滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算平均行驶速度的步骤，直到GPS轨迹点序列全部输入到第二滑动窗口；
生成各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并确定出夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，并标记夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，得到属于预设第一异常类型的GPS轨迹点。
在一个实施例中，处理器1001在执行计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点时，具体执行以下操作：
计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离；
将计算的目标距离绘制为行驶轨迹点间隔距离的轨迹曲线；
对轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点；
将每个异常轨迹点标记为曲线不平滑的异常类型，得到属于预设第二异常类型的GPS轨迹点。
在一个实施例中，处理器1001在执行对轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点时，具体执行以下操作：
建立用于曲线滤波的第三滑动窗口，第三滑动窗口的大小为第三预设数量，第三预设数量至少为5；
将轨迹曲线依次输入第三滑动窗口中，当第三滑动窗口中的轨迹点数量到达预设第三预设数量时，对轨迹点之间的间距计算平均间距，将平均间距与第三滑动窗口中的轨迹点之间的目标距离做差，得到距离差值，当距离差值的绝对值大于预设阈值时，则将第三滑动窗口中的轨迹点确定为异常轨迹点；
继续控制轨迹曲线依次输入第三滑动窗口中，直到轨迹曲线全部通过第三滑动窗口，得到轨迹曲线对应的异常轨迹点。
在一个实施例中，处理器1001在执行计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点时，具体执行以下操作：
加载地图数据；
在地图数据中确定GPS轨迹点序列中相邻轨迹点对应的道路位置关系；
根据道路位置关系，确定道路位置不一致的相邻轨迹点，并将所有道路位置不一致的相邻轨迹点和GPS轨迹点序列的轨迹数量的比值作为轨迹跳跃频率；
当轨迹跳跃频率大于预设轨迹跳跃频率阈值时，将道路位置不一致的相邻轨迹点标记为属于预设第三异常类型的GPS轨迹点。
在本申请实施例中，中高频GPS轨迹数据处理装置首先确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；然后计算GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；再计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；其次计算GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；最后确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将异常轨迹点进行过滤或修复。由于本申请通过计算每个GPS轨迹点在不同方向上的参数来标记不同的异常类型，可根据标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量确定出异常轨迹点进行处理，提升整体GPS轨迹数据的质量和精度，降低数据噪声和误差，从而提升了上层应用的服务准确度。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，中高频GPS轨迹数据处理的程序可存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种中高频GPS轨迹数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，所述历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；
计算所述GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据所述夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据所述目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据所述轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于所述异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将所述异常轨迹点进行过滤或修复。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列，包括：
实时接收来自车载终端上报的目标GPS轨迹点；
当所述目标GPS轨迹点的上报时刻与上一个上报的GPS轨迹点的上报时刻之间的时间间隔小于等于预设周期时，将所述目标GPS轨迹点进行存储；
当存储的GPS轨迹点的轨迹点数量大于预设轨迹点数量阈值时，将存储的GPS轨迹点作为历史中高频GPS轨迹数据；
预处理所述历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列，包括：
接收中高频GPS轨迹数据处理指令，在缓存中获取预设时间段内的所有GPS轨迹点，得到历史中高频GPS轨迹数据；
预处理所述历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据所述夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点，包括：
建立用于计算夹角的第一滑动窗口，所述第一滑动窗口的大小为第一预设数量，所述第一预设数量至少为3；
将所述GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入所述第一滑动窗口，并在所述第一滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于所述预设第一数量时，根据所述第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角，以及将计算的夹角赋予所述第一滑动窗口内的中心位置的GPS轨迹点；
继续控制所述GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入所述第一滑动窗口，并继续执行所述根据所述第一滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算夹角的步骤，直到所述GPS轨迹点序列全部输入到所述第一滑动窗口；
建立用于计算平均行驶速度的第二滑动窗口，所述第二滑动窗口的大小为第二预设数量，所述第二预设数量为2；
将所述GPS轨迹点序列从起始GPS轨迹点依次输入所述第二滑动窗口，并在所述第二滑动窗口中的GPS轨迹点数量等于2时，根据所述第一滑动窗口中的两个GPS轨迹点计算平均行驶速度，以及将计算的平均行驶速度赋予最后一个输入所述第一滑动窗口的GPS轨迹点；
继续控制所述GPS轨迹点序列中的一个GPS轨迹点输入所述第二滑动窗口，并继续执行所述根据所述第二滑动窗口中的全部GPS轨迹点计算平均行驶速度的步骤，直到所述GPS轨迹点序列全部输入到所述第二滑动窗口；
生成各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并确定出夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，并标记夹角或者平均行驶速度不符合预设阈值的轨迹点，得到属于预设第一异常类型的GPS轨迹点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据所述目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点，包括：
计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离；
将计算的所述目标距离绘制为行驶轨迹点间隔距离的轨迹曲线；
对所述轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点；
将每个异常轨迹点标记为曲线不平滑的异常类型，得到属于预设第二异常类型的GPS轨迹点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述轨迹曲线进行滤波，以确定出影响轨迹曲线不平滑的轨迹点，得到异常轨迹点，包括：
建立用于曲线滤波的第三滑动窗口，所述第三滑动窗口的大小为第三预设数量，所述第三预设数量至少为5；
将所述轨迹曲线依次输入所述第三滑动窗口中，当所述第三滑动窗口中的轨迹点数量到达预设第三预设数量时，对轨迹点之间的间距计算平均间距，将所述平均间距与所述第三滑动窗口中的轨迹点之间的目标距离做差，得到距离差值，当所述距离差值的绝对值大于预设阈值时，则将所述第三滑动窗口中的轨迹点确定为异常轨迹点；
继续控制所述轨迹曲线依次输入所述第三滑动窗口中，直到所述轨迹曲线全部通过所述第三滑动窗口，得到所述轨迹曲线对应的异常轨迹点。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据所述轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点，包括：
加载地图数据；
在所述地图数据中确定GPS轨迹点序列中相邻轨迹点对应的道路位置关系；
根据所述道路位置关系，确定道路位置不一致的相邻轨迹点，并将所有道路位置不一致的相邻轨迹点和GPS轨迹点序列的轨迹数量的比值作为轨迹跳跃频率；
当所述轨迹跳跃频率大于预设轨迹跳跃频率阈值时，将道路位置不一致的相邻轨迹点标记为属于预设第三异常类型的GPS轨迹点。
8.一种中高频GPS轨迹数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
中高频GPS轨迹数据预处理模块，用于确定并预处理历史中高频GPS轨迹数据，得到相邻的GPS轨迹点序列；其中，所述历史中高频GPS轨迹数据中GPS轨迹点上报间隔小于等于预设周期；
第一异常类型的GPS轨迹点标记模块，用于计算所述GPS轨迹点序列中各个轨迹点的夹角和平均行驶速度，并根据所述夹角和平均行驶速度标记属于预设第一异常类型的GPS轨迹点；
第二异常类型的GPS轨迹点标记模块，用于计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的目标距离，并根据所述目标距离标记属于预设第二异常类型的GPS轨迹点；
第三异常类型的GPS轨迹点标记模块，用于计算所述GPS轨迹点序列中相邻轨迹点之间的轨迹跳跃频率，并根据所述轨迹跳跃频率标记属于预设第三异常类型的GPS轨迹点；
异常轨迹点处理模块，用于确定标记的每个GPS轨迹点的异常类型数量，并基于所述异常类型数量确定出异常轨迹点，以及将所述异常轨迹点进行过滤或修复。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行如权利要求1-7任意一项的方法步骤。
10.一种终端，其特征在于，包括：处理器和存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行如权利要求1-7任意一项的方法步骤。
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