路径搜索方法和路径搜索装置.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 104076375 A (43)申请公布日 2014.10.01 CN 104076375 A (21)申请号 201310101029.4 (22)申请日 2013.03.27 G01S 19/39(2010.01) (71)申请人 株式会社日立制作所 地址 日本东京都 (72)发明人 李岚 刘勃 大久保达也 (74)专利代理机构 中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人 吴秋明 (54) 发明名称 路径搜索方法和路径搜索装置 (57) 摘要 根据本发明， 提出了一种路径搜索方法， 包 括 ： 获取步骤， 获取移动体在给定时间段内采集 的一系列 GPS 点。

2、 ； 确定步骤， 从所述一系列 GPS 点 确定置信度最大的 GPS 点， 作为关键点 ； 以及路径 搜索步骤， 从所述关键点出发执行路径搜索， 来找 到与所述一系列 GPS 点相匹配的路径。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 9 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书9页 附图6页 (10)申请公布号 CN 104076375 A CN 104076375 A 1/1 页 2 1. 一种路径搜索方法， 包括 ： 获取步骤， 获取移动体在给定时间段内采集的一系列 GPS 点 ； 确定步骤， 从所述一系列 GPS 点。

3、确定置信度最大的 GPS 点， 作为关键点 ； 以及 路径搜索步骤， 从所述关键点出发执行路径搜索， 来找到与所述一系列 GPS 点相匹配 的路径。 2. 根据权利要求 1 所述的路径搜索方法， 其中， 所述确定步骤包括 ： 确定所述一系列 GPS 点中的每个 GPS 点在候补匹配路链上的候补匹配点 ； 以及 从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的 GPS 点中确定所述关键 点。 3. 根据权利要求 2 所述的路径搜索方法， 从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数 量未超过阈值的 GPS 点中确定所述关键点的步骤包括 ： 在具有最少候补匹配点的 GPS 点的数量多于一个的情况下，。

4、 从所述具有最少候补匹配 点的多个 GPS 点中进一步确定具有最大置信度的 GPS 点。 4. 根据权利要求 3 所述的路径搜索方法， 其中， 根据所述具有最少候补匹配点的多个 GPS 点中的每个 GPS 点到候补匹配点的距离、 以 及该 GPS 点的行进方向与候补匹配路链方向的夹角来确定具有最大置信度的 GPS 点。 5. 根据权利要求 3 所述的路径搜索方法， 其中， 根据所述具有最少候补匹配点的多个GPS点中的每个GPS点的时间先后次序来确定具 有最大置信度的 GPS 点。 6. 根据权利要求 1 所述的路径搜索方法， 其中， 在所述路径搜索步骤中， 通过从所述关键点出发的前向逐点路径搜。

5、索和后向逐点路径 搜索中的至少一者来执行路径搜索。 7. 根据权利要求 2 所述的路径搜索方法， 其中， 所述候补匹配点是根据相应的 GPS 点的行进方向、 行进速度和候补匹配路链的道路类 别、 以及离相应的 GPS 点的距离， 从候补匹配路链上选择的位置点。 8. 一种路径搜索装置， 包括 ： 获取单元， 获取移动体在给定时间段内采集的一系列 GPS 点 ； 确定单元， 从所述一系列 GPS 点确定置信度最大的 GPS 点， 作为关键点 ； 以及 路径搜索单元， 从所述关键点出发执行路径搜索， 来找到与所述一系列 GPS 点相匹配 的路径。 权 利 要 求 书 CN 104076375 A 。

6、2 1/9 页 3 路径搜索方法和路径搜索装置 技术领域 0001 本发明涉及智能交通领域， 更具体地， 涉及一种路径搜索方法和路径搜索装置， 能 够在减少计算量的情况下， 对路径进行搜索和匹配， 从而精确地确定移动体的行进轨迹。 背景技术 0002 近年来， 电子地图、 导航系统， 出行轨迹记录等基于位置的服务越来越普及。在实 现这些基于位置的服务时， 有可能需要将某一特定物体 ( 如车辆或人 ) 的一系列位置点 ( 包含经度、 纬度、 时间等信息 ) 匹配到电子地图的路网中， 以确定该物体的行进轨迹。 0003 其中， 上述位置点的信息通常是由物体自身或安装在物体上的具有定位功能的设 备采。

7、集的， 例如 GPS(Global Position System， 全球卫星定位系统 ) 装置等。在本说明书 中， 为了简化说明， 以下将使用本领域中常用的 “GPS 点” 这个词指代原始的待匹配位置点。 但需要说明的是， 本发明中的位置点信息不限于由 GPS 装置采集， 也可以由其他定位系统 获取。 0004 在实际应用中， 由于受到设备条件、 定位精度等因素的影响， GPS 点信息通常有如 下问题 ： 0005 第一， GPS 点位置可能存在漂移， 即偏离其在地图上的实际位置， 偏离范围有可能 达到几米甚至几十米。 0006 第二， 采集到的 GPS 点时间间隔比较长， 例如每 1 分钟。

8、打一个点。在较长时间间隔 下， 相邻两个 GPS 点的位置不是连续的， 距离有可能比较远， 甚至跨越了多个路段， 因此相 邻两点之间的行进轨迹需要进行估计。 0007 针对以上问题， 在专利文献1(中国专利申请 ： 申请号200810223008.9)中， 采用如 下方法对某一车辆在某给定时间段内的一系列 GPS 点进行路径匹配。首先， 在上述给定时 间段内将 GPS 点按时间排序， 从前两个 GPS 点开始， 以 GPS 点为中心， 在给定距离范围内为 每个GPS点选择几条候补匹配道路 ； 然后， 搜索这两个GPS点之间所有可能连接这些候补匹 配道路的路径集合 ； 接下来， 读入下一个 GP。

9、S 点并为其选择几条候补匹配道路， 继续搜索连 接到该 GPS 点的所有可能路径， 并更新、 追加到路径集合 ； 依次类推， 最终得到的路径集合 中的每条路径都可以计算道路识别置信度， 置信度最高的路径将作为连接所有 GPS 点的最 优匹配结果。 0008 上述专利文献 1 公开的技术 ( 下面简称为 “现有方法 1” ) 中存在一个问题。由于 每个 GPS 点都可能有多条候补匹配道路， 该方法需要对相邻两个 GPS 点的所有候补匹配道 路的、 两两之间所有可能的连接组合都进行路径搜索， 计算量大， 会占用大量的系统资源。 0009 为了减少如现有方法 1 所述路径搜索系统的计算量， 也可以提。

10、出另一种替代方案 ( 中国专利申请， 申请号 200910091802.7， 下面简称为 “现有方法 2” )。即每次完成相邻两 GPS 点之间的、 多组候补匹配道路之间的路径搜索后， 仅保留最优的一条路径， 不在此最优 路径上的其余的候补匹配道路将从列表中删除， 不参与下一个 GPS 点的路径搜索。现有方 法 2 与现有方法 1 相比， 可以显著地减少路径搜索的计算量。但现有方法 2 的问题在于， 路 说 明 书 CN 104076375 A 3 2/9 页 4 径搜索总是从第一个GPS点开始依次向后进行， 如果第一个GPS点不够可靠， 可能会使路径 搜索匹配到错误的道路上， 而正确的候补匹。

11、配道路在路径搜索过程中已被删除， 因此匹配 精度下降。 发明内容 0010 为了克服现有技术的上述缺陷， 提出了本发明。 因此， 本发明的目的是提出一种路 径搜索方法和路径搜索装置， 能够在减少计算量的情况下， 对路径进行搜索和匹配， 从而精 确地确定移动体的行进轨迹。 0011 为了实现上述目的， 根据本发明， 提出了一种路径搜索方法， 包括 ： 获取步骤， 获取 移动体在给定时间段内采集的一系列GPS点 ； 确定步骤， 从所述一系列GPS点确定置信度最 大的 GPS 点， 作为关键点 ； 以及路径搜索步骤， 从所述关键点出发执行路径搜索， 来找到与 所述一系列 GPS 点相匹配的路径。 0。

12、012 优选地， 所述确定步骤包括 ： 确定所述一系列GPS点中的每个GPS点在候补匹配路 链上的候补匹配点 ； 以及从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的 GPS 点中确定所述关键点。 0013 优选地， 从具有最少候补匹配点且其候补匹配点的数量未超过阈值的 GPS 点中确 定所述关键点的步骤包括 ： 在具有最少候补匹配点的 GPS 点的数量多于一个的情况下， 从 所述具有最少候补匹配点的多个 GPS 点中进一步确定具有最大置信度的 GPS 点。 0014 优选地， 根据所述具有最少候补匹配点的多个 GPS 点中的每个 GPS 点到候补匹配 点的距离、 以及该 GPS 点的行进。

13、方向与候补匹配路链方向的夹角来确定具有最大置信度的 GPS 点。 0015 优选地， 根据所述具有最少候补匹配点的多个 GPS 点中的每个 GPS 点的时间先后 次序来确定具有最大置信度的 GPS 点。 0016 优选地， 在所述路径搜索步骤中， 通过从所述关键点出发的前向逐点路径搜索和 后向逐点路径搜索中的至少一者来执行路径搜索。 0017 优选地， 所述候补匹配点是根据相应的 GPS 点的行进方向、 行进速度和候补匹配 路链的道路类别、 以及离相应的 GPS 点的距离， 从候补匹配路链上选择的位置点。 0018 另外， 根据本发明， 还提出了一种路径搜索装置， 包括 ： 获取单元， 获取移。

14、动体在给 定时间段内采集的一系列 GPS 点 ； 确定单元， 从所述一系列 GPS 点确定置信度最大的 GPS 点， 作为关键点 ； 以及路径搜索单元， 从所述关键点出发执行路径搜索， 来找到与所述一系 列 GPS 点相匹配的路径。 0019 根据本发明， 提供了一种基于关键点的路径搜索系统， 一方面在路径搜索过程中 及时删除多余的候补匹配道路， 避免对所有候补匹配道路的所有可能连接都进行搜索， 从 而减少路径搜索的计算量 ； 另一方面， 从一系列GPS点中选取一个置信度最大的点(即关键 点 ) 作为路径搜索的起点， 以减少由于删除多余的候补匹配道路而可能造成的误匹配， 从 而提高匹配精度。 。

15、0020 在本领域，“路链” 是构成道路网络的有向边 ISO19133， 路链的方向代表车辆的 行驶方向。 在本发明中， 地图中的道路通过路链表示， 物体从出发位置到结束位置的一条行 驶路径是由一系列连续的路链组成的。 说 明 书 CN 104076375 A 4 3/9 页 5 0021 根据本发明， 路径搜索系统可以判断每个 GPS 点的置信度， 找到置信度最大的关 键点， 作为路径搜索的起始点。以此关键点为中心， 分别向前、 向后逐个点进行路径搜索。 0022 其中， GPS 点的置信度衡量了从所述 GPS 点开始进行路径搜索时能匹配到正确路 径上的可靠程度。所述置信度是依据每个 GPS。

16、 点的候补匹配点数量、 到候补匹配点的距离、 行进方向与候补匹配路链方向的夹角、 以及在 GPS 点序列中的次序等决定的。在本发明中， 候补匹配点数量越少、 到候补匹配点的距离越短、 行进方向与候补匹配路链方向的夹角越 小、 GPS 点在点序列中次序越靠前， 置信度就越高。 0023 根据本发明， 在路径搜索过程中， 在搜索连接相邻两个 GPS 点之间的多条可能的 路径后， 从中选择最佳的一条路径， 并仅保留位于该路径上的候补匹配点， 其他非最佳路径 上的候补匹配点将从列表中删除， 不再参与后续的路径搜索。 0024 综上所述， 与现有技术相比， 本发明具有如下效果 ： 0025 路径搜索过程。

17、中删除了部分候补匹配点， 这些点不再参与后续的路径搜索， 因此 与现有方法 1 相比， 大大减少了路径搜索的计算量。 0026 在现有方法 2 中， 也能通过删除部分候补匹配点的方式减少计算量。但本发明与 现有方法2的区别在于， 路径搜索是从置信度最高的GPS点(即关键点)为起点进行的。 与 现有方法 2 总是从第一个 GPS 点开始进行路径搜索相比， 每一步搜索出的最佳路径可靠性 更高， 减少了误删正确候补匹配点的几率， 从而提升了路径搜索的精度。 附图说明 0027 通过参考以下组合附图对所采用的优选实施方式的详细描述， 本发明的上述目 的、 优点和特征将变得更显而易见， 其中 ： 002。

18、8 图 1 是包括路径搜索系统及其输入输出数据的系统结构图。 0029 图 2 是查找候补匹配点的示例图。 0030 图 3 是示出了候补匹配点数据库 220 的一种格式示例的图。 0031 图 4 是关键点判断模块 230 的工作流程图。 0032 图 5 是公式 EQ2 中 D( 从 GPS 点到候补匹配点的距离 ) 和 AZ(GPS 点的行进方向 与候补匹配点所在的候补匹配路链方向的夹角 ) 的示例图。 0033 图 6 是路径搜索模块 240 进行基于关键点的路径搜索的总体流程图。 0034 图 7 是路径搜索模块 240 从关键点向前 ( 时间更早方向 ) 进行逐点路径搜索的流 程图。

19、。 0035 图 8 是路径搜索模块 240 从关键点向后 ( 时间更晚方向 ) 进行逐点路径搜索的流 程图。 0036 图 9 是路径搜索的一个实例及其步骤图。 0037 图 10 是说明从关键点出发的路径搜索的效果的示例图。 具体实施方式 0038 下面， 参考附图描述本发明的实施方式。 0039 第一部分， 对本发明的系统组成进行说明。 0040 图 1 是本发明实施方式的包括路径搜索系统、 输入输出数据库在内的结构图。该 说 明 书 CN 104076375 A 5 4/9 页 6 系统包括一个路径搜索系统 200、 地图数据 110、 待匹配 GPS 点的位置信息数据库 120 以及。

20、 存储路径搜索结果的数据库 300。其中， 路径搜索系统 200 是本发明的系统主体， 地图数据 110与待匹配点的位置信息数据库120是系统的输入数据， 路径搜索结果数据库300是系统 的输出数据。 0041 首先， 对输入数据进行说明。 0042 地图数据 110， 即实施路径搜索所需的地图信息， 包括路链的编号、 位置、 形状、 方 向、 路链之间的连通关系等等。 0043 点位置信息数据库 120， 存储了待匹配的 GPS 点的信息， 包括经纬度 ( 或者坐标 )、 行驶方向、 时间等信息。这些信息通常是由目标物体 ( 如车辆、 行人等 ) 所安装或携带的定 位装置采集的。待匹配的信息。

21、根据目标物体的编号、 时间分组。每一组 GPS 点是由同一个 目标物体在同一个连续时间段内采集的， 例如车辆甲在某日 9:00-9:05 之间采集的一系列 GPS 点可以分为一组。 0044 接下来， 对路径搜索系统 200 进行说明。路径搜索系统 200 是本发明的主体系统。 它的功能包括 ： 为每个GPS点在地图中查找附近的几个候补匹配位置， 然后从每组GPS点中 选取置信度最大的一个作为关键点， 再以关键点为起点， 分别向前后两个方向进行路径搜 索， 最后将路径搜索结果输出。 0045 路径搜索系统 200 包含候补匹配点查找模块 210、 候补匹配点数据库 220、 关键点 判断模块 。

22、230 和路径搜索模块 240。下面分别对这些模块进行说明。 0046 候补匹配点查找模块210的功能是为每个GPS点在地图中查找附近的几个可能的 匹配位置， 即候补匹配点。 0047 候补匹配点数据库220用于存储每个GPS点的一个或多个候补匹配点的数量及位 置等信息。 0048 关键点判断模块 230 的功能是根据候补匹配点数量、 GPS 点到候补匹配点的距离、 GPS 点与候补匹配路链的夹角、 GPS 点在同组 GPS 点中的排列序号等因素， 从每组 GPS 点中 选取置信度最大的一个作为路径搜索的 “关键点” 。 0049 路径搜索模块240的功能是， 以所述关键点为起点， 为每组GP。

23、S点搜索按时间顺序 连接它们的一条最佳路径并输出。 0050 最后， 对路径搜索结果数据库 300 进行说明。路径搜索结果数据库 300 存储了路 径搜索系统 200 的输出结果。对于每一组 GPS 点来说， 最终输出结果也就是连接这些 GPS 点的一条最佳路径， 表示为一系列连续路链的集合。 0051 第二部分， 对实施方式的具体实施步骤进行说明。 0052 实施步骤可以分为查找候补匹配点、 选择关键点、 基于关键点的路径搜索三大步 骤。以下分别进行说明。 0053 0054 “查找候补匹配点” 这一步骤由图 1 中的候补匹配点查找模块 210 完成。这一步骤 的功能是为每个 GPS 点查找。

24、一个或多个可能的匹配位置， 即候补匹配点。 0055 首先， 以某GPS点为圆心、 某一指定距离(Dth)为半径画一个圆， 经过此圆范围内的 路链即是候补匹配路链。在每条候补匹配路链上的、 距离该 GPS 点最近的点即是位于该候 补匹配路链上的候补匹配点。 说 明 书 CN 104076375 A 6 5/9 页 7 0056 图 2 给出了查找候补匹配点的一个示例。图 2 中的 P0 是一个待匹配的 GPS 点。以 P0 为圆心， 某一指定距离 ( 如 Dth 20 米 ) 为半径画一个圆 ( 如图中虚线所示 )， 有四条路 链 L01、 L02、 L03、 L04 经过此圆范围内， 因此这。

25、四条路链就是 GPS 点 P0 的候补匹配路链。以 候补匹配路链 L01 为例， 在 L01 上距离 P0 最近的点是 P0 在 L01 上的垂直投影点 C01， 因此 C01 是 GPS 点 P0 的、 位于候补匹配路链 L01 上的一个候补匹配点。同理， C02、 C03 和 C04 也 分别是 GPS 点 P0 在候补匹配路链 L02、 L03 和 L04 上的候补匹配点。即 GPS 点 P0 一共找到 了四个候补匹配点 ： C01、 C02、 C03 和 C04。 0057 候补匹配点的查找结果将被存储在候补匹配点数据库 220 中， 图 3 给出了候补匹 配点数据库 220 的一种格。

26、式示例。 0058 至此， 查找候补匹配点的步骤结束。 0059 0060 “选择关键点” 这一步骤由图 1 中的关键点判断模块 230 完成。这一步骤的功能是 从某物体在某一时间段内采集的一系列 GPS 点中选取置信度最高的一个作为路径搜索的 “关键点” ， 此后的路径搜索步骤将以此 “关键点” 为起点进行。 0061 关键点的选择是依据每个 GPS 点的候补匹配点数量、 到候补匹配点的距离、 行进 方向与候补匹配路链方向的夹角、 以及在 GPS 点序列中的次序等决定的。需要注意的是， 在 本发明中， 为了满足后续的路径搜索流程的需求， 来自于同一个目标物体的、 位于同一个指 定时间段内的一。

27、组 GPS 点中最多只能选出一个关键点， 因此设计了如图 4 所示的关键点选 择流程。 0062 首先， 对于某物体在某一时间段内采集的一组GPS点， 比较每个GPS点的候补匹配 点数量， 选取候补匹配点数量最少的 GPS 点 ( 步骤 S410)。假设在这一组 GPS 点中， 候补匹 配点的最小数目是 Nmin。那么需要注意的是， 候补点数量等于 Nmin 的 GPS 点可能不止一 个。即这一步中选出的 GPS 点可能是单数也可能是复数。 0063 第二步， 比较 Nmin 与预先设定的阈值 Nth 的大小 ( 步骤 S420)。如果大于阈值 ( 例如 Nth 1， Nmin 1)， 则认为。

28、 GPS 点的候补匹配点数量过多， 可靠性低， 不适合做关键 点。 于是结束关键点的查找， 在后续的路径搜索中， 将放弃基于关键点的方法而使用现有的 路径搜索技术。如果 Nmin 的值小于等于阈值 Nth， 则认为候补匹配点的数量在可接受的范 围内， 继续进行后续判断。 0064 接下来判断目前已经选择的、 候补匹配点数量为 Nmin 的 GPS 点是否不止一个 ( 步 骤 S430)。如果只有一个， 那么这个点即可作为关键点 ( 步骤 470)。否则， 如果候补匹配点 数量为 Nmin 的 GPS 点多于一个， 那么还需要进行进一步的筛选。 0065 对于需要进一步筛选的GPS点， 比较它们。

29、候补匹配点的置信度(步骤S440)。 在这 里， 每个候补匹配点都可以计算一个置信度 CCC， 该置信度与候补匹配点到 GPS 点的距离、 与 GPS 点行进方向的相似度相关。由于每个 GPS 点可能有多个候补匹配点， 拥有最大置信 度 CCCmax的候补匹配点所属的一个或多个 GPS 点将被保留下来， 进入后面的关键点选择步 骤。 0066 在这一步中， 每个候补匹配点的置信度 CCC 由下面的公式给出 ： 0067 ( 公式 EQ1) 说 明 书 CN 104076375 A 7 6/9 页 8 0068 公式中， WD是依据距离计算的置信度权重， WAZ是依据行进方向角度计算的置信度 权。

30、重。WD和 WAZ的计算公式如下 0069 WD AD(1-D/Dth) 0070 WAZ AAZcos(AZ) ( 公式 EQ2) 0071 其中， 各参数的含义如下 0072 AD和 AAZ： WD和 WAZ的系数， 也是各自的最大取值。通过设置不同的系数， 可以调整 置信度计算时距离、 方向角的各自权重。 0073 D ： 从 GPS 点到候补匹配点的距离。 0074 Dth： 从 GPS 点到候补匹配点的距离的阈值。距离超过这个阈值的候补匹配点被认 为无效。 0075 AZ ： GPS 点的行进方向与候补匹配点所在的候补匹配路链方向的夹角。 0076 图 5 中给出了 D 和 AZ 的。

31、一个具体示例。在图 5 中， GPS 点 P10 在候补匹配路 链 L101 上有一个候补匹配点 C101。那么对于候补匹配点 C101 来说， 公式 EQ2 中的 D 的取 值表示从 P10 到 C101 的距离， 即图 5 中 D101 的长度 ； AZ 的取值表示 GPS 点的行进方向 (AZP10) 与候补匹配路链的方向 (AZL101) 的夹角， 即图 5 中的 AZ101。 0077 经过步骤 S440 筛选后保留下来的 GPS 点， 进入步骤 S450。此时系统判断是否仍 然有多于 1 个的 GPS 点。如果此时仅剩下 1 个 GPS 点了， 那么这个 GPS 点即可作为关键点 。

32、( 步骤 S470)。反之， 如果此时仍然有多个 GPS 点， 那么比较它们在该组 GPS 点中的索引号 ( 步骤 S460)， 次序最靠前的 ( 即时间最早的 ) 一个 GPS 点将被保留并作为关键点 ( 步骤 S470)。 0078 至此， 选择关键点的步骤结束。 0079 需要说明的是， 尽管在上述实施例中， 在候补匹配点数量为 Nmin 的 GPS 点多于一 个的情况下， 先考虑到候补匹配点的距离、 行进方向与候补匹配路链方向的夹角， 再考虑在 GPS 点序列中的次序来选择关键点， 但是， 本发明并不局限于此， 也可以在候补匹配点数量 为 Nmin 的 GPS 点多于一个的情况下直接根。

33、据在 GPS 点序列中的次序来选择关键点。 0080 0081 “基于关键点的路径搜索” 由图1中的路径搜索模块240完成。 这一步骤的功能是， 以关键点作为路径搜索的起点， 分别向前向后展开路径搜索， 最终寻找到一条连接各 GPS 点的路径。 0082 需要说明的是， 如果经过关键点判断模块230之后， 某一组GPS点未能找到符合要 求的关键点(例如在步骤S420中NminNth)， 那么此时将不使用基于关键点的路径搜索， 而是使用现有技术的路径搜索方法， 例如从该组中的第一个 GPS 点为起点进行路径搜索。 0083 如果经过关键点判断模块 230 之后， 找到了一个关键点， 那么路径搜索。

34、的流程如 图 6 所示。该流程分为两大部分。 0084 第一部分首先判断在关键点之前 ( 比关键点的时间更早 ) 是否有其他 GPS 点 ( 步 骤 S510)。如果有的话， 那么从关键点开始向前 ( 时间更早方向 ) 进行逐点路径搜索 ( 步骤 S520) ； 否则如果关键点之前没有其他GPS点， 即关键点是该组中的首个GPS点， 那么跳过步 骤 S520。 0085 第二部分判断在关键点之后 ( 比关键点的时间更晚 ) 是否有其他 GPS 点 ( 步骤 说 明 书 CN 104076375 A 8 7/9 页 9 S530)。如果有的话， 那么从关键点开始向后 ( 时间更晚方向 ) 进行逐。

35、点路径搜索 ( 步骤 S540) ； 否则如果关键点之后没有其他GPS点， 即关键点是该组的最后一个GPS点， 那么跳过 步骤 S540。 0086 图 7 显示了从关键点开始向前进行逐点路径搜索 ( 即步骤 S520) 的详细流程。路 径搜索以相邻两个 GPS 点组成的小区间为单位进行。每个小区间内的两个 GPS 点中， 时间 较早的 GPS 点是区间起点， 时间较晚的 GPS 点是区间终点。在区间内的路径搜索即是找到 连接区间起点和终点的一条最佳路径。完成本区间内的路径搜索后， 再进行下一个区间的 搜索， 逐步向前推进。下面介绍具体步骤。 0087 首先将关键点设为区间终点， 将关键点的前。

36、一个点设为区间起点 ( 步骤 S610)。 0088 下面搜索从区间起点出发、 连接区间终点的所有可能路径(步骤S620)。 假设区间 起点是 GPS 点 PA， 区间终点是 GPS 点 PB。且 GPS 点 PA有 m 个候补匹配点 (CA1， CA2， CAm)， GPS 点 PB有 n 个候补匹配点 (CB1， CB2， ， CBn)。那么从 PA 出发到 PB， 根据候补匹配点不同， 总共可能有 mn 种配对组合。对于每一种组合， 搜索连接两者的一条路径， 如距离最短路 径。因此， 最多可能得到 mn 条连接区间起点和区间终点的路径。 0089 从这 mn 条路径中选择一条最佳路径 (。

37、 步骤 S630)。判断最佳路径的标准有很 多， 如距离最短、 用时最少、 高速路优先等等。 0090 一旦确定连接区间起点和终点的唯一一条最佳路径， 那么仅保留区间起点和终点 的候补匹配点中位于此最佳路径上的候补匹配点， 删除其余候补匹配点 ( 步骤 S640)。例 如， 假设在上述例子的mn条路径中， 最佳的路径是从CAi到CBj的一条路径， 那么在GPS点 PA和 PB各自的候补匹配点列表中， 仅保留 CAi和 CBj， 删除其余候补匹配点。至此， 本区间内 的路径搜索结束。 0091 判断当前区间起点之前， 是否还有其他 GPS 点 ( 步骤 S650)。 0092 如果前方还有其他 。

38、GPS 点， 那么需要继续向前进入下一个区间。将当前区间的起 点设置为新区间的终点， 将当前区间起点的前一个点设为新区间的起点 ( 步骤 S660)， 然后 开始新一轮的路径搜索。 0093 如果前方没有其他 GPS 点了， 那么从关键点开始向前的逐点路径搜索结束， 输出 关键点之前的路径序列 ( 步骤 S670)。 0094 至此， 从关键点开始向前进行的逐点路径搜索结束。 0095 图 8 显示了从关键点开始向后进行逐点路径搜索 ( 即步骤 S540) 的详细流程。 0096 首先将关键点设为区间起点， 将关键点的后一个点设为区间终点 ( 步骤 S710)。 0097 接下来的步骤与从关键。

39、点开始向前进行的逐点路径搜索相似， 如所有可能路径的 搜索 ( 步骤 S720)、 最佳路径判断 ( 步骤 S730)、 删除非最佳路径上的候补匹配点 ( 步骤 S740) 等等， 这里不再赘述。 0098 与从关键点开始向前进行的逐点路径搜索的区别在于， 本区间内的路径搜索结束 后， 接下来判断区间终点后是否还有其他 GPS 点 ( 步骤 S750)。如果还有其他 GPS 点的话， 那么设置新区间进行下一轮路径搜索。新区间的设置方法是， 将当前区间的终点设为新区 间的起点， 将当前区间终点的后一个点设为新区间的终点(步骤S760)。 如果当前区间终点 之后不再有其他GPS点了， 那么认为已到。

40、达最后一个GPS点， 那么输出关键点之后的最佳路 径序列 ( 步骤 S770)。 说 明 书 CN 104076375 A 9 8/9 页 10 0099 至此， 从关键点开始向后进行的逐点路径搜索结束。 0100 在经历了上述各步骤之后， 路径搜索模块 240 为一组 GPS 点搜索出了一条连接它 们的最佳路径， 并将该结果输出到路径搜索结果数据库 300 中。 0101 至此， 整个系统流程结束。 0102 下面， 通过一个具体例子说明路径搜索的工作流程。 0103 如图 9 所示， 假设某物体在某时间段内有一组共 5 个 GPS 点， 按时间顺序分别是 P1 到 P5。其中 P1 有 4。

41、 个候补匹配点 ： C11、 C12、 C13 和 C14 ； P2 有 2 个候补匹配点 ： C21 和 C22 ； P3 有 1 个候补匹配点 C31 ； P4 有 4 个候补匹配点 ： C41、 C42、 C43 和 C44 ； P5 有 2 个候补 匹配点 C51 和 C52。 0104 由于 P3 的候补匹配点数量最少， 仅为 1 个， 因此关键点判断模块 230 将其认定为 关键点。接下来从关键点 P3 开始， 分别向前、 向后进行路径搜索。 0105 首先， 在步骤 S810 中， 搜索 P2 P3 的路径。由于 P2 有两个候补匹配点 C21 和 C22， P3 有 1 个候补。

42、匹配点 C31， 所以系统需要分别搜索 C21 C31， C22 C31 这两条路径， 并从中选择最佳的一条。假设这两条中最佳的一条是 C22 C31， 那么 GPS 点 P2 保留候补 匹配点 C22， 而将 C21 从候补匹配点列表中删除。 0106 接下来， 在步骤 S820 中， 路径搜索继续向前推进到 P1， 搜索 P1 P2 的路径。此 时， P1 有 4 个候补匹配点 C11、 C12、 C13 和 C14， P2 只剩下 1 个 GPS 点 C22， 所以系统需要分 别搜索 C11 C22， C12 C22， C13 C22， C14 C22 四组可能的路径， 并从中选择最佳的。

43、 一条。假设这四条中最佳的一条是 C13 C22， 那么 GPS 点 P1 保留候补匹配点 C13， 将剩下 三个不在此最佳路径上的候补匹配点 C11、 C12 和 C14 从候补匹配点列表中删除。 0107 此时， 从关键点P3开始向前的路径搜索结束。 然后开始从关键点P3向后进行路径 搜索。在步骤 S830 中， 搜索 P3 P4 的路径。此时 P3 有 1 个候补匹配点 C31， P4 有 4 个候 补匹配点 C41、 C42、 C43 和 C44， 所以系统搜索 C31 C41、 C31 C42、 C31 C43、 C31 C44 这四条可能的路径， 并从中选取最佳的一条， 假设是 C。

44、31 C42。那么系统保留 GPS 点 P4 的 候补匹配点 C42， 将其余三个非最佳路径上的点 C41、 C43 和 C44 从候补匹配列表中删除。 0108 然后， 在步骤 S840 中， 搜索 P4 P5 的路径。此时 P4 仅剩下 1 个候补匹配点 C42， P5 有 2 个候补匹配点 C51 和 C52， 所以系统搜索 C42 C51 和 C42 C52， 并从中选择最佳 的一条， 假设是 C42 C51。 0109 至此， 从关键点 P3 出发， 向前、 向后的路径搜索均已完成， 最终搜索到的最佳路径 是 C13 C22 C31 C42 C51， GPS 点 P1 到 P5 的最。

45、终匹配点也分别确定为 C13、 C22、 C31、 C42、 C51， 路径搜索过程结束。 0110 以下， 与现有技术相比， 说明本发明实施方式的不同之处与效果。 0111 在路径搜索过程中， 每当确定了某区间的最佳路径之后， 仅保留该最佳路径上的 候补匹配点， 删除其他候补匹配点， 使得后续在其他区间内进行路径搜索时， 无需对所有的 候补匹配点组合都进行路径搜索， 减少了计算量。 0112 路径搜索时， 不是从第一个 GPS 点出发， 而是从置信度最高的关键点出发， 避免 了由于第一个 GPS 点不够可靠而造成的误匹配。图 10 给出了一个例子， 假设 P100、 P200、 P300、 。

46、P400、 P500 和 P600 是某物体按时间顺序排列的一组 GPS 点。如果路径搜索从第一个 点 P100 开始， 由于 P100 有相对较多的候补匹配点， 因此， 从 P100 出发进行路径搜索， 有一 说 明 书 CN 104076375 A 10 9/9 页 11 定几率会被匹配到错误的路径 R1 上。而如果使用本发明所述的方法， 考虑到在六个 GPS 点 中， P300 和 P400 仅有一个候补匹配点， 因此置信度比 P100 更高。假设此时关键点判断模 块 230 根据距离、 行进方向等因素判断 P300 比 P400 置信度更高， 选择 P300 作为关键点， 进 而从P3。

47、00出发向前后分别进行路径搜索的话， 就有更大的几率匹配到正确的路径R2上， 从 而提升了路径搜索的正确率。 0113 ( 其他实施方式 ) 0114 1、 在前述实施方式中， 为简化描述， 用 “GPS 点” 这个词指代原始的待匹配的位置 点。但需要说明的是， 本发明中的位置点信息不限于由 GPS 装置采集， 也可以由其他定位系 统如伽利略卫星定位系统、 GLONASS系统(GLObal NAvigation Satellite System)、 北斗卫 星导航定位系统等等获取。 0115 2、 在前述实施方式中， 候补匹配点查找模块210为每个GPS点查找候补匹配点时， 采用的是仅基于距离。

48、进行筛选的方式。而这一过程在现有技术中有多种实现方法， 因此在 实际应用中不限于基于距离选择候补匹配点， 还可以参考其他因素诸如相应 GPS 点的行进 方向、 行进速度、 候选匹配路链的道路类别等等。 0116 3、 在前述实施方式中， 关键点判断模块230为了从一组GPS点中选择一个关键点， 参考了每个 GPS 点的候补匹配点数量、 到候补匹配点的距离、 行进方向与候补匹配路链方 向的夹角、 以及在 GPS 点序列中的次序等因素。在实际应用中可以不限于此， 还可以参考其 他可以获取的、 能够衡量置信度的因素， 如行驶道路的等级、 时间、 行进瞬时速度、 目标物体 自身的状态 ( 例如目标对象为出租车时的载客情况 ) 等等。 0117 4、 在前述实施方式中， 路径搜索模块 240 以关键点为起点进行路径搜索时， 采用 的是先向关键点前方进行路径搜索、 再向后方进行路径搜索的顺序。 除此以外， 也可以采用 其他顺序， 如先向后再向前， 或者双方向同时进行的方式进行路径搜索。 0118 尽管以上已经结合本发明的优选实施例示出了本发明， 但是本领域的技术人员将 会理解， 在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 可以对本发明进行各种修改、 替换和改 变。因此， 本发明不应由上述实施例来限定， 而应由所附权利要求及其等价物来限定。 说 明 书 CN 104076375 A。