一种交互式地图匹配方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种交互式地图匹配方法，包括：获取用户终端的移动轨迹，并将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上；执行可疑点选择策略，在匹配结果中筛选可疑度大于预设阈值的坐标点，反馈至所述用户终端；其中，所述可疑度为坐标点错误匹配的概率；响应所述用户终端对某一坐标点的查询选择请求，更新匹配结果；其中，所述查询选择请求携带修改后的坐标点和/或查询注释。本发明专利技术提供的交互式地图匹配方法，通过将人工计算和机器算法结合，提高了地图匹配结果的精度，同时结合特定的查询方法，有效减少人工标注，降低了人工作业的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种交互式地图匹配方法及系统
本专利技术涉及道路网络匹配及定位
，尤其涉及一种交互式地图匹配方法、系统、终端设备和计算机可读存储介质。
技术介绍
目前，许多基于GPS的车辆位置数据的手机基站定位系统在使用时都需要地图匹配，通过将GPS点与道路网络对齐来对其进行预处理。地图匹配的难点在于原始轨迹数据通常不包含运动对象的实际路径，并且切合实际的行走轨迹很难测试或评估任何的地图匹配算法。现有技术提供的地图匹配方法，往往存在以下问题：第一，通过人工手动收集地面实况花费成本高且效率低；第二，在采样点标注时，依赖人工手动将每个采样点标注到合适候选路段，不仅过程繁琐，操作复杂，且标注结果的精度无法得到保障；第三，现有的地图匹配系统在查询时无法利用注释者反馈及时更新，导致查询时经常出现无效查询，进一步增加了匹配作业的工作量，浪费时间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种交互式地图匹配方法，通过将人工计算和机器算法结合，提高了地图匹配结果的精度，同时结合特定的查询方法，有效减少人工标注，降低了人工作业的成本。为了克服上述现有技术中的缺陷，本专利技术实施例提供了一种交互式地图匹配方法，包括：获取用户终端的移动轨迹，并将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上；执行可疑点选择策略，在匹配结果中筛选可疑度大于预设阈值的坐标点，反馈至所述用户终端；其中，所述可疑度为坐标点错误匹配的概率；响应所述用户终端对某一坐标点的查询选择请求，更新匹配结果；其中，所述查询选择请求携带修改后的坐标点和/或查询注释。进一步地，所述将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上，采用基于隐马尔可夫的地图匹配模型，包括：计算坐标点pi匹配路段的发射概率，采用公式如下：其中，δ是测量噪声的标准差，Pr(ei,j|pi)为坐标点与路段之间的最短垂直距离；计算坐标点pi到pi+1的转变概率，采用公式如下：其中，cdist(pi,pi+1)表示两点间的地球表面弧形距离，route(pi,pi+1)就表示沿着路段ei,j从点pi行驶到路段ei,j+1到达点pi+1的行驶距离；根据所述发射概率和所述转变概率进行地图坐标匹配。进一步地，所述基于隐马尔可夫的地图匹配模型还包括，基于维特比算法的交互式地图匹配算法，具体为：计算坐标点pi的状态序列，采用公式如下：其中，C(i，j)表示状态序列pi＝(e1，j1，e2，j2，…，ei，ji)以ei，j为最终状态时的最高概率。处理最后一个观察值时，递归终止。然后通过以下公式(也称为后向公式)，从最后一个隐藏状态(每个步骤中的最高概率C(i，j))的最后一个隐藏状态反向检索产生C(i，j)的最佳状态序列：进一步地，所述基于隐马尔可夫的地图匹配模型还包括，基于可疑坐标点的路程选择算法，具体为：根据香农熵和每个坐标点匹配到不同路段的发射概率计算所述坐标点的不确定性，具体公式如下：筛选出不确定性最小的坐标点作为下一个待匹配目标点。进一步地，所述基于隐马尔可夫的地图匹配模型还包括，基于置信度的算法，具体为：将坐标点的发射概率和转变概率的乘积作为置信度，采用公式如下：进一步地，所述置信度的算法还包括动态置信度的选择方法，具体为：在当前坐标点被匹配时，判断所述坐标点的前一个匹配点是否影响后续匹配的不确定性，若否，则继续进行下一个坐标点匹配；若是，对所述当前坐标点重新匹配。进一步地，所述基于隐马尔可夫的地图匹配模型还包括，基于稳定性的算法，具体为：计算影响当前坐标点匹配结果的其他所有坐标点的稳定性，采用公式如下：S(pi)＝|DPi|；其中，Dpi是一个集合，包含了所有对点pi没有影响的点，S(pi)为该集合的绝对值；筛选S(pi)值最小的可疑点，将所述可疑点反馈给标注者进行再次考核。本专利技术实施例还提供一种交互式地图匹配系统，包括：初始坐标匹配单元，用于获取用户终端的移动轨迹，并将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上；可疑点选择单元，用于执行可疑点选择策略，在匹配结果中筛选可疑度大于预设阈值的坐标点，反馈至所述用户终端；其中，所述可疑度为坐标点错误匹配的概率；匹配结果更新单元，用于响应所述用户终端对某一坐标点的查询选择请求，更新匹配结果；其中，所述查询选择请求携带修改后的坐标点和/或查询注释。本专利技术实施例还提供了一种计算机终端设备，包括：一个或多个处理器；存储器，与所述处理器耦接，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上所述的交互式地图匹配方法。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现如上所述的交互式地图匹配方法。相对于现有技术，本专利技术实施例至少存在如下有益效果：(1)框架以迭代的方式将人类的工作与算法结合在一起，以实现较高的地图匹配精度；(2)本专利技术提供的地图匹配算法基于HIMM，该算法可以考虑任意数量的人的标注，其输入信息可以大大提高准确性。(3)提出了不同的查询选择方法，以有效减少需要人工标注的工作量。与传统方法相比，HIMM查询选择策略最多可以减少44％的查询；(4)使用现实世界真实数据集、综合数据集和合成轨迹数据集对系统进行实验并分析实验结果，显着地降低了人工的成本。附图说明图1是本专利技术某一实施例提供的交互式地图匹配方法的流程示意图；图2是本专利技术某一实施例提供的交互式地图匹配系统的总体框架图；图3是本专利技术某一实施例提供的交互式地图匹配模型的结构示意图；图4是本专利技术某一实施例提供的基于可疑点选择策略的几种选择结果图；图5是本专利技术某一实施例提供的交互式地图匹配系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解，文中所使用的步骤编号仅是为了方便描述，不对作为对步骤执行先后顺序的限定。应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。术语“和/或”本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交互式地图匹配方法，其特征在于，包括：/n获取用户终端的移动轨迹，并将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上；/n执行可疑点选择策略，在匹配结果中筛选可疑度大于预设阈值的坐标点，反馈至所述用户终端；其中，所述可疑度为坐标点错误匹配的概率；/n响应所述用户终端对某一坐标点的查询选择请求，更新匹配结果；其中，所述查询选择请求携带修改后的坐标点和/或查询注释。/n

【技术特征摘要】
1.一种交互式地图匹配方法，其特征在于，包括：
获取用户终端的移动轨迹，并将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上；
执行可疑点选择策略，在匹配结果中筛选可疑度大于预设阈值的坐标点，反馈至所述用户终端；其中，所述可疑度为坐标点错误匹配的概率；
响应所述用户终端对某一坐标点的查询选择请求，更新匹配结果；其中，所述查询选择请求携带修改后的坐标点和/或查询注释。


2.根据权利要求1所述的交互式地图匹配方法，其特征在于，所述将所述移动轨迹中所有的坐标点匹配到数字地图的初始路径上，采用基于隐马尔可夫的地图匹配模型，包括：
计算坐标点pi匹配路段的发射概率，采用公式如下：



其中，δ是测量噪声的标准差，Pr(ei,j|pi)为坐标点与路段之间的最短垂直距离；
计算坐标点pi到pi+1的转变概率，采用公式如下：



其中，cdist(pi,pi+1)表示两点间的地球表面弧形距离，route(pi,pi+1)就表示沿着路段ei,j从点pi行驶到路段ei,j+1到达点pi+1的行驶距离；
根据所述发射概率和所述转变概率进行地图坐标匹配。


3.根据权利要求2所述的交互式地图匹配方法，其特征在于，所述基于隐马尔可夫的地图匹配模型还包括，基于维特比算法的交互式地图匹配算法，具体为：
计算坐标点pi的状态序列，采用公式如下：






其中，C(i，j)表示状态序列pi＝(e1，j1，e2，j2，…，ei，ji)以ei，j为最终状态时的最高概率。
处理最后一个观察值时，递归终止。然后通过以下公式(也称为后向公式)，从最后一个隐藏状态(每个步骤中的最高概率，j))的最后一个隐藏状态反向检索产生C(i，j)的最佳状态序列：





4.根据权利要求3所述的交互式地图匹配方法，其特征在于，所述基于隐马尔可夫的地图匹配模型还包括，基于可疑坐标点的路程选择算法，具体为：
根据香农熵和每个坐标点匹配到不同路段的发射概率计算所述坐标点的不确定性，具体公式如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：丁烨，王杰，廖清，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：发明
国别省市：广东;44