【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地理围栏判定，具体为基于gps数据的地理围栏判定方法。
技术介绍
1、现有地理围栏技术，如点与圆形区域或多边形区域的判定，在渣土车复杂动态作业场景中表现出明显不足，简单的几何围栏无法适配渣土车不规则的作业区域，而静态围栏缺乏动态更新能力，无法有效处理路径和区域的频繁变化，此外，传统射线法在处理边界问题时容易受浮点数误差影响，导致误判或重复计数，渣土车作业过程中存在超出规定区域、非法倾倒渣土等问题，对城市管理提出了更高要求；
2、如何结合射线法与点与路径的最短距离判定技术，通过静态高精度判定和动态路径实时支持，可以有效解决传统技术的不足，因此，针对上述问题提出基于gps数据的地理围栏判定方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供基于gps数据的地理围栏判定方法，以解决如何结合射线法与点与路径的最短距离判定技术，通过静态高精度判定和动态路径实时支持，解决传统技术的不足的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、基于gps数据的地理围栏判定方法，包括以下步骤：
4、步骤一：通过车辆gps上传车辆位置信息到消息服务kafka中；
5、步骤二：在围栏判定服务中，监听kafka的消息；
6、步骤三：对每一组车辆位置信息，通过gps数据使用围栏判定算法进行判定；
7、步骤四：在触发围栏的车辆后，继续触发对应的围栏规则，进行预警或者日志记录。
8、作为本专利技术
9、s1：经纬度输入预处理：
10、获取渣土车当前位置的地理经纬度信息(lat,lon)；
11、通过坐标投影算法将地理经纬度信息(lat,lon)转换为平面直角坐标(x,y)，用于几何计算；
12、s2：静态围栏判定：
13、使用射线法判断目标点是否位于多边形区域内：
14、s21：读取围栏多边形顶点的坐标p＝p1,p2,...,pn；
15、s22：对目标点(x,y)发射一条水平射线，计算射线与多边形边的交点数量；
16、s23：如果交点数量为奇数，则目标点在围栏内；
17、如果交点数量为偶数，则目标点在围栏外；
18、s3：动态路径判定：
19、通过目标点到路径的最短距离计算，判断是否在动态路径影响范围内：
20、s31：提供动态路径的点集p＝p1,p2,...,pn；
21、s32：依次计算目标点(x,y)到每条路径线段[pi,pi+1]的最短距离d；
22、s33：如果d≤dthreshold则目标点在动态路径范围内；
23、s4：综合判定输出：
24、根据静态围栏和动态路径的判定结果，输出目标点的围栏状态：
25、若目标点位于静态围栏内或动态路径范围内，则判定为合法作业区域；
26、若目标点不在任何区域内，则判定为非法作业。
27、作为本专利技术进一步优化的内容，其中：所述s22中计算射线与多边形边的交点数量的计算，包括以下步骤：
28、s221：定义多边形顶点和目标点：设围栏多边形由顶点集合表示，其中每个顶点的坐标为(xi,yi)，目标点的坐标为(x,y)；
29、s222：射线与边的交点计算：检查射线是否与多边形的每条边[pi,pi+1]相交；
30、s223：判定点是否在线段上，交点必须在边的范围内，即满足：
31、min(xi,xi+1)≤xintersect≤max(xi,xi+1)
32、s224：奇偶法判定点的状态：
33、统计射线与所有边的交点数量n，如果n为奇数，则目标点在围栏内；如果n为偶数，则目标点在围栏外。
34、作为本专利技术进一步优化的内容，其中：所述s222中，检查射线是否与多边形的每条边[pi,pi+1]相交，包括以下步骤：
35、s2221：定义射线为y＝ypoint，多边形的每条边的端点为(xi,yi)和(xi+1,yi+1)，且交点满足：
36、min(yi,yi+1)-ε＜y≤max(yi,yi+1)+ε
37、式中，ε为误差容忍值；
38、s2222：计算边的斜率k,边的斜率k计算公式为:
39、
40、如果xi+1＝x，边为垂直边，交点直接记为边的x坐标；
41、s2223：计算交点横坐标xintersect：
42、
43、式中，yi+1≠yi，δx为误差项，其中δx的值根据应用场景和计算需求取一个较小的偏移值10-8；
44、如果边是水平边，则射线不会与其相交。
45、作为本专利技术进一步优化的内容，其中：所述s32中，目标点(x,y)到每条路径线段[pi,pi+1]的最短距离d的计算公式为：
46、
47、式中，xproj和yproj为投影点。
48、作为本专利技术进一步优化的内容，其中：所述投影点xproj和yproj的计算公式为：
49、t<0:最近点是路径点pi；
50、t>1:最近点是路径点pi+1；
51、0≤t≤1：最近点在路径线段上，路径线段上投影点计算公式为:
52、(xproj,yproj)＝(xi+t(xi+1-xi),yi+t(yi+1-yi))。
53、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
54、1、本专利技术中，利用射线法对静态多边形围栏进行高精度判定，适用于固定区域的作业监控，同时引入动态路径判定技术，实时计算目标点到路径的最短距离，确保渣土车频繁变化的作业轨迹也在监控范围内，通过浮点数误差修正与容差机制，有效降低了边界误判的可能性，与传统技术相比，本专利技术在精度、动态支持、鲁棒性和扩展性等方面具有显著优势，显著提高了渣土车作业监控的精准度与实时性，为城市建设和管理提供了高效的技术支持，通过结合静态围栏的高精度判定与动态路径的实时支持，优化了渣土车作业监控中的围栏判定问题；
55、2、本专利技术中，静态围栏通过优化的射线法能够精确处理复杂多边形区域，而动态路径技术则弥补了传统静态围栏无法适应动态变化的不足，本专利技术还通过灵活的混合监控模式，实现了固定围栏与动态轨迹的结合，适应多样化的场景需求。
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1.基于GPS数据的地理围栏判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于GPS数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述通过GPS数据使用围栏判定算法进行判定的流程为：
3.根据权利要求2所述的基于GPS数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述S22中计算射线与多边形边的交点数量的计算，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于GPS数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述S222中，检查射线是否与多边形的每条边[Pi,Pi+1]相交，包括以下步骤：
5.根据权利要求2所述的基于GPS数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述S32中，目标点(x,y)到每条路径线段[Pi,Pi+1]的最短距离d的计算公式为：
6.根据权利要求5所述的基于GPS数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述投影点xproj和yproj的计算公式为：
【技术特征摘要】
1.基于gps数据的地理围栏判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于gps数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述通过gps数据使用围栏判定算法进行判定的流程为：
3.根据权利要求2所述的基于gps数据的地理围栏判定方法，其特征在于：所述s22中计算射线与多边形边的交点数量的计算，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的基于gps数据的地理围栏...
【专利技术属性】
技术研发人员：田海霞，
申请(专利权)人：南京泰晟科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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