利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2019106670673
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-07-25
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于轨迹与路网匹配的路径预测方法,其特征在于包含如下步骤:

1)利用GPS+网络基站定位,得到第N个用户的第M条历史轨迹数据集TrajNM,可以表示为TrajNM=,其中trNi=表示第N个用户的第i条轨迹,其中tpi=(loni,lati,ti)表示轨迹点,其中loni,lati,ti分别表示经度、纬度、定位时间;

2)利用基于密度的聚类算法DBSCAN算法对用户历史轨迹数据集TrajNM进行聚类,得到的n个聚类轨迹簇,表示为n个轨迹停留点并赋予语义,得到历史总停留点语义集合SP=

3)将用户的历史轨迹数据集TrajNM按照工作日(周一到周五)和非工作日(周六,周日)的轨迹进行分类,得到日期类集合DateClass=

4)分别对日期类集合DateClass中的轨迹按照出行目的进行分类处理,得到目的地分类集合DestClass=

5)定义当前轨迹Tcurr=,其中cpi=(loni,lati,ti)表示轨迹点,其中loni,lati,ti分别表示经度、纬度、定位时间,根据Tcurr所在日期,得到当前日期分类dateci,将该日期分类中所有的目的地分类集合DestClass中的轨迹数据映射到路网上形成有向图Gdc(V,E),将当前轨迹与其相匹配,得到匹配度,确定当前出行类别destci;

6)得到当前轨迹Tcurr所在的当前出行类别destci中当前出行类别停留点语义集合SpDesc=,计算该语义集合中各个元素之间的转移概率Psp,得到停留点语义集合转移概率矩阵SDTN×N;

7)根据停留点语义集合转移概率矩阵SDTN×N,得到当前停留点到其余各个停留点的概率,取概率最大的为下一个停留点sdi;

8)由当前轨迹Tcurr的当前出行类别destci的轨迹得到加权有向图Gtraj(V,E)i,根据Dijkstra算法计算Gtraj(V,E)i中当前位置到下一停留点sdi的最短路径Roadmin,Roadmin即为预测的轨迹路径。

2.根据权利要求1所述的一种基于轨迹与路网匹配的路径预测方法,其特征在于所述步骤2)中,对原始轨迹点进行密度聚类得到停留点语义集合的方法如下:

2.1)将基于密度的聚类算法DBSCAN中原始参数(ε,MinPts)改为(ε,Δt),由轨迹点之间的时间间隔代Δt代替轨迹点的个数阈值MinPts;

2.2)对历史轨迹数据集TrajNM使用改进的DBSCAN算法进行聚类,得到n个聚类轨迹簇,表示为n个停留点,停留点的经纬度坐标为相应轨迹簇所有轨迹点经纬度坐标的平均值,停留点的起始时间为轨迹簇中轨迹点的最早时间和最迟时间,得到历史停留点集合Stp=,其中stpi=(loni,lati,ti)表示停留点,其中loni,lati,ti分别表示经度、纬度、定位时间;

2.3)根据步骤2.2)中历史停留点集合Stp中停留点stpi的经纬度坐标,停留点stpi的经纬度坐标作为输入,通过地图开放平台的SDK接口进行信息搜索,获取停留点的POI类别、POI名字以及POI关键字信息。

2.4)对返回的POI信息进行汇总,若只有一个返回结果,则输出POI信息,当出现多个POI信息时,对每个类别(POI类别)的POI个数进行统计,基于概率角度,把占比重最多的POI类别赋予给该停留点。

3.根据权利要求1所述的一种基于轨迹与路网匹配的路径预测方法,其特征在于所述步骤5)中判断当前轨迹的出行目的类别的方法如下:

5.1)判断当前日期cDate是工作日还是非工作日,获取步骤3)中的当前日期分类dateci,得到dateci下的所有轨迹数据,根据步骤4)中轨迹分类方法,得到目的地分类集合DestClass;

5.2)取i=1,取目的地分类集合DestClass中第i个分类destci;

5.3)得到当前出行类别destci下所有轨迹的经纬度的最大值lonmax、latmax和最小值lonmin、latmin,按照地图中的南北方向,划出一个矩形区域,得到此区域的地图路网RN;

5.4)将RN用有向图Gdc(V,E)i表示,再将当前出行类别destci中的轨迹的经纬度坐标与Gdc(V,E)i顶点经纬度坐标相匹配,得到该目的分类中轨迹的有向图Gtraj(V,E)i,最后获取当前轨迹为Tcurr,将当前轨迹坐标与路网信息中的路口坐标进行比对,得到当前轨迹Tcurr有向图Gct(V,E)i。以上各有向图边和顶点均用路网中的路口之间的道路以及路口表示;

5.5)将当前轨迹有向图Gct(V,E)i和当前出行类别destci中轨迹有向图Gtraj(V,E)i相匹配,通过比较相应边的顶点的坐标,计算有向图中边的重合次数eCounti,记录总的比较次数allCounti,得到匹配度为Matchi,表示为Matchi=eCounti/allCounti;

5.6)判断i是否小于目的地分类集合DestClass的元素个数,若小于,将i+1赋值给i,重复步骤5.3)到步骤5.5),否则转到步骤5.7);

5.7)得到类别匹配度集合M=,可以得到最大的匹配度Mmax=Matchi,得到当前出行类别destci。

4.根据权利要求1所述的一种基于轨迹与路网匹配的路径预测方法,其特征在于所述步骤6)中得到停留点语义集合转移概率矩阵SDTN×N方法如下:

6.1)根据步骤5)中得到的当前出行类别destci,得到destci类别下所有的轨迹点集合Trajcurr,Trajcurr=,其中tci=(loni,lati,ti),loni,lati,ti分别表示经度、纬度、定位时间。

6.2)使用步骤2)提出的停留点语义提取算法,将输入集合由历史轨迹数据集TrajNM改为当前类别轨迹点集合Trajcurr,得到当前出行类别停留点语义集合SpDesc=

6.3)遍历SpDesc中所有的元素,假设元素sdi在该出行类别destci各原始轨迹中的下一时刻停留点分别为sdk、sdk+1、…、sdk+n,这n个停留点出现的次数分别为spCk、spCk+1、…、spCk+n,则sdi到sdj,j∈(k,k+n)的概率为:Pspi,j=spCj/(spCk+spCk+1+…+spCk+n);

6.4)重复步骤6.3),直到SpDesc所有的元素都被访问,根据步骤6.3)中得到的Pspi,j,若sdi到sdj之间没有转移关系,则Pspi,j为0,将Pspi,j表示矩阵中第i行j列的元素,建立停留点语义集合转移概率矩阵SDTN×N。

5.根据权利要求1所述的一种基于轨迹与路网匹配的路径预测方法,其特征在于所述步骤8)中由当前位置获取到下一停留点的路径得到预测路径的方法如下:

8.1)获取步骤5.4)中当前出行类别destci下的轨迹有向图Gtraj(V,E)i;

8.2)对轨迹有向图Gtraj(V,E)i中的顶点v进行遍历,统计顶点vi的出度边ei的条数为N,再分别统计该N条边在历史轨迹中出现的次数分别为e1C、e2C、…、eNC;

8.3)计算顶点vi到各出度边ei的概率Pvei=eiC/(e1C+e2C+…+eNC),将该边ei的权值表示为wei=1/Pvei,重复步骤8.2)到步骤8.3),直至所有的边都加上权值;

8.4)在步骤8.1)中Gtraj(V,E)i中取距离下一停留点sdi最近的顶点Vmin,根据Dijkstra算法计算加权有向图Gtraj(V,E)i中当前位置顶点Vcurr到Vmin的最短路径Roadmin,Roadmin即为预测的轨迹路径。