专利名称：电子地图匹配方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及智能交通领域，具体涉及一种将地理空间中的信息采集装置的位置匹 配到电子地图上的电子地图匹配方法和相应的装置。
背景技术：
目前，GPS技术被广泛的引用于浮动车领域以及智能路况交通领域，并且被用作车 辆实时定位以及为驾车用户出行提供道路状况信息。由于建筑物遮挡、卫星干扰等原因， GPS定位系统存在着一定的误差，而且电子地图的道路网络数据本身也存在一定的误差，因 此应用GPS技术还不能够将浮动车等信息采集装置的位置准确的标定在电子地图上。由于城市内的浮动车数量很多，而且每辆浮动车在一定周期内需要发送一次GPS 技术的位置信息，因此对于一个城市来说，在应用地图匹配方法时，必须快速而且准确。传 统的地图匹配方法的处理过程一般包括如下步骤定位GPS坐标点到电子地图对应的一个 网格内，并且搜索GPS所在的网格以及周围的8个网格内的路段信息；对包括GPS所在的网 格以及周围的8个网格内存在的所有路段进行投影运算，计算出每个投影点与GPS坐标点 的距离，作为投影结果的集合；投影距离的结果集合中取出距离最近的一个或者几个路段 作为地图匹配的结果。这些传统的地图匹配方法存在一些缺陷，包括(1)传统的地图匹配的结果的生 成，只是通过投影的结果，找到距离GPS点最近的一个或者几个投影点作为地图匹配的结 果，这样的处理方式，没有结合前一个匹配点与当前匹配结果存在的一定的前后相关性， 因此可能当路网比较密集时，出现地图匹配错误而降低了准确性；(2)由于GPS的误差较 �。杂贕PS所在网格以及周边网格进行搜索时，不必要的网格无需参与运算，否则会使运 算速度降低，例如图1所示，GPS点所在的电子地图网格为Grid(P)，而GPS坐标点P距离 Grid(P)的上、右和右上网格比较近，所以做地图匹配时，除上述几个网格内的道路信息外， 其余网格均为无效信息。因此，传统方法中搜索上图的全部9个网格内的道路以及路段信 息时没有必要的，只会增加系统的运算开销；(3)当GPS点位于路口附近时，也极容易出现 地图匹配的错误。因此，传统的地图匹配方法的准确性受到以上做法的影响。希望提供一种快速而且准确的电子地图匹配方法，以确�？焖俣易既沸愿叩� 把地理空间中浮动车等信息采集装置的位置匹配到GPS电子导航地图等电子地图中，准确 快速地找到其所行驶的道路或路段。
发明内容
为解决上述问题，本发明的提供了一种电子地图匹配方法及相应装置，能够快速 而且准确性更高地把地理空间中信息采集装置的位置匹配到电子地图中，准确快速地找到 关联的道路或路段。根据本发明优选实施例，提出了一种电子地图匹配方法，用于将信息采集点匹配 到电子地图上，所述信息采集点代表特定时刻地理空间中信息采集装置的位置，所述方法包括网格定位步骤，将信息采集点定位到由电子地图划分而成的多个网格中的对应网 格中；投影计算步骤，将信息采集点投影到对应网格及其相邻网格内的路段上，并根据信 息采集点到所投影的路段的投影距离，选择投影距离符合预定条件的路段，作为投影路段；路段分组步骤，根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配 结果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合；以及匹配路段确定步骤，从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或多个 路段，作为信息采集点的匹配路段。优选地，在投影计算步骤和路段分组步骤之间，所述方法还包括路口排错处理步 骤，如果在该特定时刻信息采集点在路口或路口附近，则根据信息采集点在该特定时刻之 前的一个或多个时刻的地图匹配结果，判定投影路段中与信息采集点无关联的路段，并从 投影路段中删除所判定的路段；在路段分组步骤中，将删除了所判定的路段之后的投影路段中的每一个投影路段 分组到优先路段集合或备选路段集合。优选地，在网格定位步骤和投影计算步骤之间，所述方法还包括网格选择步骤， 分别计算信息采集点到对应网格的四个边的距离，并根据所计算的各个距离，从对应网格 及其所有相邻网格中选择用于投影计算的网格；在投影计算步骤中，将信息采集点投影到所选网格内的路段上。根据本发明优选实施例，提出了一种电子地图匹配装置，用于将信息采集点匹配 到电子地图上，所述信息采集点代表特定时刻地理空间中信息采集装置的位置，所述装置 包括网格定位单元，将信息采集点定位到由电子地图划分而成的多个网格中的对应网 格中；投影计算单元，将信息采集点投影到对应网格及其相邻网格内的路段上，并根据 信息采集点到所投影的路段的投影距离，选择投影距离符合预定条件的路段，作为投影路 段；路段分组单元，根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配 结果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合；以及匹配路段确定单元，从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或多个 路段，作为信息采集点的匹配路段。本发明具体实施例的优点包括但不限于利用优先路段判定，优先的把最可能出 现的道路放到优先集合中，极大的提高了电子地图匹配的精确程度；对于位于路口或路口 附近的信息采集装置，利用路口排错处理方法，可以准确的过滤掉不可能作为地图匹配的 结果出现的道路路段信息，提高了电子地图匹配的精度；利用网格选择方法，快速地定位信 息采集点可能位于的网格，滤除无效网格，提高了匹配速度，降低了系统计算量。
通过下面结合
本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中图1示出了传统方法中采用的网格搜索方法；图2示出了根据本发明第一实施例的电子地图匹配装置的示意框图；图3示出了根据本发明第一实施例的优先路段判定的示意图；图4示出了根据本发明第一实施例的电子地图匹配方法的流程图；图5示出了根据本发明第二实施例的电子地图匹配装置的示意框图；图6示出了根据本发明第二实施例的路口排错处理的示意图；图7示出了根据本发明第二实施例的电子地图匹配方法的流程图；图8示出了根据本发明第三实施例的电子地图匹配装置的示意框图；图9示出了根据本发明第三实施例的网格选择的示意图；图10示出了根据本发明第三实施例的电子地图匹配方法的流程图。
具体实施例方式在智能交通领域中，需要借助于实际地理空间中的信息采集装置，例如路况信息 采集探测器、浮动车等、以及信息采集员等，来实时地获知道路路况信息，从而能够将获取 的路况信息用于路况播报、预测等交通信息服务业务。为了获知路况信息数据与哪些道路、 路段等相关，从而进行进一步处理，需要将地理空间中的信息采集装置的位置快速、准确地 匹配至电子地图上的某个或某些道路、路段等。本发明提出了一种快速而且准确的电子地 图匹配方法及相应的装置，能够快速而且准确性更高地把地理空间中信息采集装置的位置 匹配到电子地图中，并且地图匹配结果的最终输出可以为道路、路段或者/以及道路上的 某个投影点的信息等，视具体需求而定，从而输出的地图匹配结果具有灵活多样的特性，从 点到线，粒度可粗可细。以下参照附图，对本发明的优选实施例进行详细描述，本发明不限于下述优选实 施例。为了清楚描述本发明的基本思想，附图中仅示出了与本发明的技术方案密切相关的 部件、功能或步骤，并且以下描述中省略了对已知技术、功能、部件或步骤的具体描述。第一实施例图2示出了根据本发明第一实施例的电子地图匹配装置的示意框图，该电子地图 匹配装置用于将特定时刻地理空间中的信息采集装置的位置匹配到电子地图上，这里，可 以由信息采集点来代表信息采集装置的位置，例如，根据实际应用，信息采集点可以表示信 息采集装置所在位置的经纬度坐标、或诸如文字描述等其他形式的位置描述。图2所示的 电子地图匹配装置20包括网格定位单元202，将信息采集点定位到由电子地图划分而成 的多个网格中的对应网格中；投影计算单元204，将信息采集点投影到对应网格及其相邻 网格内的路段上，并根据信息采集点到所投影的路段的投影距离，选择投影距离符合预定 条件的路段，作为投影路段；路段分组单元206，根据信息采集点在该特定时刻之前的一个 或多个时刻的地图匹配结果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合；以 及匹配路段确定单元208，从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或多个路 段，作为信息采集点的匹配路段。作为示例，可以考虑将本发明的电子地图匹配装置20应用于GPS系统，其中信息 采集装置可以是浮动车，信息采集装置当前时刻的位置可以由坐标形式的位置采集点表示，电子地图可以是GPS系统中使用的电子导航地图。每辆浮动车以一定周期在相应的时 刻发送一次位置信息，电子地图匹配装置20根据现有的电子地图中路段、路口、路径等位 置、拓扑结构的数据、以及电子地图的网格划分信息(例如GPS系统中使用的数据库)，将 该特定时刻浮动车的位置匹配到电子导航地图的道路或路段上。作为备�。缱拥赝计ヅ� 装置20可以自身包括存储部件(图2中未示出)，用于存储有关电子地图中路段、路口、路 径等位置、拓扑结构的数据、以及电子地图的网格划分信息。例如，电子地图的网格划分信 息可以包括每个网格的位置信息，可以是GPS技术中使用的每个网格的两个相对顶点的经 度、纬度坐标，以此来限定每个网格的尺寸和位置，并且能够通过该坐标与地理空间中的地 点或位置相对应。此外，不失一般性，将电子地图看作是由折线和节点构成的拓扑结构，其 中折线代表组成各条道路的路段，即，每条道路可能由多个折线表示，节点表示路段的交叉 点，对应于道路路口。向电子地图匹配装置20输入信息采集点代表的位置信息，例如信息采集点可以 是当前时刻信息采集装置的坐标。然后，由于已知电子地图划分而成的每个网格的坐标，网 格定位单元202可以将信息采集点定位到多个网格之一中，该信息采集点可能在网格内部 的任意位置或边缘上。投影计算单元204将该信息采集点投影到该网格及其相邻网格内的路段上，这可 以通过从信息采集点向表示路段的各个折线或折线的延长线绘制垂线来实现。这里，相邻 网格可以是该网格周边的8个直接相邻的网格，并且可以按照需求，选择将该信息采集点 投影到全部9个网格或部分网格中的所有或部分路段上。投影计算单元204根据该信息采 集点到所投影的路段的投影距离，即，信息采集点与投影点之间的线段的长度，选择投影距 离符合预定条件的路段，作为投影路段。预定条件可以是根据具体应用或需求预先确定的 某个阈值。例如在GPS系统中，可以是根据GPS系统的误差等因素确定的距离阈值。到某 个路段的投影距离大于该距离阈值，则表示信息采集点不会在该路段上。此外，在投影计算 单元204根据投影距离选择路段之前，可以滤除投影点在延长线上的相应路段，因为虚拟 的延长线说明了信息采集点不可能在该路段上。此外，在选择投影路段的同时，投影计算单 元204还可以选择相应的投影点，作为信息采集点在道路路段的匹配点信息，从而同时获 得信息采集点的投影路段以及在该投影路段上的投影位置。投影计算单元204在选择投影 路段时，可以选择符合条件的所有路段，也可以根据具体应用或需求，进一步进行筛选。例 如，当道路网络非常复杂，网格内的路段交错纵横，导致一个信息采集点在各个方向上投影 到很多路段上时，可以在符合条件的投影路段中进一步选择投影距离最近的一个或多个路 段，作为投影计算单元204最终输出的投影路段。路段分组单元206根据信息采集点在当前时刻之前的一个或多个时刻的地图匹 配结果，将投影计算单元204最终输出的投影路段中的每一个投影路段分组到优先路段集 合或备选路段集合。路段分组单元206是本发明针对现有技术中匹配准确度不高的缺陷而 提出的。因为在实际应用中，道路网络非常复杂，路段彼此交叉且间距很�。桓鲂畔⒉杉� 点可能在各个方向上以相同的距离投影到很多路段上，仅仅依靠投影距离的比较，很难判 定适当的投影路段，如果将投影距离设置得很小，又可能去除了潜在的投影路段，导致最终 匹配结果错误。鉴于该问题，本申请发明人提出采用优先性判定，将经投影运算的备选结 果根据地图匹配前一个结果的连接性进行分组，把可能性最大的备选结果作为优先备选结果，以提高地图匹配的精度。具体可以参见图3，示出了路段分组单元206执行的优先路段 判定的示意图。如图3所示，信息采集点在前一个采集时刻的匹配结果是在路段1上，而当 前时刻由投影计算单元204得到的备选投影路段包括路段2和路段3。可以看出，信息采集 点到路段2和3的投影距离几乎相等，仅仅依靠距离比较是无法进行取舍的。为了更加快 速、准确地确定匹配路段，路段分组单元206可以根据路段2与路段1相连、或者是路段2 与路段1属于同一条道路，来判定路段2是当前时刻信息采集点所在的路段的可能性比路 段3大。这是由于在实际应用中，信息采集点在地理空间中的移动速度不是很大，例如浮动 车在市区内的行驶速度，而且在例如GPS系统等应用中，信息采集点发送路况、位置信息的 时间间隔(即，发送周期)很�。缈梢允羌该牖蚋。砸话愣裕忧耙桓龌蚣父鍪� 刻到当前时刻这段时间内，信息采集点的移动距离不会很大，移动方向也基本保持不变。这 样，如果信息采集点在前一时刻在某条道路上移动，则当前时刻仍然在该道路上移动的可 能性很大。正是基于这种实际情况，本发明提出了路段分组单元206的优先路段判定。参 见图3的示例，路段分组单元206可以认为信息采集点应该还在路段1所属的道路上，由此 将与路段1相连的路段2分组到优先路段集合，而由于路段3不与路段1相连，也不可能与 路段1同属于一条道路，因此，路段分组单元206将路段3分组到备选路段集合中。图3示 出了包括三个路段并且采用前一时刻的匹配结果的示例，但是本发明不限于图3所示的示 例，而可以涉及更多个路段，并且可以采用前几个时刻的多个匹配结果。如上所述，借助于路段分组单元206，可以对投影计算单元204输出的投影路段进 行进一步分组，把可能性最大的备选结果作为优先备选结果，以提高电子地图匹配的精度。经过路段分组单元206的操作之后，投影路段分成了优选路段和备选路段两个集 合。匹配路段确定单元208优先地从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或 多个路段，作为信息采集点的最终匹配路段。这里的预定阈值可以是根据具体应用或需求 设定的，可以比投影计算单元204中预定条件中的距离阈值小。如果优先路段集合为空，例 如当信息采集点已经移动到另一条道路、进行转弯逆行等时，则匹配路段确定单元208可 以从备选路段集合中确定最终匹配路段。按照具体应用或需求，如果优先路段集合中的路 段数目不够，也可以从备选路段集合中选择路段来补充。至此，电子地图匹配装置20可以输出匹配路段确定单元208确定的匹配路段，作 为匹配结果，以用于路况数据分析、预测等应用。作为备�。缱拥赝计ヅ渥爸�20也可以根 据匹配路段，得到相应的道路、路段或者/以及道路上的精确投影点的信息、或者根据实际 应用的其他任何可能的电子地图的基本单元，作为匹配结果。因此，电子地图匹配装置20 还可以包括输出单元(未示出)，用于输出匹配结果。如上所述，根据本发明第一实施例，电子地图匹配装置20可以获取道路路段的匹 配结果，也可以通过投影计算来获取路段上的具体投影点的信息，因此地图匹配结果的最 终输出可以为道路、路段或者/以及道路上的某个投影点的信息等，从而输出的地图匹配 结果具有灵活多样的特性，从点到线，粒度可粗可细。地图匹配装置20通过路段分组单元 206来进行优先路段判定，把可能性最大的备选结果作为优先备选结果，并从中选择最终匹 配路段和/或投影点，从而加快了匹配速度，同时提高了匹配精度。图4示出了根据本发明第一实施例的地图匹配装置20执行的地图匹配方法的流 程图。在步骤400，网格定位单元202将信息采集点定位到由电子地图划分而成的多个网格中的对应网格中。在步骤402，投影计算单元204将该信息采集点投影到对应网格及其相 邻网格内的路段上，并根据该信息采集点到所投影的路段的投影距离，选择投影距离符合 预定条件的路段，作为投影路段。在该步骤402中，还可以获得信息采集点在投影路段上的 投影点信息。在步骤404，路段分组单元206根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或 多个时刻的地图匹配结果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合。在步 骤406，匹配路段确定单元208从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或多 个路段，作为信息采集点的匹配路段。最后，在步骤408，输出匹配道路、路段和/或路段上 的投影点位置等匹配结果。第二实施例图5示出了根据本发明第二实施例的地图匹配装置50的示意框图，该地图匹配装 置50的部分单元及其操作与图2所示地图匹配装置20的相应单元及其操作相同，区别在 于地图匹配装置50还包括路口排错处理单元502，如图5所示，路口排错处理单元502可以 设置在投影计算单元204和路段分组单元206之间。如下对第二实施例的描述省略了对图 2所示各个单元及其操作的具体描述，并且采用与图2中相同的附图标记。本发明第二实施例中的路口排错处理单元502用于在当前时刻信息采集装置位 于路口或路口附近时，根据其对应的信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地 图匹配结果，判定投影路段中与信息采集点无关联的路段，并从投影路段中删除所判定的 路段。在实际应用中，由于电子地图的路网数据的空间拓扑结果比较复杂，很多条道路都会 交汇于路口，特别是具有立交桥、大型建筑等的交通状况复杂的路口。当信息采集装置位于 路口附近时，地图匹配极容易出现错误。鉴于该问题，本申请发明人提出当信息采集装置位 于路口附近时，通过地图匹配的结果前后的相关性为基础来进行路口排错处理，过滤掉无 连接关系的当前备选结果，来提高地图匹配的精度。具体而言，由于在实际应用中，信息采 集装置在地理空间中的移动速度不是很大，而且信息采集装置发送路况、位置信息的时间 间隔很�。缈梢允羌该牖蚋。砸话愣裕忧耙桓龌蚣父鍪笨痰降鼻笆笨陶舛问� 间内，信息采集装置的移动距离不会很大，移动方向也基本保持不变。这样，如果信息采集 装置在前一时刻在某条道路上移动，则当前时刻仍然在该道路上移动的可能性很大。正是 基于这种实际情况，提出了本发明的路口排错处理单元502。图6示出了根据本发明第二实 施例的路口排错处理单元502执行的路口排错处理的示意图。如图6所示，路段5与路段6 相交形成路口，信息采集点在路口附近，投影到路段5和6上，并且投影距离几乎相等。前 一个时刻的地图匹配结果显示，该信息采集点在路段4上。路口排错处理单元502根据路 段5与路段4相连、或是属于同一道路，判定信息采集点当前应该在路段5上。由于路段6 与不与路段4相连，不属于同一道路，并且以不同的方向与路段5相交，所以可以判定信息 采集点当前不可能在路段6上。由此，路口排错处理单元502将路段6判定为与信息采集 点无关联的路段，并从投影路段中删除路段6。参照对第一实施例的具体描述可知，投影计算单元204得到信息采集点的投影路 段。当在当前时刻信息采集点在路口或路口附近时，路口排错处理单元502按照上述方法， 从投影计算单元204得到的投影路段中判定与信息采集点无关联的路段，并从投影路段中 删除无关联的路段。路段分组单元206对经过路口排错处理单元502判定和删除之后的剩 余的投影路段进行分组，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合。在第二实施例中，其他单元的操作与第一实施例中相应的单元的操作相同，在此省略对其的详细 描述。除了本发明第一实施例具有的优点之外，第二实施例的地图匹配装置50通过利 用路口排错处理单元502，能够在信息采集装置位于道路状况复杂、容易匹配错误的路口或 路口附近时，以地图匹配的结果前后的相关性为基础来进行路口排错处理，过滤掉无关联 的当前备选结果，从而提高地图匹配的速度和精度。图7示出了根据本发明第二实施例的地图匹配装置50执行的地图匹配方法的流 程图，其中，步骤700、702、708和710分别与图4所示的第一实施例的地图匹配方法的步骤 400、402、406和408相同，在此不再具体描述。区别在于，第二实施例的地图匹配方法中添 加了步骤704，在该步骤中，路口排错处理单元502在当前时刻信息采集点在路口或路口附 近时，根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配结果，判定投影路 段中与信息采集点无关联的路段，并从投影路段中删除所判定的路段。相应地，在步骤706 中，路段分组单元206对经过路口排错处理单元502判定和删除之后的剩余的投影路段进 行分组，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合。第三实施例图8示出了根据本发明第三实施例的地图匹配装置80的示意框图，该地图匹配装 置80的部分单元及其操作与图2所示地图匹配装置20的相应单元及其操作相同，区别在 于地图匹配装置80还包括网格选择单元802，如图8所示，网格选择单元802可以设置在网 格定位单元202和投影计算单元204之间。如下对第三实施例的描述省略了对图2所示各 个单元及其操作的具体描述，并且采用与图2中相同的附图标记。如上在第一实施例中，采用与传统方法相似的方式，投影计算单元204将网格内 的信息采集点投影到对应网格及其相邻网格内的路段上，并选择投影距离符合预定条件的 路段，作为投影路段。这里，相邻网格可以是该网格周边的8个直接相邻的网格，S卩，投影计 算单元204可能需要对全部9个网格中的所有路段进行投影，这种方式的计算量较大，会降 低匹配速度。本申请发明人注意到，在实际应用中，例如在当前的GPS系统中，GPS系统误 差较�。矗畔⒉杉爸枚ㄎ辉谕裰械奈恢�(即，信息采集点)与其地理空间中的实际 位置的相符程度比较高。当信息采集点定位在网格中靠近某个边、某个角或在某个边上时， 该信息采集点很可能在该网格以及与该边或角直接邻接的相邻网格内，而在与信息采集点 相距较远的其他相邻网内的可能性很小。如上背景技术部分参照图1已经说明了这一点， GPS点所在的电子地图网格为Grid(P)，而GPS坐标点P距离Grid(P)的上、右和右上网格 比较近，所以做地图匹配时，除上、右和右上这几个网格内的道路信息外，其余相邻网格均 为无效信息。因此，搜索全部9个网格内的道路以及路段信息有时是没有必要的，只会增加 系统的计算开销，降低匹配速度。考虑到上述问题，本发明提出了地图匹配装置80中的网格选择单元802，其分别 计算网格中的信息采集点到该网格的四个边的距离，并根据所计算的各个距离，从该网格 及其所有相邻网格中选择用于投影计算的网格。例如，如果信息采集点到该网格的各个边 的距离均大于预定距离，则网格选择单元802只选择该网格；如果对于该网格的每一个边， 信息采集点到该边的距离小于或等于预定距离，则除了选择对应网格之外，网格选择单元 还选择与该边直接邻接的网格；如果信息采集点到两个相交的边的距离均小于或等于预定距离，则除了选择对应网格之外，网格选择单元还选择与这两个相交的边直接邻接的网格、 以及与这两个相交的边相对的网格。这里，预定距离可以是根据具体应用或需求而预先设 定的，例如可以根据GPS系统的误差来设置，例如可以是20米。当信息采集点位于某个边 或顶点上时，可以认为信息采集点到该边或构成该顶点的边的距离为0。图9示出了根据本发明第三实施例的地图匹配装置80中网格选择单元802执行 的网格选择的示意图，其中信息采集点定位在网格I中，例如在位置A、B或C。信息采集点 到网格I的四个边的距离分别记为a、b、c和d，预定距离可以记为DistoGrid，其可以为固 定的或根据不同应用或路况而可变的。网格I的8个相邻网格分别记为网格II、III、IV、 V、VI、VII、VIII、IX。例如，网格选择单元802可以根据信息采集点当前时刻的坐标，例如经 度和纬度坐标，并且根据网格的起点和终点坐标，例如相对的两个顶点的经度和纬度坐标， 计算信息采集点到网格I的四个边的距离a、b、c和d，并将a、b、c和d分别与DistoGrid 相比较，从相邻网格II、III、IV、V、VI、VII、VIII、IX中选择用于投影计算的相邻网格。如 图9所示，如果信息采集点定位到A，由于A位于网格中部，网格选择单元802计算a、b、c 和d并与DistoGrid比较，可能得到a、b、c和d均大于DistoGrid0由此，可以确定信息采 集点很可能匹配到该网格I内部的路段上，从而网格选择单元802可以只选择网格I，来用 于后续的投影计算。相反，如果网格选择单元802计算a、b、c和d并与DistoGrid比较，得 到a、b、c和d均小于DistoGrid，则需要选择网格I至IX。如果信息采集点定位到B,由于 B距离右侧边很近，网格选择单元802计算a、b、c和d并与DistoGrid比较，可能得到a、c 和d均大于DistoGrid，而b小于DistoGrid，从而网格选择单元802可以选择网格I和II， 来用于后续的投影计算。如果信息采集点定位到C，由于C在左上角，距离左上两条边很近， 网格选择单元802计算a、b、c和d并与DistoGrid比较，可能得到a、b均大于DistoGrid, 而c、d均小于DistoGrid，从而网格选择单元802可以选择网格I、VI、VII和VIII，来用于 后续的投影计算。这样，借助于网格选择单元802，可以防止不必要的无效网格参与后续进 行，提高处理速度，降低计算量。在网格选择单元802按照上述方法选择了用于投影计算的网格之后，投影计算单 元202将该信息采集点投影到所选网格内的所有或部分路段上。在第三实施例中，其他单 元的操作与第一实施例中相应的单元的操作相同，在此省略对其的详细描述。本领域技术 人员可以设想，第三实施例中的网格选择单元802也可以结合到第二实施例的地图匹配装 置50中。除了本发明第一和/或第二实施例具有的优点之外，第三实施例的地图匹配装置 80通过利用网格选择单元802，能够从当前网格及其所有相邻网格中适当地选择用于投影 计算的网格，过滤掉无效的网格，从而提高地图匹配的速度，降低了系统计算量。图10示出了根据本发明第三实施例的地图匹配装置80执行的地图匹配方法的流 程图，其中，步骤1000、1006、1008和1010分别与图4所示的第一实施例的地图匹配方法的 步骤400、404、406和408相同，在此不再具体描述。区别在于，第三实施例的地图匹配方法 中添加了步骤1002，在该步骤中，网格选择单元802分别计算网格中信息采集点到当前网 格的四个边的距离，并根据所计算的各个距离，从该当前网格及其所有相邻网格中选择用 于投影计算的网格。相应地，在步骤1004中，投影计算单元202将该信息采集点投影到所 选网格内的所有或部分路段上。
其他实施例以上结合附图具体描述了本发明的第一、第二和第三实施例，本发明还可以有其 他多种具体实施例。例如，本发明的地图匹配装置还可以包括方向判定单元，该单元可以设 置在投影计算单元和路段分组单元之间，用于对于投影计算单元得到的每一个投影路段， 如果该投影路段所在道路的方向与信息采集点在该特定时刻的移动方向之间的夹角大于 预定角度，则判定该投影路段与信息采集点无关联，并从投影路段中删除该投影路段。这 里，预定角度可以是根据实际应用、和/或诸如GPS系统的误差等因素确定的，例如，预定角 度可以在80-120度的范围内。本发明中进行方向判定的原因在于，在实际应用中，信息采 集点的移动是有方向的，并且导航电子地图等电子地图中的道路、路段也是具有方向的。当 信息采集点沿着某条道路或路段以正常速度移动时，其方向应该与该道路或路段的方向一 致，并且在周期性发送路况、位置信息的短暂的时间间隔内，其方向改变的可能性很小。据 此，本发明提出了根据信息采集点的移动方向和道路/路段方向，对投影计算单元得到的 投影路段进行过滤，滤除与信息采集点无关联的路段。当信息采集点投影到多个路段，从而 得到多个投影路段时，方向判定单元可以判定各个投影路段所在道路的方向与信息采集点 在当前时刻的移动方向之间的夹角是否大于预定角度，例如90度。容易想到，如果两者的 方向夹角大于该预定角度，甚至完全相反，则信息采集点在该路段上的可能性很小或不可 能在该路段上。由此，可以过滤掉无关联的路段，后续的路段分组单元针对由方向判定单元 删除了所判定的路段之后的投影路段中的每一个投影路段，进行分组。由此能够提高地图 匹配的速度，降低了系统计算量。在以上的描述中，仅以示例的方式，示出了本发明的优选实施例，但并不意味着本 发明局限于上述步骤和单元结构。在可能的情形下，可以根据需要对步骤和单元进行调整、 取舍和组合。此外，某些步骤和单元并非实施本发明的总体发明思想所必需的元素。因此， 本发明所必需的技术特征仅受限于能够实现本发明的总体发明思想的最低要求，而不受以 上具体实例的限制。至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。应该理解，本领域技术人员在不 脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明 的范围不局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。
权利要求
1.一种电子地图匹配方法，用于将信息采集点匹配到电子地图上，所述信息采集点代 表特定时刻地理空间中信息采集装置的位置，所述方法包括网格定位步骤，将信息采集点定位到由电子地图划分而成的多个网格中的对应网格中；投影计算步骤，将信息采集点投影到对应网格及其相邻网格内的路段上，并根据信息 采集点到所投影的路段的投影距离，选择投影距离符合预定条件的路段，作为投影路段；路段分组步骤，根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配结 果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合；以及匹配路段确定步骤，从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或多个路 段，作为信息采集点的匹配路段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在路段分组步骤中，对于每一个投影路段，如果 该投影路段与信息采集点在之前时刻的匹配路段相连或属于同一条道路，则将该投影路段 分组到优先路段集合，如果不相连或不属于同一条道路，则将该投影路段分组到备选路段集合。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在网格定位步骤和投影计算步骤之间，所述方法 还包括网格选择步骤，分别计算信息采集点到对应网格的四个边的距离，并根据所计算的各 个距离，从对应网格及其所有相邻网格中选择用于投影计算的网格； 在投影计算步骤中，将信息采集点投影到所选网格内的路段上。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，在网格选择步骤中，如果信息采集点到各个边的距离均大于预定距离，则只选择对应网格， 如果对于对应网格的每一个边，信息采集点到该边的距离小于或等于预定距离，则除 了选择对应网格之外，还选择与该边直接邻接的网格，以及如果信息采集点到两个相交的边的距离均小于或等于预定距离，则除了选择对应网格 之外，还选择与这两个相交的边直接邻接的网格、以及与这两个相交的边相对的网格。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，在投影计算步骤和路段分组步骤之间，所述方法 还包括路口排错处理步骤，如果在该特定时刻信息采集点在路口或路口附近，则根据信息采 集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配结果，判定投影路段中与信息采集点 无关联的路段，并从投影路段中删除所判定的路段；在路段分组步骤中，将删除了所判定的路段之后的投影路段中的每一个投影路段分组 到优先路段集合或备选路段集合。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，在路口排错处理步骤中，对于每一个投影路段， 如果该投影路段与信息采集点在之前时刻的匹配路段不相连或不属于同一条道路，则判定 该投影路段与信息采集点无关联，并从投影路段中删除该投影路段。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在投影计算步骤和路段分组步骤之间，所述方法 还包括方向判定步骤，对于每一个投影路段，如果该投影路段所在道路的方向与信息采集点 在该特定时刻的移动方向之间的夹角大于预定角度，则判定该投影路段与信息采集点无关联，并从投影路段中删除该投影路段，在路段分组步骤中，将删除了所判定的路段之后的投影路段中的每一个投影路段分组 到优先路段集合或备选路段集合。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在匹配路段确定步骤中，如果优先路段集合为空 或在优先路段集合中没有选择到所需的匹配路段，则进一步从备选路段集合中选择投影距 离小于预定阈值的一个或多个路段，作为信息采集点的匹配路段。
9.一种电子地图匹配装置，用于信息采集点匹配到电子地图的一个或多个路段上，所 述信息采集点代表特定时刻地理空间中信息采集装置的位置，所述装置包括网格定位单元，将信息采集点定位到由电子地图划分而成的多个网格中的对应网格中；投影计算单元，将信息采集点投影到对应网格及其相邻网格内的路段上，并根据信息 采集点到所投影的路段的投影距离，选择投影距离符合预定条件的路段，作为投影路段；路段分组单元，根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配结 果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合；以及匹配路段确定单元，从优先路段集合中选择投影距离小于预定阈值的一个或多个路 段，作为信息采集点的匹配路段。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，对于每一个投影路段，如果该投影路段与信息 采集点在之前时刻的匹配路段相连或属于同一条道路，则路段分组单元将该投影路段分组 到优先路段集合，如果不相连或不属于同一条道路，则路段分组单元将该投影路段分组到 备选路段集合。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，在网格定位单元和投影计算单元之间，所述装 置还包括网格选择单元，分别计算信息采集点到对应网格的四个边的距离，并根据所计算的各 个距离，从对应网格及其所有相邻网格中选择用于投影计算的网格； 投影计算单元将信息采集点投影到所选网格内的路段上。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，如果信息采集点到各个边的距离均大于预定距离，则网格选择单元只选择对应网格， 如果对于对应网格的每一个边，信息采集点到该边的距离小于或等于预定距离，则网 格选择单元除了选择对应网格之外，还选择与该边直接邻接的网格，以及如果信息采集点到两个相交的边的距离均小于或等于预定距离，则网格选择单元除了 选择对应网格之外，还选择与这两个相交的边直接邻接的网格、以及与这两个相交的边相 对的网格。
13.根据权利要求9所述的装置，其中，在投影计算单元和路段分组单元之间，所述装 置还包括路口排错处理单元，如果在该特定时刻信息采集点在路口或路口附近，则路口排错处 理单元根据信息采集点在该特定时刻之前的一个或多个时刻的地图匹配结果，判定投影路 段中与信息采集点无关联的路段，并从投影路段中删除所判定的路段；路段分组单元将删除了所判定的路段之后的投影路段中的每一个投影路段分组到优 先路段集合或备选路段集合。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，对于每一个投影路段，如果该投影路段与信息 采集点在之前时刻的匹配路段不相连或不属于同一条道路，则路口排错处理单元判定该投 影路段与信息采集点无关联，并从投影路段中删除该投影路段。
15.根据权利要求9所述的装置，其中，在投影计算单元和路段分组单元之间，所述装 置还包括方向判定单元，对于每一个投影路段，如果该投影路段所在道路的方向与信息采集点 在该特定时刻的移动方向之间的夹角大于预定角度，则方向判定单元判定该投影路段与信 息采集点无关联，并从投影路段中删除该投影路段；路段分组单元将删除了所判定的路段之后的投影路段中的每一个投影路段分组到优 先路段集合或备选路段集合。
16.根据权利要求9所述的装置，其中，如果优先路段集合为空或在优先路段集合中没 有选择到所需的匹配路段，则匹配路段确定单元进一步从备选路段集合中选择投影距离小 于预定阈值的一个或多个路段，作为信息采集点的匹配路段。
全文摘要
本发明提出了一种电子地图匹配方法及装置，用于将信息采集点匹配到电子地图上，该方法包括网格定位步骤，将信息采集点定位到由电子地图划分而成的多个网格中的对应网格中；投影计算步骤，将信息采集点投影到对应网格及其相邻网格内的路段上，并选择投影距离符合预定条件的路段，作为投影路段；路段分组步骤，根据先前一个或多个时刻的匹配结果，将每一个投影路段分组到优先路段集合或备选路段集合；以及匹配路段确定步骤，选择投影距离小于预定阈值的一个或多个路段，作为匹配路段。本发明能够快速且准确性更高地把地理空间中信息采集装置的位置匹配到电子地图中，准确快速地找到关联的道路或路段。
文档编号G01C21/26GK102147260SQ201010116789
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者伍涛, 刘晓炜, 厉程海, 胡卫松 申请人:日电(中国)有限公司
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