基于粒子濾波的行車軌跡路網匹配方法

作者：鄭詩晨,盛業華,呂海洋

摘要：行車軌跡是一種時間序列的地理空間位置采樣數據,而傳統的軌跡—路網匹配方法主要以全局或局部尋優的方式建立軌跡—路網匹配關系,影響了時空場景中數據的匹配計算過程的相對獨立性。針對這個問題,本文基于粒子濾波(Particle Filter,PF)原理建立行車軌跡與道路網絡之間的匹配關系。首先,沿軌跡中車輛運動方向在道路網絡中搜索鄰近道路節點,在與道路節點拓撲鄰接的道路弧段上初始化隨機生成粒子,根據軌跡中車輛運動模型將粒子沿所在道路弧段移動;然后,基于PF原理計算各時刻粒子運動狀態及與行車軌跡采樣點之間的距離誤差,根據高斯概率密度函數計算粒子權重并利用隨機重采樣方法進行粒子重采樣,迭代更新粒子運動狀態;最后,計算與搜索到的道路節點拓撲鄰接的每條道路弧段中累計粒子權重,通過各道路弧段累計權重計算軌跡—路網匹配關系。以行車軌跡進行實驗表明,利用本文方法可以通過粒子時空變化反映采樣點的移動,行車軌跡—路網匹配結果的正確率大于85%,能夠實現行車軌跡和路網的準確匹配。

發文機構：南京師范大學虛擬地理環境教育部重點實驗室 江蘇省地理信息資源開發與利用協同創新中心 南京郵電大學江蘇省智慧健康大數據分析與位置服務工程實驗室

關鍵詞：行車軌跡時間序列粒子濾波道路網絡地圖匹配隨機粒子鄰接道路弧段運動模型vehicle trajectorytime seriesparticle filterroad networkmap matchingrandom particlesrelated road arcsmotion model

分類號： TP3[自動化與計算機技術—計算機科學與技術]