專利名稱：一種基于gps數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法。
背景技術(shù)：
近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與第三方物流的飛速發(fā)展，物流車輛的監(jiān)控對(duì)于企業(yè)管理、運(yùn)營起著極為重要的作用。目前監(jiān)控車輛主要是通過在車輛上安裝GPS車載終端來實(shí)現(xiàn)。GPS車載終端按照設(shè)定間隔周期性上報(bào)車輛位置信息，監(jiān)控中心將這些位置信息存儲(chǔ)起來，通過定位時(shí)間先后順序獲取這些位置信息，可以直觀地呈現(xiàn)出車輛的運(yùn)行線路。除了上述的監(jiān)控車輛運(yùn)行情況，物流企業(yè)、車輛融資租賃公司等單位往往也需要了解分析車輛的安全駕駛情況，比如拐彎時(shí)速度是否過大，是否存在側(cè)翻的危險(xiǎn)，為了開展拐彎方面的安全駕駛分析，需要正確分析出車輛行駛途徑中經(jīng)過的拐彎路段。在申請(qǐng)?zhí)?00680040231. 9的發(fā)明中，該發(fā)明公開了幫助司機(jī)商議路線的方法，通過如下步驟從地圖數(shù)據(jù)庫中識(shí)別拐彎(12);為拐彎計(jì)算估計(jì)的可商議速度(14);為司機(jī)建議即將發(fā)生的拐彎(16);如果司機(jī)試圖以大于所估計(jì)的可商議速度的速度商議拐彎，則警告司機(jī)(18);控制車輛(10)以便試圖安全地商議拐彎(20)。當(dāng)拐彎被提前而不是實(shí)時(shí)地識(shí)別出來時(shí)，拐彎的識(shí)別和可能的一個(gè)或更多拐彎特性以及所估計(jì)的可商議速度可被存儲(chǔ)，以供接下來訪問和使用(22)。并且，建議、警告和控制方式可以基于預(yù)先建立或確定的情況而被改變(24)。另外，可以確定關(guān)于車輛進(jìn)入和退出拐彎的實(shí)際車輛狀態(tài)(26)。在申請(qǐng)?zhí)?01210174708. X的發(fā)明中，該發(fā)明公開了一種觀察車輛(3)的駕駛員輔助系統(tǒng)，為了識(shí)別在觀察車輛(3)前方行駛的車輛(2)的拐彎機(jī)動(dòng)而采用具有以下步驟的方法a)在由攝像機(jī)(4)連拍的前車(2)圖像中標(biāo)記出該前車的至少一個(gè)第一參考點(diǎn)和第二參考點(diǎn)(5),這些參考點(diǎn)(5)在該前車(2)橫向上彼此間隔；b)求出在該圖像中的這些參考點(diǎn)(5)的影像的距離；c)如果確定該距離縮短，則識(shí)別出拐彎機(jī)動(dòng)。在申請(qǐng)?zhí)?01120507735. 5的發(fā)明中，該發(fā)明公開一種基于視頻圖像識(shí)別的彎道超速預(yù)警裝置，包括汽車上安裝的車速傳感器，駕駛室正前方安裝的數(shù)字?jǐn)z像頭，車速傳感器和數(shù)字?jǐn)z像頭分別與一個(gè)單片機(jī)相連接，單片機(jī)還連接一個(gè)蜂鳴器。該裝置在車輛出現(xiàn)超速行駛的狀態(tài)，單片機(jī)控制蜂鳴器報(bào)警，提醒駕駛員減速行駛通過彎道，可以有效減少汽車在彎道超速行駛超速所造成的事故的發(fā)生。在申請(qǐng)?zhí)?00810036424. 8的發(fā)明中，該發(fā)明公開了一種GPS拐點(diǎn)補(bǔ)償方法，是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的在接收到的GPS連續(xù)3個(gè)信號(hào)點(diǎn)中，每秒的角度變化超過10度；定義進(jìn)入到轉(zhuǎn)彎狀態(tài)，在該狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)距離超過15米，或時(shí)間超過5秒鐘，就記錄下一個(gè)采樣點(diǎn)；本發(fā)明的有益效果是是在等時(shí)或等距采集基礎(chǔ)上，增加拐點(diǎn)補(bǔ)償機(jī)制，當(dāng)檢測(cè)到車輛拐彎時(shí)，才增加采集點(diǎn)，從而減小GPRS的傳輸數(shù)據(jù)量。在申請(qǐng)?zhí)?00810036424. 8的發(fā)明中，該發(fā)明公開了一種車輛轉(zhuǎn)向指示方法，包括如下步驟接收定位信號(hào)，實(shí)時(shí)生成位置信息；根據(jù)用戶在導(dǎo)航裝置中的操作產(chǎn)生導(dǎo)航路線；檢測(cè)導(dǎo)航路線中，前方預(yù)設(shè)路程內(nèi)是否有拐彎；若有拐彎，根據(jù)導(dǎo)航路線判斷拐彎方向；開啟與拐彎方向?qū)?yīng)轉(zhuǎn)向燈。本發(fā)明還提供一種對(duì)應(yīng)的車輛轉(zhuǎn)向指示系統(tǒng)。
但是，現(xiàn)有的車輛拐彎分析方法，存在著如下不足
I)需要增加額外的硬件設(shè)備(攝像機(jī)、單片機(jī)、車速傳感器等)。
2)需要增加額外的軟件(導(dǎo)航、地圖數(shù)據(jù)庫等)
3)依賴地圖數(shù)據(jù)庫獲取拐彎信息，需要強(qiáng)大的地圖數(shù)據(jù)支持。
4)基于每秒的角度變化，對(duì)車載終端的上報(bào)頻率要求過高，極大的增加了監(jiān)控成本。
5)彎道識(shí)別主要在車輛側(cè)，不適于遠(yuǎn)程監(jiān)控。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述方法的不足，提出一種基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，首先輸入GPS位置信息，按時(shí)間順序提取GPS位置信息中相鄰的m個(gè)位置點(diǎn)序列Pn、 Pn+1、…、Pn+m，對(duì)位置點(diǎn)序列的位置信息進(jìn)行合法性判斷，再根據(jù)位置點(diǎn)之間的方向夾角進(jìn)行分析，從而識(shí)別出拐彎路段。監(jiān)控中心通過GPS位置信息識(shí)別車輛拐彎可以降低運(yùn)營成本和監(jiān)控成本，也為物流企業(yè)、車輛租賃公司等單位提供安全駕駛分析基礎(chǔ)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，首先輸入GPS位置信息，按時(shí)間順序提取GPS位置信息中相鄰的m個(gè)位置點(diǎn)序列Pn、Pn+1、…、Pn+m,對(duì)位置點(diǎn)序列的位置信息進(jìn)行合法性判斷，再根據(jù)位置點(diǎn)之間的方向夾角識(shí)別拐彎路段。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于輸入GPS位置信息。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于輸入GPS位置信息包括輸入方式和輸入信息內(nèi)容。輸入方式可以有多種方式，比如文件、數(shù)據(jù)庫、GPS車載終端上報(bào)； 輸入的信息至少包括上報(bào)時(shí)間、經(jīng)度、緯度、方向等信息。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于按時(shí)間順序提取GPS位置信息中相鄰的m個(gè)位置點(diǎn)序列Pn、Pn+l、…、Pn+m,位置點(diǎn)Pn、Pn+l、…、Pn+m為根據(jù)上報(bào)時(shí)間相鄰的位置點(diǎn)。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于對(duì)位置點(diǎn)序列的位置信息進(jìn)行合法性判斷。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于對(duì)位置信息的合法性判斷包括但不限于位置點(diǎn)距離判斷、位置點(diǎn)時(shí)間間隔判斷。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于位置點(diǎn)距離判斷為根據(jù)相鄰位置點(diǎn)信息中的經(jīng)緯度計(jì)算出距離，并判斷是否超過指定距離閾值。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于位置點(diǎn)時(shí)間間隔判斷為根據(jù)相鄰位置點(diǎn)信息中的上報(bào)時(shí)間計(jì)算出時(shí)間間隔，并判斷是否超過指定時(shí)間閾值。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于根據(jù)位置點(diǎn)之間的方向夾角識(shí)別拐彎路段，包括首尾位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式和相鄰位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于首尾位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式為計(jì)算Pn和Pn+m的方向夾角，如果方向夾角超過設(shè)置閾值則識(shí)別為拐彎路段。
如上所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于相鄰位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式為計(jì)算Pn和Pn+m之間任意兩個(gè)相鄰位置點(diǎn)的方向夾角，如果任意一個(gè)方向夾角超過設(shè)置閾值則識(shí)別為拐彎路段。


圖1為車輛位置信息在拐彎路段示意圖。
圖2為基于GPS位置信息拐彎分析流程示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1為車輛位置信息在拐彎路段示意圖，在圖1中，車輛I行駛在拐彎路段2，通過車輛上安裝的GPS終端在位置點(diǎn)3上報(bào)了車輛位置信息。
圖2為基于GPS位置信息拐彎分析流程示意圖，在圖2中給出了為基于GPS位置信息拐彎分析主流程圖。
I)輸入GPS位置信息數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)至少包括如下信息上報(bào)時(shí)間、GPS定位經(jīng)度、GPS 定位緯度等信息、車輛行駛方向。
2)初始化分析游標(biāo)η = I。
3)獲取 GPS 位置序列點(diǎn) Pn、Pn+1、 Pn+m。
4)對(duì)位置點(diǎn)進(jìn)行合法性判斷，包括計(jì)算相鄰位置點(diǎn)距離并判斷是否超過設(shè)定閾值Lt、計(jì)算相鄰位置點(diǎn)時(shí)間間隔是否設(shè)定閾值Tt。如果合法則進(jìn)入下一步，否則進(jìn)入第
5)計(jì)算位置點(diǎn)Pn的方向與Pn+m的方向夾角是否超過指定閾值Dt。如果超過則進(jìn)入第7步，否則進(jìn)入下一步。
6)計(jì)算位置點(diǎn)Pn與Pn+m之間任意相鄰的方向夾角，判斷是否有一個(gè)方向夾角超過指定閾值Dt，如果超過則進(jìn)入下一步，否則進(jìn)入第8步。
7)將位置點(diǎn)Pn、Pn+1、Pn+m記為拐彎路段，并將分析游標(biāo)后移2位，進(jìn)入第9步。
8)將分析游標(biāo)后移I位后進(jìn)入第9步。
9)判斷是否分析完所有的位置信息，如果沒有則繼續(xù)第3步，否則進(jìn)入下一步。
10)輸出所有的拐彎路段信息。
例如
在車輛上安裝GPS車載終端A，該終端以60秒周期上報(bào)車輛位置信息，在 2012-10-2513 50 2012-10-2513 57上報(bào)的位置信息如下，方向以正北為O度
序號(hào)定位時(shí)間經(jīng)度緯度方向12012-10-25 13:50:33113. 141773323. 4675955629022012-10-25 13:51:33113. 13123.4721888931432012-10-25 13:52:33113.122857823.4789511127242012-10-25 13:53:33113.114422223.4818631552012-10-25 13:54:33113.111462223. 4873622235162012-10-25 13:55:33113.114146723.495955562572012-10-25 13:56:33113.116608923.5055333333882012-10-25 13:57:33113.109915623.51587556350
基于GPS位置信息拐彎識(shí)別中的算法參數(shù)取值如下
距離閾值LT取值10公里時(shí)間間隔閾值Tt取值5分鐘角度閾值Dt取值70度m取值為3對(duì)上述輸入的GPS位置信息分析過程如下I)初始化分析游標(biāo)n = I2)取P1、P2、P3位置點(diǎn)序列。判斷位置點(diǎn)序列合法計(jì)算P1、P3的方向夾角18度計(jì)算PU P2的方向夾角24度計(jì)算P2、P3的方向夾角42度繼續(xù)計(jì)算下一個(gè)P23)取P2、P3、P4位置點(diǎn)序列。判斷位置點(diǎn)序列合法計(jì)算P2、P4的方向夾角I度計(jì)算P2、P3的方向夾角42度計(jì)算P3、P4的方向夾角43度繼續(xù)計(jì)算下一個(gè)P34)取P3、P4、P5位置點(diǎn)序列。判斷位置點(diǎn)序列合法計(jì)算P3、P5的方向夾角79度將P3、P4、P5記為拐彎繼續(xù)計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)P65)取P6、P7、P8位置點(diǎn)序列。判斷位置點(diǎn)序列合法計(jì)算P6、P8的方向夾角35度計(jì)算P6、P7的方向夾角47度計(jì)算P7、P8的方向夾角12度繼續(xù)計(jì)算下一個(gè)點(diǎn)P76)P7后面的點(diǎn)數(shù)不足3個(gè),標(biāo)識(shí)全部GPS位置點(diǎn)分析完成。7)將P3、P4、P5輸出為拐彎路段。
權(quán)利要求
1.一種基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于，該方法包括 A、，首先輸入GPS位置信息 B、按時(shí)間順序提取GPS位置信息中相鄰的m個(gè)位置點(diǎn)序列Pn、Pn+K…、Pn+m c、對(duì)位置點(diǎn)序列的位置信息進(jìn)行合法性判斷 D、根據(jù)位置點(diǎn)之間的方向夾角識(shí)別拐彎路段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于輸入GPS位置信息包括輸入方式和輸入信息內(nèi)容。輸入方式可以有多種方式，比如文件、數(shù)據(jù)庫、GPS車載終端上報(bào)；輸入的信息至少包括上報(bào)時(shí)間、經(jīng)度、緯度、方向等信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于按時(shí)間順序提取GPS位置信息中相鄰的m個(gè)位置點(diǎn)序列Pn、Pn+K…、Pn+m，位置點(diǎn)Pn、Pn+K…、Pn+m為根據(jù)上報(bào)時(shí)間相鄰的位置點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于對(duì)位置點(diǎn)序列的位置信息進(jìn)行合法性判斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于對(duì)位置信息的合法性判斷包括但不限于位置點(diǎn)距離判斷、位置點(diǎn)時(shí)間間隔判斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于位置點(diǎn)距離判斷為根據(jù)相鄰位置點(diǎn)信息中的經(jīng)緯度計(jì)算出距離，并判斷是否超過指定距離閾值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于位置點(diǎn)時(shí)間間隔判斷為根據(jù)相鄰位置點(diǎn)信息中的上報(bào)時(shí)間計(jì)算出時(shí)間間隔，并判斷是否超過指定時(shí)間閾值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于根據(jù)位置點(diǎn)之間的方向夾角識(shí)別拐彎路段，包括首尾位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式和相鄰位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于首尾位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式為計(jì)算Pn和Pn+m的方向夾角，如果方向夾角超過設(shè)置閾值則識(shí)別為拐彎路段。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，其特征在于相鄰位置點(diǎn)方向夾角識(shí)別方式為計(jì)算Pn和Pn+m之間任意兩個(gè)相鄰位置點(diǎn)的方向夾角，如果任意一個(gè)方向夾角超過設(shè)置閾值則識(shí)別為拐彎路段。
全文摘要
本發(fā)明屬于智能交通領(lǐng)域，公開了-種基于GPS數(shù)據(jù)的拐彎識(shí)別方法，首先輸入GPS位置信息，按時(shí)間順序提取GPS位置信息中相鄰的m個(gè)位置點(diǎn)序列Pn、Pn+1、…、Pn+m，對(duì)位置點(diǎn)序列的位置信息進(jìn)行合法性判斷，再根據(jù)位置點(diǎn)之間的方向夾角進(jìn)行分析，從而識(shí)別出拐彎路段。監(jiān)控中心通過GPS位置信息識(shí)別車輛拐彎可以降低運(yùn)營成本和監(jiān)控成本，也為物流企業(yè)、車輛租賃公司等單位提供安全駕駛分析基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G01S19/39GK103018754SQ201210496468
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者李亮, 劉亮, 李智堅(jiān), 楊凡, 李功章 申請(qǐng)人:無錫坦程物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司