本文選題：道路追蹤 + 拓撲結構　； 參考：《中國圖象圖形學報》2017年05期

【摘要】：目的基于道路形狀特征的匹配算法在匹配性能上比較穩(wěn)定,但當遇到道路交叉口等復雜路況時容易出現(xiàn)誤匹配,且實時性上有一定缺陷,而矢量道路良好的拓撲結構,為此提出一種利用矢量道路拓撲關系進行追蹤匹配的算法。方法算法利用結點、路段和路口這3種對象來對矢量道路進行表達,建立各個對象之間的拓撲關系,并將匹配過程劃分為4個不同的狀態(tài),根據(jù)各個狀態(tài)實施相應的匹配方法。首先,進行初始化、追蹤、路口和搜索4個狀態(tài)的定義和劃分,確定各個狀態(tài)之間的轉換關系;進一步,設計道路中的結點、路段和路口3種對象的數(shù)據(jù)結構,建立點、線之間的空間拓撲關系;其次,根據(jù)4個狀態(tài)的具體任務和實際特點,對進入該狀態(tài)的行駛軌跡進行相應地分析處理和匹配計算;最后,根據(jù)追蹤的結果進行匹配分析,完成對車輛行駛軌跡的誤差修正。結果采用GPS-RTK采集的北京市西五環(huán)及密云地區(qū)的矢量道路數(shù)據(jù)對實地跑車的慣性導航軌跡進行拓撲追蹤匹配仿真實驗,完成拓撲追蹤匹配算法的路口距離閾值選取,并與傳統(tǒng)基于道路形狀特征的匹配算法在匹配效果和實時性進行性能對比測試,其性能指標為匹配準確率和匹配時間。當矢量道路拓撲追蹤算法的路口距離閾值取20 m時,匹配準確率達到了最高值93.5%。在匹配性能對比上,拓撲追蹤算法相較于其他兩種算法也有一定優(yōu)勢,在相同道路段中匹配準確率達到了90.2%,匹配速度也提高了4 8倍。結論采用矢量道路數(shù)據(jù)的拓撲信息對車輛軌跡進行追蹤匹配的方法,能夠用于衛(wèi)星信號"盲區(qū)"或者信號干擾等特殊環(huán)境和場合的組合系統(tǒng)輔助導航,彌補傳統(tǒng)基于衛(wèi)星的組合導航在自主性、抗干擾性的不足。同時,算法針對復雜路況的匹配結果也較為理想,能夠滿足組合導航匹配工作的要求。
[Abstract]:Objective the matching algorithm based on road shape features is stable in matching performance, but it is prone to mismatch when complex road conditions such as road intersection are encountered, and there are some defects in real-time performance, and the vector road has a good topological structure.In this paper, an algorithm for tracking and matching using vector road topology is proposed.Methods the algorithm uses the node, section and intersection to express the vector road, establishes the topological relationship between each object, and divides the matching process into four different states, and implements the corresponding matching method according to each state.First of all, the definition and division of the four states of initialization, tracking, intersection and search are carried out, and the conversion relations between the states are determined. Furthermore, the data structures of the three objects in the road, road sections and intersections are designed, and the points are established.Secondly, according to the specific tasks and the actual characteristics of the four states, the corresponding analysis and matching calculation of the driving path into the state are carried out. Finally, according to the results of the tracking, the matching analysis is carried out.Complete the error correction of the vehicle track.Results the vector road data collected by GPS-RTK in the west fifth ring ring of Beijing and Miyun area were used to simulate the inertial navigation track of the field sports car, and the threshold of intersection distance was selected by the topology tracking matching algorithm.Compared with the traditional matching algorithm based on road shape feature, the performance of the algorithm is compared with the matching effect and real-time performance. The performance index is matching accuracy and matching time.When the threshold of intersection distance of the vector road topology tracking algorithm is 20 m, the matching accuracy reaches the highest value of 93.5um.Compared with the other two algorithms, the topology tracking algorithm has some advantages, and the matching accuracy reaches 90.2 in the same section of the road, and the matching speed is increased by 48 times.Conclusion using the topological information of vector road data to track and match the vehicle track can be used in the navigation of satellite signal "blind zone" or special environment and situation such as signal interference.To make up for the traditional satellite-based integrated navigation in autonomy, anti-jamming deficiencies.At the same time, the matching results of the algorithm for complex road conditions are also ideal, which can meet the requirements of integrated navigation matching.
【作者單位】： 信息工程大學地理空間信息學院;地理信息工程國家重點實驗室;鄭州鐵路局鄭州車站;69027部隊;空軍航空大學;
【基金】：國家自然科學基金項目(41271450,41471336) “十二五”國家科技支撐計劃(2012BAK12B02) 地理信息工程國家重點實驗室2015年開放基金項目(SKLGIE2015-M-4-4)~~
【分類號】：U495

【參考文獻】

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本文編號：1742927