基于旅游導(dǎo)航系統(tǒng)的地圖匹配算法研究和實(shí)現(xiàn)
發(fā)布時(shí)間:2020-12-07 01:20
隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和智能手機(jī)的普及,各種智慧旅游應(yīng)用在市場(chǎng)上層出不窮,旅游導(dǎo)航系統(tǒng)也成為了智慧旅游建設(shè)的主要產(chǎn)品之一。但由于智能手機(jī)GPS定位技術(shù)在景區(qū)導(dǎo)航系統(tǒng)中無法保證位置的準(zhǔn)確性,影響旅游體驗(yàn),因此本文引入地圖匹配技術(shù)來提高景區(qū)導(dǎo)航的定位精度。該技術(shù)以位置信息和路網(wǎng)信息作為輸入數(shù)據(jù),利用算法來計(jì)算出移動(dòng)物體所處的道路以及在道路上的具體位置。傳統(tǒng)地圖匹配技術(shù)主要應(yīng)用于智能交通系統(tǒng),在景區(qū)導(dǎo)航系統(tǒng)中涉及頗少。目前,景區(qū)導(dǎo)航系統(tǒng)的定位特征主要表現(xiàn)為用戶移動(dòng)速度慢且無規(guī)律、景區(qū)環(huán)境較復(fù)雜以及智能手機(jī)GPS信號(hào)易受影響等方面。常用匹配算法主要針對(duì)的是車輛數(shù)據(jù)模型,而本文將匹配算法應(yīng)用到景區(qū)行人定位數(shù)據(jù)中。因此,基于景區(qū)導(dǎo)航的地圖匹配技術(shù)的研究具有一定的意義和價(jià)值。通過對(duì)GPS定位技術(shù)和現(xiàn)有匹配算法的研究和總結(jié),以及對(duì)定位誤差的分析,本文提出了一種基于改進(jìn)HMM模型的景區(qū)地圖匹配算法。首先,在電子地圖設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)傳統(tǒng)線性道路模型進(jìn)行改進(jìn),增加道路的寬度元素,引入矩形道路模型。其次,基于誤差橢圓的理論提出最小外接誤差矩形的概念。在候選路段選擇時(shí),通過誤差矩形和矩形道路的面積相交法來確定候選路段,提高搜...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
圖2-1?GPS定位原理??Fig.2-1?Principle?of?GPS??
地圖匹配過程被分為四個(gè)階段:??(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理:對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)處理和濾波處理,以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,過程的基礎(chǔ),能保證地圖匹配算法的有效性。??P)篩選候選路段:根據(jù)定位點(diǎn)位置,獲得定位點(diǎn)會(huì)投影到附近路段的
圖2-7基于HMM模型的地圖匹配??Fig.2-7?Map?matching?based?on?hidden?Markov?model??從圖2-7可知,HMM模型包括有5個(gè)基本要素:隱含狀態(tài)變量、觀察變量、狀??態(tài)轉(zhuǎn)移概率、觀察概率以及初始概率。其中,隱含狀態(tài)變量對(duì)應(yīng)候選路段,觀察變??量對(duì)應(yīng)GPS定位點(diǎn)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率表示的是當(dāng)前時(shí)刻的路段轉(zhuǎn)移到下一時(shí)刻的路段??的概率,可利用道路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來描述;而觀察概率表示的是當(dāng)前定位點(diǎn)在候選路??段上的概率,一般使用定位點(diǎn)到路段的距離來描述。??2.3.4匹配算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)??從匹配過程的誤差分析中可知,由于GPS信號(hào)誤差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的誤差以及電子??地圖的誤差,會(huì)導(dǎo)致GPS點(diǎn)的誤匹配,甚至于GPS數(shù)據(jù)的丟失。為了評(píng)估GPS定位??點(diǎn)的匹配效果,本文采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)為匹配精確率。精確率的定義是參與匹配過程的??GPS點(diǎn)被正確匹配的比重。故精確率定義如下:??精確率=?正麵配白勺GPS點(diǎn)數(shù)目?…….式(2-9)??正確匹配的GPS點(diǎn)數(shù)目+錯(cuò)誤匹配的GPS點(diǎn)數(shù)目??2.4小結(jié)??本章包括三個(gè)部分,分別是:(l)GPS定位系統(tǒng)的構(gòu)成和定位原理闡述;(2)卡爾??曼濾波器的原理介紹;(3)對(duì)地圖匹配技術(shù)進(jìn)行概述
本文編號(hào):2902356
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【圖文】:
圖2-1?GPS定位原理??Fig.2-1?Principle?of?GPS??
地圖匹配過程被分為四個(gè)階段:??(1)數(shù)據(jù)預(yù)處理:對(duì)定位數(shù)據(jù)進(jìn)行修復(fù)處理和濾波處理,以及坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,過程的基礎(chǔ),能保證地圖匹配算法的有效性。??P)篩選候選路段:根據(jù)定位點(diǎn)位置,獲得定位點(diǎn)會(huì)投影到附近路段的
圖2-7基于HMM模型的地圖匹配??Fig.2-7?Map?matching?based?on?hidden?Markov?model??從圖2-7可知,HMM模型包括有5個(gè)基本要素:隱含狀態(tài)變量、觀察變量、狀??態(tài)轉(zhuǎn)移概率、觀察概率以及初始概率。其中,隱含狀態(tài)變量對(duì)應(yīng)候選路段,觀察變??量對(duì)應(yīng)GPS定位點(diǎn)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率表示的是當(dāng)前時(shí)刻的路段轉(zhuǎn)移到下一時(shí)刻的路段??的概率,可利用道路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來描述;而觀察概率表示的是當(dāng)前定位點(diǎn)在候選路??段上的概率,一般使用定位點(diǎn)到路段的距離來描述。??2.3.4匹配算法的評(píng)價(jià)指標(biāo)??從匹配過程的誤差分析中可知,由于GPS信號(hào)誤差、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的誤差以及電子??地圖的誤差,會(huì)導(dǎo)致GPS點(diǎn)的誤匹配,甚至于GPS數(shù)據(jù)的丟失。為了評(píng)估GPS定位??點(diǎn)的匹配效果,本文采用的評(píng)價(jià)指標(biāo)為匹配精確率。精確率的定義是參與匹配過程的??GPS點(diǎn)被正確匹配的比重。故精確率定義如下:??精確率=?正麵配白勺GPS點(diǎn)數(shù)目?…….式(2-9)??正確匹配的GPS點(diǎn)數(shù)目+錯(cuò)誤匹配的GPS點(diǎn)數(shù)目??2.4小結(jié)??本章包括三個(gè)部分,分別是:(l)GPS定位系統(tǒng)的構(gòu)成和定位原理闡述;(2)卡爾??曼濾波器的原理介紹;(3)對(duì)地圖匹配技術(shù)進(jìn)行概述
本文編號(hào):2902356
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