改进的地图匹配技术在车载导航系统中的应用..doc

改进的地图匹配技术在车载导航系统中的应用0引言随着城市化的进展和汽车的普及,交通拥挤加剧,交通事故频发,交通环境恶化,这成为长期以来困扰发展中国家和发达国家的严重问题。解决此问题的直接方法是提高路网的通行能力。可修建公路的空间有限,而且建设资金筹措困难。交通系统是复杂的大系统,我们应从系统论的观点出发,把车辆和道路综合起来考虑,运用各种高新技术系统解决交通问题,智能交通系统(intelligenttransportsystem)应运而生。整个智能交通系统都以车辆的0引言随着城市化的进展和汽车的普及,交通拥挤加剧,交通事故频发,交通环境恶化,这成为长期以来困扰发展中国家和发达国家的严重问题。解决此问题的直接方法是提高路网的通行能力。可修建公路的空间有限,而且建设资金筹措困难。交通系统是复杂的大系统,我们应从系统论的观点出发,把车辆和道路综合起来考虑,运用各种高新技术系统解决交通问题,智能交通系统(intelligenttransportsystem)应运而生。整个智能交通系统都以车辆的定位导航为核心,车辆导航系统是智能交通系统的中心部件,是其他各种功能应用的基础。GPS或者GPS/INS或者GPS/DR方案以其结构简单、成本低廉、中高精度和良好的动态性能等优点,被广泛的应用于车辆导航系统。本文就是实现组合定位,在应用地图匹配(mapmatching,MM)定位技术进行车辆定位,以便在行驶过程中为用户提供准确可靠的实时定位信息,为智能交通管理系统的实现提供技术上的保障。1地图匹配的原理地图匹配是一种基于软件技术的定位修正方法,其基本思想是将车辆定位轨迹与数字地图中的道路网信息联系起来,并由此相对于地图确定车辆的位置。地图匹配应用是基于以下2个假设条件:(1)车辆总是行驶在道路上;(2)采用的道路数据精度要高于车载定位导航系统的定位精度。当上述条件满足时,就可以把定位数据和车辆运行轨迹同数字化地图所提供的道路位置信息相比较,通过适当的匹配过程确定出车辆最可能的行驶路段以及车辆在该路段中的最大可能位置。如果上述假设不成立,则地图匹配将产生错误的位置输出,并可能导致系统性能的严重下降。一般认为用于匹配的数字地图误差不应超过巧米(真实地面距离)。由于陆地车辆在除进入停车场等之外的绝大多数时间内都位于公路网络中,因此使用地图匹配技术的条件是满足的。2地图匹配算法地图匹配的算法是曲线匹配原理和地理空间接近性分析方法的融合。曲线匹配算法的基本思想是:如果对一条曲线做任意数量、任意比例的分割,分割点都落在另一条曲线上,则两条曲线严格匹配。实际应用中,就是计算一条曲线上相对均匀的某一数量分割点到参考曲线的距离的平均值,将其作为到参考曲线的平均距离,并将此平均距离的倒数作为匹配优劣的度量。空间接近性分析方法就是在已知的可能正确的地理数据集中,按照空间最接近的方法匹配当前定位数据。地图匹配算法可分为2个相对独立的过程:一是寻找车辆当前行驶的道路;二是将当前定位点投影到车辆行驶的道路上。其基本办法是按照曲线匹配的思想在车辆航迹的邻近区内搜索所有道路路段及其组合,把这些组合路线分别与车辆航迹求取匹配度量值,将取得最佳匹配度量值的组合路线作为车辆当前行驶路线。地图匹配的常用算法有以下几种:直接投影算法;相关性算法;半确定性算法;概率统计算法;模糊逻辑算法;基于计算几何(非数值计算)