一种基于栅格地图的要素加权地图匹配算法

摘要

车辆导航系统是智能交通系统（ITS，Intelligent Transport System）的核心内容。作为ITS最重要的应用系统，车辆导航系统所依赖的全球定位系统（GPS，Global Positioning System）的定位数据却存在着不可忽视的测量误差，由此造成车辆的实际位置与GPS显示的位置不一致，这样会大大降低ITS的应用效益。地图匹配（MM，Map-Matching）是解决这一问题的最经济有效的方法。
　　地图匹配是一种基于软件的定位修正方法，它是将车辆的定位信息和电子地图中的路网信息结合到一起考虑，通过一定的算法，最终实现车辆行驶位置的最优估计。
　　本文论述了现有的关于地图匹配算法的国内外现状，综述了地图匹配算法的优缺点，分析了影响地图匹配精度的各种因素，探讨了地图匹配在特殊路段的重点难点，挖掘了地图匹配算法的可用要素，并在此基础上提出了一种基于栅格地图的要素加权地图匹配算法。算法在栅格地图的基础上利用网格法确定误差区域的方法来减少匹配路段的搜索范围，用以提高地图匹配的实时性与准确性，通过考虑车辆行驶的方向、定位点与待匹配路段的距离这两个方面的要素，将综合匹配度最高的路段识别为车辆行驶的正确路段，并在此路段上估计车辆行驶的位置。
　　最后，本文依托南京市局部路网以及实测的GPS浮动车数据，在Matlab环境下对算法进行了测试，并且获得了整个程序运行的时间以及匹配的准确性。测试的结果表明，本文所提出的具有很好的匹配精度和实时性。

目录

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1引言

1.2研究背景与意义

1.3 国内外研究现状

1.4论文的创新点

1.5论文结构

第二章 地图匹配算法研究

2.1 地图匹配的基本思想

2.2 地图匹配精度的影响因素

2.3 地图匹配算法概述

2.4. 小结

第三章 浮动车数据匹配算法设计与实现

3.1基于网格法的误差区域初步确定

3.2基于道路拓扑的误差区域缩小

3.3 综合匹配度的计算

3.4 特殊路段的地图匹配

3.5地图匹配算法的流程

第四章 实例分析

4.1 数据获取

4.2南京市GPS浮动车数据分析及处理

4.3南京市电子地图数据分析及处理

4.4 部分算法实现代码

4.5 地图匹配算法结果分析

第五章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 展望

参考文献

致谢