根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法及装置

摘要

本申请提出一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法、装置、电子设备及存储介质，所述方法包括如下步骤：基于道路数据和收费站数据，确定若干个收费站的通过路线；基于所述通过路线对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，对匹配错误超过预设阈值的收费站的周边路线进行重新拟合和校准；使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，并根据各车辆路线行驶序列中是否包含收费站路线序列，确定该车辆是否通过该收费站。本申请通过建立收费站出入口和路线的空间关系，精确还原收费站附近车辆的行驶路线，并判别基础路线数据和收费站数据不准确的地段，并使用轨迹点进行校准，从而可以对车辆出入收费站进行精确判断。

说明书

技术领域

本申请属于交通技术领域，具体涉及一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

随着我国高速公路通车里程的迅速增长和车流量的加大，高速公路运输在国民经济的地位越来越高。但同时，高速公路运营管理中暴露逃漏通行费问题，车辆倒卡存在两种形式，一种是两辆同型号车同向行驶，其中一辆车，多为空车，一般从另一载重车将要下高速的那个收费站附近的站点上，上高速后将领取的通行卡，交给在高速公路上等待的另一辆远途载重车，如果没有套牌就互换车牌，两车就近下高速，达到远途载重车偷逃通行费的目的。也有该空车拿着载重车通行卡到载重车上高速时附近的收费站再下的情况，达到两车逃费的目的；另一种是两车逆向行驶，套牌车居多，中途互换通行卡，分别从对方驶入高速的那个收费站附近的另一收费站下，利用距离差实现逃费，换卡一般有组织的较多。不但给国家带来经济损失，而且给正常的运营秩序带来较大的冲击。

目前很少见到通过轨迹点精确判断进出收费站的案例，本申请的内容，是对该领域的一个技术探索。

发明内容

本申请第一方面实施例提出了一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法，所述方法包括如下步骤：

基于道路数据和收费站数据，确定若干个收费站的通过路线；

基于所述通过路线对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，对匹配错误超过预设阈值的收费站的周边路线进行重新拟合和校准；

使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，并根据各车辆路线行驶序列中是否包含收费站路线序列，确定该车辆是否通过该收费站。

进一步地，所述基于道路数据和收费站数据，确定若干个收费站的通过路线，包括：

搜索收费站附近最近的路段，如果收费站是单点的，则把所述最近的路段作为收费站所在路段，如果收费站是成对的，则判断收费站所在的两条路方向是否相反，如果相反，则把所述最近路段作为收费站所在路段，否则进行校准；

根据收费站所在路段方向，向前和向后各取一个路段，将三个路段的序列作为所述收费站的通过路线。

进一步地，所述基于所述通过路线对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，对匹配错误超过预设阈值的收费站的周边路线进行重新拟合和校准，包括：

对收费站周边第一距离内的轨迹点进行路线匹配，判断各轨迹点间经过的各个路段的序列；

获取在周边第二距离内轨迹点匹配错误超过预设阈值的收费站；

提取所述轨迹点匹配错误超过预设阈值的收费站的周边第二距离内，最近一周的车辆轨迹数据，通过轨迹点重新拟合道路数据；

校验拟合后数据，选择若干个车辆的轨迹，检查各车辆的轨迹点按照时间顺序是否沿着拟合成的道路分布；

重新建立收费站和路线的通过关系。

进一步地，所述路线匹配的方法如下：

取一辆车的一个时序段上的多个位置数据；对多个位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合；依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。

进一步地，所述依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，包括：按照路径集合的顺序，合并第一路径集合中的最短路径与第二路径集合中的最短路径，得到合并集合；将合并集合中的路径与第三路径集合中的最短路径进行合并，得到新的合并集合，依次类推，直至合并集合中的路径与最后一个路径集合中的最短路径合并完成，得到包括从起始点开始到结束点终止的所有路线的总路线集合。

进一步地，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之前，还包括：判断需要合并的两个路径集合中，是否有起端和终端重合的最短路径；若有，则保留路径长度与位置点垂距之和最短的最短路径，删除其他重合的最短路径。

进一步地，所述使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，并根据各车辆路线行驶序列中是否包含收费站路线序列，确定该车辆是否通过该收费站，包括：

根据各车辆路线行驶序列中包含收费站路线序列，则确定该车辆通过该收费站；根据各车辆路线行驶序列中不包含收费站路线序列，则确定该车辆没有通过该收费站。

本申请第二方面的实施例提供了一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的装置，所述装置包括如下模块：

路线确定模块，用于基于道路数据和收费站数据，确定若干个收费站的通过路线；

匹配和校准模块，基于所述通过路线对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，对匹配错误超过预设阈值的收费站的周边路线进行重新拟合和校准；

判断模块，用于使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，并根据各车辆路线行驶序列中是否包含收费站路线序列，确定该车辆是否通过该收费站。

本申请第三方面的实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以实现上述第一方面所述的方法。

本申请第四方面的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行实现上述第一方面所述的方法。

本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提出一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法、装置、电子设备及存储介质，通过建立收费站出入口和路线的空间关系，精确还原收费站附近车辆的行驶路线，并判别基础路线数据和收费站数据不准确的地段，并使用轨迹点进行校准，从而可以对车辆出入收费站进行精确判断。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变的明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本申请一实施例所提供的一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法的流程图；

图2示出了本申请一实施例所提供的建立收费站和通过路线关系的详细流程图；

图3示出了本申请一实施例所提供的收费站周边路线匹配和校准方法流程图；

图4示出了本申请一实施例所提供的判断是否通过收费站的方法流程图；

图5示出了本申请一实施例所提供的一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的装置的结构示意图；

图6示出了本申请一实施例所提供的一种电子设备的结构示意图；

图7示出了本申请一实施例所提供的一种存储介质的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的示例性实施方式。虽然附图中显示了本申请的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本申请，并且能够将本申请的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。

下面结合附图来描述根据本申请实施例提出的一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法、装置、电子设备及存储介质。

本申请提出一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法、装置、电子设备及存储介质，通过建立收费站出入口和路线的空间关系，精确还原收费站附近车辆的行驶路线，并判别基础路线数据和收费站数据不准确的地段，并使用轨迹点进行校准，从而可以对车辆出入收费站进行精确判断。

参见图1，该方法具体包括以下步骤；

步骤S1：基于道路数据和收费站数据，确定若干个收费站的通过路线。如图2所示，以下为实现步骤S1的具体方法：

搜索收费站附近最近的路段，如果收费站是单点的(即只在一个方向上有收费站)，则把该最近的路段作为收费站所在路段，如果收费站是成对的(即在两个方向上都有收费站)，则判断收费站所在的两条路方向是否相反，如果相反，则把最近路段作为收费站所在路段，否则进行校准。

上述道路数据和收费站数据可以取自公开免费数据库来源，也可以从图商处购买，一般采用最近一年的数据。

根据收费站所在路段方向，向前和向后各取一个路段，将三个路段的序列作为该收费站的通过路线。

步骤S2：基于上述通过路线对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，对匹配错误超过预设阈值的收费站的周边路线进行重新拟合和校准。如图3所示，以下为实现步骤S2的具体方法：

S21、对收费站周边10km内的轨迹点进行路线匹配，可以精确判断各轨迹点间经过的各个路段的序列。当然，这里的10km的距离设定是可以根据需要进行更改的预设值。路线匹配的方法如下：

取一辆车的一个时序段上的多个位置数据；对多个位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段；根据每个位置点的候选路段，确定位置点中的相邻两点的路径集合；依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合；根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果。

进一步地，依次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并，得到包括起始点与结束点之间所有路线的总路线集合，包括：按照路径集合的顺序，合并第一路径集合中的最短路径与第二路径集合中的最短路径，得到合并集合；将合并集合中的路径与第三路径集合中的最短路径进行合并，得到新的合并集合，依次类推，直至合并集合中的路径与最后一个路径集合中的最短路径合并完成，得到包括从起始点开始到结束点终止的所有路线的总路线集合。

进一步地，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之前，还包括：判断需要合并的两个路径集合中，是否有起端和终端重合的最短路径；若有，则保留路径长度与位置点垂距之和最短的最短路径，删除其他重合的最短路径。

进一步地，对多个位置数据进行处理，得到每个位置点的候选路段，包括：将多个位置数据按照时间从前到后排序，得到多个位置点；查询每个位置点的距离阈值内的路段，得到每个位置点的候选路段。

进一步地，在每次将第一路径集合中的最短路径与其他路径集合中的最短路径进行合并之后，还包括：删除无法合并的路段。

进一步地，根据总路线集合中的所有路线长度和垂距确定位置点匹配结果，包括：确定总路线集合中每条路线从起始点到结束点的首末长度；将每条路线的首末长度和与其对应的各垂距相加，得到每条路线的总长度；选择总路线集合中总长度最短的路线作为行进路线；取每个位置点在对应的行进路线中的距离最短的路段作为该位置点的匹配结果。

进一步地，确定位置点中的相邻两点的路径集合，包括：根据每个位置点的候选路段，确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径；确定每个位置点与各候选路段之间的垂距；得到相邻两个位置点之间各最短路径以及各垂距组成路径集合。

进一步地，确定两个相邻位置点各路段之间的最短路径，包括：若两个相邻位置点均有同一个候选路段，则此候选路段为两个相邻位置点之间的一个最短路径。

进一步地，第一路径集合为位置点中的起始点与第二位置点之间的各最短路径以及各垂距组成路径集合。

S22、找到在周边1km内轨迹点匹配错误超过50％的收费站。当然，这里的1km的距离设定、50％的阈值都是可以根据需要进行更改的预设值。

S23、上一步发现的收费站周边路线有误，提取该收费站周围1km内最近一周内车辆轨迹数据，通过轨迹点重新拟合道路数据。

S24、校验拟合后数据。校验的过程如下：选择若干个车辆的轨迹，检查各车辆的轨迹点按照时间顺序，是否沿着拟合成的道路分布。如果是的话，说明拟合成功，将使用该路线数据，如果不是，则说明拟合失败，不使用该路线数据。

S25、在校验后路线附近，重新建立收费站和路线的通过关系，即经过哪几个路段，算作通过某个收费站。例如，根据步骤S1的方法，确认收费站和路段的关联关系。比如某个收费站入口是P1，出口是P2。通过P1需要依次经过路段L1，L2，L3，通过P2需要依次经过路段L4，L5。则建立关系为P1:L1-L2-L3，P2:L4-L5。

步骤S3：使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，并根据各车辆路线行驶序列中是否包含收费站路线序列，确定该车辆是否通过该收费站。如图4所示，以下为实现步骤S3的具体方法：

S31、使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对收费站10km内的轨迹点进行路线匹配。这里路线匹配的方法与步骤S21中相同，在此不再赘述。

S32、判断各车辆路线行驶序列中，是否包含收费站路线序列，如果包含，则车辆通过该收费站。如果不包含，则该车辆没有通过该收费站，可能涉嫌逃费。

申请实施例提供了一种根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的装置，该装置用于执行上述实施例所述的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法，如图5所示，该装置包括如下模块：

路线确定模块501，用于基于道路数据和收费站数据，确定若干个收费站的通过路线；

匹配和校准模块502，基于所述通过路线对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，对匹配错误超过预设阈值的收费站的周边路线进行重新拟合和校准；

判断模块503，用于使用包含校准后路线的道路数据和收费站数据，重新对每个收费站周边的轨迹点进行路线匹配，并根据各车辆路线行驶序列中是否包含收费站路线序列，确定该车辆是否通过该收费站。

本申请的上述实施例提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的装置与本申请实施例提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法对应的电子设备，以执行上根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法。本申请实施例不做限定。

请参考图6，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图。如图6所示，所述电子设备2包括：处理器200，存储器201，总线202和通信接口203，所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接；所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序，所述处理器200运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法。

其中，存储器201可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口203(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。

总线202可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器201用于存储程序，所述处理器200在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法可以应用于处理器200中，或者由处理器200实现。

处理器200可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器200中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器200可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201，处理器200读取存储器201中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法对应的计算机可读存储介质，请参考图7，其示出的计算机可读存储介质为光盘30，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法。

需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。

本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的根据车辆轨迹判断车辆进出收费站的方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。

需要说明的是：

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备有固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。