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基于浮动车GPS数据的道路矢量地图生成方法研究
| 论文题名： | 基于浮动车GPS数据的道路矢量地图生成方法研究 |
| 关键词： | 浮动车;GPS数据;道路矢量地图;生成方法 |
| 摘要： | 高精度道路矢量地图是GIS（Geographic Information System）的关键组成部分，是车辆导航、路径规划等ITS（Intelligent Transportation System）应用系统的核心。当前，道路矢量地图多依赖手工制作完成，工作量大、成本高且不易更新。因此，面对日益增长的应用需求，研究低成本、高效率的道路矢量地图生成方法具有重要的理论意义与实用价值。 道路地理特征数据是矢量地图生成的基础，要生成实用性好、精度高的道路矢量地图，需要成本低，可靠性强的道路地理信息采集手段。浮动车能全天候、大范围采集公交车辆的GPS（Global Positioning System）数据，数据中包含大量道路地理特征信息，且不需新建系统，数据采集成本低。因此，浮动车GPS数据可以作为生成道路矢量地图的基础数据。 本文在深入分析浮动车GPS数据特点的基础上，研究一种基于浮动车GPS数据生成高精度道路矢量地图的方法。研究工作主要包括以下三个方面： 1）对本文所采用的浮动车 GPS数据误差进行分析与总结。针对浮动车 GPS数据存在的误差，主要包括位置径向误差和航向角误差，采用统计学方法进行分析和证明。通过?2拟合检验法证明浮动车GPS数据中的位置径向误差和航向角误差均服从正态分布，并且期望值均为0。 2）研究一种基于浮动车 GPS数据生成道路路线和路网的方法。针对浮动车GPS定位点杂乱分布，无法准确分组的问题，提出一种基于行驶轨迹匹配的数据筛选算法，将GPS定位点进行筛选分组。以分组后的GPS数据为基础，利用基于位置误差和航向角误差最小的路段生成算法生成道路路线。最后通过对各路线中的浮动车IP匹配搜索，构建道路的拓扑结构，最终生成完整的路网。实验结果表明该方法能够生成道路矢量地图，地图位置精度较高，路网拓扑结构准确。 3）针对生成的道路矢量地图中存在个别路段位置误差较大的问题，提出了一种基于道路节点自适应缓冲区的矢量地图校正算法。在增加原始GPS定位点数量基础上，构建道路节点自适应缓冲区，然后根据动态缓冲区内的GPS定位点分布情况对道路节点进行校正，通过道路节点的校正完成道路的校正。与基于道路节点固定缓冲区的校正算法进行比较，结果表明本文所提出的算法校正效果更好，校正后的道路矢量地图位置精度得到显著提高。 研究结果表明，本文研究的基于浮动车GPS数据生成道路矢量地图方法成本低，效率高，可操纵性好，具有很好的应用价值。 |
| 作者： | 孙焕山 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 孙棣华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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