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地图匹配算法及软件系统研究

作　者: 王庆祎
导　师: 刘鲁源
学　校: 天津大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 地图匹配算法 GPS/MM 模式识别模糊综合评判可视化软件
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 478次
引　用: 5次
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内容摘要

近来,车载导航系统的发展方兴未艾,在物流、智能交通等领域得到了广泛地应用,而GPS/MM(全球定位系统/地图匹配)组合导航系统则是一种性价比比较高的车载组合导航方案。在GPS定位信息和电子地图精度一定的条件下,地图匹配算法的优劣就成为了决定导航及定位精度的关键因素,因此对其进行研究是十分必要的。首先本文阐述了GPS和GIS的基本原理,为利用GPS定位信息和电子地图信息进行地图匹配算法的研究提供了相关理论。在已有的点到线的地图匹配算法和模糊综合评判地图匹配算法的基础上,根据模式识别的有关理论,针对各种不同的路况建立了初始匹配模式、跟踪匹配模式和交叉口匹配模式等三种地图匹配模式,并结合模糊综合评判法设计了一种基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法。本算法首先根据当前的地图匹配模式来确定侯选路段集,然后通过模糊综合评判法在候选路段集中寻找最优匹配路段,最后通过正交投影法在最优匹配路段上寻找一点作为定位结果。然后运用Visual Studio C++ 6.0和MapX开发了地图匹配可视化软件,实现了本文设计的基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法的同时,还为GPS信息的采集和离线分析、地图匹配过程的建模以及不同的地图匹配算法之间的测试比较提供了一个功能完善的软件平台,也为今后进一步深入研究地图匹配算法打下了良好的基础。最后通过实地跑车实验,将本文设计的基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法分别与点到线的地图匹配算法、模糊综合评判地图匹配算法进行比较,证明了在一些复杂的道路拓扑结构下,基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法能够做出更合理、更准确的匹配,从而验证了该算法的有效性。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 车载GPS/MM 组合导航系统  7-8
  1.2 地图匹配  8
  1.3 地图匹配算法的发展历程与研究现状  8-9
  1.4 研究车载GPS/MM 组合导航系统中新的地图匹配算法的意义  9-10
  1.5 论文的主要研究内容  10-11
第二章 GPS 和GIS 概述  11-22
  2.1 GPS 简介  11-17
    2.1.1 GPS 定位原理  11-13
    2.1.2 GPS 的坐标系统  13-17
  2.2 GIS 简介  17-21
    2.2.1 电子地图  17-18
    2.2.2 电子地图空间信息  18
    2.2.3 车载导航电子地图的道路数据信息  18-21
  2.3 小结  21-22
第三章基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法  22-40
  3.1 确定候选路段集  22-25
    3.1.1 地图匹配算法数据源的误差  22-23
    3.1.2 确定误差区域的概率统计方法  23-24
    3.1.3 确定候选路段集  24-25
  3.2 识别最优匹配路段的模糊综合评判法  25-30
    3.2.1 建立因素集  25
    3.2.2 建立评判集  25-26
    3.2.3 建立单因素评判矩阵  26-28
    3.2.4 建立权重集  28-29
    3.2.5 模糊综合评判  29-30
  3.3 确定车辆在最优匹配道路l_(op) 上的位置  30
  3.4 模式匹配  30-38
    3.4.1 模块一：初始匹配模式  31-32
    3.4.2 模块二：跟踪匹配模式  32-37
    3.4.3 模块三：交叉口匹配模式  37-38
  3.5 小结  38-40
第四章地图匹配软件系统设计及实现  40-53
  4.1 软件的开发平台和开发工具  40-41
    4.1.1 集成二次开发  40-41
    4.1.2 MapX 控件  41
  4.2 软件的功能和结构  41-44
    4.2.1 软件的功能分析  41-42
    4.2.2 软件的整体结构  42-43
    4.2.3 软件的类库结构  43-44
  4.3 可视化分析工具应用实例  44-52
    4.3.1 GPS 定位信息的采集  44-45
    4.3.2 GPS 定位信息处理  45-47
    4.3.3 地图匹配算法及电子地图数据处理  47-52
  4.4 小结  52-53
第五章地图匹配算法的测试及验证  53-60
  5.1 点到线的地图匹配算法  53-54
  5.2 模糊综合评判地图匹配算法  54
  5.3 基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法  54-55
  5.4 不同地图匹配算法匹配结果的比较  55-59
    5.4.1 GPS 定位信息和道路位置及拓扑结构信息  55-56
    5.4.2 点到线的地图匹配算法的匹配结果  56-57
    5.4.3 模糊综合评判地图匹配算法的匹配结果  57
    5.4.4 基于模式匹配的模糊综合评判地图匹配算法的匹配结果  57-59
  5.5 小结  59-60
第六章总结和展望  60-61
参考文献  61-64
发表论文和参加科研情况说明  64-65
致谢  65

地图匹配算法及软件系统研究

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