一种基于多源信号校正的环卫车辆作业遍次识别方法与流程

本发明涉及环保监测，尤其涉及一种基于多源信号校正的环卫车辆作业遍次识别方法。

背景技术：

1、随着环卫车辆的信息化应用，环卫作业管理平台能够接收车辆定位、行驶速度及作业机构状态等数据，并据此统计车辆在指定道路上的作业里程、作业时间和作业遍次。作业遍次用于表征车辆针对目标道路完成作业的次数，其识别结果取决于车辆运动轨迹与作业机构实际运行状态之间的对应关系。

2、已有技术提出，通过比较车辆当前轨迹区段与历史轨迹区段的重叠关系，对重叠区段的作业次数进行累计，并在地图上展示相应结果。例如，cn109727332b公开了一种计算环卫车辆环卫作业次数的方法及系统，利用车辆经纬度和轨迹区段重叠关系进行计数，另有技术结合道路基础数据、车辆轨迹数据和作业状态数据形成道路作业统计信息。例如，cn115438971a公开了一种环卫作业管理方法及其系统，其中记载了根据轨迹里程与道路长度计算作业趟次的方式。

3、然而，在实际数据采集过程中，不同信号源可能采用不同的本地时钟，并具有不同的采样周期和采集延迟。作业机构从接收启停指令到形成实际作业输出还存在物理响应时间。若直接按照信号接收时间或未经校正的采集时间关联车辆位置与作业状态，容易将作业机构开启前或停止后的行驶片段错误对应至有效作业状态，导致作业起止位置发生偏移。

4、同时，定位信号受到遮挡、多路径效应及采样间隔等因素影响，可能在相邻道路之间产生位置匹配歧义。在车辆低速行驶、短距离折返或停车时，定位波动还可能形成重复轨迹。若对存在歧义的位置直接选择单一道路匹配结果，或者将重复轨迹长度直接用于遍次累计，可能产生道路归属错误和重复计数。

5、此外，作业机构启停状态与实际作业输出并非始终一致。仅获取到开启信号时，不能排除作业机构尚未产生有效输出或者出现运行异常的情况；作业输出信号缺失时，也不能直接认定车辆处于非作业状态。因此，将数据缺失或信号冲突直接转换为确定的作业状态，可能导致有效作业覆盖的误判。

6、对于同一道路，车辆在局部区间重复行驶所形成的累计里程，也不能完整反映道路其余区间是否得到作业覆盖。仅依据累计里程或局部重叠次数进行统计，难以同时反映完整道路的覆盖程度和连续未覆盖区间，在通信中断后，车辆终端还可能补传历史信号。补传信号既可能改变原有作业状态判断，也可能影响行程边界。若仅在原有统计结果上增加补传数据对应的次数，容易造成重复累计；若对全部历史数据重新处理，又会增加计算开销。

7、因此，有必要提供一种将多源信号校正后的时间和位置不确定性传递至道路覆盖判定的方法，在保留候选关联关系的基础上区分确定覆盖与可能覆盖，并结合行程边界及覆盖条件识别有效作业遍次，以改善信号不同步、定位歧义、局部重复经过及数据补传情况下的遍次识别可靠性。

8、故而提出一种基于多源信号校正的环卫车辆作业遍次识别方法用以解决或缓解上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于多源信号校正的环卫车辆作业遍次识别方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种基于多源信号校正的环卫车辆作业遍次识别方法，包括如下步骤：

4、s1，获取环卫车辆的定位信号、作业机构启停信号、作业输出信号以及目标道路数据；

5、s2，对多源信号进行时间校正，确定校正后的时间不确定区间以及定位信号的位置不确定区域；

6、s3，根据时间不确定区间、位置不确定区域、道路拓扑关系及作业信号之间的对应关系，构建车辆位置与作业状态的候选关联序列；

7、s4，根据候选关联序列中的道路边界经过情况及行驶方向变化，划分候选作业行程；

8、s5，生成各候选作业行程对应的候选作业覆盖集合，并通过候选作业覆盖集合的交集和并集，分别确定确定覆盖集合和可能覆盖集合；

9、s6，根据确定覆盖集合、可能覆盖集合及候选作业行程的边界确认结果，将候选作业行程判定为有效作业行程、未达标行程或待核实行程，其中，同一候选作业行程至多确认为一个有效作业遍次；

10、s7，对有效作业遍次进行统计，保存信号、行程与统计结果之间的关联关系，并在关联信号更新时重新判定受影响的候选作业行程，以替换方式更新对应的遍次统计结果。

11、优选地，所述s1，具体包括如下步骤：

12、s1.1，获取车辆标识及车辆对应的多源信号记录，多源信号记录包括信号源标识、采集时间、信号值和信号质量信息；

13、s1.2，获取目标道路的道路标识、道路几何信息、道路拓扑关系、作业方向及待作业区间；

14、s1.3，获取与车辆及作业类型对应的信号校正参数、作业状态识别参数、行程划分参数和覆盖判定参数；

15、s1.4，按照车辆标识、信号源标识和采集时间组织多源信号记录，并保留原始信号记录与目标道路数据、参数数据之间的关联关系。

16、优选地，所述s2，具体包括如下步骤：

17、s2.1，根据各信号源的本地时钟与统一参考时钟之间的同步关系，确定各信号源的时钟映射参数；

18、s2.2，利用时钟映射参数将各信号源的采集时间转换至统一时间基准，并根据对应信号源的采集延迟进行补偿，获得校正时间；

19、s2.3，根据时钟同步误差、采集延迟误差及采样时间误差，确定各信号记录的时间误差界限，并以校正时间和时间误差界限构建时间不确定区间；

20、s2.4，根据定位质量信息确定各定位记录的位置误差范围，并据此构建对应的位置不确定区域；

21、其中，作业机构的物理响应时延独立于采集延迟进行确定，用于后续作业机构启停信号与作业输出信号之间的关联判定。

22、优选地，所述s3，具体包括如下步骤：

23、s3.1，根据时间不确定区间，将不同信号源的信号记录关联至统一时间序列，形成候选信号组合；

24、s3.2，根据位置不确定区域与道路几何信息的相交关系确定候选道路位置，并利用道路拓扑关系、车辆速度及航向对候选道路位置进行筛选；

25、s3.3，根据作业机构启停信号、作业输出信号及车辆速度，对各候选信号组合对应的运动片段进行作业状态判定，保留信号不足或信号冲突情况下的候选作业状态；

26、s3.4，将满足车辆运动连续性约束和作业状态转换约束的候选道路位置与候选作业状态按时间顺序连接，形成候选关联序列。

27、优选地，所述s4，具体包括如下步骤：

28、s4.1，根据目标道路的作业方向设置入口边界和出口边界，并识别各候选关联序列中的入口经过事件、出口经过事件、离开道路事件及折返事件；

29、s4.2，对不同候选关联序列中的对应事件进行一致性比较，确定已确认行程边界和不确定行程边界；

30、s4.3，以进入目标道路的入口经过事件作为候选作业行程的起始依据，以出口经过事件、离开道路事件或达到预设折返条件的折返事件作为候选作业行程的结束依据；

31、s4.4，按照车辆标识、目标道路标识、作业方向及作业类型为候选作业行程建立关联记录，并保存其起止边界的确认状态。

32、优选地，所述s5，具体包括如下步骤：

33、s5.1，建立目标道路的沿程坐标，将同一候选作业行程对应的各候选关联序列映射至沿程坐标；

34、s5.2，提取各候选关联序列中的有效作业运动片段，将有效作业运动片段映射为道路沿程覆盖区间；

35、s5.3，对同一候选关联序列对应的道路沿程覆盖区间进行重叠合并和重复消除，形成该候选关联序列对应的候选作业覆盖集合；

36、s5.4，对同一候选作业行程的各候选作业覆盖集合求交集，形成确定覆盖集合，并对各候选作业覆盖集合求并集，形成可能覆盖集合。

37、优选地，所述s6，具体包括如下步骤：

38、s6.1，根据确定覆盖集合和可能覆盖集合的长度，分别计算确定覆盖率和可能覆盖率，并确定对应的连续未覆盖区间；

39、s6.2，在候选作业行程的入口边界和出口边界得到一致确认，且确定覆盖集合满足预设覆盖条件时，将该候选作业行程判定为有效作业行程；

40、s6.3，在候选作业行程已经结束且信号不确定性处于可界定范围内的情况下，当可能覆盖集合仍不能满足预设覆盖条件，或者各候选关联序列均表明行程未完成规定的入口至出口行驶过程时，将该候选作业行程判定为未达标行程；

41、s6.4，将其余候选作业行程判定为待核实行程，并区分记录未覆盖区间和待核实覆盖区；

42、其中，预设覆盖条件包括覆盖率条件和最大连续覆盖缺口条件。

43、优选地，所述s7，具体包括如下步骤：

44、s7.1，按照车辆、目标道路、作业方向、作业类型及统计周期，对有效作业行程进行去重计数，生成遍次统计结果；

45、s7.2，建立原始信号记录、校正参数、候选关联序列、候选作业行程、覆盖集合及遍次统计结果之间的关联索引；

46、s7.3，在接收到补传信号、修正信号或者更新后的校正参数时，根据关联索引确定受影响的候选作业行程及重算范围；

47、s7.4，重新执行重算范围对应的信号校正、候选关联序列构建、行程划分、覆盖计算及行程判定，并以重新生成的结果替换原有结果，按照替换前后的有效作业遍次差值更新统计结果。

48、本发明具有以下有益效果：

49、1、减小定位与作业状态错位造成的覆盖误差，通过统一时间基准并补偿采集延迟，将时钟误差与作业机构物理响应时延分别处理，降低作业状态被错误关联至相邻行驶片段的可能性；

50、2、保留并利用校正后的剩余不确定性，通过保留满足约束条件的候选关联序列，以覆盖集合的交集和并集分别形成确定覆盖与可能覆盖，避免在定位歧义或信号不足时强制输出单一确定结果；

51、3、减少局部重复经过引起的遍次虚增，通过在单一候选作业行程内合并重叠覆盖区间，并结合行程边界确认有效遍次，使同一区间的反复经过不被直接累计为完整道路的多次作业；

52、4、识别总体覆盖率中可能被掩盖的连续缺口，通过结合确定覆盖率与最大连续未确认覆盖区间长度，区分较分散的覆盖缺口和较长的连续缺口，并输出未覆盖区间与待核实覆盖区间的位置；

53、5、降低设备开启状态与实际输出不一致造成的误判，通过将启停信号、实际作业输出和车辆速度共同用于作业状态判断，减少仅凭设备开启信号或车辆低速行驶而认定有效作业的情况；

54、6、支持补传数据到达后的局部纠错，通过原始信号与行程、覆盖集合及遍次结果之间的关联索引，确定受影响的重算范围，并以替换和差值更新方式修正统计结果，减少重复累计及无关历史数据的重复处理。