基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法与流程

技术特征：
1.一种基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，步骤包括：s01.轨迹密度匀化：获取目标区域中车辆的原始轨迹数据，识别出轨迹点密度超过预设阈值的高密度轨迹格网，并根据所述高密度轨迹格网对交叉口轨迹点进行密度匀化处理；s02.类别分割：根据各轨迹点的多维特征参数对步骤s01匀化处理后交叉口轨迹点进行类别分割，分割出交叉口轨迹点与非交叉口轨迹点；s03.目标分割：使用聚类方法对步骤s02分割得到的交叉口轨迹点进行目标分割，以确定各交叉口的位置范围；s04.通行模式分割：根据各轨迹点的起点航向与终点航向信息，对步骤s03目标分割后交叉口轨迹点进行通行模式分割，识别出各交叉口的通行模式；s05.信息提取：根据步骤s04识别出的各交叉口的通行模式提取交叉口的空间结构信息输出。2.根据权利要求1所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述步骤s01包括：s101.高密度轨迹格网识别：将目标区域划分为若干格网单元，统计落在每一个格网中的轨迹点数目占总轨迹点数的比值，根据统计的所述比值识别出所述高密度轨迹格网；s102.邻域圆计算：以所述高密度轨迹格网的几何中心为圆心，构建邻域搜索圆，并统计落在所述邻域搜索圆内的轨迹点数目，计算出所述高密度轨迹格网的邻域圆；s103.密度匀化处理：判断各轨迹与所述邻域圆之间的位置关系，根据位置关系进行交叉口轨迹点密度匀化处理。3.根据权利要求1所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述步骤s103中进行密度匀化处理时，保留整条轨迹均未落在所述高密度轨迹格网的所述邻域圆内，删除落入所述高密度轨迹格网的所述邻域圆的部分轨迹段、保留其他未落入所述邻域圆的轨迹段。4.根据权利要求1所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述步骤s02中，分别比较各轨迹点的速度变化量、航向变化量以及转弯距离比与对应预设阈值之间大小关系，若存在目标轨迹点的所述速度变化量、航向变化量以及转弯距离比均大于预设阈值，则将目标轨迹点作为候选交叉口轨迹点。5.根据权利要求1所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述步骤s03中，采用dbscan聚类算法对分割得到的交叉口轨迹点进行目标分割，将聚类得到的聚类中心到簇内各个轨迹点的最大距离为半径做外接圆，选择落入所述外接圆内所有轨迹段作为目标分割结果输出。6.根据权利要求5所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述采用dbscan聚类算法对分割得到的交叉口轨迹点进行目标分割的步骤包括：s301.计算每个交叉口轨迹点的邻域点集，并选择邻域点集中点数大于预设最小包含点数minpts的轨迹点为核心种子点；s302.获取一个所述核心种子点作为当前核心种子点，建立初始簇，选择当前核心种子
点的邻域点集，将所述邻域点集内交叉口轨迹点添加至所述初始簇；s303.循环遍历当前簇中所有核心种子点，寻找与所述核心种子点密度相连的交叉口轨迹点并添加至同一簇中，直到没有密度相连的交叉口轨迹点被添加至当前簇中；s304.遍历下一个未处理的核心种子点，重复执行步骤s302、s303，直到所有核心种子点完成处理，得到聚类中心，转入步骤s305；s305.以得到的所述聚类中心到簇内各个轨迹点的最大距离为半径做外接圆，选择落入该外接圆内所有轨迹段作为目标分割结果输出。7.根据权利要求1～6中任意一项所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述步骤s04包括：s401.预先对隶属于同一交叉口的各轨迹段的起、终点航向进行编码；s402.统计隶属于航向编码矩阵中各元素的轨迹段数量占目标交叉口总轨迹数量的比例，选择所述比例高于给定阈值的目标元素作为目标交叉口的通行模式。8.根据权利要求1～6中任意一项所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述步骤s05中，使用分段轨迹迭代连接方法，分段迭代求解各交叉口的每一组通行模式轨迹段簇的中心线，提取得到交叉口轨迹的空间结构信息。9.根据权利要求8所述的基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，其特征在于，所述使用分段轨迹迭代连接方法，分段迭代求解各交叉口的每一组通行模式轨迹段簇的中心线，提取得到交叉口轨迹的空间结构信息的步骤包括：s501.选择待处理通行模式轨迹段簇中最长的一条轨迹段作为初始中心线；s502.以当前中心线的各顶点t1...t
m
为圆心，以|t1t2|...|t
m-1
t
m
|，|t
m
t
m-1
|为半径分别构建缓冲区g1...g
m
；s503.统计落在各缓冲区g1...g
m
内的轨迹点，并分别计算各轨迹点的平均几何中心以更新当前中心线的各顶点；s504.重复步骤s502和s503，直到两次迭代前后拟合的中心线之间距离小于给定阈值，提取得到交叉口轨迹的空间结构信息输出。10.一种计算机装置，包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述计算机程序，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序以执行如权利要求1～9中任意一项所述方法。

技术总结
本发明公开一种基于轨迹密度匀化和层次分割的道路交叉口信息提取方法，包括：S01.获取目标区域的原始轨迹数据，识别出轨迹点密度超过预设阈值的高密度轨迹格网，并对交叉口轨迹点进行密度匀化处理；S02.根据各轨迹点的多维特征参数对匀化处理后交叉口轨迹点进行类别分割；S03.使用聚类方法对分割得到的交叉口轨迹点进行目标分割，以确定各交叉口的位置范围；S04.根据各轨迹点的起点航向与终点航向信息，对目标分割后交叉口轨迹点进行通行模式分割；S05.根据识别出的各交叉口的通行模式提取交叉口轨迹的空间结构信息输出。本发明具有实现方法简单、成本低、精确度以及效率高等优点。精确度以及效率高等优点。精确度以及效率高等优点。


技术研发人员：张云菲 唐耿标 刘佳 房晓亮
受保护的技术使用者：长沙理工大学
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2022/3/4