道路匹配之交叉路口

    在道路匹配中，交叉路口的匹配是最复杂的。常见的问题有三种，一是在错误的道路行驶一小段距离后，才跳到正确的路上；二是位置更新太慢，然后突然跳动；三是角度反映太慢。

        匹配错误的原因有三种，一、优先匹配原来道路时，向前行驶了一段距离。二、以交叉路口为中心划定一个范围，在此范围内不做更新。三、现实中交叉路口和数据中的道路模型有差异（比如，交叉路口会有一些虚拟的道路）。四、GPS的误差。

        位置更新慢的原因有两个：一是在交叉路口的行走轨迹和数据中的道路模型不完全相同，在数据中，两条路是必交叉于一点，而实际上在交叉点之前就已经开始拐弯，拐弯不一定经过交叉点。在没有完全到达新路之前，均有可能在交叉点前的路段上。二是为了回避匹配错误，而采取的延迟策略。

        角度是利用前后点经纬度计算出来的，角度更新慢的原因，一是位置更新慢。导致变化慢，二是角度采取了折中策略，导致变化小。

        在我们的开发过程中，尝试过多种数学方法来回避这些问题，如调整匹配的误差范围；增加对道路数据中通行属性的利用；对应交叉路口进行范围限制等等，最终效果都不甚理想。曾经有部分厂商，在汽车的轴承上安装转弯、倾斜传感器，并配合道路网数据和倾斜数据，以提高匹配的准度。

        用于手机、PND的导航系统中，有什么低成本的方式，大大提高拐弯时的准度吗？

        答案是，利用好GPS穿过来的角度和速度。在速度不是过低时，从GPS传过来的值是比较稳定的，可信度是很高的。

        如果能够确定前方路口，并且在进入前方路口之前，将可能通行的道路都找出来，在距离前方交叉路口一定距离的地方，放弃以垂直牵引距离优先算法的匹配，改为利用GPS角度和速度变化趋势来进行道路匹配。

        有一组实验数据，如果以25公里/时的速度，拐一个90度的弯，会接到四次明显的角度变化。如果速度提高到45公里/时，接到的角度更新次数是3次。

        那么，如果我们在第一次角度发生明显改变时，利用角度所在的象限，排除一些不符合条件的候选道路，同时返回GPS角度，将经纬度更新到交叉点上。然后利用下一次，或下下次的GPS角度，进一步明确目标道路。如果交叉路口很复杂的时候，可以等到角度不再发生明显变化时，再确定最终的道路。

      

        如上图中，汽车从D—>O—>B行驶，带方向的红色点是GPS模块得到轨迹点，在距离O点还有15m的时候，就采用交叉点特殊匹配算法。将前方可通行的道路作为候选道路，角度没有发生明显变化的时候，就优先匹配到原路段上，当第一次角度发生明显变化时，将点匹配到O点上，同时使用GPS得到的角度，根据此角度可将OC、OO＇路段排除了。当第二次角度发生明显变化时，就可以确定OB为下一个将要行走的路段。

       考虑到拐弯处，速度会一般会有明显变化，因此可以作为拐弯判断一个权值较低的判定因素。