本發(fā)明屬于智能交通技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于測速儀基本信息、GPS數(shù)據(jù)和測速儀測速數(shù)據(jù)進(jìn)行測速儀檢錯(cuò)和校正方法。
背景技術(shù)：
測速儀是用來測量車輛的行駛速度的儀器。測速儀一旦發(fā)現(xiàn)超速行駛車輛，將會(huì)拍攝違規(guī)車輛的圖像，記錄當(dāng)時(shí)的時(shí)間及目標(biāo)時(shí)速。測速儀也是具有獨(dú)立的軟硬件系統(tǒng)的設(shè)備，具有獨(dú)立的系統(tǒng)時(shí)間，但由于斷電重啟、維修重啟等原因，若不及時(shí)校正維護(hù)設(shè)備系統(tǒng)時(shí)間，會(huì)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生偏差，進(jìn)而導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集時(shí)間錯(cuò)誤，最終影響車輛位置計(jì)算及其他計(jì)算的精度。
車輛GPS數(shù)據(jù)包括貨車GPS數(shù)據(jù)、客車GPS數(shù)據(jù)、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車輛GPS數(shù)據(jù)和其他部分類型車輛GPS數(shù)據(jù)，它們利用了衛(wèi)星時(shí)鐘，GPS衛(wèi)星均設(shè)有高精度的原子鐘(銣鐘和銫鐘)，在時(shí)間準(zhǔn)確性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于測速儀自身時(shí)鐘。所以采用GPS數(shù)據(jù)對測速儀時(shí)鐘進(jìn)行檢錯(cuò)和校正，可以達(dá)到較優(yōu)效果。
目前，針對測速儀時(shí)鐘檢錯(cuò)校正的技術(shù)方案主要有兩類：一種是人工檢錯(cuò)并人工現(xiàn)場校正，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；另外一種是通過在被測標(biāo)準(zhǔn)車的頂部安裝LED時(shí)鐘顯示屏，通過計(jì)算，將拍照圖片上記錄的行駛時(shí)間與LED時(shí)鐘屏上記錄的行駛時(shí)間相比較，從而對區(qū)間測速系統(tǒng)的時(shí)間值進(jìn)行校準(zhǔn)，該方法一次只能針對一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行檢錯(cuò)及校正，且需要其他相關(guān)設(shè)備的支持，校正結(jié)果受外部條件影響較大，實(shí)用性不強(qiáng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的主要問題：克服現(xiàn)有技術(shù)極大依賴人工及外部設(shè)備，且檢錯(cuò)校正效果不佳的情況，提供一種測速儀檢錯(cuò)和校正的方法，利用GPS時(shí)鐘進(jìn)行檢錯(cuò)及校正，結(jié)果準(zhǔn)確率高；檢錯(cuò)及校正均可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，極大減輕了人力物力財(cái)力的投入。
本發(fā)明技術(shù)解決方案：一種測速儀檢錯(cuò)和校正方法，主要進(jìn)行兩步分析操作。時(shí)間同步性分析，目的是分析測速儀數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)采集時(shí)間的準(zhǔn)確率，評估設(shè)備時(shí)間偏差對車輛位置計(jì)算的影響，并為設(shè)備的自檢和維護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。時(shí)間同步性校正，對時(shí)鐘可以進(jìn)行校正的測速儀進(jìn)行時(shí)鐘自動(dòng)校正，對不能自動(dòng)校正的測速儀進(jìn)行反饋，人工現(xiàn)場校正。
本發(fā)明基于測速儀基本信息、GPS數(shù)據(jù)和測速儀測速數(shù)據(jù)進(jìn)行，具體步驟實(shí)現(xiàn)如下：
第一步：查找GPS數(shù)據(jù)與測速儀數(shù)據(jù)中共同存在的車牌，記錄該車通過測速儀的時(shí)間；
第二步：計(jì)算當(dāng)前車輛的GPS點(diǎn)與測速儀的位置點(diǎn)之間的距離，并與該車相鄰前一個(gè)GPS點(diǎn)與當(dāng)前測速儀位置點(diǎn)的最小距離和次小距離進(jìn)行對比；若小于最小距離，則將最小距離點(diǎn)替換為當(dāng)前該車的GPS點(diǎn)，同時(shí)將次小點(diǎn)距離信息更新為之前的最小點(diǎn)距離信息；若大于最小距離，小于次小距離，則替換次小距離記錄為當(dāng)前該車的GPS點(diǎn)，最小距離記錄不變；若當(dāng)前距離大于次小距離，直接跳過，進(jìn)行下一條記錄的判斷；遍歷完所有數(shù)據(jù)后，最終記錄下距離最小和距離次小的兩個(gè)GPS點(diǎn)；
第三步：根據(jù)距離最小點(diǎn)和距離次小點(diǎn)的距離，兩者分別距離測速儀的距離，時(shí)間差和速度，填補(bǔ)第三個(gè)點(diǎn)作為填補(bǔ)點(diǎn)，該填補(bǔ)點(diǎn)為恰好經(jīng)過測速儀斷面的點(diǎn)，同時(shí)記錄下該填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間與測速儀時(shí)間的時(shí)間差；
第四步：循環(huán)執(zhí)行第一、二、三步，直至GPS數(shù)據(jù)掃描結(jié)束；
第五步：針對每個(gè)測速儀，剔除該測速儀下記錄的GPS點(diǎn)與測速儀距離超過閥值的車輛；
第六步：計(jì)算每個(gè)測速儀中剩余車輛的GPS點(diǎn)的時(shí)間與測速儀檢測時(shí)間的時(shí)間偏差，并進(jìn)一步計(jì)算該測速儀中所有樣本最小距離點(diǎn)的時(shí)間偏差的平均值作為當(dāng)前測速儀的系統(tǒng)時(shí)間偏差；
第七步：分析每個(gè)測速儀的系統(tǒng)時(shí)間偏差，若時(shí)間偏差小于設(shè)定的閾值則認(rèn)為該測速儀采集的數(shù)據(jù)的時(shí)間是準(zhǔn)確的，否則認(rèn)為該測速儀的系統(tǒng)時(shí)間存在偏差；
第八步：將第三步得到的所有填補(bǔ)點(diǎn)時(shí)間偏差作為修正值對測速儀進(jìn)行校正，每修正一次，重新重復(fù)第六步，計(jì)算距離最小點(diǎn)的平均時(shí)間誤差和誤差在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)的樣本所占的比例，與校正前進(jìn)行對比，若平均時(shí)間差變小同時(shí)誤差在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)樣本所占比例增加，則認(rèn)為校正后效果優(yōu)于校正前，記錄下該校正值，否則跳過進(jìn)行下一條校正樣本的校正，直至用所有填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間差都校正完；
第九步：全部校正完成后，再次計(jì)算得到第六步中的平均時(shí)間差和設(shè)定的時(shí)間內(nèi)樣本所占比例，得到校正后新的檢錯(cuò)結(jié)論。
所述第三步中，所述填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間為：前一個(gè)點(diǎn)距離當(dāng)前測速儀距離為d1，時(shí)間為t1，后一個(gè)點(diǎn)距離當(dāng)前測速儀的距離為d2，時(shí)間為t2，則填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間為t1+d1/((d1+d2)/(t2-t1))。
所述第五步中，閾值設(shè)定為1KM。
所述第七步中，時(shí)間偏差的設(shè)定閾值小于30秒。
所述第八步和第九步中，設(shè)定的時(shí)間為一分鐘。
本發(fā)明原理是：設(shè)備自檢和校準(zhǔn)技術(shù)的基本原理是以GPS時(shí)間作為基準(zhǔn)時(shí)間，針對固定設(shè)備，分析設(shè)備檢測到車輛的時(shí)間與車輛在設(shè)備處回傳的GPS數(shù)據(jù)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)時(shí)間偏差在60秒內(nèi)車輛數(shù)占總檢測車輛數(shù)的比例，即為設(shè)備的時(shí)間準(zhǔn)確率。對于時(shí)間準(zhǔn)確率低的設(shè)備，進(jìn)一步分析該設(shè)備時(shí)間偏差的分布情況，對時(shí)間偏差分布穩(wěn)定的設(shè)備，提出針對該設(shè)備的時(shí)鐘同步校準(zhǔn)方案。對時(shí)間偏差分布不穩(wěn)定的設(shè)備，反饋設(shè)備編號(hào)，人工現(xiàn)場校準(zhǔn)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明自動(dòng)迭代校正，數(shù)據(jù)量足夠的情況下，校正效果越來越好。對每個(gè)測速儀的每條樣本，均得到了一個(gè)恰好經(jīng)過該測速儀斷面的GPS點(diǎn)記錄信息，對所有樣本分別進(jìn)行校正，只要校正效果優(yōu)于之前，就保留當(dāng)前結(jié)果，否則跳過進(jìn)行下一條樣本的校正，直至嘗試完所有校正樣本。在數(shù)據(jù)量足夠大的情況下，必然會(huì)找到一個(gè)最優(yōu)樣本，用該樣本校正后，效果最佳，因此本發(fā)明保證校正后效果優(yōu)于校正前，且隨著數(shù)據(jù)量的逐漸增加，校正效果越來越好。
(2)本發(fā)明針對測速儀，利用測速儀基本信息數(shù)據(jù)，GPS數(shù)據(jù)，測速儀測速數(shù)據(jù)，分析測速儀數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)采集時(shí)間的準(zhǔn)確率，完成對所有測速儀時(shí)鐘問題的檢錯(cuò)，并對有問題的測速儀進(jìn)行自動(dòng)校正，在數(shù)據(jù)量足夠大的情況下確保誤差在30秒以內(nèi)。
(3)GPS衛(wèi)星均設(shè)有高精度的原子鐘(銣鐘和銫鐘)，利用GPS數(shù)據(jù)的這個(gè)特性，自動(dòng)完成對測速儀設(shè)備采集的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確率的分析，發(fā)現(xiàn)時(shí)鐘有問題的測速儀，對這部分測速儀進(jìn)行時(shí)鐘校正，不能校正或校正后效果依舊較差的測速儀進(jìn)行自動(dòng)反饋，由工作人員現(xiàn)場校正。
(4)本發(fā)明針對每臺(tái)測速儀，設(shè)定了兩個(gè)時(shí)鐘檢錯(cuò)判定指標(biāo)，所有樣本平均時(shí)間誤差和誤差在一分鐘的樣本所占比例，且對測速儀狀態(tài)的判定標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)數(shù)據(jù)質(zhì)量情況靈活設(shè)定。
(5)本發(fā)明校正樣本選用填補(bǔ)之后的點(diǎn)。在尋找檢錯(cuò)樣本的同時(shí)，找到距離測速儀時(shí)間最近的兩個(gè)點(diǎn)，根據(jù)前后兩個(gè)點(diǎn)的時(shí)間，位置，填補(bǔ)第三個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)為恰好經(jīng)過測速儀斷面的點(diǎn)，用該填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間進(jìn)行校正，校正效果更優(yōu)。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)現(xiàn)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明首先分析GPS數(shù)據(jù)與測速儀測速數(shù)據(jù)的關(guān)系，前提假設(shè)有兩個(gè)，GPS數(shù)據(jù)的時(shí)間準(zhǔn)確，測速儀位置信息準(zhǔn)確。針對固定設(shè)備，分析設(shè)備檢測到車輛的時(shí)間與車輛在設(shè)備處回傳的GPS數(shù)據(jù)時(shí)間，統(tǒng)計(jì)樣本時(shí)間誤差確定測速儀時(shí)鐘狀態(tài)。
對有問題的測速儀，進(jìn)行校正。根據(jù)時(shí)間、速度、距離的關(guān)系，根據(jù)車輛經(jīng)過測速儀前后兩點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息，填補(bǔ)第三個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)為恰好經(jīng)過測速儀斷面的GPS點(diǎn)，以該點(diǎn)的時(shí)間作為校正樣本對測速儀進(jìn)行嘗試校正并觀察校正效果，若校正效果優(yōu)于之前，則保留該值繼續(xù)進(jìn)行下一條樣本的校正，否則直接跳過，直至所有樣本均校正完成。
該過程可以實(shí)現(xiàn)對測速儀時(shí)鐘問題的檢錯(cuò)及校正，在數(shù)據(jù)量足夠大的情況下，對僅僅是時(shí)鐘出錯(cuò)的測速儀完成校正，保證校正效果優(yōu)于校正前。
具體實(shí)現(xiàn)如下：
第一步：查找GPS數(shù)據(jù)與測速儀數(shù)據(jù)中共同存在的車牌，記錄該車通過測速儀的時(shí)間。
第二步：計(jì)算當(dāng)前車輛的GPS點(diǎn)與測速儀的位置點(diǎn)之間的距離，并與該車之前GPS點(diǎn)與當(dāng)前測速儀的最小距離和次小距離進(jìn)行對比。若小于最小距離，則將最小距離記錄替換為當(dāng)前該車的GPS記錄，同時(shí)將次小點(diǎn)距離信息更新為之前的最小距離信息；若大于最小距離，小于次小距離，則替換次小距離記錄為當(dāng)前該車的GPS時(shí)間記錄，最小距離記錄不變；若當(dāng)前距離大于次小距離，直接跳過，進(jìn)行下一條記錄的判斷。遍歷完所有數(shù)據(jù)后，最終記錄下距離最小和距離次小的兩條GPS記錄信息。
第三步：根據(jù)距離最小點(diǎn)和距離次小點(diǎn)的距離，兩者分別距離測速儀的距離，時(shí)間差，速度，填補(bǔ)第三個(gè)點(diǎn)作為填補(bǔ)點(diǎn)，該填補(bǔ)點(diǎn)為恰好經(jīng)過測速儀斷面的點(diǎn)，同時(shí)記錄下該填補(bǔ)點(diǎn)時(shí)間與測速儀時(shí)間的時(shí)間差。
前一個(gè)點(diǎn)距離當(dāng)前測速儀距離為d1，時(shí)間為t1，后一個(gè)點(diǎn)距離當(dāng)前測速儀的距離為d2，時(shí)間為t2，則填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間為t1+d1/((d1+d2)/(t2-t1))。
第四步：循環(huán)執(zhí)行第一、二、三步，直至GPS數(shù)據(jù)掃描結(jié)束。
第五步：針對每個(gè)測速儀，剔除該測速儀下記錄的GPS點(diǎn)與測速儀距離超過閥值的車輛。閾值設(shè)定為1KM。
第六步：計(jì)算每個(gè)測速儀中剩余車輛的GPS時(shí)間與測速儀檢測時(shí)間的時(shí)間偏差，并進(jìn)一步計(jì)算該測速儀中所有樣本最小距離點(diǎn)的時(shí)間偏差的平均值作為當(dāng)前測速儀的系統(tǒng)時(shí)間偏差。
第七步：分析每個(gè)測速儀的系統(tǒng)時(shí)間偏差，若時(shí)間偏差小于30秒則認(rèn)為該測速儀的時(shí)間是可以接受的，否則認(rèn)為該測速儀的系統(tǒng)時(shí)間存在偏差。
第八步：將第三步得到的所有填補(bǔ)點(diǎn)時(shí)間偏差作為修正值對測速儀進(jìn)行校正，每修正一次，重新重復(fù)第六步，計(jì)算距離最小點(diǎn)的平均時(shí)間誤差和誤差在一分鐘內(nèi)的樣本所占的比例，與校正前進(jìn)行對比，若平均時(shí)間差變小同時(shí)誤差在一分鐘內(nèi)樣本所占比例增加，則認(rèn)為校正后效果優(yōu)于校正前，記錄下該校正值，否則跳過進(jìn)行下一條校正樣本的校正，直至用所有填補(bǔ)點(diǎn)的時(shí)間差都校正完。
第九步：全部校正完成后，再次計(jì)算得到第六步中的平均時(shí)間差和一分鐘內(nèi)樣本所占比例，得到校正后新的檢錯(cuò)結(jié)論。
總之，本發(fā)明利用GPS時(shí)鐘進(jìn)行檢錯(cuò)及校正，結(jié)果準(zhǔn)確率高；檢錯(cuò)及校正均可實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化，極大減輕了人力物力財(cái)力的投入；迭代校正，在數(shù)據(jù)量充足的情況下，校正效果越來越好，理論上可以實(shí)現(xiàn)時(shí)間差逐步減小直至0。經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)分析，利用該方法進(jìn)行測速儀時(shí)鐘檢錯(cuò)及校正，可以準(zhǔn)確找出時(shí)鐘有問題的測速儀，對可進(jìn)行校正的測速儀進(jìn)行校正后，時(shí)間差可以控制在30秒以內(nèi)，效果較好。
提供以上實(shí)施例僅僅是為了描述本發(fā)明的目的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理而做出的各種等同替換和修改，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。