(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111623537.X (22)申请日 2021.12.28 (71)申请人 杭州电子科技大 学 地址 310018 浙江省杭州市下沙高教园区 (72)发明人 孙笑笑　叶春毅　王欣峰　黄博祎　 俞东进　 (74)专利代理 机构 杭州君度专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 33240 代理人 杨舟涛 (51)Int.Cl. G06F 16/29(2019.01) G06F 16/9537(2019.01) G06K 9/62(2022.01) G08G 1/01(2006.01) G08G 1/065(2006.01)G06F 16/2455(2019.01) G06F 16/215(2019.01) (54)发明名称 基于时空缓冲区的轨迹数据补全及交通流 预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于时空缓冲区的轨迹 数据补全及交通流预测方法。 本发 明针对交通流 轨迹数据的特点， 通过数据预处理、 冗余处理、 数 据缺失时段标记和重采样， 实现了轨迹数据的标 准化， 进而基于时空缓冲区对轨迹数据进行匹配 和补全。 本发明通过设置时空缓冲区， 同时在空 间维度和时间维度进行了待匹配轨迹的筛选， 这 种做法即合理解决了轨迹的时空异质性问题， 又 大大节省了后续轨迹相似度计算的计算量。 本发 明可以获得带有车辆行驶方向的完整轨迹数据 集， 为交通 流量预测奠定数据基础。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 114297328 A 2022.04.08 CN 114297328 A 1.一种基于时空缓冲区的轨 迹数据补全方法， 其特 征在于， 包括： S1、 获取待补全的交通流轨迹数据， 并对其进行数据预处理， 得到每一车辆的第一轨 迹， 所述第一轨迹由轨迹点组成， 每一个轨迹点的信息包含车辆唯一编码、 信息记录时间、 经纬度坐标； S2、 对每一条所述第一轨迹进行冗余清理， 若第一轨迹中存在一个时间段内的连续轨 迹点经纬度坐标均相同时， 将该时间段标记为非行驶时间， 保留该时间段内首尾两个轨迹 点并删除其 余中间轨 迹点， 每一条第一轨 迹经过冗余清理得到第二轨 迹； S3、 针对每一条所述第二轨迹， 查询其中每一个轨迹点的经纬度坐标是否存在缺失， 若 存在缺失则将对应轨迹点标记为缺失轨迹点， 若不存在缺失则将对应轨迹点标记为完整轨 迹点， 将中间存在缺失轨 迹点的两个完整轨 迹点之间的时段作为数据缺失时段； S4、 对S3处理后的第二轨迹中除非行驶时间之外的其余行驶时间均按照固定间隔进行 重采样， 得到第三轨 迹； S5、 遍历所有的第三轨迹， 依次将存在数据缺失时段的每一条第三轨迹作为待补全轨 迹； 针对每一条待补全轨迹中的每一个数据缺失时段， 获取位于该数据缺失时段首端的第 一完整轨迹点和尾端的第二完整轨迹点， 以第一完整轨迹点和 第二完整轨迹点为中心分别 建立第一空间缓冲区和第二空间缓冲区， 同时以该数据缺失时段为中心在时间维度上向前 后进行扩展从而建立时间缓冲区， 从所有第三轨迹中提取在所述时间缓冲区范围内同时经 过第一空间缓冲区和 第二空间缓冲区的轨迹作为待匹配轨迹， 计算所述待补全轨迹中的第 一组合轨迹段与每一条待匹配轨迹中的第二组合轨迹段的轨迹相似度， 基于轨迹相似度最 大的待匹配轨迹对待补 全轨迹中的数据缺失时段进行插值补全； 每一条第三轨迹中的所有 数据缺失时段均被补全后， 形成第四轨 迹； 所述第一组合轨迹段由待补全轨迹中位于第一空间缓冲区前端包含第一轨迹点数量 的轨迹段与位于第二空间缓冲区后端包含第二轨迹点数量的轨迹段 组合而成， 所述第二组 合轨迹段 由待匹配轨迹中位于第一空间缓冲区前端包含第一轨迹点数量的轨迹段与位于 第二空间缓冲区后端包 含第二轨 迹点数量的轨 迹段组合而成； S6、 将所有第 四轨迹中的每一个轨迹点映射至地图上， 并对每一个轨迹点按照其轨迹 走向设定车辆行驶方向， 完成交通 流轨迹数据的补全。 2.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S1中， 所述 数据预处 理包括对交通 流轨迹数据进行 数据清洗以及无效字段去除。 3.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S2中， 所述 时间段的长度最低为10～3 0分钟。 4.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S4中， 重采 样过程中所采用的固定间隔为10～6 0秒。 5.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S5中， 所述 第一空间缓冲区和第二空间缓冲区为半径1～10米的圆形区域； 所述时间缓冲区为将数据 缺失时段在时间维度上 各自向前后扩展0.5～1小时后得到的时段区间。 6.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S5中， 所述 轨迹相似度采用DTW 算法计算。 7.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S5中， 所述权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114297328 A 2第一轨迹点数量和第二轨 迹点数量 为5～30个。 8.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S6中， 每一 个轨迹点的所述车辆行驶方向为前一个轨 迹点与当前轨 迹点的连线延长线方向。 9.如权利要求1所述的基于时空缓冲区的轨迹数据补全方法， 其特征在于， S6中， 将每 一条第四轨迹中的所有轨迹点作为途经点， 调用路径规划 算法或者地图API还原出车辆行 驶路径， 从而得到连续的车辆行驶轨 迹以及轨 迹中任意 点位的车辆行驶方向。 10.一种交通流预测方法， 其特征在于， 以权利要求1～8任一所述补全方法得到的交通 流轨迹数据作为交通流预测模型的输入数据， 并由训练后的交通流预测模 型输出目标区域 在目标时刻的交通 流预测结果。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114297328 A 3