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이산 프레셰 거리 척도를 이용한 궤적 유사도 고속계산 휴리스틱 알고리즘
박진관(Jinkwan Park),김태용(Taeyong Kim),박보국(Bokuk Park),조환규(Hwan-Gue Cho) 한국정보과학회 2016 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.22 No.4
궤적은 이동체가 움직인 경로이다. IT 기술의 성장은 GPS와 같은 위치 측정 장치를 통해 다양한 이동체의 궤적 데이터를 수집할 수 있게 하였다. 이동체의 궤적은 지리정보시스템(GIS)을 포함한 다양한 연구 분야에서 사용된다. 지리정보시스템 분야에서는 차량의 궤적 데이터를 이용한 전자 도로 지도 생성 시도가 많이 이루어져왔다. 이 목표를 이루기 위해서는 같은 도로 상의 궤적들을 모으는 방법이 필요하다. 흔히 프레셰 거리(Fréchet distance)가 궤적 쌍의 거리를 측정하는데 사용된다. 하지만 프레셰 거리는 대량의 궤적들에 대해서는 계산 시간의 소모가 심하다. 본 논문에서는 궤적들의 인접성 여부를 이산프레셰 거리를 통해 빠르게 구분하는 휴리스틱 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 계산되는 거리의 정확도를 낮추는 대신 계산 속도를 높였다. 실험 결과, 제안 방법은 이산 프레셰 거리 대비 95%의 정확도와 최하 65%의 계산 감소율로 거리가 10m 이내인 궤적들을 구분할 수 있었다. A trajectory is the motion path of a moving object. The advances in IT have made it possible to collect an immeasurable amount of various type of trajectory data from a moving object using location detection devices like GPS. The trajectories of moving objects are widely used in many different fields of research, including the geographic information system (GIS) field. In the GIS field, several attempts have been made to automatically generate digital maps of roads by using the vehicle trajectory data. To achieve this goal, the method to cluster the trajectories on the same road is needed. Usually, the Fréchet distance measure is used to calculate the distance between a pair of trajectories. However, the Fréchet distance measure requires prolonged calculation time for a large amount of trajectories. In this paper, we presented a fast heuristic algorithm to distinguish whether the trajectories are in close distance or not using the discrete Fréchet distance measure. This algorithm trades the accuracy of the resulting distance with decreased calculation time. By experiments, we showed that the algorithm could distinguish between the trajectory within 10 meters and the distant trajectory with 95% accuracy and, at worst, 65% of calculation reduction, as compared with the discrete Fréchet distance.
이동 객체의 부분 유사궤적 탐색을 활용한 교차로 검출 기법
박보국(Bokuk Park),박진관(Jinkwan Park),김태용(Taeyong Kim),조환규(Hwan-Gue Cho) 한국정보과학회 2016 정보과학회논문지 Vol.43 No.4
대부분의 차량에서 GPS 기반의 내비게이션을 사용함에 따라, 도로 지도를 자동적으로 생성하는 것은 중요한 연구 문제이다. 본 논문에서는 지도 정보 없이 GPS 궤적을 이용한 교차로 검출 기법을 제안한다. 이 기법은 궤적이 교차로에서 여러 갈래로 나누어지는 것을 이용한다. 이전의 교차로 검출 연구에서는 정차 빈도나 회전방향을 이용하였다. 그러나 제안하는 교차로 검출 기법은 이러한 복잡한 정보를 이용하지 않는다. 이 기법은 주어진 궤적에 대한 부분 궤적 매칭 결과를 이용하여 교차로에 진입한 궤적들이 서로 다른 도로로 나뉘어 이동하는 것을 이용한다. 강남구에서 수집된 실제 차량 궤적 1266개를 대상으로 실험하였다. 실험 결과 제안한 기법은 일반적인 십자 모양의 교차로에서 좋은 성능을 보였다. 제안시스템은 선정한 교차로에 대해 재현율 75%, 민감도 78%의 성능을 보였다. 더 많은 궤적을 이용하면 더 신뢰할 수 있는 검출 결과를 낼 수 있을 것으로 예상된다. Automated road map generation poses significant research challenges since GPS-based navigation systems prevail in most general vehicles. This paper proposes an automated detecting method for intersection points using GPS vehicle trajectory data without any background digital map information. The proposed method exploits the fact that the trajectories are generally split into several branches at an intersection point. One problem in previous work on this intersection detecting is that those approaches require stopping points and direction changes for every testing vehicle. However our approach does not require such complex auxiliary information for intersection detecting. Our method is based on partial trajectory matching among trajectories since a set of incoming trajectories split other trajectory cluster branches at the intersection point. We tested our method on a real GPS data set with 1266 vehicles in Gangnam District, Seoul. Our experiment showed that the proposed method works well at some bigger intersection points in Gangnam. Our system scored 75% sensitivity and 78% specificity according to the test data. We believe that more GPS trajectory data would make our system more reliable and applicable in a practice.
김태용(Taeyong Kim),박보국(Bokuk Park),박진관(Jinkwan Park),조환규(Hwan-Gue Cho) 한국정보과학회 2016 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.22 No.9
내비게이션 시스템에서 지도 데이터를 최신 정보로 유지하는 것은 중요한 일이다. 그러나 수작업을 통한 갱신은 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 갱신되는 정보를 즉각적으로 반영하기 힘들다. 본 논문에서는 GPS 데이터를 이용하여 자동으로 도로를 생성해주는 시스템에서 가장 중요한 문제 중 하나인 중심 도로를 추출하는 기법에 관하여 살펴보고자 한다. 중심도로를 추출하기 위해서는 클러스터링 시킨 궤적이 필요하지만, 실제 궤적은 클러스터링 되어있지 않다. 이 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 최대중첩구간 탐색과 궤적 클러스터링 과정을 통하여 효과적으로 궤적에 대해 클러스터링 하는 기법을 제안한다. 마지막으로 클러스터링 시킨 궤적에 대하여 가상달리기 기법을 적용하여 중심도로를 추출하였다. 실험데이터로는 실제 대용량의 강남구, 성남시, 서울시 전체를 지나다니는 택시 GPS 데이터를 수집하여 실험을 하였고, 실험 결과 제안기법이 실제 중심 도로를 추출하는데 안정적이고 효율적인 것을 보였다. In navigator systems, keeping map data up-to-date is an important task. Manual update involves a substantial cost and it is difficult to achieve immediate reflection of changes with manual updates. In this paper, we present a method for trajectory-center extraction, which is essential for automatic road map generation with GPS data. Though clustered trajectories are necessary to extract the center road, real trajectories are not clustered. To address this problem, this paper proposes a new method using the maximum overlapping interval and trajectory clustering. Finally, we apply the Virtual Running method to extract the center road from the clustered trajectories. We conducted experiments on real massive taxi GPS data sets collected throughout Gang-Nam-Gu, Sung-Nam city and all parts of Seoul city. Experimental results showed that our method is stable and efficient for extracting the center trajectory of real roads.