GPS トレースの形式と精度

HERE Route Matching V8 では、走行した GPS トレースを通る（可能性が最も高い）ルートを計算できます。 一般的な GPS の誤りが考慮され、任意のギャップが適切に処理されます。

ルートマッチング
図 1. ルートマッチング

ほとんどの使用例では、制限速度、スロープ、曲率、高速道路 / 都市内、車線数、交通状況、気象状況などの HERE Map Attributes を使用して、活気のあるトレースを豊かにしたいと考えています。 これらは、ルート一マッチレスポンスで直接取得できます。

GPS 位置の精度

GPS トレースポイントは、その地理座標によって定義された位置です。 アプリケーションは、ポイントが属する道路リンク（均質な属性を持つ道路セクション）、マップリンク形状に対するその位置、およびリンクに沿った移動の方向を判断できる必要があります。 これにより、アプリケーションは、ドライバーが想定されたルートにいるかどうか、ドライバーが法定制限速度に準拠しているかどうか、道路のタイプおよびその特性（曲率、傾斜、路面タイプ、車線数など）を確認できます。

GPS 座標の精度は、多くの要因によって異なります。その結果、計算された緯度 および経度 は、実際の位置から 0.5 ～ 40 メートルの距離にあります。 トンネル内、建物内、または都市部のビル群内で GPS の位置を特定することはしばしば不可能です。 GPS 受信機は最大偏差を提供できないため、たとえば、計算された位置が実際の位置から 3.5 メートル以内にあり、確率 95% であることを示すことはできません。 GPS 受信機は、 HDOP/VDOP/PDOP... 値（水平 / 垂直の精度の希釈）のみを提供します。これは、衛星の数や位置、および数学的アルゴリズムを考慮すると、位置の計算された座標値がこの値よりも正確でないことを示します。 この最小エラーは、最大エラーの推定には使用できません。

GPS の方向と速度は、最後の数セットの GPS 座標に基づいてレシーバーデバイスによって計算されます。 計算の精度は車両の実際の速度によって異なり、車速が 10 km/時 未満に低下すると信頼性が失われます。 低速では、位置の精度も大幅に低下し、状況によっては大きなランダムなポイント群になります。

ルートマッチングアルゴリズムでは、ルートが公式の道路ネットワークで取得され、車両タイプの法的な制限に従うことを前提としています。 計算されたルートには、 GPS トレースによって、ドライバーが一方通向のシステム、方向転換地点、またはアクセス制限を無視したことが明らかに示され、対応する警告が含まれている場合にのみ、不正なパスが含まれます。 したがって、トレースポイントから明らかな法的違反がある場合、このサービスを使用して法的違反を見つけることができます。

正しい車両タイプがわかっている場合は選択することが重要です。そうでない場合は、最も可能性の高い車両タイプを選択することが重要です。 歩行者モードでマッチングされた自動車の軌跡は、一方通向のシステムを無視して歩道を優先する傾向がありますが、高速道路は避ける傾向があります。一方、自動車モードでマッチングした歩行者の軌跡は、よほど明らかでない限り、歩道やその他の違法な道路を回避しようとします。 そのため、特にトレースが希薄な場合や、ポイントの精度が悪い場合は、車両タイプが適切でないと、マッチングの質が低下します。

要約すると、ルートマッチングでは、一方通向システムに関してドライバーがルールに最も違反している可能性がある場所、方向転換の制約、アクセスの制限を判断できます。また、一致するアルゴリズムが安全側に留まり、明らかでない限り法的経路を優先します。

時間に依存する法的制限は、トレースにタイムスタンプが含まれている場合は正しく考慮され、含まれていない場合は時間に依存しないと見なされます。

最も可能性の高いルートを作成する際、法的な制限速度は考慮されません。つまり、 GPS トレースによって、ドライバーが走行中に速度を落としたことが示唆されているため、道路セクションは回避されません。 そのため、ルートマッチングを使用して、ドライバーがどこでスピードを落としていたかを判断できます。

ユースケースが厳密に合法的なルートをリクエストする場合 、トレースにそのような違反が明らかに反映されているかどうかにかかわらず、 request パラメータ&legalで回避すべき違法な操作を指定します。

マップの詳細

マップジオメトリの精度は最適化され、基盤となるルーティングアプリケーションの要件に応じて異なります。 通常、マップには、特定の絶対精度および相対精度を提供する最小数のジオメトリポイントが含まれています。 道路ネットワークのモデリングは、ルーティングアプリケーションにも最適化されます。たとえば、交差は仕様の範囲内でできるだけ単純にモデル化され、道路は車線レベルのポリゴンではなくポリラインです。 各道路は、道路ベッド全体で 1 つのポリラインとしてモデル化されています。このモデルには、両方向のすべての車線が含まれていますが（シングルデジタイズ）、道路の他のセクションには、別々のポリライン（マルチデジタイズ）としてモデル化された各走行方向の車線が含まれている場合があります。 特に交差点や出口などでは、同じ走行方向の車線を別々のポリラインとしてモデル化できる場合があります。 HERE Maps は、高速道路の傾斜路や、 1 台または複数台のデジタル化された道路のベッド間の遷移などの重要な状況で、マップの整合性を改善する方法で道路のジオメトリポイントを設定しました。

ルートのギャップと無視されたトレースポイント

トレースには、 0/0 またはトレースパスから遠くにある不良な GPS ポイントが含まれているか、または（トレースパスからもさほど離れていないにもかかわらず）、ルートパスに大きな迂回路が含まれている必要があります。 ルートマッチングでは、最も可能性の高いルートパスを作成する際にこれらのトレースが無視されますが、その後、警告および低ポイントの一致信頼度値によって問題を示すルートパスにトレースが照合されます。 このようにして、ルートマッチングでは、完全に接続されたルート（ギャップなし）として最も可能性の高いパスが常に提供され、すべてのトレースポイントがこのルートで最も可能性の高い場所にマッチングされます。

トレースが HERE Road Network のギャップを通過する可能性があります。 これは、HERE マップのギャップやエラーが原因です、非公式または私道などの HERE マップのルール外の経路を使用する車両や人物、または徒歩などの交通手段を使用する車両や人物、または、HEREの道路を通らない電車、船、飛行機など

そのために妥当でないパスに沿って外れやすいポイントがほとんどない場合、ルートマッチングでは、前述のように、ルートパスの作成時にこれらの外れ値が無視されます。 他の方法では適度に一致する道路経路の隙間につながる場合、ルートマッチングには隙間を避けるための迂回路が含まれます。 このような迂回路のルートリンクの信頼度は低いため、ユースケース に応じて、迂回路を適切に処理するためのしきい値を簡単に適用できます。たとえば、ドライバーがほとんど走行していない可能性が高いため、迂回路をドライバーの評価のためにスキップするなどのしきい値です。 そのため、ルートマッチングでは、ギャップのない完全に接続されたルートを提供することが保証されます。また、アプリケーションは状況を適切に検出して処理することが容易になり、リンクマッチ信頼度の値からギャップを「作成」できます。

トレースファイルの形式

GPS 受信機およびツールで生成される最も一般的なファイル形式は次のとおりです。

  • csv ： 最初の行には属性名が含まれ、次の行にはデータが一時的な順序で記述されます。 次のパラメータを使用できます。

    • latitude および longitude は、 WGS84 度の地理座標です ( 必須 ) 。
    • timestamp 日時を示します。例 : 2012-05-27T00:00Z または 16/05/2012 18:31:37 ( 任意 ) 。
    • timestamp_msec UNIX タイムスタンプ の日時（ 1970 年以降のミリ秒数）。
    • speed_mps 速度をメートル / 秒で示します（任意）。
    • speed_mph 1 時間あたりのマイル数を表します ( 任意 )
    • speed_kmh 1 時間あたりの速度をキロメートル単位で示します（任意）。
    • heading 北から時計回りの方向を度数で示します（任意）。
    • elevation WGS84 楕円体より上の高さをメートル単位で示します ( オプション ) 。

  • GPX ： 各トレースポイントには、次の情報を含めることができます。

    • Coordinatesたとえば <trkpt lat="48.0289225" lon="-4.298227"> 、 ( 常に存在する ) WGS84 度です
    • Timestamp( <time>2013-07-15T10:24:52Z</time> 任意 ) タイムゾーン UTC を指定します
    • Elevationたとえば <ele>102.5999</ele> ( 任意 ) 、 WGS84 楕円体の上のメートルです
    • HDOPたとえば、 <hdop>15.0</hdop> ( 任意 )
    • Speedたとえば <extensions><speed>21.9432334</speed></extensions> 、 ( 任意 ) メートル / 秒です

  • NMEA ： $GPRMC レコードの情報が使用されます。 NMEA トレースに $GPRMC レコードが含まれていない場合は、 $GPGGA レコードが使用されます。

  • KML ： <Placemarks> <Points> または <Placemarks> <LineStrings> とのいずれかを使用して送信できます。 複数のトレースを含むフォルダはサポートされていません。

  • GeoJSON ： {"type":"Feature","properties":{"timestamp_msec":1566314114000,"heading":141.0,"speed_mps":16.64},"geometry":{"type":"Point","coordinates":[8.53956,50.15789]}}

各 形式の例については、デモを参照してください。

タイムアウトなしでレスポンスを取得するには、トレースサイズが 100,000 ポイントまたは 15,000 km を超えないようにしてください。

トレースポイントの密度

GPS 受信機は、 1 秒あたり約 1 つの GPS 位置を生成します。 ただし、モバイルネットワークの帯域幅やコストの制約、処理能力の制約により、この密度が利用できない場合があります。 ルートマッチングは、 1 秒あたり 1 つから数分ごとに 1 つまでのトレース密度で動作するように設計されています。

トレースポイントの密度が高い場合は、整合品質が一般的に適しています。 2 つのトレースポイント間のギャップが大きいほど、それらのトレースポイント間の想定ルートが現実と一致しないリスクが高くなります。また、実際に走行されている小さな迂回路と GPS 座標の外れ値またはシフトのみのヒューリスティックな区別も困難になります。

通常、 10 秒ごと、または数 100 メートルごとに GPS ポイントを使用して、走行されているパスを特定するだけで十分です。 密度が高すぎると、一致精度を高めることなく、 HERE 側のネットワーク負荷と作業量が増加します。 ただし、ストップ違反検知、コーナリング、不適切な加速 / 遮断などの一部の高度な機能では、 1 秒あたり 1 ポイントで良好な結果が得られます。

各トレースポイントについて、最も可能性の高いマップマッチング位置と信頼度の値が返されます。 トレースポイントが明らかに外れている場合でも、一致するルート内に論理的に収まるようにマッチングされます。 一致したトレースポイントのマップ属性を取得するには、このリンク / セグメントに沿ってオフセット とともにロードリンク / セグメント ID を指定します。

さらに、リンク / セグメント ID 、走行の方向、リンクの走行したジオメトリーパーツ、信頼度値など、ギャップのない完全な走行可能な（法的または安全ではない）ルートパスが返されます。

信頼度の値を使用すると、ユースケース に応じて、一致する位置または一致する道路リンクのいずれを使用するか、またはスキップ / 無視するかをフィルタリングできます。

純粋なルート一マッチングレスポンスが、ポイント間のルートを接続するマップの一致する位置およびマップのロードリンクを示しますが、すべてのマップ属性は、レスポンス内で直接、または追加のマップ属性 API 要求を介して、一致するルートに沿って取得できます。 詳細については、「ルートに沿って属性をマップする」を参照してください。

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