计算经纬度中的拐弯点

2023-10-10 04:40
文章标签 计算 经纬度 拐弯

本文主要是介绍计算经纬度中的拐弯点,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

给定一段行车轨迹,要求将所有拐弯点找出来,拐弯有个明显的特征就是前后轨迹点的朝向会发生明显的变化,我们只要将角度变化的轨迹点找出来即可。

怎么做呢?首先我们可以把地球的经纬度网格视为一个平面直角坐标系,经纬度就是这个坐标系上的一个个点,我们只要计算轨迹上连续的三个点组成的两个线段的夹角即可,上过初中的小伙伴都知道,坐标系上的直线可以用以下公式计算:

y = ax + b

其中 ( x , y ) 就是我们已知的经纬度,b是直线的偏移量,a是直线的斜率,也就是说只要我们知道两条直线的斜率,就有办法计算它们形成的夹角。

比如我们有经纬度分别如下:

[{"x":0,"y":0},{"x":1,"y":1},{"x":2,"y":0},{"x":3,"y":1},{"x":4,"y":0}]

在地图上它长这样子:

可以看出,这个麦当劳的汉堡还是很..啊呸,这组经纬度形成了一个M形折线,按照需求我们需要将其中的3个拐弯点找出来(BCD),我们先取出ABC三个点,即:

JSONObject aPoint = JSONObject.parseObject("{\"x\":0,\"y\":0}");
JSONObject bPoint = JSONObject.parseObject("{\"x\":1,\"y\":1}");
JSONObject cPoint = JSONObject.parseObject("{\"x\":2,\"y\":0}");

运用一下远古时期学过的小学知识:两点确定一条直线!我们可以得到AB线段和BC线段,并且通过上图我们可以看出这两个线段形成了一个夹角B。上面提到了我们需要计算这两条线段对应的斜率,直接套公式:

k = ( y1 - y2 ) / ( x1 - x2 )

AB的斜率k1 = ( 0 - 1 ) / ( 0 - 1 ) = 1

BC的斜率k2 = ( 1 - 0 ) / ( 1 - 2 ) = -1

有了斜率,我们就可以通过三角函数 tan 来表示角B:

tanB = (k1 - k2) / ( 1 + ( k1 * k2 ) )

再通过Java的反正切函数算出其角度值:

double angle = Math.atan(tanB) * 180 / 3.1415926;

到这里我们就可以得出其角度值为 90.0 度,循环已有的轨迹列表,即可算出所有的角度,再根据角度值来判断是否满足拐弯的特征,比如目前我们采用的是角度的绝对值在 45 ~ 135 之间。

在具体处理真实的轨迹的时候,我们还要考虑一些特殊的情况,比如众所周知正切函数的取值范围是负无穷 到 正无穷之间的,两个无穷值分别是 负90度 和 正90度,即角度是90的整数倍时计算得到的斜率会等于无穷大,此时如果将无穷大套用上面的公式得出结果是NaN,我们只要简单判断一下如果斜率是负无穷或者正无穷时,将其赋予一个足够大或者足够小的数,后面计算角度值的时候通过四舍五入保留小数,因为我们不需要计算一个特别精准的角度值,客观事实是我们的GPS设备采集回来的经纬度其实也达不到这样的精度,附上处理无穷大的代码:

k1 = Double.NEGATIVE_INFINITY == k1 ? -1000000.0 : k1;
k1 = Double.POSITIVE_INFINITY == k1 ? 1000000.0 : k1;
k2 = Double.NEGATIVE_INFINITY == k2 ? -1000000.0 : k2;
k2 = Double.POSITIVE_INFINITY == k2 ? 1000000.0 : k2;

还有一个情况就是,当 k1 = k2 时,表示两条线段平行,此时可以直接返回角度值 = 0

通过上面的逻辑,我们将真实的轨迹导进去运行,并将切割点前后分成不同的颜色,效果如下:

 局部特写:

这篇关于计算经纬度中的拐弯点的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/178008

相关文章

Python如何计算两个不同类型列表的相似度

《Python如何计算两个不同类型列表的相似度》在编程中,经常需要比较两个列表的相似度,尤其是当这两个列表包含不同类型的元素时,下面小编就来讲讲如何使用Python计算两个不同类型列表的相似度吧... 目录摘要引言数字类型相似度欧几里得距离曼哈顿距离字符串类型相似度Levenshtein距离Jaccard相

使用C#代码计算数学表达式实例

《使用C#代码计算数学表达式实例》这段文字主要讲述了如何使用C#语言来计算数学表达式,该程序通过使用Dictionary保存变量,定义了运算符优先级,并实现了EvaluateExpression方法来... 目录C#代码计算数学表达式该方法很长,因此我将分段描述下面的代码片段显示了下一步以下代码显示该方法如

如何用Java结合经纬度位置计算目标点的日出日落时间详解

《如何用Java结合经纬度位置计算目标点的日出日落时间详解》这篇文章主详细讲解了如何基于目标点的经纬度计算日出日落时间,提供了在线API和Java库两种计算方法,并通过实际案例展示了其应用,需要的朋友... 目录前言一、应用示例1、天安门升旗时间2、湖南省日出日落信息二、Java日出日落计算1、在线API2

poj 1113 凸包+简单几何计算

题意: 给N个平面上的点,现在要在离点外L米处建城墙,使得城墙把所有点都包含进去且城墙的长度最短。 解析: 韬哥出的某次训练赛上A出的第一道计算几何,算是大水题吧。 用convexhull算法把凸包求出来,然后加加减减就A了。 计算见下图: 好久没玩画图了啊好开心。 代码: #include <iostream>#include <cstdio>#inclu

uva 1342 欧拉定理(计算几何模板)

题意: 给几个点,把这几个点用直线连起来,求这些直线把平面分成了几个。 解析: 欧拉定理: 顶点数 + 面数 - 边数= 2。 代码: #include <iostream>#include <cstdio>#include <cstdlib>#include <algorithm>#include <cstring>#include <cmath>#inc

uva 11178 计算集合模板题

题意: 求三角形行三个角三等分点射线交出的内三角形坐标。 代码: #include <iostream>#include <cstdio>#include <cstdlib>#include <algorithm>#include <cstring>#include <cmath>#include <stack>#include <vector>#include <

XTU 1237 计算几何

题面: Magic Triangle Problem Description: Huangriq is a respectful acmer in ACM team of XTU because he brought the best place in regional contest in history of XTU. Huangriq works in a big compa

音视频入门基础:WAV专题(10)——FFmpeg源码中计算WAV音频文件每个packet的pts、dts的实现

一、引言 从文章《音视频入门基础:WAV专题(6)——通过FFprobe显示WAV音频文件每个数据包的信息》中我们可以知道,通过FFprobe命令可以打印WAV音频文件每个packet(也称为数据包或多媒体包)的信息,这些信息包含该packet的pts、dts: 打印出来的“pts”实际是AVPacket结构体中的成员变量pts,是以AVStream->time_base为单位的显

计算数组的斜率,偏移,R2

模拟Excel中的R2的计算。         public bool fnCheckRear_R2(List<double[]> lRear, int iMinRear, int iMaxRear, ref double dR2)         {             bool bResult = true;             int n = 0;             dou

GPU 计算 CMPS224 2021 学习笔记 02

并行类型 (1)任务并行 (2)数据并行 CPU & GPU CPU和GPU拥有相互独立的内存空间,需要在两者之间相互传输数据。 (1)分配GPU内存 (2)将CPU上的数据复制到GPU上 (3)在GPU上对数据进行计算操作 (4)将计算结果从GPU复制到CPU上 (5)释放GPU内存 CUDA内存管理API (1)分配内存 cudaErro