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!