簡介
在不同條件下獲取的同一物景的地圖之間的配準。同一感測器在不同時間，或不同類型感測器在同一時間，或不同類型感測器在不同時間所獲取的兩幅地圖中的同一地麵點所對應像素之間的配準，是圖像處理的一個重要課題。匹配的基本方法是從基準圖中提取具有不變特徵或明顯特徵的子區，或者用已知地面控制點作為模板，在所匹配的圖中搜尋與模板相似的區域。當匹配相似性測度達到最大,且超過預先規定的閾值時,即判定為找到了正確的匹配位置。
基本方法
最常用的匹配方法是互相關法，它要求對被搜尋圖中每個位置都進行相關運算，因此需要的計算量很大。為減少計算量，可以採用序貫檢測法、層次搜尋法和邊緣特徵匹配法。序貫檢測法隨機地規定一個模板中像素的匹配次序，並對每一配準位置按這一次序計算模板像素與被搜尋圖像對應像素之間灰度差絕對值的累計值,當此值超過某一閾值時立即中止運算,而轉入下一個匹配位置。
層次搜尋法把初始圖像按空間解析度2k倍逐次降低，形成層次系列圖。從解析度最低的高層k開始搜尋,找出其中最有希望的位置,然後轉到k-1層，並僅在該區進行測試。這樣逐層檢測直到在初始圖像中找出正確的匹配位置為止。邊緣特徵匹配法用邊緣相關代替全部像素相關，它因把握住體現輪廓線這個主要特徵，既能保證匹配質量又能壓縮計算量。序貫法和邊緣特徵匹配法也可按層次法進行。
地圖匹配廣泛套用於地圖鑲嵌和拼接上。地形等高線圖匹配是地圖匹配用於飛行器導航的一種特殊形式。感測器是高度儀，圖像像素代表地形高度。飛行器測得的高度數據和存儲器中預先指定航線上的地形數據匹配，並把匹配結果用於導航。
相關套用
地圖匹配技術在車載導航系統中的套用
背景隨著城市化的進展和汽車的普及，交通擁擠加劇，交通事故頻發，交通環境惡化，這成為長期以來困擾開發中國家和已開發國家的嚴重問題。解決此問題的直接方法是提高路網的通行能力。可修建公路的空間有限，而且建設資金籌措困難。交通系統是複雜的大系統，我們應從系統論的觀點出發，把車輛和道路綜合起來考慮，運用各種高新技術系統解決交通問題，智慧型交通系統(intelligenttransportsystem)應運而生。
整個智慧型交通系統都以車輛的定位導航為核心，車輛導航系統是智慧型交通系統的中心部件，是其他各種功能套用的基礎。GPS或者GPS／INS或者GPS／DR方案以其結構簡單、成本低廉、中高精度和良好的動態性能等優點，被廣泛的套用於車輛導航系統。本文就是實現組合定位，在套用地圖匹配(mapmatching，MM)定位技術進行車輛定位，以便在行駛過程中為用戶提供準確可靠的實時定位信息，為智慧型交通管理系統的實現提供技術上的保障。
地圖匹配的原理
地圖匹配是一種基於軟體技術的定位修正方法，其基本思想是將車輛定位軌跡與數字地圖中的道路網信息聯繫起來，並由此相對於地圖確定車輛的位置。地圖匹配套用是基於以下2個假設條件：
(1)車輛總是行駛在道路上；
(2)採用的道路數據精度要高於車載定位導航系統的定位精度。當上述條件滿足時，就可以把定位數據和車輛運行軌跡同數位化地圖所提供的道路位置信息相比較，通過適當的匹配過程確定出車輛最可能的行駛路段以及車輛在該路段中的最大可能位置。如果上述假設不成立，則地圖匹配將產生錯誤的位置輸出，並可能導致系統性能的嚴重下降。一般認為用於匹配的數字地圖誤差不應超過巧米(真實地面距離)。由於陸地車輛在除進入停車場等之外的絕大多數時間內都位於公路網路中，因此使用地圖匹配技術的條件是滿足的。
2地圖匹配算法
地圖匹配的算法是曲線匹配原理和地理空間接近性分析方法的融合。曲線匹配算法的基本思想是：如果對一條曲線做任意數量、任意比例的分割，分割點都落在另一條曲線上，則兩條曲線嚴格匹配。實際套用中，就是計算一條曲線上相對均勻的某一數量分割點到參考曲線的距離的平均值，將其作為到參考曲線的平均距離，並將此平均距離的倒數作為匹配優劣的度量。空間接近性分析方法就是在已知的可能正確的地理數據集中，按照空間最接近的方法匹配當前定位數據。
地圖匹配算法可分為2個相對獨立的過程：一是尋找車輛當前行駛的道路；二是將當前定位點投影到車輛行駛的道路上。其基本辦法是按照曲線匹配的思想在車輛航跡的鄰近區內搜尋所有道路路段及其組合，把這些組合路線分別與車輛航跡求取匹配度量值，將取得最佳匹配度量值的組合路線作為車輛當前行駛路線。地圖匹配的常用算法有以下幾種：直接投影算法；相關性算法；半確定性算法；機率統計算法；模糊邏輯算法；基於計算幾何(非數值計算)知識(並暫時不考慮測量誤差)算法。
由於計算幾何知識算法不需要數據融合，極少需要考慮行車方向，非常直觀，並且減少了許多數值計算，具有極高的正確匹配率，能夠滿足快速、準確、實時地定位車輛位置的要求。因此，本系統選用基於計算幾何知識的地圖匹配算法。
數據預處理過程
利用各種規則形成的知識庫過濾掉異常定位數據，並對其進行有效插值。主要考慮的因素有：GPS板提供的PDOP值(一般取PROP>6)、地圖範圍(預先確定車輛行駛的有效地理區域)，以及車輛的行駛速度等。其規則如下：規則1IFPDOP>6THENGPS數據異常，轉規則5；
規則2IFPos(L，B)NOTINMapAreaTHENGPS數據異常，轉規則5；
規則3IFPos(V)>ConstCarSpeedTHENGPS數據異常，轉規則5；
規則4IFPos(V)<ConstCarSpeed(設定Const=8km／h)THENGPS數據異常，轉規則5；
規則5IFCarIn隧道或立交橋THENGPS數據異常；ELSEDR子系統啟動獲取定位數據。
其中，MapArea為預先設定的車輛行駛的地理區域理論範圍；Pos(L，B)為當前車載GPS定位數據；Pos(V)為當前車輛行駛速度；CarSpeed為預先設定的車輛行駛的最大理論值。
