CN102620742B - 基于道路形点段角度累计和道路相对位置的转向识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于道路形点段角度累计和道路相对位置的转向识别方法，包括以下步骤：识别交叉口是否为路口，统计路口紧邻道路中的可驶出道路，采样累积法计算道路近路口端一定距离范围内形点段的角度并使用数学方法获得一个较合理的道路累积平均值角度，分别计算驶入道路和驶出道路的平均值角度并获得此方向上的转向角度，相对位置法计算使用路口驶入道路和路口驶出道路近路口端的第一条形点段的方向直接获得的转向角度，使用相对位置角度对趋势方向角度计算出的方向进行修正，对所有可驶出道路按转向角度顺时针排序，对规划脱出方向进行修正，得出最终的路口转向方向。对方向的识别更加准确，且具有较强的防错能力，能较好的适应特殊路形。

Description

基于道路形点段角度累计和道路相对位置的转向识别方法

技术领域

本发明属于导航和电子地图领域，涉及导航数据处理方法，特别是路径引导的路口转向识别方法，具体涉及一种基于道路形点段角度累计和道路相对位置的转向识别方法。

背景技术

路径引导信息作为导航系统用户交互信息的重要组成部分，路口的转向信息作为引导信息的主体，直接决定了导航系统的可用性和正确性。保证路口转向的识别准确性，可以在很大程度上改善导航系统的表现能力，减小引导信息的错误及二义性概率，能以非常直观的语言引导用户快速、安全的到达目的地。

常规的转向识别方法包括采样累积法和相对位置法，往往不够精确稳定，防错能力差，对特殊路形适应性不足。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种准确、稳定的基于道路形点段角度累计和道路相对位置的转向识别方法。

本发明技术方案的实施步骤主要包括：

已知交叉口，交叉口的驶入道路，交叉口规划驶出道路以及交叉口相关道路数据，每条道路由多条形点段组成，要求识出该交叉口的转向方向。

1、根据交叉口的驶入道路的类型、紧邻道路的数量、紧邻道路分布情况和特殊路口模型匹配等规则确定出交叉口是否为路口；

2、统计路口紧邻道路中的可驶出道路，可驶出道路统计原则需要根据驶入道路和规划驶出道路的特点进行一些必要的筛选，去掉一部分对此次计算可以忽略的数据；

3、采样累积法计算道路近路口端一定距离范围内形点段的角度并使用数学方法获得一个较合理的道路累积平均值角度，分别计算驶入道路和驶出道路的平均值角度并获得此方向上的转向角度；

4、相对位置法计算使用路口驶入道路和路口驶出道路近路口端的第一条形点段的方向直接获得的转向角度；

5、使用采样累积法和相对位置法分别计算出每条可驶出道路相对于驶入道路的趋势方向角度和相对位置角度；

6、使用相对位置角度对趋势方向角度计算出的方向进行修正，得出所有可驶出道路的转向角度和方向；

7、对所有可驶出道路按转向角度顺时针排序；

8、根据规划驶出道路方向与其紧邻两条可驶出道路的方向得出最终的路口转向方向。

该方法通过多种方法组合使用，集各种方法的优势，使其较常规方法对于方向的识别更加准确，且具有较强的防错能力，对于环状路、空间多交叉路、两端不规则路等特殊路形都能较好的适应。

附图说明

图1是本发明的转向识别方法的实施流程图；

图2是本发明的转向识别方法的趋势角度的计算示意图；

图3是本发明的转向识别方法的位置角度的计算示意图；

图4是本发明的转向识别方法的可以处理的特殊路况。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

1、根据驶入道路的邻接数据，识别出路口，路口的识别方法根据驶入道路的类型将会有一些差异：如果驶入道路为普通道路，当驶入道路的后续邻接道路数量大于1时，则可认为此处为路口；如果驶入道路为高速公路，当驶入道路的后续可通行道路数量大于1时，则可认为此处为路口。

2、提取出路口的所有可驶出道路，可驶出道路根据驶入道路的类型可以进行一些必要的裁剪：如果驶入道路为普通道路，取所有后续邻接道路，不区分是否为可通行道路；如果驶入道路为高速公路，取所有可驶出邻接道路。

3、使用采样累计法计算每条驶出道路与驶入道路的夹角角度，我们称其为趋势方向角度，此角度的计算过程可简单理解为对道路的某一连续形点段进行角度采样累积，采样区域根据道路的类型会有不同，用以在宏观上更加精确反映道路的方向，具体实施步骤包括：

a)对于特定的道路类型，需要忽略掉道路两端小于距离经验值的形点段，距离经验值取30米，但不得超过驶出道路和驶入道路各自长度的四分之一，特定的道路类型包含：上下线分离道路、辅道、匝道等；由此步确定采样起点；

b)从采样起点开始对形点段进行角度累积采样，采样的总距离长度经验值取50米，但不得超过驶出道路和驶入道路各自长度的四分之一，设形点段与正北方向的角度为A(n)，形点段的采样距离为D(n)，形点段的采样值为S(n)＝A(n)*D(n)；

c)计算道路的趋势角度值A(T)，设总的采样距离为D(T)，结果计算公式为A(T)＝(A(1)*D(1)+A(2)*D(2)+…)/D(T)；

d)分别使用步骤a)、b)、c)计算出驶入道路和各条可驶出道路的趋势方向角度，然后各可驶出道路趋势方向角度减去驶入道路的趋势方向角度得到可驶出道路与驶入道路的夹角AA(n)；

e)根据AA(n)初步得到当前可驶出道路的转向方向TD(n)。

4、使用相对位置法计算每条道路与进入道路的夹角角度，我们称其为相对位置角度，此角度的计算过程相对简单，用以精确反映道路的布局相对位置，具体实施步骤包括：

a)计算驶入道路与近路口端紧邻形点段在规划方向上与正北方向的角度B(IN)；

b)计算各条可驶出道路与近路口端紧邻形点段在规划方向上与正北方向的角度B(n)；

c)计算位置角度BB(n)，结果计算公式为BB(n)＝B(n)-B(IN)。

5、根据趋势方向角度首先计算出每条道路的转向方向，这个过程使用角度限定范围完成；角度限定范围的划分可灵活调整，转向方向大体上可包括：直行、左前方、左转、左后方、右后方、右转、右前方、调头。

6、使用相对位置角度对趋势方向角度计算出的方向进行修正，相位置角度在道路布局限定上更加精确，而趋势方向角度在宏观方向描述上更加精确，防止趋势方向角度在特定情况的方向误判，使用各条道路的BB(n)和AA(n)分别对TD(n)进行修正，具体实施步骤包括：

a)判断BB(n)和AA(n)的符号(正负)是否一致，其中0度视为正值，其中角度规定的范围为正北顺时针至正南[0，180]度，正南顺时针至正北(-180，0)度；

b)如果一致，那么转向方向不需要进行修正；

c)如果不一致，则以BB(n)的符号为准，如果BB(n)为正，则将AA(n)修正至1度，如果BB(n)为负，则将AA(n)修正至-179度；

d)根据修正后的AA(n)重新计算转向方向。

7、得出所有可驶出道路的转向方向。

8、对所有可驶出道路按转向角度顺时针排序；

9、根据规划道路方向与其左右相邻两条可驶出道路的方向得出最终的路口转向方向，对规划驶出方向进行修正，具体实施步骤包括：

a)对所有可驶出道路按BB(n)进行顺时针(升序)排序；

b)取规划方向左右相邻的可驶出方向，按照3)、4)、5)、6)步对规划方向的转向方向进行修正。

Claims (1)

1.一种基于道路形点段角度累计和道路相对位置的转向识别方法，包括以下步骤：

1)根据交叉口的驶入道路的类型、紧邻道路的数量、紧邻道路分布情况和特殊路口模型匹配等规则确定出交叉口是否为路口；

2)统计路口紧邻道路中的可驶出道路，可驶出道路统计原则需要根据驶入道路和规划驶出道路的特点进行一些必要的筛选，去掉一部分对此次计算可以忽略的数据；

3)采样累积法计算道路近路口端一定距离范围内形点段的角度并使用数学方法获得一个较合理的道路累积平均值角度，分别计算驶入道路和驶出道路的平均值角度并获得此方向上的转向角度，包括以下步骤：

a)对于特定的道路类型，需要忽略掉道路两端小于距离经验值的形点段，距离经验值取30米，但不得超过驶出道路和驶入道路各自的长度的四分之一，由此步确定采样起点；

b)从采样起点开始对形点段进行角度累积采样，采样的总距离长度经验值取50米，但不得超过驶出道路和驶入道路各自的长度的四分之一，设形点段与正北方向的角度为A(n)，形点段的采样距离为D(n)，形点段的采样值为S(n)＝A(n)*D(n)；

c)计算道路的趋势角度值A(T)，设总的采样距离为D(T)，结果计算公式为A(T)＝(A(1)*D(1)+A(2)*D(2)+…)/D(T)；

d)分别使用步骤a)、b)、c)计算出驶入道路和各条可驶出道路的趋势方向角度，然后各可驶出道路趋势方向角度减去驶入道路的趋势方向角度得到可驶出道路与驶入道路的夹角AA(n)；

e)根据AA(n)初步得到当前可驶出道路的转向方向TD(n)；

4)相对位置法计算使用路口驶入道路和路口驶出道路近路口端的第一条形点段的方向直接获得的转向角度，包括以下步骤：

a)计算驶入道路与近路口端紧邻形点段在规划方向上与正北方向的角度B(IN)；

b)计算各条可驶出道路与近路口端紧邻形点段在规划方向上与正北方向的角度B(n)；

c)计算位置角度BB(n)，结果计算公式为BB(n)＝B(n)-B(IN)；

5)使用采样累积法和相对位置法分别计算出每条可驶出道路相对于驶入道路的趋势方向角度和相对位置角度；

6)使用相对位置角度对趋势方向角度计算出的方向进行修正，得出所有可驶出道路的转向角度和方向，包括以下步骤：

a)判断BB(n)和AA(n)的符号(正负)是否一致，其中0度视为正值，其中角度规定的范围为正北顺时针至正南[0，180]度，正南顺时针至正北(-180，0)度；

b)如果一致，那么转向方向不需要进行修正；

c)如果不一致，则以BB(n)的符号为准，如果BB(n)为正，则将AA(n)修正至1度，如果BB(n)为负，则将AA(n)修正至-179度；

d)根据修正后的AA(n)重新计算转向方向；

7)对所有可驶出道路按转向角度顺时针排序；

8)根据规划驶出道路方向与其紧邻两条可驶出道路的方向，对规划驶出方向进行修正，得出最终的路口转向方向，包括以下步骤：

a)对所有可驶出道路按BB(n)进行顺时针(升序)排序；

b)取规划方向左右相邻的可驶出方向，按照3)、4)、5)、6)步对规划方向的转向方向进行修正。