CN105043403B - 高精度地图路线规划系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高精度地图路线规划系统，其包括如下模块：匹配模块，用于获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上；传统地图路线规划模块，用于规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表；转换模块，用于读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；高精度地图路线规划模块，用于通过Dijkstra算法在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与传统地图道路的对应关系。本发明还提供一种高精度地图路线规划方法。
Description
技术领域
本发明涉及车载导航技术领域，特别涉及一种高精度地图路线规划系统及方法。
背景技术
车载导航是利用车载GPS(全球定位系统)配合电子地图来进行的，它能方便且准确地告诉驾驶者去往目的地的最短或者最快路径。
但是现在的导航系统中路线规划是基于道路，其优势在于长距离道路计算，缺陷是局部路线规划不能确认在哪条车道，使得路线引导不够精准。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于高精度地图，能够提升局部路线的细节规划，为精准的路线引导提供支持的高精度地图路线规划系统及方法。
一种高精度地图路线规划系统，其包括如下模块：
匹配模块，用于获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上；
传统地图路线规划模块，用于规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表；
转换模块，用于读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；
高精度地图路线规划模块，用于通过Dijkstra算法在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与传统地图道路的对应关系。
一种高精度地图路线规划方法，其包括如下步骤：
S1、获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上；
S2、规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表；
S3、读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；
S4、通过Dijkstra算法在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与传统地图道路的对应关系。
本发明提供的高精度地图路线规划系统及方法，通过读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；并通过Dijkstra在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与道路的对应关系，能够提供车道级的道路规划信息，并能够同时保留传统的车载导航道路级导航的优势，大大提高了车载导航的精度。
附图说明
图1为本发明实施例的高精度地图路线规划系统结构框图；
图2为车道区间示意图；
图3为虚拟车道示意图；
图4为高精度路线规划的拓扑关系图；
图5为本发明实施例的高精度地图路线规划方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，一种高精度地图路线规划系统，其包括如下模块：
匹配模块10，用于获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上。
传统地图指现有的道路级导航地图，传统地图是二进制格式的数据(如Kiwi格式)，用于路线规划的数据是指Kiwi格式中的Region数据。传统路线规划的结果是通过A*算法结合Kiwi格式中的Region数据得到，由于并非本发明实施例的重点，所以传统路线规划的方法不做详细介绍。高精度地图指车道级导航地图。
传统地图路线规划模块20，用于规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表。
具体地，可以通过A*算法来规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表。A*(A-Star)算法是一种静态路网中求解最短路径最有效的直接搜索方法。
转换模块30，用于读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间。
由于传统地图和高精度地图的来源不一样，甚至坐标系也不一样，所以需要对这两种地图分别进行匹配。
高精度地图路线规划模块40，用于通过Dijkstra算法在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与道路的对应关系。推荐车道以及推荐车道与道路的对应关系即为最终路线规划结果。
Dijkstra算法:迪杰斯特拉算法是由荷兰计算机科学家Dijkstra于1959年提出的，是从一个顶点到其余各顶点的最短路径算法，解决的是有向图中最短路径问题。
在计算之前先要构造基于节点的高精度道路拓扑网，即通过遍历所有的车道区间，逐个地对车道区间构造节点的接续关系。
可选地，所述匹配模块10包括：
获取起点和终点在高精度地图上的坐标；
根据高精度地图上的坐标以及高精度地图中车道区间包围盒，获得可用的车道区间列表(即该坐标落在这些车道区间的包围盒中)。
车道区间列表包括了并排多条车道的集合。如图2所示，图2中黑色虚线为车道中心线，黑色的点为车道节点，左边两条黑色虚线属于一个车道区间，右边两条黑色虚线属于另一个车道区间。
车道区间包围盒是指包含车道区间的矩形区域，该矩形的信息保存在车道区间列表中，从高精度数据中取出各个车道区间的包围盒信息，判断起点或终点的坐标是否落在矩形范围内，这样可以快速获取包含起点或终点坐标的车线区间。
读取高精度地图车道中心线的形状点数据，根据形状点数据计算高精度地图上的坐标到车道中心线的最小投影距离从而获得高精度地图中匹配的车道ID以及匹配后的高精度地图坐标；
通过高精度车道区间和传统地图道路对应表查找传统道路的ID，从而获得可用的传统道路列表；
读取传统地图中道路数据，并根据将高精度地图坐标匹配到传统道路上以获得匹配的高精度地图车道ID、高精度地图坐标、匹配后的传统地图上坐标。
可选地，所述转换模块30中传统地图与高精度地图对应表中道路列表与车道区域为多对多的对应关系。
多对多的对应关系即一条传统数据的道路可以对应多条高精度车道区间，而一条高精度车道区间也可以对应多条传统数据的道路。
可选地，所述高精度地图路线规划模块40中获得推荐车道包括：
读取当前车道区间以及下一车道区间；
读取高精度地图中节点列表，并结合当前车道区间以及下一车道区间获取车道终点的连续信息。
车道终点的接续信息是指车道中心线终点的节点，上面带有该节点的脱出车道的信息，脱出车道是以该节点为起点的车道。
根据车道终点的连续信息判断下一车道是否虚拟车道，如果是虚拟车道则根据虚拟车道的终点找下一条车道，如果不是虚拟车道则把该普通车道作为下一条接续的车道。
如图3所示，虚拟车道(dummy lane)是指在交叉路口的车道连接线，如图3中两个黑点中间的连接线。由于虚拟车道不参与路线规划，所以遇到虚拟车道时需跳过，查找下一条接续的车道。
设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性；
读取基本权值配置信息，并结合设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性来设置连续节点之间直行、变道、危险区域、推荐变道的权值从而完成车道区间内节点连续关系的设置。
权值可以看成通行的代价。预先的权值配置：包含直连和变道的权值，危险区域的权值，如在少变道的需求下，直行的权值小，变道的权值大；在普通道路权值小，危险区域权值大；具体的权值可以预先在配置文件中定义；判断该区域是否危险区域，是否推荐变道则要通过读取车线区间属性的方法，该属性信息存放在高精度地图数据的车道区间列表里。
车道区间列表中高精度数据以数据库的形式组织，路线规划涉及到的表包括:车道区间列表：并排多条车道的集合；车道中心线表：描述车道的中轴线，如可变道与不可变道，直行与弧形车道，危险区域，车道规制等，车道中心线的编号为车道ID；车道形状点(简称形点)表：车道中心线的形状点信息；车道节点表：描述车道的节点信息，包括该节点的位置，进入车道ID，脱出车道ID；车道区间和传统地图道路的对应表：描述高精度车道区间和传统地图的道路的关系；高精度地图连通性相关表：车道中心线表和车道节点表；推荐区域，变道区域相关表：车道中心线表；特殊规制：在某些时间禁止通行的道路，该信息放在车道区间列表中。
由车道区间内节点连续关系形成的拓扑网如图4所示，图4中的交叉点就是节点，节点旁的数字如1102，1108，1101，1107即是节点的ID。图4中两条平行线是车道中心线，其编号(43，2，1)(43，2，2)是车道中心线的ID。
图4中平行线中所夹的线是变道的连接线。这些交叉点，变道的连接线和车道中心线就构成了用于高精度路线规划的拓扑关系。
得到高精度的推荐车道结果，以及推荐车道和传统道路的对应关系。计算结束后得到节点的结果列表，然后遍历各个节点，获取相邻节点之间的高精度车道中心线的结果列表，最后设置这些车道中心线和传统数据道路的对应关系(即该车道中心线对应到哪条传统道路)。
此外还可以保留这种对应关系，能够充分利用传统数据和高精度数据两边的优势，提供更多的信息给其他应用模块所使用。
如图5所述，本发明实施例还提供一种高精度地图路线规划方法，其包括如下步骤：
S1、获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上；
S2、规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表；
S3、读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；
S4、通过Dijkstra在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与道路的对应关系。
可选地，所述步骤S1包括：
获取起点和终点在高精度地图上的坐标；
根据高精度地图上的坐标以及高精度地图中车道区间包围盒过滤车道区间包围盒信息，获得可用的车道区间列表；
读取高精度地图车道中心线的形状点数据，根据形状点数据计算高精度地图上的坐标到车道中心线的最小投影距离从而获得高精度地图中匹配的车道ID以及匹配后的高精度地图坐标；
通过高精度车道区间和传统地图道路对应表查找传统道路的ID，从而获得可用的传统道路列表；
读取传统地图中道路数据，并根据将高精度地图坐标匹配到传统道路上以获得匹配的高精度地图车道ID、高精度地图坐标、匹配后的传统地图上坐标。
可选地，所述步骤S3中传统地图与高精度地图对应表中道路列表与车道区域为多对多的对应关系。
可选地，所述步骤S4中获得推荐车道包括：
读取当前车道区间以及下一车道区间；
读取高精度地图中节点列表，并结合当前车道区间以及下一车道区间获取车道终点的连续信息；
根据车道终点的连续信息判断下一车道是否虚拟车道，如果是虚拟车道则根据虚拟车道的终点找下一条车道，如果不是虚拟车道则把该普通车道作为下一条接续的车道；
设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性；
读取基本权值配置信息，并结合设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性来设置连续节点之间、直行、变道、危险区域、推荐变道的权值从而完成车道区间内节点连续关系的设置。
以上方法实施例与系统实施例一一对应，因此方法实施例的内容亦可以用于系统实施例。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机储存器、内存、只读存储器、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其他形式的存储介质中。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (6)
1.一种高精度地图路线规划系统，其特征在于，其包括如下模块：匹配模块，用于获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上；
传统地图路线规划模块，用于规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表；转换模块，用于读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；
高精度地图路线规划模块，用于通过Dijkstra算法在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与传统地图道路的对应关系；
所述匹配模块包括：获取起点和终点在高精度地图上的坐标；根据高精度地图上的坐标以及高精度地图中车道区间包围盒，获得可用的车道区间列表，所述车道区间包围盒是指包含车道区间的矩形区域；
读取高精度地图车道中心线的形状点数据，根据形状点数据计算高精度地图上的坐标到车道中心线的最小投影距离从而获得高精度地图中匹配的车道ID以及匹配后的高精度地图坐标；
通过高精度车道区间和传统地图道路对应表查找传统道路的ID，从而获得可用的传统道路列表；
读取传统地图中道路数据，并根据将高精度地图坐标匹配到传统道路上以获得匹配的高精度地图车道ID、高精度地图坐标、匹配后的传统地图上坐标。
2.如权利要求1所述的高精度地图路线规划系统，其特征在于，所述转换模块中传统地图与高精度地图对应表中道路列表与车道区间为多对多的对应关系。
3.如权利要求2所述的高精度地图路线规划系统，其特征在于，所述高精度地图路线规划模块中获得推荐车道包括：
读取当前车道区间以及下一车道区间；读取高精度地图中节点列表，并结合当前车道区间以及下一车道区间获取车道终点的连续信息；
根据车道终点的连续信息判断下一车道是否虚拟车道，如果是虚拟车道则根据虚拟车道的终点找下一条车道，如果不是虚拟车道则把该车道作为下一条接续的车道；
设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性；
读取基本权值配置信息，并结合设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性来设置连续节点之间、直行、变道、危险区域、推荐变道的权值从而完成车道区间内节点连续关系的设置。
4.一种高精度地图路线规划方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1、获取规划路线的起点和终点；并将起点和终点匹配到传统地图和高精度地图上；
S2、规划传统地图上起点和终点之间的最短路线道路列表；
S3、读取预存的传统地图与高精度地图对应表；根据对应表将道路列表转换到高精度地图上的车道区间；
S4、通过Dijkstra算法在高精度地图上的车道区间获得推荐车道以及推荐车道与传统地图道路的对应关系；
所述步骤S1包括：获取起点和终点在高精度地图上的坐标；根据高精度地图上的坐标以及高精度地图中车道区间包围盒，获得可用的车道区间列表，所述车道区间包围盒是指包含车道区间的矩形区域；
读取高精度地图车道中心线的形状点数据，根据形状点数据计算高精度地图上的坐标到车道中心线的最小投影距离从而获得高精度地图中匹配的车道ID以及匹配后的高精度地图坐标；
通过高精度车道区间和传统地图道路对应表查找传统道路的ID，从而获得可用的传统道路列表；
读取传统地图中道路数据，并根据将高精度地图坐标匹配到传统道路上以获得匹配的高精度地图车道ID、高精度地图坐标、匹配后的传统地图上坐标。
5.如权利要求4所述的高精度地图路线规划方法，其特征在于，所述步骤S3中传统地图与高精度地图对应表中道路列表与车道区间为多对多的对应关系。
6.如权利要求5所述的高精度地图路线规划方法，其特征在于，所述步骤S4中获得推荐车道包括：
读取当前车道区间以及下一车道区间；读取高精度地图中节点列表，并结合当前车道区间以及下一车道区间获取车道终点的连续信息；
根据车道终点的连续信息判断下一车道是否虚拟车道，如果是虚拟车道则根据虚拟车道的终点找下一条车道，如果不是虚拟车道则把该车道作为下一条接续的车道；
设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性；读取基本权值配置信息，并结合设置连续节点的危险区域以及推荐变道属性来设置连续节点之间、直行、变道、危险区域、推荐变道的权值从而完成车道区间内节点连续关系的设置。
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