CN105371859A - 基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统和方法，该导航引导系统包括模型生成模块、道路计算模块、引导模块、自动安全驾驶模块，引导模块、道路计算模块都与自动安全驾驶模块连接，引导模块、道路计算模块还都与模型生成模块连接，同时引导模块还和道路计算模块连接。本发明基于车道的引导信息，能够为自动安全驾驶所用，为自动安全驾驶的决策行为提供准确必要的参考信息，满足自动安全驾驶的需求。

Description

基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统和方法

技术领域

本发明涉及一种导航引导系统和方法，特别是涉及一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统和方法。

背景技术

传统的导航系统一般都会有一个引导模块，处理传统地图下面导航过程中对于前方道路相关信息的引导提示，比如前方多少米进入某某路，前方多少米进入高速，前方多少米有加油站等；由于传统地图的精度不能够精确到车道级别，因此，相关的引导信息也无法提供车道级别的引导信息。

而对于自动安全驾驶而言，需要精确到车道级别的引导信息，才能够实现其安全驾驶过程中的安全变道，因此基于传统地图的导航引导无法满足自动安全驾驶的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统和方法，其基于车道的引导信息，能够为自动安全驾驶所用，为自动安全驾驶的决策行为提供准确必要的参考信息，满足自动安全驾驶的需求。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统，其特征在于，其包括模型生成模块、道路计算模块、引导模块、自动安全驾驶模块，引导模块、道路计算模块都与自动安全驾驶模块连接，引导模块、道路计算模块还都与模型生成模块连接，同时引导模块还和道路计算模块连接。

优选地，所述道路计算模块在规划路径时，基于此进行精确到车道级别的导航路径计算，产生推荐车道计算模型中的推荐车道，引导模块根据此结果并结合实时动态的车身位置信息，计算并输出引导结果。

优选地，所述模型生成模块生成形状描述模型、车身定位模型、车道拓扑网模型、推荐车道计算模型。

本发明还提供一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，路口及危险区域引导点选取：通过基于安全驾驶地图的车道级别的导航系统的道路计算模块在某区域的安全驾驶地图上面规划一条行驶路径后，引导模块会在该道路计算结果中遍历，查找出路口及危险区域，然后记录为路口或危险区域引导点，给后面的引导点播报做好数据准备；

步骤二，实时计算当前位置和当前路口及危险区域引导点的逼近距离：车辆行驶过程中实时计算当前位置和当前路口及危险区域引导点的逼近距离；

步骤三，对于路口引导点，计算方向信息：根据道路计算结果中的推荐车线在引导点的脱出方向和进入方向的角度差，计算方向信息，引导信息中据此给出方向相关的提示；

步骤四，对于路口、危险区域引导点，计算车道变更信息：根据道路计算结果中的推荐车线在引导点的所在车道和当前车身位置所在车道的偏移，引导信息中计算车道偏移相关的信息，并给出提示；

步骤五，播报判断，当前路口引导点播报完毕前不播报下一路口引导点信息：由于考虑到引导点信息过多会干扰用户的判断，且用户仅仅关注最近的引导点信息，因此当前路口引导点播报完毕前不会播报下一路口引导点的信息；

步骤六，不同类型引导点重合时优先级处理：比如在相同位置有一个合流引导点和危险区域引导点，由于分歧、合流引导点的优先级比危险区域高，因而在提前播报时会优先播报合流引导点；

步骤七，引导信息语音播报：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过TTS或者预先录制的引导语音文件进行引导信息播报；

步骤八，文字显示当前位置和引导点的距离：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过文字方式进行引导信息的文字显示；

步骤九，引导信息的ADASIS输出：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过ADASIS协议方式进行引导信息的ADASIS信息输出，所有遵守ADASIS协议的客户端应用都可利用该信息，自动安全驾驶模块就是通过这种方式获取到基于安全驾驶地图的高精度引导信息。

本发明的积极进步效果在于：本发明基于车道的引导信息，能够为自动安全驾驶所用，为自动安全驾驶的决策行为提供准确必要的参考信息，满足自动安全驾驶的需求。

附图说明

图1为本发明基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

为了给自动安全驾驶模块提供精确到车道级别的引导信息提示，需要在基于安全驾驶地图的基础上实现的导航系统中实现针对前方规划路线上指定距离的车道级别的信息提示，以供自动安全驾驶模块参考决策。

如图1所示，本发明基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统包括模型生成模块、道路计算模块、引导模块、自动安全驾驶模块，引导模块、道路计算模块都与自动安全驾驶模块连接，引导模块、道路计算模块还都与模型生成模块连接，同时引导模块还和道路计算模块连接。

根据现实世界采集到的安全驾驶地图数据，通过导航系统的模型生成模块建立数据模型与其对应，生成安全驾驶地图信息数据库。道路计算模块在规划路径时，基于此进行精确到车道级别的导航路径计算，产生推荐车道计算模型中的推荐车道，引导模块根据此结果并结合实时动态的车身位置信息，计算并输出引导结果。

模型生成模块生成形状描述模型、车身定位模型、车道拓扑网模型、推荐车道计算模型。

形状描述模型包括以下模型：(1)Point模型，定义：具有X，Y，Z三个方向上的位置点；描述对象：Point位于构成Polyline、Polygon、Box形状的最小几何单位，以及其它地物(如看板)的位置信息，其本身不代表任何现实的元素。(2)PolyLine模型，定义：具有一系列连续的Point构成的几何形状线；描述对象：线状交通标示。(3)Polygon模型，定义：具有一系列连续的polyline构成的封闭区间；描述对象：面状交通标示。(4)Box模型，定义：立体的盒状空间；描述对象：标志性建筑物轮廓。

车身定位模型包括以下模型：(1)车道中心线模型，定义：位于车道中央的中轴线，车辆通过该线确定所处车道以及纠正车位；描述对象：无。(2)位置控制点模型。定义：特定路牌的中心点，在车道上的投影点，以及在复杂路口的中心点；描述对象：道路路牌位置，复杂路口中心位置。(3)标高控制点模型，定义：用于描述道路爬高以及车道横向倾斜度的控制点；描述对象：具有一定纵向或横向倾斜度的道路。

车道拓扑网模型包括以下模型：(1)车道节点模型，定义：按照车道属性变化和道路分叉口，将车道中心线进行切割为若干线段。接续的车道中心线的连接点构成车道节点；描述对象：车道节点记载驶入，驶出的车道中心线以及车道属性。(2)Dummy连接线模型，定义：用于在复杂路口，以及其它无车道区间连接两条车道中心线连接线；描述对象：无。

本发明基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导方法包括以下步骤：

步骤一，路口(危险区域)及危险区域引导点选取(道路计算结果输出包含该信息)，通过基于安全驾驶地图的车道级别的导航系统的道路计算模块在某区域的安全驾驶地图上面规划一条行驶路径后，引导模块会在该道路计算结果中遍历，查找出路口及危险区域，然后记录为路口或危险区域引导点，给后面的引导点播报做好数据准备。

步骤二，实时计算当前位置和当前路口(危险区域)及危险区域引导点的逼近距离，车辆行驶过程中实时计算当前位置和当前路口(危险区域)及危险区域引导点的逼近距离，目前有如下三类引导点：

(1)分歧路口引导：根据自车位置逼近当前引导点的距离，目前设置了3级距离提示：700m、300m、100m，即当自车位置逼近当前引导点大约700m(有些地方由于开始播报时远不足700m，是按照600m、500m灵活处理的)、300m、100m的时候，分别进行语音引导提示。

(2)合流路口引导：根据自车位置逼近当前引导点的距离，目前设置了2级距离提示：300m、100m，即当自车位置逼近当前引导点300m、100m的时候，分别进行语音引导提示。

(3)危险区域引导：根据自车位置逼近当前引导点的距离，目前设置了3级距离提示：300m、100m、0m，即当自车位置逼近当前引导点大约300m、100m、0m的时候，分别进行语音引导提示。

步骤三，对于路口引导点，计算方向信息：根据道路计算结果中的推荐车线在引导点的脱出方向和进入方向的角度差，计算方向信息，引导信息中据此给出方向相关的提示：左转、右转、直行等。

步骤四，对于路口、危险区域引导点，计算车道变更信息：根据道路计算结果中的推荐车线在引导点的所在车道和当前车身位置所在车道的偏移，引导信息中计算车道偏移相关的信息，并给出提示：请向左(右)移动(XXX)个车道等。

步骤五，播报判断，当前路口引导点播报完毕前不播报下一路口引导点信息，由于考虑到引导点信息过多会干扰用户的判断，且用户仅仅关注最近的引导点信息，因此当前路口引导点播报完毕前不会播报下一路口引导点的信息。

步骤六，不同类型引导点重合时优先级处理：比如在相同位置有一个合流引导点和危险区域引导点，由于分歧、合流引导点的优先级比危险区域高，因而在提前播报时会优先播报合流引导点；

步骤七，引导信息语音播报：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过TTS(TexttoSpeech，语音合成)或者预先录制的引导语音文件进行引导信息播报。

步骤八，文字显示当前位置和引导点的距离：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过文字方式进行引导信息的文字显示。

步骤九，引导信息的ADASIS(高级驾驶辅助系统接口协议)输出，将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过ADASIS协议方式进行引导信息的ADASIS信息输出，所有遵守ADASIS协议的客户端应用都可利用该信息，自动安全驾驶模块就是通过这种方式获取到基于安全驾驶地图的高精度引导信息。

本发明在基于安全驾驶地图的导航系统中，在选择好出发地和目的地后，进行道路计算，根据道路的实时情况(比如拥堵等)规划出基于车道的行驶路线。在车辆行驶过程中，引导模块动态计算车辆前方指定距离内(比如2km)的引导点(目前处理的引导点包括分歧路口、危险区域、推荐车道三种，后续可在此基础上扩展)，然后再通过计算得到车辆当前车身位置到引导点的距离，以及当前车身所在车道和推荐车道的偏移，按照一定的规格进行引导播报(比如前方700m路口，请向右移动2个车道)。

以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统，其特征在于，其包括模型生成模块、道路计算模块、引导模块、自动安全驾驶模块，引导模块、道路计算模块都与自动安全驾驶模块连接，引导模块、道路计算模块还都与模型生成模块连接，同时引导模块还和道路计算模块连接。

2.如权利要求1所述的基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统，其特征在于，所述道路计算模块在规划路径时，基于此进行精确到车道级别的导航路径计算，产生推荐车道计算模型中的推荐车道，引导模块根据此结果并结合实时动态的车身位置信息，计算并输出引导结果。

3.如权利要求1所述的基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导系统，其特征在于，所述模型生成模块生成形状描述模型、车身定位模型、车道拓扑网模型、推荐车道计算模型。

4.一种基于安全驾驶地图的车道级别的导航引导方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一，路口及危险区域引导点选取：通过基于安全驾驶地图的车道级别的导航系统的道路计算模块在某区域的安全驾驶地图上面规划一条行驶路径后，引导模块会在该道路计算结果中遍历，查找出路口及危险区域，然后记录为路口或危险区域引导点，给后面的引导点播报做好数据准备；

步骤二，实时计算当前位置和当前路口及危险区域引导点的逼近距离：车辆行驶过程中实时计算当前位置和当前路口及危险区域引导点的逼近距离；

步骤三，对于路口引导点，计算方向信息：根据道路计算结果中的推荐车线在引导点的脱出方向和进入方向的角度差，计算方向信息，引导信息中据此给出方向相关的提示；

步骤四，对于路口、危险区域引导点，计算车道变更信息：根据道路计算结果中的推荐车线在引导点的所在车道和当前车身位置所在车道的偏移，引导信息中计算车道偏移相关的信息，并给出提示；

步骤五，播报判断，当前路口引导点播报完毕前不播报下一路口引导点信息：由于考虑到引导点信息过多会干扰用户的判断，且用户仅仅关注最近的引导点信息，因此当前路口引导点播报完毕前不会播报下一路口引导点的信息；

步骤六，不同类型引导点重合时优先级处理：比如在相同位置有一个合流引导点和危险区域引导点，由于分歧、合流引导点的优先级比危险区域高，因而在提前播报时会优先播报合流引导点；

步骤七，引导信息语音播报：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过TTS或者预先录制的引导语音文件进行引导信息播报；

步骤八，文字显示当前位置和引导点的距离：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过文字方式进行引导信息的文字显示；

步骤九，引导信息的ADASIS输出：将前面步骤中的计算结果转换为引导信息，然后通过ADASIS协议方式进行引导信息的ADASIS信息输出，所有遵守ADASIS协议的客户端应用都可利用该信息，自动安全驾驶模块就是通过这种方式获取到基于安全驾驶地图的高精度引导信息。