CN109064877B - 基于高精度地图的突变中心线平滑方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高精度地图的突变中心线平滑方法、装置及存储介质，用于在两个车道间的突变位置连接中心线。方法包括：在高精度地图提取分别位于突变位置两侧的形点信息；根据宽度建立第一车道线的第一中心线及第二车道线的第二中心线；选取第一车道线的一边线为第一边线，第二车道线相对第一边线的同侧边线为第二边线；选取第二车道线位于突变位置的任意一端点为定位点，在第一中心线选取一中心点，中心点到第一边线的垂直距离与中心点到定位点的直线距离相等；连接中心点与第二中心线位于突变位置的端点为平滑线。本发明能够解决过渡线和车道线的夹角过大以及过渡线的制作不够标准化的实际问题。

Description

基于高精度地图的突变中心线平滑方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，具体而言，涉及一种基于车道宽度突变的平滑中心线建立方法装置。

背景技术

高精度地图是服务于主动安全及自动驾驶技术的电子地图，相比传统导航地图其不仅具有精度高的地图数据，而且具有更加丰富的内容信息，如车道线、道路两旁的护栏以及地面的印刷线和标识等。

同时，高精度地图能够表征在实际环境中不存在的虚拟特征，例如车道中心线。车道中心线是车道的几何中心线，即车道中心线的任意一点到所在车道两侧边线的距离相等。高精度地图一般通过车道中心线表达车道的拓扑关系，因此保持车道中心线的连续性是重要的。

为了两突变车道间车道中心线的连续性，现有技术中是由业务人员在地理信息服务系统手动标注两个平行且不重合车道中心线的端点，再连接两端点构建过渡线以保证两中心线的连续。

前述方案一方面是在突变的两车道宽度相差较大时过渡线和任意一车道线的夹角过大，会造成两车道中心线间的突变，造成自动驾驶的错误决策；另一方面，过渡线的配置与两车道线的关联性不强，不能够形成标准化的处理方案。

发明内容

本发明实施例至少提供一种基于高精度地图的突变中心线平滑方法，能够对在突变位置对宽度不同的两车道线的中心线进行平滑连接。

所述方法包括。

Step100、在所述高精度地图提取分别位于所述突变位置两侧的形点信息；

Step200、根据所述形点信息分别拟合相互平行的第一车道线和第二车道线，所述第一车道线的宽度大于所述第二车道线的宽度，根据宽度建立所述第一车道线的第一中心线及所述第二车道线的第二中心线；

Step300、选取位于突变位置一侧的所述第一车道线的一边线为第一边线，所述第二车道线相对所述第一边线的同侧边线为第二边线；

Step400、选取第二边线位于所述突变位置的端点为定位点，在所述第一中心线选取一中心点，所述中心点到第一边线的垂直距离与所述中心点到定位点的直线距离相等；

Step500、连接所述中心点与所述第二中心线位于所述突变位置的端点为平滑线。

在本发明公开的一些实施例中，

所述Step500在后，包括：

Step600、擦除所述第一中心线位于所述突变位置的端点及所述中心点的部分。

在本发明公开的一些实施例中，

所述Step600在后，包括：

Step700、计算所述平滑线与所述第一中心线的平滑夹角，在验证所述平滑夹角小于最小突变角度后确定所述平滑线有效。

在本发明公开的一些实施例中，所述的Step700，包括：

Step710、

计算所述平滑线的长度，

m²＝w1²+2*w1*w2-3*w2²，

其中，m为平滑线的长度，w1为所述第一中心线到第一边线的垂直距离，w2为所述第二中心线到第二边线的垂直距离；

Step720、计算所述平滑夹角，

x＝arcsin[(w1-w2)/m]，

其中，x为平滑夹角；

Step730，

在所述平滑夹角小于30度后确定所述平滑线有效。

在本发明公开的一些实施例中，

所述的Step700在后，包括：

Step810、提取所述形点信息及所述平滑线的形点串在所述高精度地图的坐标位置；

Step820、在车载终端建立车身坐标系并坐标转换所述坐标位置；

Step830、建立转换的所述坐标位置的CAN消息通讯至车载CAN总线。

在本发明公开的一些实施例中，

所述的Step810，包括：

提取所述形点信息及所述平滑线的形点串在所述高精度地图的坐标位置，以及建立所述平滑线的属性信息；

所述的Step830，包括：

建立转换的所述坐标位置及所述属性信息的CAN消息通讯至车载CAN总线。

在本发明公开的一些实施例中，

所述的Step500，包括：

Step510、直线连接所述中心点与所述第二中心线位于所述突变位置的端点为平滑直线；

Step520、对所述平滑直线与所述第一中心线及所述第二中心线的连接位置进行圆弧处理。

本发明实施例至少另提供一种存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述方法的步骤。

本发明实施例至少另提供一种基于高精度地图的突变中心线平滑装置，所述装置包括：

地图模块，加载基本地理信息至地理信息系统建立高精度地图；

拟合模块，在所述高精度地图提取分别位于所述突变位置两侧的形点信息，根据所述形点信息分别拟合相互平行的第一车道线和第二车道线，所述第一车道线的宽度大于所述第二车道线的宽度，根据宽度建立所述第一车道线的第一中心线及所述第二车道线的第二中心线；

平滑模块，选取所述第一车道线的一边线为第一边线，所述第二车道线相对所述第一边线的同侧边线为第二边线，选取第二边线位于所述突变位置的端点为定位点，在所述第一中心线选取一中心点，所述中心点到第一边线的垂直距离与所述中心点到定位点的直线距离相等，连接所述中心点与所述第二中心线位于所述突变位置的端点为平滑线。

针对上述方案，本发明通过以下参照附图对公开的示例性实施例作详细描述，亦使本发明实施例的其它特征及其优点清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1位实施例的流程图；

图2为实施例的原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例公开一种基于高精度地图的突变中心线平滑方法，能够在两宽度不同的车道线间以平滑方式在突变位置建立中心线间的平滑线，解决了过渡线和车道线的夹角过大以及过渡线的制作不够标准化的实际问题。

本实施例的方法请参考图1和图2。

Step110、在地理信息系统加载涉及道路的基本地理信息，生成包括两条不同宽度真实车道数据的高精度地图。

Step120、在高精度地图位于两个车道线的交汇处即突出位置，提取分别位于突变位置两侧的形点信息。

Step210、根据形点信息分别拟合相互平行的第一车道线及第二车道线，并将一宽度较大的车道线命名为第一车道线，另一宽度较小的车道线命名为第二车道线。

本实施例对车道线的拟合主要是在提取形点信息后将多个离散的形点线性拟合在一条拟合直线上；前述的拟合直线作为车道线的边线，两条相互平行的拟合直线组成拟合的车道线。本实施例在线性拟合时保证第一车道线和第二车道线的拟合直线平行。

Step220、以车道线的两条边线的垂直距离作为车道线的宽度，根据宽度拟合虚拟的第一车道线的第一中心线及第二车道线的第二中心线。

Step300、再选取第一车道线的一边线为第一边线，第二车道线相对所述第一边线的同侧边线为第二边线，第一中心线到第一边线的距离为w1，第二中心线到第二边线的距离为w2。

Step400、选取第二车道线位于突变位置的一端点为定位点C，在第一中心线选取一中心点P，中心点P到第一边线的垂直距离w1与中心点P到定位点C的连线PC直线距离相等；

Step500、连接中心点P与第二中心线位于突变位置的端点Y为平滑线PY。

那么，本实施例在高精度地图中对平滑线PY的建立是标准的，适用于任意两不同宽度车道的突变位置。本实施例进一步优选地：

Step510、直线连接中心点P与第二中心线位于突变位置的端点Y为平滑直线；

Step520、对所述平滑直线与所述第一中心线及所述第二中心线的连接位置进行圆弧处理。

Step600、在高精度地图中擦除第一中心线位于所述突变位置的端点X及中心点P的连线对应的形点信息。

Step700、计算平滑线PY与第一中心线的平滑夹角XPY，用于验证平滑夹角XPY是否小于最小突变角度30度，具体配置为：

Step710、计算平滑线PY的长度，

m²＝w1²+2*w1*w2-3*w2²，

其中，m为平滑线的长度，w1为所述第一中心线到第一边线的垂直距离，w2为所述第二中心线到第二边线的垂直距离。

上述平滑线PY的长度公式，计算如下：

Step711、分别确定第一边线与同侧的第二边线的距离d1、第一中心线与第二边线的距离d2以及第一中心线与第二中心线的距离d3；其中，

d1＝2*w1–2*w2＝2*(w1-w2)，

d2＝w1–d1＝2*w2–w1，

d3＝w2–d2＝w1–w2。

Step712、计算P点位置，具体是：

以第一中心线在突变位置的端点X，第二中心线在突变位置的端点X，设PX两点距离为n，PY两点距离为m。那么，由于X已知，则当n的值确定时P的位置确定，CX两点距离即为d2，PCX构成直角三角形。

根据勾股定理计算，

m²＝n²+d3²，

n²＝w1²-d2²＝w1²-(2*w2-w1)²＝4*w1*w2-4*w2²，

m²＝w1²+2*w1*w2-3*w2²。

Step720、计算所述平滑夹角x；

sinx＝d3/m，

x＝arcsin[(w1-w2)/m]，

其中，x为平滑夹角。

Step730，在平滑夹角小于30度后确定平滑线有效。

针对上述对平滑夹角的计算，本实施例w1＝2.0，w2＝1.7为例。

d1＝2*w1–2*w2＝2*(w1-w2)＝0.6；

d2＝w1–d1＝2*w2–w1＝1.4；

d3＝w2–d2＝w1–w2＝0.3；

m＝1.46，n＝1.43，sinx＝0.21，x＝12.1°；

x<30°符合平滑要求。

Step810、提取形点信息及平滑线的形点串在高精度地图的坐标位置，以及建立平滑线的属性信息，属性信息为中心线的宽度、箭头等；

Step820、在车载终端建立车身坐标系并坐标转换坐标位置；

Step830、建立转换的坐标位置及属性信息的CAN消息通讯至车载CAN总线。

值得一提的是，本实施例对平滑线的配置可以是如图1的单侧突变的冲突位置；也可以是针对两侧均发生突变的冲突位置；如果是两侧均发生图片的冲突位置，则将其拆分成两个单侧突变的冲突位置进行计算，再比较建立的两条平滑线的平滑夹角，优选平滑夹角小的平滑线。

本实施例另公开一种存储介质，用于存储计算机指令，前述的计算机指令被处理器执行上述步骤。

本实施例另公开一种基于高精度地图的突变中心线平滑装置，包括：

地图模块，加载基本地理信息至地理信息系统建立高精度地图；

拟合模块，在高精度地图提取分别位于突变位置两侧的形点信息，根据形点信息分别拟合相互平行的第一车道线和第二车道线，第一车道线的宽度大于第二车道线的宽度，根据宽度建立第一车道线的第一中心线及第二车道线的第二中心线；

平滑模块，选取第一车道线的一边线为第一边线，第二车道线相对第一边线的同侧边线为第二边线，选取第二车道线位于突变位置的任意一端点为定位点，在第一中心线选取一中心点，中心点到第一边线的垂直距离与中心点到定位点的直线距离相等，连接中心点与第二中心线位于突变位置的端点为平滑线。

以上所述再次申明仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于高精度地图的突变中心线平滑方法，用于在两个车道间的突变位置连接中心线，其特征在于，

所述方法包括：

Step100、在所述高精度地图提取分别位于所述突变位置两侧的形点信息；

Step200、根据所述形点信息分别拟合相互平行的第一车道线和第二车道线，所述第一车道线的宽度大于所述第二车道线的宽度，根据宽度建立所述第一车道线的第一中心线及所述第二车道线的第二中心线；

Step300、选取位于突变位置一侧的所述第一车道线的一边线为第一边线，所述第二车道线相对所述第一边线的同侧边线为第二边线；

Step400、选取第二边线位于所述突变位置的端点为定位点，在所述第一中心线选取一中心点，所述中心点到第一边线的垂直距离与所述中心点到定位点的直线距离相等；

Step500、连接所述中心点与所述第二中心线位于所述突变位置的端点为平滑线。

2.如权利要求1所述的基于高精度地图的突变中心线平滑方法，其特征在于，

所述Step500在后，包括：

Step600、擦除所述第一中心线位于所述突变位置的端点及所述中心点的部分。

3.如权利要求1所述的基于高精度地图的突变中心线平滑方法，其特征在于，

所述Step600在后，包括：

Step700、计算所述平滑线与所述第一中心线的平滑夹角，在验证所述平滑夹角小于最小突变角度后确定所述平滑线有效。

4.如权利要求3所述的基于高精度地图的突变中心线平滑方法，其特征在于，

所述的Step700，包括：

Step710、计算所述平滑线的长度，

m²＝w1²+2*w1*w2-3*w2²，

其中，m为平滑线的长度，w1为所述第一中心线到第一边线的垂直距离，w2为所述第二中心线到第二边线的垂直距离；

Step720、计算所述平滑夹角，

x＝arcsin[(w1-w2)/m]，

其中，x为平滑夹角；

Step730，在所述平滑夹角小于30度后确定所述平滑线有效。

5.一种如权利要求3的基于高精度地图的突变中心线平滑方法，其特征在于，

所述的Step700在后，包括：

Step810、提取所述形点信息及所述平滑线的形点串在所述高精度地图的坐标位置；

Step820、在车载终端建立车身坐标系并坐标转换所述坐标位置；

Step830、建立转换的所述坐标位置的CAN消息通讯至车载CAN总线。

6.如权利要求5所述的基于高精度地图的突变中心线平滑方法，其特征在于，

所述的Step810，包括：

提取所述形点信息及所述平滑线的形点串在所述高精度地图的坐标位置，以及建立所述平滑线的属性信息；

所述的Step830，包括：

建立转换的所述坐标位置及所述属性信息的CAN消息通讯至车载CAN总线。

7.如权利要求1所述的基于高精度地图的突变中心线平滑方法，其特征在于，

所述的Step500，包括：

Step510、直线连接所述中心点与所述第二中心线位于所述突变位置的端点为平滑直线；

Step520、对所述平滑直线与所述第一中心线及所述第二中心线的连接位置进行圆弧处理。

8.一种存储介质，用于存储计算机指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述方法的步骤。

9.一种基于高精度地图的突变中心线平滑装置，其特征在于，

地图模块，加载基本地理信息至地理信息系统建立高精度地图；

拟合模块，在所述高精度地图提取分别位于所述突变位置两侧的形点信息，根据所述形点信息分别拟合相互平行的第一车道线和第二车道线，所述第一车道线的宽度大于所述第二车道线的宽度，根据宽度建立所述第一车道线的第一中心线及所述第二车道线的第二中心线；

平滑模块，选取所述第一车道线的一边线为第一边线，所述第二车道线相对所述第一边线的同侧边线为第二边线，选取第二边线位于所述突变位置的端点为定位点，在所述第一中心线选取一中心点，所述中心点到第一边线的垂直距离与所述中心点到定位点的直线距离相等，连接所述中心点与所述第二中心线位于所述突变位置的端点为平滑线。

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