CN110555266A - 用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法及系统，该方法包括：获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。本发明实施例提供的通过虚拟的道路网随机生成的方法，可以明显提高自动驾驶仿真测试的效率，为自动驾驶算法提供大量的验证数据。

Description

用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法及系统

技术领域

本发明涉及驾驶技术领域，尤其涉及一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法及系统。

背景技术

自动驾驶汽车测试主要分为真实道路测试和仿真测试；其中，仿真测试是通过传感器仿真、车辆动力学仿真、高级图形仿真、交通流仿真和道路建模等技术模拟真实驾驶环境，可以加快自动驾驶的测试进度。其中，道路建模需要利用大量的道路网数据生成道路和车道三维场景，只依靠采集设备采集真实的道路网数据需要消耗较大的人力和物力成本，且效率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法及系统。

第一方面，本发明提供一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法，该方法包括：获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

进一步，随机生成测试区域内包含的交叉路口数量，包括：根据测试区域的范围的大小，随机生成测试区域内所包含的交叉路口数量。

进一步，对测试区域进行均匀的网格切分，包括：对测试区域进行均匀的网格切分，以使获得的网格的总数大于交叉路口数量。

进一步，随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，包括：随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，且连接没有交叉，保证新建立连接后，每个网格至少有3个方向的路口连接，直至有效网格的数量等于交叉路口数量。

进一步，根据车道数量计算道路宽度之前，还包括：随机设定两个连接路口之间的车道数量。

进一步，根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面的数据之前，还包括：随机设定各个路口的驶入距离。

进一步，连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据，包括：通过贝塞尔曲线连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；在两个连接路口中间随机设定若干途径点，利用最小二乘法拟合路口间的道路线，并根据道路宽度扩展为道路面，依次计算出道路上的各条车道线数据。

第二方面，本发明提供一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成系统，该系统包括：切分模块，用于获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；设定模块，用于随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；计算模块，用于将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；连接模块，用于连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法。

第四方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的各种可能的实现方式中任一种可能的实现方式所提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法。

本发明提供的通过虚拟的道路网随机生成的方法，可以明显提高自动驾驶仿真测试的效率，为自动驾驶算法提供大量的验证数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电子设备的实体结构示意图。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

为了提高仿真测试的效率，并为自动驾驶仿真测试提供大量的道路建模数据，本发明实施例根据现实道路制作的特征和标准，随机生成虚拟的道路网数据。

参见图1，该方法包括但不限于如下步骤：

步骤101、获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；

其中，测试区域是预先设定的区域，测试区域的范围可以是该区域的尺寸。可以随机生成交叉路口的数量，也可以采用一定生成规则生成交叉路口的数量，本发明实施例对此不作限制。然后可对测试区域进行网格切分，本发明实施例对具体的切分方式不作限制，可以等面积切分也可不等面积。

步骤102、随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；

具体地，在步骤101执行后，获得了多个网格；可随机选择多个网格中的一个作为无效网格；并随机设定该无效网格与上下网格建立连接或者与左右网格建立连接。

步骤103、将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；

具体地，在步骤102执行后，即对无效网格建立连接后；另外，本发明实施例对计算道路宽度和输入道路面数据的具体方式不作限定。

步骤104、连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

具体地，在步骤103执行后，首先连接相邻的输入道路面；连接完成后，即可获得完整的交叉路口面；在获得了交叉路口面后，可分别对每一条车道分别进行计算，获得每条车道的车道线数据。

本发明实施例通过虚拟的道路网随机生成的方法，可以明显提高自动驾驶仿真测试的效率，为自动驾驶算法提供大量的验证数据。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，随机生成测试区域内包含的交叉路口数量，包括：

根据测试区域的范围的大小，随机生成测试区域内所包含的交叉路口数量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，对测试区域进行均匀的网格切分，包括：

对测试区域进行均匀的网格切分，以使获得的网格的总数大于交叉路口数量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，包括：

随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，且连接没有交叉，保证新建立连接后，每个网格至少有3个方向的路口连接，直至有效网格的数量等于交叉路口数量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，根据车道数量计算道路宽度之前，还包括：

随机设定两个连接路口之间的车道数量。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面的数据之前，还包括：

随机设定各个路口的驶入距离。

基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据，包括：

通过贝塞尔曲线连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；

在两个连接路口中间随机设定若干途径点，利用最小二乘法拟合路口间的道路线，并根据道路宽度扩展为道路面，依次计算出道路上的各条车道线数据。

参见图2，用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成包括：先给定测试区域的范围，根据区域范围大小，随机生成区域内所包含的交叉路口数量，并对区域进行均匀的网格切分，保证网格总数大于交叉路口的数量。记录当前的网格拓扑关系为相邻网格为互相连接，随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，且连接不能产生交叉，需要保证新建立连接后，每个网格至少有3个方向的路口连接，直至有效网格数等于交叉路口数，然后将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置。随机设定两个连接路口间的车道数量，并根据车道数计算道路宽度；随机设定各个路口的合理驶入距离，根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据，利用贝塞尔曲线连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面。在两个连接路口中间随机设定若干途径点，利用最小二乘法拟合路口间的道路线，并根据道路宽度扩展为道路面，并依次计算出道路上的各条车道线数据。

另外，本发明实施例还提供一个具体示例：首先随机设定道路网区域范围，面积在0.5～10平方公里之间，生成区域内的交叉路口数量在4～400个之间，对区域进行网格划分为m行n列，m和n的差值不超过1倍，且网格数量小于路口数量的2倍，对网格建立二维数组，记录每个网格的信息，相邻网格之间互为连通关系，完成每个网格的4个方向的拓扑关系建立，随机设置一个网格为无效，重新构建上下或左右网格的连通关系，若左右连通，则上下断开，需保证剩余所有有效网格的连通数不少于3个，才能设置该网格为无效。循环操作使有效网格数等于路口数，将每个路口中心位置分配到剩余有效网格中的随机位置，路口间的拓扑关系即所对应网格的拓扑关系。道路车道数可随机设定为1到8车道，根据标准车道宽度可计算道路面的总宽度，路口驶入距离可随机设定5～30米，根据到路面宽度和路口驶入距离构建路口驶入的到路面，相邻驶入道路面的外侧吸线利用贝塞尔曲线连接，构成完整的交叉路口面。两个相连路口之间设定1～5个随机途经位置，且保证途经点之间角度在0～45度之间，根据首尾点和途经点进行最小二乘法拟合，并根据道路宽度扩展成道路面。最后在道路面上一次计算各个车道线的形状。

基于上述实施例的内容，本发明实施例提供了一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成系统，该用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成系统用于执行上述方法实施例中的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法。参见图3，该系统包括：切分模块301，用于获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；设定模块302，用于随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；计算模块303，用于将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；连接模块304，用于连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

本发明实施例提供了一种电子设备，如图4所示，该设备包括：处理器(processor)401、通信接口(Communications Interface)402、存储器(memory)403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信。处理器401可以调用存储器403上并可在处理器401上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法，例如包括：获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

此外，上述的存储器403中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法，例如包括：获取测试区域的范围，并随机生成测试区域内包含的交叉路口数量；对测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；随机标记一个网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

以上所描述的电子设备等实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法，其特征在于，包括：

获取测试区域的范围，并随机生成所述测试区域内包含的交叉路口数量；对所述测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；

随机标记一个所述网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；

将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据所述道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；

连接相邻的所述驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机生成所述测试区域内包含的交叉路口数量，包括：

根据所述测试区域的范围的大小，随机生成所述测试区域内所包含的交叉路口数量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述测试区域进行均匀的网格切分，包括：

对所述测试区域进行均匀的网格切分，以使获得的网格的总数大于所述交叉路口数量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述随机标记一个所述网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，包括：

随机标记一个所述网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接，且所述连接没有交叉，保证新建立连接后，每个所述网格至少有3个方向的路口连接，直至所述有效网格的数量等于所述交叉路口数量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据车道数量计算道路宽度之前，还包括：

随机设定两个连接路口之间的所述车道数量。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面的数据之前，还包括：

随机设定各个路口的所述驶入距离。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述连接相邻的所述驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据，包括：

通过贝塞尔曲线连接相邻的驶入道路面，构成完整的交叉路口面；

在两个连接路口中间随机设定若干途径点，利用最小二乘法拟合路口间的道路线，并根据道路宽度扩展为道路面，依次计算出道路上的各条车道线数据。

8.一种用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成系统，其特征在于，包括：

切分模块，用于获取测试区域的范围，并随机生成所述测试区域内包含的交叉路口数量；对所述测试区域进行网格切分，并记录网格为互相连接；

设定模块，用于随机标记一个所述网格为无效，并随机设定上下网格建立连接或者左右网格建立连接；

计算模块，用于将交叉路口中心位置分配到所有有效网格中的随机位置，并根据车道数量计算道路宽度以及根据所述道路宽度和驶入距离计算出路口各方向的驶入道路面数据；

连接模块，用于连接相邻的所述驶入道路面，构成完整的交叉路口面；并依次计算出道路上的各条车道线数据。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7任一项所述用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述用于仿真测试的模拟道路网数据随机生成方法的步骤。