CN110645996B - 一种感知数据的提取方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种感知数据的提取方法，方法包括：获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据；跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程；处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程；将地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的感知数据进行提取上传。此种方法极大的削减了传输到云端的数据量，对数据传输的带宽使用率，传输速度都有很大提升，在云端处理数据量占用的内存更小，从而提高了制作效率。

Description

一种感知数据的提取方法及系统
技术领域
本发明涉及电子地图领域，具体涉及一种感知数据的提取方法及系统。
背景技术
众包地图是一种新型的网络地理信息服务，具有数据量大、信息丰富以及成本低廉等优点，已经发展成为一种重要的地理信息来源，众包地图是非专业用户协同编辑的结果，受到贡献者能力与空间分布等因素的限制。在众包制图的过程中，将带摄像头的视觉设备或者激光、雷达等光学设备安装在车身上，在车行驶过程中，视觉设备和光学设备会采集到道路的车道线，车道线颜色，标志牌，红绿灯等数据。通过一个应用程序接收到这些数据后，对其进行打包，再传输到自有云，经过分析、处理后，生成地图数据。
在城市道路状况下，使用感知设备采集到的数据量比较大，而使用众包数据制作地图时需要在同一条线路上采集多次，数据采样量越大，在做聚类和融合算法时精度会相对更高，但是数据越多，计算所耗时间和性能越多。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种感知数据的提取方法和系统，解决感知设备采集到的数据量比较大的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种感知数据的提取方法，所述方法包括：
步骤1，获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据；
步骤2，跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程；
步骤3，处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程；
步骤4，将所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的所述感知数据进行提取上传。。
本发明的有益效果是：在获取设备的感知数据时，同步与本地携带的高精度数据作对比，感知数据与高精度能匹配上，就不处理；若不能匹配上，则当成差异点，将感知数据传送到云端，极大的削减了传输到云端的数据量，对数据传输的带宽使用率，传输速度都有很大提升，在云端处理数据量占用的内存更小，从而提高了制作效率。
一种感知数据的提取系统，所述系统包括：
地图数据获取模块，用于获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据；
地图数据曲线方程生成模块，用于跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程；
感知数据曲线方程生成模块，用于处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程；
感知数据提取上传模块，用于将所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的所述感知数据进行提取上传。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述步骤1中获取GPS定位结果，根据GPS定位结果加载当前定位的设定范围内的地图数据；
所述设定范围根据GPS定位精度或感知数据的范围和精度设置。
进一步，所述步骤2包括：
跟据定位结果匹配车辆所在车道，结合左右车道，对所述地图数据用最小二乘法将车道左右边线的形点串拟合成三阶曲线方程；
所述最小二乘法的公式为：
Figure BDA0002205059740000031
其中，M表示点的总个数，δi表示第i个点的偏差，mi表示第i个点，
Figure BDA0002205059740000032
表示第i个点的拟合的位置，ni表示第i个原始的位置。
进一步，所述步骤4中进行曲线相似度匹配之前还包括：
使用最小残差平方和方法计算地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程的最小残差平方和e：
Figure BDA0002205059740000033
y1(xi)和y2(xi)分别表示地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程，xi表示曲线上每个点的横坐标，N表示点的数量；
给定向量xi，求出所述最小残差平方和e最小时所对应的所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程。
进一步，所述步骤4中根据所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程的曲线距离进行相似度匹配，将曲线距离低于设定的距离阈值的所述感知数据进行提取上传。
进一步，所述曲线距离为曲线的弗雷歇距离，公式为：
Figure BDA0002205059740000034
inf表示曲线A和曲线B的最小距离，α表示曲线A在t时刻位置，β表示曲线B在t时刻位置，A表示曲线A轨迹，B表示曲线B轨迹。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过计算曲线的弗雷歇距离来确定曲线相似度是否超过设定的阈值，确定的过程简单直接。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种感知数据的提取方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种感知数据的提取系统的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
101、地图数据获取模块，102、地图数据曲线方程生成模块，103、感知数据曲线方程生成模块，104、感知数据提取上传模块，201、处理器，202、通信接口，203、存储器，204、通信总线。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
本发明提供的一种感知数据的提取方法，如图1所示为本发明提供的一种感知数据的提取方法的流程图，由图1可知，包括：
步骤1，获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据。
步骤2，跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程。
步骤3，处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程。
步骤4，将地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的感知数据进行提取上传。
在获取设备的感知数据时，同步与本地携带的高精度数据作对比，感知数据与高精度能匹配上，就不处理；若不能匹配上，则当成差异点，将感知数据传送到云端，极大的削减了传输到云端的数据量，对数据传输的带宽使用率，传输速度都有很大提升，在云端处理数据量占用的内存更小，从而提高了制作效率。
实施例1
本发明提供的实施例1为本发明提供的一种感知数据的提取方法的实施例，本实施例包括：步骤1，获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据。
具体的，获取的当前定位为GPS定位，设定范围可以根据GPS定位精度或感知数据的范围和精度设置，本发明提供的实施例中为100米。因此，步骤1具体为获取GPS定位结果，加载半径100米内的高精度地图数据。
步骤2，跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程：y1＝a1+b1+c1xi 2+d1xi 3。
a1表示常量系数，b1表示一次项系数，c1表示二次项系数，d1表示三次项系数，xi表示曲线上每个点的横坐标。
具体的，生成该三阶曲线方程的过程包括：
跟据定位结果匹配车辆所在车道，结合左右车道，对高精度地图数据用最小二乘法将车道左右边线的形点串拟合成三阶曲线方程，最小二乘法的公式为：
Figure BDA0002205059740000051
其中，M表示点的总个数，δi表示第i个点的偏差，mi表示第i个点，
Figure BDA0002205059740000052
表示第i个点的拟合的位置，ni表示第i个原始的位置。
步骤3，处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成三阶曲线方程y2＝a2+b2+c2xi 2+d2xi 3。
a2表示常量系数，b2表示一次项系数，c2表示二次项系数，d2表示三次项系数。
步骤4，将地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的感知数据进行提取上传。
具体的，步骤4中进行曲线相似度匹配之前还包括：
使用最小残差平方和方法计算地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程的最小残差平方和e：
Figure BDA0002205059740000053
y1(xi)和y2(xi)分别表示地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程，xi表示曲线上每个点的横坐标，N表示点的数量。
给定向量xi，求出最小残差平方和e最小时所对应的地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程。
优选的，根据地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程的曲线进行相似度匹配，将曲线距离低于设定的距离阈值的感知数据进行提取上传。
具体的，该距离为弗雷歇距离，具体公式为：
Figure BDA0002205059740000061
inf表示曲线A和曲线B的最小距离，α表示曲线A在t时刻位置，β表示曲线B在t时刻位置，A表示曲线A轨迹，B表示曲线B轨迹。
如果相似度较高，则认为感知到的真实车道边线和地图数据车道线是能够匹配的，否则认为此处真实车道线发生了变化，则将此处当成一个差异点来处理，对差异点的数据进行提取上传。
实施例2
基于上述实施例的内容，作为一种可选实施例，图2为本发明实施例提供的一种感知数据的提取系统的结构示意图，如图2所示，该系统包括：地图数据获取模块101、地图数据曲线方程生成模块102、感知数据曲线方程生成模块103和感知数据提取上传模块104。
地图数据获取模块101，用于获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据。
地图数据曲线方程生成模块102，用于跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程。
感知数据曲线方程生成模块103，用于处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程。
感知数据提取上传模块104，用于将地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的感知数据进行提取上传。
需要说明的是，本发明实施例提供的装置，具体执行上述各实施例中的方法，具体详见上述各方法实施例，本发明实施例对此不再进行赘述。
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的实体结构示意图，如图3所示，该电子设备可以包括：处理器201、通信接口202、存储器203和通信总线204，其中，处理器201，通信接口202，存储器203通过通信总线204完成相互间的通信。处理器201可以调用存储在存储器203上并可在处理器201上运行的计算机程序，以执行上述各实施例提供的感知数据的提取方法，例如包括：步骤1，获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据。步骤2，跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程。步骤3，处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程。步骤4，将地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的感知数据进行提取上传。
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感知数据的提取方法，例如包括：步骤1，获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据。步骤2，跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程。步骤3，处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程。步骤4，将地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的感知数据进行提取上传。
以上所描述的装置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，既可以位于一个地方，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所述的方法。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (7)

1.一种感知数据的提取方法，其特征在于，所述方法包括：
步骤1，获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据；
步骤2，跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程；
步骤3，处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程；
步骤4，将所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程进行曲线相似度匹配，将相似度低于设定阈值的所述感知数据进行提取上传；
所述步骤4中进行曲线距离相似度匹配之前还包括：
使用最小残差平方和方法计算地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程的最小残差平方和e：
Figure FDA0003023109230000011
y1(xi)和y2(xi)分别表示地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程，xi表示曲线上每个点的横坐标，N表示点的数量；
给定向量xi，求出所述最小残差平方和e最小时所对应的所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程；
所述步骤4中根据所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程的弗雷歇距离进行相似度匹配。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中获取GPS定位结果，根据GPS定位结果加载当前定位的设定范围内的地图数据；
所述设定范围根据GPS定位精度或感知数据的范围和精度设置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：
跟据定位结果匹配车辆所在车道，结合左右车道，对所述地图数据用最小二乘法将车道左右边线的形点串拟合成三阶曲线方程；
所述最小二乘法的公式为：
Figure FDA0003023109230000021
其中，M表示点的总个数，δi表示第i个点的偏差，mi表示第i个点，
Figure FDA0003023109230000022
表示第i个点的拟合的位置，ni表示第i个原始的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述曲线的弗雷歇距离的公式为：
Figure FDA0003023109230000023
inf表示曲线A和曲线B的最小距离，α表示曲线A在t时刻位置，β表示曲线B在t时刻位置，A表示曲线A轨迹，B表示曲线B轨迹。
5.一种感知数据的提取系统，其特征在于，所述系统包括：
地图数据获取模块，用于获取当前定位，加载当前定位的设定范围内的地图数据；
地图数据曲线方程生成模块，用于跟据定位结果匹配车辆所在车道，生成地图数据的车道线的三阶曲线方程；
感知数据曲线方程生成模块，用于处理视觉传感器对车身前方车道线的感知数据，生成感知数据的车道线的三阶曲线方程；
感知数据提取上传模块，用于将所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程的曲线距离进行相似度匹配，将曲线距离低于设定的距离阈值的所述感知数据进行提取上传；
进行曲线距离相似度匹配之前还包括：
使用最小残差平方和方法计算地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程的最小残差平方和e：
Figure FDA0003023109230000024
y1(xi)和y2(xi)分别表示地图数据以及感知数据的车道线的三阶曲线方程，xi表示曲线上每个点的横坐标，N表示点的数量；
给定向量xi，求出所述最小残差平方和e最小时所对应的所述地图数据以及所述感知数据的车道线的三阶曲线方程。
6.一种电子设备，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4任一项所述感知数据的提取方法的步骤。
7.一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4任一项所述感知数据的提取方法的步骤。
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