CN110736474B - 一种车辆的地图信息获取方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆的地图信息获取方法及装置，按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线、道路边界线和预定线路数据点对应的坐标分布到网格中，得到各网格的索引信息；获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆的地图信息。本发明降低了获取自动驾驶车辆周围地图信息时的计算量，从而减少了运算时间，提高了地图信息的提取效率以及自动驾驶车辆的运行性能。

Description

一种车辆的地图信息获取方法及装置
技术领域
本发明属于自动驾驶技术领域，特别涉及一种车辆的地图信息获取方法及装置。
背景技术
随着社会经济的快速发展，汽车已经得到广泛的普及，私家车、公务车和营运等领域的车辆数量在逐渐地增加。为了减少人为因素导致的车祸，各领域的公司也在不停地研究安全辅助驾驶系统和自动驾驶系统。
自动驾驶系统需要依赖高精度地图数据，按照指定的目的地信息，动态、经济的完成全局与局部路径规划形成自身导航轨迹，安全、便捷的完成自动驾驶车辆的各项控制动作。在这一系统的执行过程中，需要实时、准确的了解车辆自身的高精度定位信息，才能对当前行驶状态控制做出决策层面上的判断。因此，自动驾驶车辆的运行需要车辆获取实时的位置信息和道路信息，这需要GPS和地图信息的支撑，GPS信息通过RTK、IMU等导航模块获取，地图信息包括车道线、道路边界线、预定线路等数据。目前的自动驾驶系统中，是通过实时GPS坐标信息与地图信息中存储的坐标点进行逐一对比计算，来提取周围一定距离内的地图信息。这种算法提取地图信息的计算量较大、耗时长、性能差，地图信息数据的大小对自动驾驶系统的运行性能影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车辆的地图信息获取方法及装置，用于解决现有技术中的自动驾驶车辆的定位方法计算量大、耗时长的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种车辆的地图信息获取方法，包括如下步骤：
1)按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线数据点、道路边界线数据点和预定线路数据点对应的坐标分布到所述网格中，得到各网格的索引信息；
2)获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；
3)以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；
4)获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆的地图信息。
作为对各网格的索引信息的进一步限定，所述各网格的索引信息包括线段类型及线段数据的起止点对应的标号。
进一步地，在查找预定线路的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行组合确定设定范围内的预定线路数据。
进一步地，在查找车道线和道路边界线的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行拼接组合，确定设定范围内的车道线数据和道路边界线数据。
本发明还提供了一种车辆的地图信息获取装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：
1)按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线数据点、道路边界线数据点和预定线路数据点对应的坐标分布到所述网格中，得到各网格的索引信息；
2)获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；
3)以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；
4)获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆设定区域范围内的地图信息。
作为对各网格的索引信息的进一步限定，所述各网格的索引信息包括线段类型及线段数据的起止点对应的标号。
进一步地，在查找预定线路的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行组合确定设定范围内的预定线路数据。
进一步地，在查找车道线和道路边界线的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行拼接组合，确定设定范围内的车道线数据和道路边界线数据。
本发明的有益效果是：
本发明按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线数据点、道路边界线数据点和预定线路数据点对应的坐标分布到网格中，得到各网格的索引信息；获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆的地图信息。本发明提供的方法降低了获取自动驾驶车辆周围地图信息时的计算量，从而减少了运算时间，提高了地图信息的提取效率以及自动驾驶车辆的运行性能。
附图说明
图1为本发明的预网格系统的布局示意图；
图2为本发明的实时计算自动驾驶车辆周围的地图数据时的示意图；
图3为本发明的线段数据转换为车身坐标系的效果图；
图4为自动驾驶车辆的预定线路的提取示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本发明提供了一种车辆的地图信息获取方法，本发明提供的方法尤其适用于自动驾驶车辆，具体包括如下步骤：
1)按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线数据点、道路边界线数据点和预定线路数据点对应的坐标分布到网格中，得到各网格的索引信息；
2)获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；
3)以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；
4)获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆的地图信息。
利用上述提供的车辆的地图信息获取方法可以确定车辆周围的车道线、道路边界线和/或预定线路，为了得到车辆周围比较全面的信息，下面以如何获取车辆周围的车道线、道路边界线和预定线路为例来展开说明本发明的方法。
具体的，如图1所示，将大地坐标系按照网格进行虚拟化分割(系统只会存储有地图数据的虚拟地理网格)，在系统启动时预加载地图数据，并对地图车道线、道路边界线数据、预定线路数据进行预网格分割计算。当获取到实时GPS坐标信息时，计算当前车辆位置在大地坐标系中所处的虚拟网格位置，提取车辆所处网格周围一定范围内的所有网格索引，然后计算所有提取网格中所包含的车道线、道路边界线数据和预定线路数据，其中，预定线路是指自动驾驶汽车的寻迹路线，预先在规划行驶路线上进行采集制作的线路数据。整个计算过程完全基于网格索引进快速提取，而没有进行GPS坐标点与地图信息中的数据点进行距离计算和判断，这样可以大大减小计算量，提高运算效率，减少运算时间。
1、在程序启动时，对地图文件进行加载和预处理：
将地理坐标系的坐标轴X和Y按照步长为10米(可以修改步长)划分成若干网格(以大地坐标系的零点为起始点)，并对车道线点、道路边界线点和预定线路点按数据点的X、Y值分布到对应网格(如图1和图2所示：实线为预定线路，虚线为车道线)，每个虚拟网格的索引信息包含：线段类型、所包含线段数据的起止点对应的标号，即数据起止点在整个线路数据中的位置。
2、自动驾驶系统运行过程中，如图2所示，接收到GPS信息后进行下列的处理：
(1)根据实时GPS的X和Y计算车辆当前所在网格位置，标记为A。
在网格A周围4个网格范围内(标记为B，具体范围可根据系统需要进行修改)查找GPS最近预定线路的数据点的分布网格，并根据各网格内线段起止点对应的标号进行组合，若查找车辆周围40－50米以内的预定线路数据，如图4所示的预定线路的查找获取过程为：预定线路会穿过多个网格，在所穿过的各网格中会包含预定线路的某些数据点，假设起始数据点对应的标号为101，结束数据点对应的标号为401，那么组合结果是提取预定线路中从第101个数据点到第401个数据点作为提取的预定线路数据。
(2)在网格A周围7个网格范围内(标记为B+C，具体范围可根据系统需要进行修改)查找车道线和道路边界线，并根据各网格内线段起止点对应的标号进行拼接组合，若要查找车辆周围半径70米－80米内的车道线和道路边界线，可以理解为寻找车辆前方和后方各70米－80米距离内的车道线和道路边界线。
(3)将车道线和道路边界线的坐标数据根据车辆航向角转换至车身坐标系，获取自动驾驶车辆周围的地图信息，如图3所示。
本发明在实时定位时，不需要将GPS坐标信息与所有地图信息点进行距离计算，只需通过网格索引即可快速提取周转车道线、道路边界线和预定线路信息，可以大大减少有关点间距的计算次数，降低系统的计算量，加快地图处理速度，提高系统性能。
以上给出了具体的实施方式，但本发明不局限于以上所描述的实施方式。本发明的基本思路在于上述基本方案，对本领域普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出各种变形的模型、公式、参数并不需要花费创造性劳动。在不脱离本发明的原理和精神的情况下对实施方式进行的变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种车辆的地图信息获取方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线数据点、道路边界线数据点和预定线路数据点对应的坐标分布到所述网格中，得到各网格的索引信息；
2)获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；
3)以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；
4)获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆的地图信息；
所述各网格的索引信息包括线段类型及线段数据的起止点对应的标号。
2.根据权利要求1所述的车辆的地图信息获取方法，其特征在于，在查找预定线路的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行组合确定设定范围内的预定线路数据。
3.根据权利要求1所述的车辆的地图信息获取方法，其特征在于，在查找车道线和道路边界线的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行拼接组合，确定设定范围内的车道线数据和道路边界线数据。
4.一种车辆的地图信息获取装置，包括存储器、处理器以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以下步骤：
1)按照设定的步长对大地坐标系划分网格，将车道线数据点、道路边界线数据点和预定线路数据点对应的坐标分布到所述网格中，得到各网格的索引信息；
2)获取车辆的实时位置信息，根据车辆的实时位置信息获取车辆在网格中的位置；
3)以车辆所在网格中的位置为中心，根据各网格的索引信息确定设定范围内的车道线数据、道路边界线数据和/或预定线路数据；
4)获取车道线数据、道路边界线数据及预定线路数据在网格中的坐标，并将网格中的坐标转换为车辆的车身坐标，从而获取车辆设定区域范围内的地图信息；
所述各网格的索引信息包括线段类型及线段数据的起止点对应的标号。
5.根据权利要求4所述的车辆的地图信息获取装置，其特征在于，在查找预定线路的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行组合确定设定范围内的预定线路数据。
6.根据权利要求4所述的车辆的地图信息获取装置，其特征在于，在查找车道线和道路边界线的数据点的分布网格时，根据各网格内线段起止点对应的标号进行拼接组合，确定设定范围内的车道线数据和道路边界线数据。
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