CN110795514B - 道路元素的识别和路网构建方法，装置，存储介质及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种道路元素的识别和路网构建方法，装置，存储介质及电子设备，所述路网构建方法包括：获取各个道路元素的特征信息，所述道路元素包括车道线和导向箭头；根据所述导向箭头与所述车道线的相对位置关系，建立所述导向箭头与所述车道线之间的关联关系；根据每一所述车道线的位置信息以及与每一所述车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线；根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除所述车道线和所述导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立所述其他道路元素与道路之间的关联关系。通过本公开的技术方案，可以实现具有强语义信息的路网的自动化构建，整个过程无需人工参与，效率和准确率更高。
Description
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，具体地，涉及一种道路元素的识别和路网构建方法，装置，存储介质及电子设备。
背景技术
高精度地图是指高精度、精细化定义的地图，其相比于普通地图，包含了更为丰富的信息，例如道路网数据、道路交叉口路网数据等信息，成为自动驾驶/无人驾驶技术的重要组成部分。
高精度地图的原始数据来源为专业采集车采集到的点云数据和全景图等。在构建高精度地图的道路路网时，通过对原始数据进行清洗、矢量抽取、数据处理等一系列加工，得到道路路面中的点、实线、虚线、轮廓线等矢量数据，然而这些矢量数据是无语义或者弱语义的数据，还无法成为自动驾驶/无人驾驶直接消费的高精度地图数据，因而还需进一步对这些道路矢量数据进行强语义加工，识别出导向箭头、车道线、停止线、人行横道线等道路元素，以进一步构建出路网。
相关技术中对上述矢量数据进行强语义加工的过程，通常依赖人工对上述矢量数据进行修补并标注道路元素，并基于标注出的道路元素构建路网，该方式的效率和准确率较低。
发明内容
为了克服相关技术中存在的问题，本公开的目的是提供一种道路元素的识别和路网构建方法，装置，存储介质及电子设备。
为了实现上述目的，本公开实施例第一方面提供一种道路元素的识别方法，包括：
获取道路的矢量数据，所述矢量数据包括点、线段以及轮廓线各自的特征信息；
根据所述特征信息中的位置信息和方向信息，从所有点和线段中，确定位置相邻且处于同一方向上的点和线段；
合并所述位置相邻且处于同一方向上的点和线段，得到车道线；
将所述轮廓线特征信息中的形状信息和位置信息，确定所述轮廓线表征的非线性道路元素；和/或，根据所述矢量数据中除组成所述车道线的线段以外的其他线段，与所述车道线的相对位置关系，从所述其他线段中确定出停止线。
本公开实施例第二方面提供一种路网构建方法，包括：
获取各个道路元素的特征信息，所述道路元素包括车道线和导向箭头，所述道路元素的特征信息至少包括所述道路元素的位置信息，所述车道线的特征信息还包括所述车道线的延伸方向信息，所述导向箭头的特征信息还包括所述导向箭头的指向信息；
根据所述导向箭头与所述车道线的相对位置关系，建立所述导向箭头与所述车道线之间的关联关系；
根据每一所述车道线的位置信息以及与每一所述车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线，其中，同一组车道线属于同一条道路；
根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除所述车道线和所述导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立所述其他道路元素与道路之间的关联关系。
可选地，所述道路元素还包括交叉口；
建立所述交叉口与道路之间的关联关系，包括：
针对每一条道路，根据该道路中的车道线数量，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为至少一个路段，得到每一所述路段的位置信息；
针对每一所述交叉口，确定位置与该交叉口相邻的路段为该交叉口的关联路段；
针对每一所述关联路段，根据与该关联路段中的车道线关联的导向箭头的指向信息，确定该关联路段与该交叉口的关联关系类型，所述关联关系类型用于表征该关联路段为该交叉口的驶入路段或者驶出路段。
可选地，所述方法还包括：
针对每一所述关联路段，根据该关联路段中的车道线数量和车道线位置信息，确定该关联路段中的车道数量、每一车道的位置信息以及参考线；
针对每一所述驶入路段，根据该驶入路段的参考线和各个所述驶出路段的参考线之间的夹角，确定各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向；
将该驶入路段中的车道按照其车道线所关联导向箭头的指向信息进行分类，得到该驶入路段中的每一车道所属的导向类型以及每种导向类型车道的数量；
针对该驶入路段中的每一车道，根据该车道所属的目标导向类型以及各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向，从该交叉口的所有驶出路段中，选取出目标驶出路段，以及
根据该车道的位置信息、该驶入路段中的所述目标导向类型车道的数量、所述目标驶出路段的车道数量以及所述目标驶出路段的各车道的位置信息，从所述目标驶出路段中确定出与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与所述目标车道的车道线关联连接。
本公开实施例第三方面提供一种道路元素的识别装置，包括：
第一获取模块，用于获取道路的矢量数据，所述矢量数据包括点、线段以及轮廓线各自的特征信息；
第一确定模块，用于根据所述特征信息中的位置信息和方向信息，从所有点和线段中，确定位置相邻且处于同一方向上的点和线段；
合并模块，用于合并所述位置相邻且处于同一方向上的点和线段，得到车道线；
第二确定模块，用于将所述轮廓线特征信息中的形状信息和位置信息，确定所述轮廓线表征的非线性道路元素；和/或，根据所述矢量数据中除组成所述车道线的线段以外的其他线段，与所述车道线的相对位置关系，从所述其他线段中确定出停止线。
本公开实施例第四方面提供一种路网构建装置，包括：
第二获取模块，用于获取各个道路元素的特征信息，所述道路元素包括车道线和导向箭头，所述道路元素的特征信息至少包括所述道路元素的位置信息，所述车道线的特征信息还包括所述车道线的延伸方向信息，所述导向箭头的特征信息还包括所述导向箭头的指向信息；
第一关联关系建立模块，用于根据所述导向箭头与所述车道线的相对位置关系，建立所述导向箭头与所述车道线之间的关联关系；
聚类模块，用于根据每一所述车道线的位置信息以及与每一所述车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线，其中，同一组车道线属于同一条道路；
第二关联关系建立模块，用于根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除所述车道线和所述导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立所述其他道路元素与道路之间的关联关系。
可选地，所述道路元素还包括交叉口；
所述第二关联关系建立模块包括：
划分子模块，用于针对每一条道路，根据该道路中的车道线数量，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为至少一个路段，得到每一所述路段的位置信息；
第一确定子模块，用于针对每一所述交叉口，确定位置与该交叉口相邻的路段为该交叉口的关联路段；
第二确定子模块，用于针对每一所述关联路段，根据与该关联路段中的车道线关联的导向箭头的指向信息，确定该关联路段与该交叉口的关联关系类型，所述关联关系类型用于表征该关联路段为该交叉口的驶入路段或者驶出路段。
可选地，所述装置还包括：
第三确定模块，用于针对每一所述关联路段，根据该关联路段中的车道线数量和车道线位置信息，确定该关联路段中的车道数量、每一车道的位置信息以及参考线；
第四确定模块，用于针对每一所述驶入路段，根据该驶入路段的参考线和各个所述驶出路段的参考线之间的夹角，确定各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向；
分类模块，用于将该驶入路段中的车道按照其车道线所关联导向箭头的指向信息进行分类，得到该驶入路段中的每一车道所属的导向类型以及每种导向类型车道的数量；
第三关联关系建立模块，用于针对该驶入路段中的每一车道，根据该车道所属的目标导向类型以及各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向，从该交叉口的所有驶出路段中，选取出目标驶出路段，以及根据该车道的位置信息、该驶入路段中的所述目标导向类型车道的数量、所述目标驶出路段的车道数量以及所述目标驶出路段的各车道的位置信息，从所述目标驶出路段中确定出与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与所述目标车道的车道线关联连接。
本公开实施例第五方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开实施例第一方面或第二方面所述方法的步骤。
本公开实施例第六方面提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开实施例第一方面或第二方面所述方法的步骤。
通过本公开提供的技术方案，至少能够达到如下技术效果：
根据道路矢量数据的点、线段以及轮廓线各自的特征信息中的位置信息、方向信息以及形状信息等确定出车道线、停止线等线性道路元素以及诸如导向箭头、人行横道线区域等非线性道路元素，使得无语义的道路矢量数据具有了一定的语义信息，相比于相关技术中需要通过人工对道路矢量数据进行修补和标注的方式加工语义信息，本公开提供的方法无需人工参与，效率和准确率更高。进一步地，在识别出道路元素后，通过道路元素中的导向箭头与车道线的相对位置关系，建立导向箭头与车道线之间的关联关系，并根据每一车道线的位置信息以及与每一车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到属于不同道路的多组车道线，最后根据每一条道路中的车道线的位置信息以及除车道线和导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立其他元素与道路之间的关联关系，使得道路元素具有强语义信息，基于这些强语义信息可以实现路网的自动化构建，相比于相关技术中通过人工参与路网构建，提高了路网构建的效率和准确率。另外，可以将通过上述方法构得到的包含强语义信息的路网数据加工成具有强语义属性的高精度地图格式(如OpenDrive或者NDS等格式)的数据，进一步可以规模化生成具有强语义属性的高精度地图，且能够保证高精度地图的质量和准确性，成为高精度地图内业的核心技术。构建出的高精度地图可用于无人驾驶/自动驾驶车辆的实际行驶控制，也可用于进一步构建出用于对无人驾驶/自动驾驶车辆进行仿真测试的模拟交通环境。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种道路元素的识别方法的流程图；
图2是根据本公开一示例性实施例示出的一种路网构建方法的流程图；
图3是根据本公开一示例性实施例示出的一种道路划分结果示意图；
图4是根据本公开一示例性实施例示出的与同一交叉口关联的路段示意图；
图5是根据本公开另一示例性实施例示出的一种路网构建方法的流程图；
图6至图8根据本公开一示例性实施例示出的同一交叉口的驶入路段与驶出路段之间的关联关系的示意图；
图9是根据本公开一示例性实施例示出的一种路网示意图；
图10是根据本公开一示例性实施例示出的一种道路元素的识别装置的框图；
图11是根据本公开一示例性实施例示出的一种路网构建装置的框图；
图12是根据本公开另一示例性实施例示出的一种路网构建装置的框图；
图13是根据本公开一示例性实施例示出的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开实施例中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，不必理解为特定的顺序或先后次序。
本公开实施例提供一种道路元素的识别方法，该方法可以由电子设备实施。如图1所示，图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种道路元素的识别方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：
S101、获取道路的矢量数据，该矢量数据包括点、线段以及轮廓线各自的特征信息。
其中，对于点和线段，其特征信息可以包括方向信息和位置信息；对于轮廓线，其特征信息可以包括形状信息和位置信息。
可选地，通过对采集到的点云数据和图像序列进行数据清洗，可得到道路的矢量数据。
S102、根据特征信息中的位置信息和方向信息，从所有点和线段中，确定位置相邻且处于同一方向上的点和线段。
S103、合并位置相邻且处于同一方向上的点和线段，得到车道线。
S104、将轮廓线特征信息中的形状信息和位置信息，确定轮廓线表征的非线性道路元素，和/或，根据矢量数据中除组成车道线的线段以外的其他线段与车道线的相对位置关系，确定其他线段为停止线。
其中，非线性道路元素可以包括导向箭头、人行横道线区域等。
在一种可选的实现方式中，针对每一轮廓线，若该轮廓线的形状为长方形或近似长方形，且该轮廓线靠近多条相互平行的车道线，则可确定该轮廓线表征人行横道线区域；若该轮廓线为其他封闭形状且位于位置相邻且相互平行的两条车道线之间，则可将该轮廓线与预先设置的多个导向箭头模板进行匹配，将相匹配的导向箭头模板对应的导向箭头作为该轮廓线表征的导向箭头。
对于根据矢量数据中除组成车道线的线段以外的其他线段，若该线段邻近多条相互平行的车道线，且与这些车道线之间的夹角位于预设范围(如80°～100°之间)，则可确定该线段表征停止线。
通过上述道路元素的识别方法，根据道路矢量数据的点、线段以及轮廓线各自的特征信息中的位置信息、方向信息以及形状信息等确定出车道线、停止线等线性道路元素以及诸如导向箭头、人行横道线区域等非线性道路元素，使得无语义的道路矢量数据具有了一定的语义信息，相比于相关技术中需要通过人工对道路矢量数据进行修补和标注的方式加工语义信息，本公开提供的方法无需人工参与，效率和准确率更高。
本公开实施例提供一种路网构建方法，该方法可以由电子设备实施。如图2所示，图2是根据本公开一示例性实施例示出的一种路网构建方法的流程图，该方法可以包括以下步骤：
S201、获取各个道路元素的特征信息，道路元素包括车道线和导向箭头。
在本公开的实施例中，道路元素还可以包括以下元素中的一者或者多者：人行横道线区域、停止线、交通标志、交通信号灯、导向箭头、交叉口等，本公开对此不限定。每一道路元素的特征信息至少包括该道路元素的位置信息。其中，道路元素的位置信息可以包括该道路元素的中心点的坐标、端点坐标、各顶点坐标等等。
不同的道路元素还可以包括其他不同的能够用于表征该道路元素特征的信息，例如，车道线的特征信息还可以包括车道线的延伸方向信息，导向箭头的特征信息还可以包括导向箭头的指向信息(如左转、右转、直行、掉头、左转或直行、右转或直行)等等。
值得说明的是，上述路网构建方法实施例中的车道线、导向箭头、停止线、人行横道线区域等道路元素可以是通过上述道路元素的识别方法实施例获取到的。
S202、根据导向箭头与车道线的相对位置关系，建立导向箭头与车道线之间的关联关系。
在具体实施时，可将位置相邻且相互平行的两个车道线之间的区域作为一条车道，将位于该车道内的导向箭头与该车道的车道线关联。
S203、根据每一车道线的位置信息以及与每一车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线，同一组车道线属于同一条道路。
在具体实施时，可将位置相邻且导向箭头的指向信息相同的车道线进行聚类，得到多组车道线。
S204、根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除车道线和导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立其他道路元素与道路之间的关联关系。
其中，除车道线和导向箭头以外的其他道路元素与道路之间的关联关系用于表征所述其他道路元素属于哪一条道路，和/或，所述其他道路元素属于哪条道路中的哪一个车道。
接下来，分别举例说明除车道线和导向箭头以外的其他道路元素与道路之间的关联关系。
在建立停止线与道路的关联关系时，可以根据该停止线的位置信息以及各条道路的位置信息，将距离该停止线最近的道路与该停止线关联，以表征该停止线属于该道路。
同样地，在建立人行横道线区域的关联关系时，可以根据该人行横道线区域的位置信息以及各条道路的位置信息，将距离该人行横道线区域最近的道路与该人行横道线区域关联，以表征该人行横道线区域属于该道路。
值得说明的是，人行横道线区域可以与多条道路关联，例如，其既可以与靠近且指向该人行横道线区域的道路关联，也可以与靠近且远离该道路元素的人行横道线区域关联。
在建立交叉口与道路的关联关系时，可针对每一道路，根据该道路中的车道线数量，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为至少一个路段，得到每一路段的位置信息。接着，针对每一交叉口，确定位置与该交叉口相邻的路段为该交叉口的关联路段。进一步地，针对每一关联路段，根据与该关联路段中的车道线关联的导向箭头的指向信息，确定该关联路段与该交叉口的关联关系类型，所述关联关系类型用于表征该关联路段为该交叉口的驶入路段或者驶出路段。
具体地，关于道路的划分，针对每一条道路，若该道路的车道线数量沿其延伸方向发生变化，则按照车道线数发生变化的位置处(如图3所示的A1-A1’，和A2-A2’)，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为多个路段(如图3所示的路段111、112以及113)并确定每个路段的位置信息，其中，每个路段的位置信息可以包括该路段的顶点坐标和/或中心点坐标。
关于交叉口与其关联道路的关联关系类型的确定，可针对每一关联路段，若与该关联路段中的车道线关联的导向箭头指向靠近该交叉口的方向，则可确定该关联路段为该交叉口的驶入路段，如图4所示的路段110、120、130以及140；若与该关联路段中的车道线关联的导向箭头指向远离该交叉口的方向，则可确定该关联路段为该交叉口的驶出路段，如图4所示的路段210、220、230以及240。
在另一个实施例中，对于与同一交叉口关联的多个路段，还需对这些关联路段进行强语义加工，建立这些关联路段的车道线之间的关联关系，以指示车辆可从哪些车道进入交叉口以及对应地从哪些车道驶出交叉口。相应地，如图5所示，上述路网构建方法还包括：
S205、针对每一关联路段，根据该关联路段中的车道线数量和车道线位置信息，确定该关联路段中的车道数量、每一车道的位置信息以及参考线。
可选地，对于驶入路段，可将其沿指向该交叉口方向的最左侧车道线作为该路段的参考线，如图4所示的车道线A1、A2、A3和A4；对于驶出路段，可将其沿远离该交叉口方向的最左侧车道线作为该路段的参考线，如图4所示的车道线B1、B2、B3和B4。
S206、针对每一驶入路段，根据该驶入路段的参考线和各个驶出路段的参考线之间的夹角，确定各个驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向。
其中，驶出路段相对于驶入路段的行驶方向是指车辆从该驶入路段进入该驶出路段的行驶方向，所述行驶方向包括左转、右转、直行等方向中的任一种。
在具体实施时，可根据驶入路段的参考线和驶出路段的参考线之间的夹角，确定驶出路段相对于驶入路段的行驶方向。示例地，若驶入路段的参考线与驶出路段的参考线之间的夹角位于第一预设范围内，则确定该驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向为直行；若驶入路段的参考线与驶出路段的参考线之间的夹角位于第二预设范围内，则确定该驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向为右转，其中，第二预设范围的下限值大于第一预设范围的上限值；若驶入路段的参考线与驶出路段的参考线之间的夹角位于第三预设范围内，则确定该驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向为左转，其中，第三预设范围的上限值小于该第一预设范围的下限值。其中，第一预设范围、第二预设范围以及第三预设范围可根据实际需要进行设置，例如，第一预设范围可以为(-45°,45°)，第二预设范围可设置为(46°,135°)，第三预设范围可设置为(-135°,-46°)。
仍以图4所示的场景图为例，以驶入路段110为例，采用上述方法，可确定驶出路段210相对于该驶入路段110的行驶方向为直行，驶出路段240相对于该驶入路段的行驶方向为右转，驶出路段220相对于该驶入路段210的行驶方向为左转。
S207、将该驶入路段中的车道按照其车道线所关联导向箭头的指向信息进行分类，得到该驶入路段中的每一车道所属的导向类型以及每种导向类型车道的数量。
在具体实施时，针对每一驶入路段，可将所关联导向箭头的指向包括直行的车道线所属的车道作为直行车道，可将所关联导向箭头的指向包括左转的车道线所属的车道作为左转车道，可将所关联导向箭头的指向包括右转的车道线所属的车道作为右转车道，以及可将所关联导向箭头的指向包括掉头的车道线所属的车道作为掉头车道等等。
值得说明的是，驶入路段中的每一车道，其至少属于以下导向类型中的一者：直行、左转、右转等。例如，若与某一车道的车道线关联的目标导向箭头的指向包括左转和直行，则可确定该车道既属于左转车道，又属于右转车道。
S208、针对该驶入路段中的每一车道，根据该车道所属的目标导向类型以及各个驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向，从该交叉口的所有驶出路段中，选取出目标驶出路段，以及根据该车道的位置信息、该驶入路段中的目标导向类型车道的数量、目标驶出路段的车道数量以及目标驶出路段的各车道的位置信息，从目标驶出路段中确定出与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与目标车道的车道线关联连接。
在具体实施时，针对该驶入路段中的每一车道，若该车道所属的目标导向类型包括左转，则从交叉口的驶出路段中选取相对于该驶入路段的行驶方向为左转的驶出路段，作为目标驶出路段；若该车道所属的目标导向类型包括直行，则从交叉口的驶出路段中选取相对于该驶入路段的行驶方向为直行的驶出路段，作为目标驶出路段；若该车道所属的目标导向类型包括右转，则从交叉口的驶出路段中选取相对于该驶入路段的行驶方向为右转的驶出路段，作为目标驶出路段。
基于此，对于所属的目标导向类型包括左转的车道，考虑到车辆从驶入路段左转进入交叉口后，通常优先进入目标驶出路段的最左侧车道，因而可依次将靠近目标驶出路段的参考线的第N个车道，作为与靠近该驶入路段的参考线的第N个车道配对的目标车道，将这两个车道的车道线关联连接。其中，N为大于或等于1的整数。示例地，以图4所示的场景图为例，可将驶出路段220中的车道221作为与驶入路段110中的车道111配对的目标车道，并将车道111的左侧车道线和车道221的左侧车道线关联连接以及将车道111的右侧车道线和车道221的右侧车道线关联连接，其中，图中的虚线箭头所示两车道相配对。
对于所属的目标导向类型包括右转的车道，考虑到车辆从驶入路段右转进入交叉口后，通常优先进入目标驶出路段的最右侧车道，因而可将该驶入路段的沿指向该交叉口方向的最右侧车道线作为第一基准、以目标驶出路段的沿远离该交叉口方向的最右侧车道线作为第二基准，将目标驶出路段中靠近该第二基准的第N个车道，作为与该驶入路段中靠近该第一基准的第N个车道配对的目标车道，将这两个车道的车道线关联连接。示例地，以图4所示的场景图为例，可将驶出路段240中的车道242作为与驶入路段110中的车道112配对的目标车道，并将车道112的左侧车道线和车道242的左侧车道线关联连接，以及将车道112的右侧车道线与车道242的右侧车道线关联连接，其中，图中的虚线箭头所示两车道相配对。
对于所属的目标导向类型包括直行的车道，可分成以下三种情况建立车道线之间的关联关系，即(1)该驶入路段包含的直行车道的数量等于目标驶出路段中的车道数量；(2)该驶入路段包含的直行车道的数量小于目标驶出路段的车道数量；(2)该驶入路段包含的直行车道的数量大于目标驶出路段的车道数量。
对于情况(1)，可将该驶入路段的车道与目标驶出路段中的车道建立一一对应的配对关系，将相配对车道的车道线关联连接，即可以将该驶入路段的沿指向该交叉口方向的最左侧车道线作为第一基准，以目标驶出路段的沿远离该交叉口方向的最左侧车道线作为第二基准，将目标驶出路段中靠近该第二基准的第N个车道，作为与该驶入路段中靠近该第一基准的第N个车道配对的目标车道，并将该这两个车道的车道线关联连接，具体地，可将该车道的左侧车道线与目标车道的左侧车道线关联连接，将该车道的右侧车道线与目标车道的右侧车道线关联连接。其中，N为大于或等于1的整数。
示例地，如图6所示，可将驶入路段中的车道1与目标驶出路段中的车道1’的车道线关联连接，以及将驶入路段中的车道2与目标驶出路段中的车道2’的车道线关联连接，其中，图中的虚线箭头表示车道线之间关联连接。
对于情况(2)和(3)，同样可以将该驶入路段的沿指向该交叉口方向的最左侧车道线作为第一基准，以目标驶出路段的沿远离该交叉口方向的最左侧车道线作为第二基准，将目标驶出路段中靠近该第二基准的第N-2至第N+2中的一个或多个车道，作为与该驶入路段中靠近该第一基准的第N个车道配对的目标车道，并将两者的车道线关联连接，具体地，可将该车道的左侧车道线与目标车道的左侧车道线关联连接，将该车道的右侧车道线与目标车道的右侧车道线关联连接。其中，N为大于或等于1的整数。
示例地，如图7所示，可将驶入路段中车道2与目标驶出路段中车道1’的车道线和车道2’的车道线关联连接，将驶入路段中的车道3与目标驶出路段中车道2’的车道线和车道3’的车道线关联连接，以及将驶入路段中的车道4与目标驶出路段中车道3’的车道线和车道4’的车道线关联连接，其中，图中的虚线箭头表示车道之间配对关系。
示例地，如图8所示，可将目标驶出路段中车道1’的车道线分别与驶入路段中车道1的车道线和车道2的车道线关联连接，以及将目标驶出路段中车道2’的车道线分别与驶入路段中车道3’的车道线和车道4’的车道线关联连接。
值得说明的是，对于属于多种导向类型的车道，采用上述方法实施例，可从相关联的交叉口的驶出路段中，选取多条驶出路段作为目标驶出路段，并从每一目标驶出路段中选取出一个或多个与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与每一目标车道的车道线关联连接。示例地，对于既属于直行类型又属于左转类型的车道，可选取相对于该驶入路段的行驶方向为左转驶出路段作为第一目标驶出路段，并将相对于该驶入路段的行驶方向直行的驶出路段作为第二目标驶出路段，分别从第一目标驶出路段和第二目标驶出路段中选取出与该车道配对的目标车道。
进一步地，在通过上述路网构建方法实施例建立道路元素之间的关联关系后，这些道路元素具有强语义信息，可将这些包含强语义信息的路网数据加载至路网格式的文件中，以二维或三维试图格式显示构建出的路网，如图9所示，其中，图中的黑色实线框表示人行横道线区域，黑色实线表示停止线。
进一步地，也可以将上述包含强语义信息的路网数据加工成具有强语义属性的高精度地图格式(如OpenDrive或者NDS等格式)的数据，成为高精度地图内业的核心技术。
采用本公开实施例提供的路网构建方法，在识别出道路元素后，通过道路元素中的导向箭头与车道线的相对位置关系，建立导向箭头与车道线之间的关联关系，并根据每一车道线的位置信息以及与每一车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到属于不同道路的多组车道线，最后根据每一条道路中的车道线的位置信息以及除车道线和导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立其他元素与道路之间的关联关系，使得道路元素具有强语义信息，基于这些强语义信息可以实现路网的自动化构建，相比于相关技术中通过人工参与路网构建，提高了路网构建的效率和准确率。另外，基于通过上述方法构建出的路网，可以规模化生成具有强语义属性的高精度地图，且能够保证高精度地图的质量和准确性。构建出的高精度地图可用于无人驾驶/自动驾驶车辆的实际行驶控制，也可用于进一步构建出用于对无人驾驶/自动驾驶车辆进行仿真测试的模拟交通环境。
本公开实施例还提供一种道路元素的识别装置，该装置可应用于电子设备。如图10所示，图10是根据本公开一示例性实施例示出的一种道路元素的识别装置的框图，该装置1000包括：
第一获取模块1001，用于获取道路的矢量数据，所述矢量数据包括点、线段以及轮廓线各自的特征信息；
第一确定模块1002，用于根据所述特征信息中的位置信息和方向信息，从所有点和线段中，确定位置相邻且处于同一方向上的点和线段；
合并模块1003，用于合并所述位置相邻且处于同一方向上的点和线段，得到车道线；
第二确定模块1004，用于将所述轮廓线特征信息中的形状信息和位置信息，确定所述轮廓线表征的非线性道路元素；和/或，根据所述矢量数据中除组成所述车道线的线段以外的其他线段，与所述车道线的相对位置关系，从所述其他线段中确定出停止线。
本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述功能模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
采用上述道路元素的识别装置，根据道路矢量数据的点、线段以及轮廓线各自的特征信息中的位置信息、方向信息以及形状信息等确定出车道线、停止线等线性道路元素以及诸如导向箭头、人行横道线区域等非线性道路元素，使得无语义的道路矢量数据具有了一定的语义信息，相比于相关技术中需要通过人工对道路矢量数据进行修补和标注的方式加工语义信息，本公开提供的方法无需人工参与，效率和准确率更高。
本公开实施例还提供一种路网构建装置，该装置可应用于电子设备。如图11所示，图11是根据本公开一示例性实施例示出的一种路网构建装置的框图，该装置1100包括：
第二获取模块1101，用于获取各个道路元素的特征信息，所述道路元素包括车道线和导向箭头，所述道路元素的特征信息至少包括所述道路元素的位置信息，所述车道线的特征信息还包括所述车道线的延伸方向信息，所述导向箭头的特征信息还包括所述导向箭头的指向信息；
第一关联关系建立模块1102，用于根据所述导向箭头与所述车道线的相对位置关系，建立所述导向箭头与所述车道线之间的关联关系；
聚类模块1103，用于根据每一所述车道线的位置信息以及与每一所述车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线，其中，同一组车道线属于同一条道路；
第二关联关系建立模块1104，用于根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除所述车道线和所述导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立所述其他道路元素与道路之间的关联关系。
可选地，所述道路元素还包括交叉口；
如图12所示，所述第二关联关系建立模块1104包括：
划分子模块1141，用于针对每一条道路，根据该道路中的车道线数量，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为至少一个路段，得到每一所述路段的位置信息；
第一确定子模块1142，用于针对每一所述交叉口，确定位置与该交叉口相邻的路段为该交叉口的关联路段；
第二确定子模块1143，用于针对每一所述关联路段，根据与该关联路段中的车道线关联的导向箭头的指向信息，确定该关联路段与该交叉口的关联关系类型，所述关联关系类型用于表征该关联路段为该交叉口的驶入路段或者驶出路段。
可选地，如图12所示，所述装置1100还包括：
第三确定模块1105，用于针对每一所述关联路段，根据该关联路段中的车道线数量和车道线位置信息，确定该关联路段中的车道数量、每一车道的位置信息以及参考线；
第四确定模块1106，用于针对每一所述驶入路段，根据该驶入路段的参考线和各个所述驶出路段的参考线之间的夹角，确定各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向；
分类模块1107，用于将该驶入路段中的车道按照其车道线所关联导向箭头的指向信息进行分类，得到该驶入路段中的每一车道所属的导向类型以及每种导向类型车道的数量；
第三关联关系建立模块1108，用于针对该驶入路段中的每一车道，根据该车道所属的目标导向类型以及各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向，从该交叉口的所有驶出路段中，选取出目标驶出路段，以及根据该车道的位置信息、该驶入路段中的所述目标导向类型车道的数量、所述目标驶出路段的车道数量以及所述目标驶出路段的各车道的位置信息，从所述目标驶出路段中确定出与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与所述目标车道的车道线关联连接。
本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述功能模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
采用上述路网构建装置，在识别出道路元素后，通过道路元素中的导向箭头与车道线的相对位置关系，建立导向箭头与车道线之间的关联关系，并根据每一车道线的位置信息以及与每一车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到属于不同道路的多组车道线，最后根据每一条道路中的车道线的位置信息以及除车道线和导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立其他元素与道路之间的关联关系，使得道路元素具有强语义信息，基于这些强语义信息可以实现路网的自动化构建，相比于相关技术中通过人工参与路网构建，提高了路网构建的效率和准确率。另外，可以将通过上述方法构得到的包含强语义信息的路网数据加工成具有强语义属性的高精度地图格式(如OpenDrive或者NDS等格式)的数据，进一步可以规模化生成具有强语义属性的高精度地图，且能够保证高精度地图的质量和准确性，成为高精度地图内业的核心技术。构建出的高精度地图可用于无人驾驶/自动驾驶车辆的实际行驶控制，也可用于进一步构建出用于对无人驾驶/自动驾驶车辆进行仿真测试的模拟交通环境。
本公开实施例还提供一种算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法实施例提供的识别道路元素的方法或者路网构建方法的步骤。
本公开实施例还提供一种电子设备，该电子设备可以被提供作为一种服务器，该电子设备包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现上述方法实施例提供的识别道路元素的方法或者路网构建方法的步骤。
图13是该电子设备的一种结构示意图，如图13所示，该电子设备1300可以包括：处理器1301，存储器1302。该电子设备1300还可以包括多媒体组件1303，输入/输出(I/O)接口1304，以及通信组件1305中的一者或多者。
其中，处理器1301用于控制该电子设备1300的整体操作，以完成上述的道路元素的识别和路网构建方法中的全部或部分步骤。存储器1302用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备1300的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备1300上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器1302可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件1303可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器1302或通过通信组件1305发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。I/O接口1304为处理器1301和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件1305用于该电子设备1300与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G或4G，或它们中的一种或几种的组合，因此相应的该通信组件1305可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块。
在一示例性实施例中，电子设备1300可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的道路元素的识别和路网构建方法。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的道路元素的识别和路网构建方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器1302，上述程序指令可由电子设备1300的处理器1301执行以完成上述的道路元素的识别和路网构建方法。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (9)
1.一种路网构建方法，其特征在于，包括：
获取各个道路元素的特征信息，所述道路元素包括车道线和导向箭头，所述道路元素的特征信息至少包括所述道路元素的位置信息，所述车道线的特征信息还包括所述车道线的延伸方向信息，所述导向箭头的特征信息还包括所述导向箭头的指向信息；
根据所述导向箭头与所述车道线的相对位置关系，建立所述导向箭头与所述车道线之间的关联关系；
根据每一所述车道线的位置信息以及与每一所述车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线，其中，同一组车道线属于同一条道路；
根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除所述车道线和所述导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立所述其他道路元素与道路之间的关联关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述道路元素还包括交叉口；
建立所述交叉口与道路之间的关联关系，包括：
针对每一条道路，根据该道路中的车道线数量，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为至少一个路段，得到每一所述路段的位置信息；
针对每一所述交叉口，确定位置与该交叉口相邻的路段为该交叉口的关联路段；
针对每一所述关联路段，根据与该关联路段中的车道线关联的导向箭头的指向信息，确定该关联路段与该交叉口的关联关系类型，所述关联关系类型用于表征该关联路段为该交叉口的驶入路段或者驶出路段。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
针对每一所述关联路段，根据该关联路段中的车道线数量和车道线位置信息，确定该关联路段中的车道数量、每一车道的位置信息以及参考线；
针对每一所述驶入路段，根据该驶入路段的参考线和各个所述驶出路段的参考线之间的夹角，确定各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向；
将该驶入路段中的车道按照其车道线所关联导向箭头的指向信息进行分类，得到该驶入路段中的每一车道所属的导向类型以及每种导向类型车道的数量；
针对该驶入路段中的每一车道，根据该车道所属的目标导向类型以及各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向，从该交叉口的所有驶出路段中，选取出目标驶出路段，以及
根据该车道的位置信息、该驶入路段中的所述目标导向类型车道的数量、所述目标驶出路段的车道数量以及所述目标驶出路段的各车道的位置信息，从所述目标驶出路段中确定出与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与所述目标车道的车道线关联连接。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述道路元素通过如下方式识别：
获取道路的矢量数据，所述矢量数据包括点、线段以及轮廓线各自的特征信息；
根据所述特征信息中的位置信息和方向信息，从所有点和线段中，确定位置相邻且处于同一方向上的点和线段；
合并所述位置相邻且处于同一方向上的点和线段，得到所述车道线；
将所述轮廓线特征信息中的形状信息和位置信息，确定所述轮廓线表征的非线性道路元素；和/或，根据所述矢量数据中除组成所述车道线的线段以外的其他线段，与所述车道线的相对位置关系，从所述其他线段中确定出停止线，其中，所述非线性道路元素包括所述导向箭头。
5.一种路网构建装置，其特征在于，包括：
第二获取模块，用于获取各个道路元素的特征信息，所述道路元素包括车道线和导向箭头，所述道路元素的特征信息至少包括所述道路元素的位置信息，所述车道线的特征信息还包括所述车道线的延伸方向信息，所述导向箭头的特征信息还包括所述导向箭头的指向信息；
第一关联关系建立模块，用于根据所述导向箭头与所述车道线的相对位置关系，建立所述导向箭头与所述车道线之间的关联关系；
聚类模块，用于根据每一所述车道线的位置信息以及与每一所述车道线关联的导向箭头的指向信息，对获取到的车道线进行聚类，得到多组车道线，其中，同一组车道线属于同一条道路；
第二关联关系建立模块，用于根据每一条道路中的车道线的位置信息，以及除所述车道线和所述导向箭头以外的其他道路元素的位置信息，建立所述其他道路元素与道路之间的关联关系。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述道路元素还包括交叉口；
所述第二关联关系建立模块包括：
划分子模块，用于针对每一条道路，根据该道路中的车道线数量，将该道路沿其车道线的延伸方向划分为至少一个路段，得到每一所述路段的位置信息；
第一确定子模块，用于针对每一所述交叉口，确定位置与该交叉口相邻的路段为该交叉口的关联路段；
第二确定子模块，用于针对每一所述关联路段，根据与该关联路段中的车道线关联的导向箭头的指向信息，确定该关联路段与该交叉口的关联关系类型，所述关联关系类型用于表征该关联路段为该交叉口的驶入路段或者驶出路段。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第三确定模块，用于针对每一所述关联路段，根据该关联路段中的车道线数量和车道线位置信息，确定该关联路段中的车道数量、每一车道的位置信息以及参考线；
第四确定模块，用于针对每一所述驶入路段，根据该驶入路段的参考线和各个所述驶出路段的参考线之间的夹角，确定各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向；
分类模块，用于将该驶入路段中的车道按照其车道线所关联导向箭头的指向信息进行分类，得到该驶入路段中的每一车道所属的导向类型以及每种导向类型车道的数量；
第三关联关系建立模块，用于针对该驶入路段中的每一车道，根据该车道所属的目标导向类型以及各个所述驶出路段相对于该驶入路段的行驶方向，从该交叉口的所有驶出路段中，选取出目标驶出路段，以及根据该车道的位置信息、该驶入路段中的所述目标导向类型车道的数量、所述目标驶出路段的车道数量以及所述目标驶出路段的各车道的位置信息，从所述目标驶出路段中确定出与该车道配对的目标车道，并将该车道的车道线与所述目标车道的车道线关联连接。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有计算机程序；处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求1-4中任一项所述方法的步骤。
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