CN111121794A

CN111121794A - 地图渲染方法、装置、终端设备及存储介质

Info

Publication number: CN111121794A
Application number: CN201911424590.XA
Authority: CN
Inventors: 潘超; 谭伟华; 韩旭
Original assignee: Guangzhou Weride Technology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Weride Technology Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-05-08
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111121794B

Abstract

本发明公开了一种地图渲染方法、装置、终端设备及存储介质，属于自动驾驶技术领域。本发明通过获取物体的当前位置信息，然后在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩，最后对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染，由于渲染对象是当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图，能够实时渲染物体所处的路面情况，避免消耗资源，由于目标分块地图相比语义地图的数据量较小，出现延迟和卡顿的概率也较小。

Description

地图渲染方法、装置、终端设备及存储介质

技术领域

本发明涉及自动驾驶技术领域，尤其涉及一种地图渲染方法、装置、终端设备及存储介质。

背景技术

随着人工智能与传感器技术的迅速发展，越来越多的智能设备被逐渐应用于军事、工业乃至人们的日常生活之中，无人车由于其在各个领域的使用价值从而成为了研究的热门。

而无人车的自动驾驶需要用到语义地图，例如：用户需要通过语义地图来指示无人车需要去的地方，同时也需要通过语义地图来向用户展示无人车的行驶路线，故而，对于无人车而言，需要涉及到语义地图的展示，但目前而言，在对语义地图展示时通常需要用到对3D世界的图像渲染。

目前对3D世界的图像渲染通常采用两种方式，一种是贴图的方式，即直接通过线下生成的图片，将图片在3D世界中进行展示，能够快速并且节省显卡资源，但占用现存较多，传输图片的时候通常需要把jpeg格式转成位图模式，从而消耗资源；另一种是三角形渲染法，即将路面转换为三角形通过显卡来进行绘制，这种方式相对简单，但对于无人车使用的语义地图而言，数据量过大，通过网络传输时会造成严重的延迟和卡顿。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种地图渲染方法、装置、终端设备及存储介质，旨在解决现有技术中图像渲染时消耗资源，以及存在严重的延迟和卡顿的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种地图渲染方法，所述地图渲染方法包括以下步骤：

获取物体的当前位置信息；

在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩；

对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染。

可选地，所述对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩处理的步骤，包括：

对所述目标分块地图进行数据格式转换，获得格式转换后的目标分块地图；

根据路面曲率对格式转换后的目标分块地图对路面数据进行分段；

将分段后的路面数据通过曲线进行表征，以获得分段压缩后的目标分块地图。

可选地，通过下式对所述目标分块地图进行数据格式转换，

real_pos＝row*512+col*512+pos/100

其中，real_pos为目标分块地图中进行数据格式转换后的像素点，pos为目标分块地图中进行数据格式转换前的像素点，row为像素点pos所处的行，col为像素点pos所处的列。

可选地，所述将分段后的路面数据通过曲线进行表征，以获得分段压缩后的目标分块地图的步骤，包括：

对分段后的路面数据进行遍历；

判断遍历到的当前分段的路面数据是否具有预设长度；

在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，将所述目标分块地图中所述当前分段的路面数据通过曲线进行表征；

在对分段后的路面数据遍历结束后，将通过曲线表征的目标分块地图作为分段压缩后的目标分块地图。

可选地，所述在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，将所述目标分块地图中所述当前分段的路面数据通过曲线进行表征的步骤，包括：

在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，获取所述当前分段的路面数据的起点、终点、路面长度、曲率以及曲率中心；

通过路面数据的起点、终点、路面长度、曲率以及曲率中心来表征所述目标分块地图中所述当前分段的路面数据。

可选地，所述判断遍历到的当前分段的路面数据是否具有预设长度的步骤之后，所述地图渲染方法还包括：

在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，保持所述当前分段的路面数据的格式。

可选地，所述获取物体的当前位置信息的步骤之前，所述地图渲染方法还包括：

基于道路对语义地图进行分块，获得多个分块地图；

将获得的分块地图添加至语义地图集合中。

可选地，所述对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染的步骤，包括：

将分段压缩后的目标分块地图转换为路面数据；

基于所述路面数据中的路面长度通过图像处理器根据所述当前位置信息和路面数据进行渲染。

可选地，所述基于所述路面数据中的路面长度通过图像处理器根据所述当前位置信息和路面数据进行渲染的步骤，包括：

将所述路面数据中相连路面的路面长度进行相加；

根据相加结果生成所述所述路面数据中的路面轮廓；

根据所述路面轮廓通过图像处理器渲染所述当前位置信息和所述路面数据。

可选地，所述根据所述路面轮廓通过图像处理器渲染所述当前位置信息和所述路面数据的步骤，包括：

通过以下公式来确定所述路面轮廓的每段路面中的待判断点的透明度，

A＝floor(fract(L/T)*C)

其中，A表示待判断点的透明度，L为路面中待判断点与基准点之间的距离长度，T为每段路面的总长度，C为每段路面的总长度与每段路面中虚线长度的比值，fract()函数表示取小数点后的数值，floor()函数表示向下取整。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种地图渲染装置，所述地图渲染装置包括：

位置获取模块，用于获取物体的当前位置信息；

地图查找模块，用于在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩；

分块渲染模块，用于对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种终端设备，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地图渲染程序，所述地图渲染程序配置为实现如上所述的地图渲染方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有地图渲染程序，所述地图渲染程序被处理器执行时实现如上所述的地图渲染方法的步骤。

本发明通过获取物体的当前位置信息，然后在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩，最后对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染，由于渲染对象是当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图，能够实时渲染物体所处的路面情况，避免消耗资源，由于目标分块地图相比语义地图的数据量较小，出现延迟和卡顿的概率也较小。

附图说明

图1为本发明地图渲染方法第一实施例的流程示意图；

图2为本发明地图渲染方法第二实施例的流程示意图；

图3为本发明地图渲染方法第三实施例的流程示意图；

图4为本发明地图渲染装置一实施例的结构框图；

图5是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明地图渲染方法第一实施例的流程示意图。

在第一实施例中，所述地图渲染方法包括以下步骤：

S10：获取物体的当前位置信息。

需要说明的是，对于物体而言，其可为无人车、无人机等工具，当然，还可为其他需要使用语义地图的对象，本实施例对此不加以限制。

可理解的是，物体的当前位置信息即为物体在当前时刻所处的位置信息，通常而言，所述当前位置信息可通过全球定位系统(Global Positioning System，GPS)定位获得，当然，也可通过类似于基站定位等方式获得，本实施例对此不加以限制。

在具体实现中，所述当前位置信息通常会通过经纬度进行表征，当然，也可通过语义地图中的坐标来进行表征，本实施例对此不加以限制。

S20：在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩。

在具体实现中，由于语义地图通常较大，从而导致在对语义地图进行渲染时，等待时间过长，可在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，所述语义地图集合中包括多个分块地图。

可理解的是，不同的分块地图会对应有不同的位置范围，但起到参考作用的部分通常是所述当前位置信息所处的目标分块地图，故而，本实施例中，可在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图。

需要说明的是，为了保证语义地图中一条道路不被划分在两个分块地图中，从而导致道路在分块地图中显示不全，本实施例中，可基于道路对语义地图进行分块，获得多个分块地图，将获得的分块地图添加至语义地图集合中，也就是说，在分块时，将道路作为所述语义地图的分割线，从而获得分割地图，但假设直接将分割地图作为分块地图，会导致分块地图过大，故而，本实施例中，可设置一个预设区域大小，例如：512m*512m，然后将分割地图按照预设区域大小进行进一步划分，从而获得分块地图。

S30：对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染。

需要说明的是，在对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩后，即可将所述目标分块地图进行渲染，为了便于在所述目标分块地图中确定物体所在的位置，本实施例中，还会对所述当前位置信息进行渲染。

本实施例通过获取物体的当前位置信息，然后在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩，最后对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染，由于渲染对象是当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图，能够实时渲染物体所处的路面情况，避免消耗资源，由于目标分块地图相比语义地图的数据量较小，出现延迟和卡顿的概率也较小。

如图2所示，基于第一实施例提出本发明地图渲染方法第二实施例，本实施例中，步骤S20中，包括：

S21：在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图进行数据格式转换，获得格式转换后的目标分块地图。

对于语义地图而言，通常对每条路的每个像素点之间都会对应一个比较小的间距，比如0.5m到1m之间。这样会导致一条10公里的路面，会有多于10000个点，从而导致网络传输的压力。为了降低网络传输的压力，本实施例中，由于分块地图通常是double格式，故而，可将分块地图从double转成uint16。由于直接转换会损失非常多的精度，本实施例中，可通过下式对所述目标分块地图进行数据格式转换，

real_pos＝row*512+col*512+pos/100

由于uint16的范围是[0-65536]，除以100以后，可以保证其仍在512的范围内，并且由于uint的编码大小是double的1/4，从而直接省去8倍的空间。

S22：根据路面曲率对格式转换后的目标分块地图的路面数据进行分段。

S23：将分段后的路面数据通过曲线进行表征，以获得分段压缩后的目标分块地图。

需要说明的是，对于分段后的路面数据而言，有的路面数据的长度过短，并不适合用曲线进行表征，而有的路面的长度符合要求，故而，在对分段后的路面数据进行表征时，需要进行判断，本实施例中，可先对分段后的路面数据进行遍历，然后判断遍历到的当前分段的路面数据是否具有预设长度，在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，将所述目标分块地图中所述当前分段的路面数据通过曲线进行表征，在对分段后的路面数据遍历结束后，将通过曲线表征的目标分块地图作为分段压缩后的目标分块地图。

当然，在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，保持所述当前分段的路面数据的格式。

也就是说，假设所述当前分段的路面数据的原有格式为格式1，此时，在所述当前分段的路面数据大于等于预设长度时，可将所述目标分块地图中所述当前分段的路面数据通过格式2进行表征，换而言之，即通过曲线进行表征，当然，在所述当前分段的路面数据小于预设长度时，保持所述当前分段的路面数据的格式，即所述当前分段的路面数据仍然采用格式1进行表征。

为保证数据的压缩效果，本实施例中，在将所述当前分段的路面数据通过曲线进行表征时，可获取所述当前分段的路面数据的起点、终点、路面长度、曲率以及曲率中心；通过路面数据的起点、终点、路面长度、曲率以及曲率中心来表征所述当前分段的路面数据。

为便于获取所述当前分段的路面数据的起点、终点、路面长度、曲率以及曲率中心，本实施例中，可通过spiro曲线或者bezier曲线来获取，为了保证曲线的平滑性，本实施例中，可spiro曲线来获取。

可理解的是，在语义地图中，路面被表示成一系列的像素点，如下[(x0,y0),(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3).......](即上述的格式1)，其中每个像素点之间的距离通常会固定在0.5m到1m之间(通常会根据需求进行设置)。这样的原因主要是能够让物体方便的获取路面信息，而对于渲染，但这种格式导致空间浪费过大。

而通过路面数据的起点、终点、路面长度、曲率以及曲率中心来表征所述当前分段的路面数据时，由于起点、终点和曲率中心通常是按照坐标来进行表征，例如：起点为(x0,y0)，终点为(x1,y1)，曲率中心为(x3,y3)，此时，可通过6个int16进行表示，而路面数据的ID、路面长度和曲率可以采用float进行标识，因此，可将大量可以用一条曲线表示的线只用6个int16以及3个float来表示，从而，可将分块地图的大小压缩了将近50倍。

如图3所示，基于第一实施例提出本发明地图渲染方法第三实施例，本实施例中，步骤S30，包括：

S31：将分段压缩后的目标分块地图转换为路面数据。

S32：基于所述路面数据中的路面长度通过图像处理器根据所述当前位置信息和路面数据进行渲染。

为提高渲染性能，在对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染时，可先将分段压缩后的目标分块地图转换为路面数据，然后基于所述路面数据中的路面长度通过图像处理器根据所述当前位置信息和路面数据进行渲染。

在基于所述路面数据中的路面长度通过图像处理器根据所述当前位置信息和路面数据进行渲染时，可先将所述路面数据中相连路面的路面长度进行相加，然后根据相加结果生成所述路面数据中的路面轮廓，再根据所述路面轮廓通过图像处理器渲染所述当前位置信息和所述路面数据。

具体地，由于图像处理器需要根据路面轮廓渲染所述当前位置信息和所述路面数据时，通常要确定所述路面轮廓中的每段路面需要设置为实线，还是虚线，为了提高渲染效率，本实施例中可通过以下公式来确定所述路面轮廓的每段路面中的待判断点的透明度，

A＝floor(fract(L/T)*C)

其中，A表示待判断点的透明度，L为路面中待判断点与基准点之间的距离长度，T为每段路面的总长度，即虚线加实线的长度，C为每段路面的总长度与每段路面中虚线长度的比值，fract()函数表示取小数点后的数值，例如：(1.15->0.15)，floor()函数表示向下取整(1.2->1)。故而，该函数的含义为针对整条路面中的待判断点(即整条路面中的任意一个点)，判断其是否需要渲染成虚线。

假设待判断点与基准点的距离长度是10.6m，每段路面的长度(实线+虚线)为1m，此时，fract()函数会返回0.6。(即该点在下一段路面中的60％的位置)。假设虚线和实线是3:2，则C＝5/3。此时A＝0.6*5/3＝1，此时正好需要绘制实线。也就是说，如果fract()函数返回值小于0.6，则对应的待判断点需要设置为虚线，而如果fract()函数返回值大于0.6，则对应的待判断点需要设置为实线。此时即可通过A来判断待判断点到底是渲染为实线，还是虚线，提高了渲染效率。

此外，本发明实施例还提出一种地图渲染装置，参照图4，所述地图渲染装置包括：

位置获取模块10，用于获取物体的当前位置信息；

地图查找模块20，用于在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩；

分块渲染模块30，用于对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染。

本实施例通过上述方案，通过获取物体的当前位置信息，然后在语义地图集合中查找所述当前位置信息所处的目标分块地图，并对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩，最后对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染，由于渲染对象是当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图，能够实时渲染物体所处的路面情况，避免消耗资源，由于目标分块地图相比语义地图的数据量较小，出现延迟和卡顿的概率也较小。

需要说明的是，上述装置中的各模块可用于实现上述方法中的各个步骤，同时达到相应的技术效果，本实施例在此不再赘述。

参照图5，图5为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端设备的结构示意图。

如图5所示，该终端设备可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

在具体实现中，所述终端设备为PC机、笔记本电脑或平板电脑等电子设备，本实施例对此不加以限制。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图5所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及地图渲染程序。

在图5所示的终端设备中，网络接口1004主要用于与外部网络进行数据通信；用户接口1003主要用于接收用户的输入指令；所述终端设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的地图渲染程序，并执行以下操作：

获取物体的当前位置信息；

进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的地图渲染程序，还执行以下操作：

通过下式对所述目标分块地图进行数据格式转换，

real_pos＝row*512+col*512+pos/100

对分段后的路面数据进行遍历；

判断遍历到的当前分段的路面数据是否具有预设长度；

将分段压缩后的目标分块地图转换为路面数据；

将所述路面数据中相连路面的路面长度进行相加；

根据相加结果生成所述所述路面数据中的路面轮廓；

A＝floor(fract(L/T)*C)

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有地图渲染程序，所述地图渲染程序被处理器执行时实现如下操作：

获取物体的当前位置信息；

需要说明的是，上述计算机可读存储介质被处理器执行时还可实现上述方法中的各个步骤，同时达到相应的技术效果，本实施例在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

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上述实施例方法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，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种地图渲染方法，其特征在于，所述地图渲染方法包括以下步骤：

获取物体的当前位置信息；

2.如权利要求1所述的地图渲染方法，其特征在于，所述对所述目标分块地图中的路面数据进行分段压缩处理的步骤，包括：

3.如权利要求2所述的地图渲染方法，其特征在于，通过下式对所述目标分块地图进行数据格式转换，

real_pos＝row*512+col*512+pos/100

4.如权利要求3所述的地图渲染方法，其特征在于，所述将分段后的路面数据通过曲线进行表征，以获得分段压缩后的目标分块地图的步骤，包括：

对分段后的路面数据进行遍历；

判断遍历到的当前分段的路面数据是否具有预设长度；

5.如权利要求4所述的地图渲染方法，其特征在于，所述在所述当前分段的路面数据具有预设长度时，将所述目标分块地图中所述当前分段的路面数据通过曲线进行表征的步骤，包括：

6.如权利要求4所述的地图渲染方法，其特征在于，所述判断遍历到的当前分段的路面数据是否具有预设长度的步骤之后，所述地图渲染方法还包括：

7.如权利要求1～6中任一项所述的地图渲染方法，其特征在于，所述对所述当前位置信息和分段压缩后的目标分块地图进行渲染的步骤，包括：

将分段压缩后的目标分块地图转换为路面数据；

8.如权利要求7所述的地图渲染方法，其特征在于，所述基于所述路面数据中的路面长度通过图像处理器根据所述当前位置信息和路面数据进行渲染的步骤，包括：

将所述路面数据中相连路面的路面长度进行相加；

根据相加结果生成所述所述路面数据中的路面轮廓；

9.如权利要求8所述的地图渲染方法，其特征在于，所述根据所述路面轮廓通过图像处理器渲染所述当前位置信息和所述路面数据的步骤，包括：

A＝floor(fract(L/T)*C)

10.一种地图渲染装置，其特征在于，所述地图渲染装置包括：

位置获取模块，用于获取物体的当前位置信息；

11.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的地图渲染程序，所述地图渲染程序配置为实现如权利要求1至9中任一项所述的地图渲染方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有地图渲染程序，所述地图渲染程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的地图渲染方法的步骤。