CN112697155A

CN112697155A - 车道边线生成的方法和装置

Info

Publication number: CN112697155A
Application number: CN201911013865.0A
Authority: CN
Inventors: 宋凯; 赫桂望; 蔡金华
Original assignee: Beijing Jingdong Qianshi Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingdong Qianshi Technology Co Ltd
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-04-23
Anticipated expiration: 2039-10-23
Also published as: CN112697155B

Abstract

本发明公开了车道边线生成的方法和装置，涉及计算机技术领域。该方法的一具体实施方式包括：获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集；基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。该实施方式能够充分利用车道中线与边线矢量地图的方向性特点，按照道路实际方向生成道路边线，实现精确定位与导航。

Description

车道边线生成的方法和装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种车道边线生成的方法和装置。

背景技术

现有的定位与导航方法一般为根据GPS进行粗定位，之后申请下载周围环境的点云数据。通过实时采集的点云数据与下载得到的预先采集到的环境点云进行匹配，进行精确定位与导航。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

没有充分利用车道中线与边线矢量地图的方向性特点，以及由此衍生得到的约束作用。由于采用扫描激光点云匹配的方法进行定位存在着一定的误差，比如设备差异导致实时采集的数据精度不满足识别和定位条件以及事先采集的三维点云与实时获取的点云数据密度差异较大等，都会对匹配效果产生较大影响从而影响定位与导航效果。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种车道边线生成的方法和装置，能够充分利用车道中线与边线矢量地图的方向性特点，按照道路实际方向生成道路边线，实现精确定位与导航。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车道边线生成的方法，包括：

获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；

根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集；

基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。

可选地，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线，包括：

根据所述中线矢量地图数据确定所述车道的中线的所有中线单元；

根据所述中线单元的法向量生成法向量线段；

根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线。

可选地，所述法向量线段包括：左法向量线段和右法向量线段；根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线，包括：

确定每个所述左法向量线段与所述边线要素候选集的交集，将每个所述左法向量线段对应的交集中距离所述左法向量线段对应的中线单元最近的边线要素构成的集合作为所述左边线要素结果集；依据所述左边线要素结果集生成所述车道的左边线；

确定每个所述右法向量线段与所述边线要素候选集的交集，将每个所述右法向量线段对应的交集中距离所述右法向量线段对应的中线单元最近的边线要素构成的集合作为所述右边线要素结果集；依据所述右边线要素结果集生成所述车道的右边线。

可选地，确定所述车道的中线的所有中线单元之后，还包括：对所述中线单元进行节点加密。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种车道边线生成的装置，包括：

获取单元，获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；

处理单元，根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集；

生成单元，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。

可选地，所述生成单元基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线，包括：

根据所述中线单元的法向量生成法向量线段；

可选地，所述法向量线段包括：左法向量线段和右法向量线段；所述生成单元根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线，包括：

可选地，所述生成单元还用于：确定所述车道的中线的所有中线单元之后，对所述中线单元进行节点加密。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种车道边线生成的电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例第一方面提供的方法。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明实施例第一方面提供的方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：本发明根据中线矢量地图数据与边线矢量地图数据确定边线要素候选集、基于边线要素候选集生成车道的边线，能够充分利用车道中线与边线矢量地图的方向性特点，按照道路实际方向生成道路边线，实现精确定位与导航。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是本发明实施例车道边线生成的方法的主要流程的示意图；

图2是本发明可选实施例中车道边线生成的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例的车道边线生成的装置的主要模块的示意图；

图4是本发明实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；

图5是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种车道边线生成的方法。

图1是本发明实施例车道边线生成的方法的主要流程的示意图，如图1所示，车道边线生成的方法，包括：步骤S101、步骤S102和步骤S103。

步骤S101、获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据。

矢量地图数据是指前进过程采集的前进方向的地图数据。车道的中线是指车道路的几何中心线。中线矢量地图数据是指车道中线的矢量地图数据，例如中线地图的坐标系、中线宽度、中线中各个要素点的坐标等。边线矢量地图数据是指包含车道边缘位置的边线要素(比如路边栏杆、路牙等)，用于确定车道的边缘界限。实际应用过程中，当中线矢量地图数据和边线矢量地图数据不是同一坐标系时，应该将二者转换为相同坐标系。中线矢量地图数据和边线矢量地图数据还应具有相应的拓扑关系，即应当时同一个车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据。

步骤S102、根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集。

以车道的中线为中心，沿着车道宽度方向进行横向扩展得到的区域称为缓冲区。缓冲区的宽度可以根据实际情况进行选择性设定，例如中线矢量地图数据中含有路宽字段，以路宽字段的取值为参考建立缓冲区。

一般来说，大部分或者全部的边线要素包含在缓冲区与边线矢量地图数据之间的交集中。因此，本发明以该交集作为边线要素候选集。

步骤S103、基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。边线要素候选集中含有大量的边线要素，根据边要素分布形成的线条即可确定出车道边线，例如直接以边要素分布形成的线条作为车道边线。

可选地，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线，包括：根据所述中线矢量地图数据确定所述车道的中线的所有中线单元；根据所述中线单元的法向量生成法向量线段；根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线。中线单元是指构成车道中线的单元元素，每个中线单元均为一个线段。实际应用过程中，可以预先设定各个中线单元的线段长度，根据中线矢量地图数据确定车道的中线的所有中线单元时，根据该预先设定的线段长度将中线划分成若干个中线单元。法向量线段的长度赋值可以参考缓冲区的宽度。

可选地，确定所述车道的中线的所有中线单元之后，还包括：对所述中线单元进行节点加密。具体地，将中线单元打散，使线结构变为连续稠密的点集，然后对该点集进行加密处理，例如采用内插法在该点集内加入多个新的点。通过节点加密能够提高确定法向量的准确性，进而提高生成边线的准确性。

法向量具有方向性，可以根据法向量的方向确定车道的左右边线。具体地，所述法向量线段包括：左法向量线段和右法向量线段；根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线，包括：根据所述左法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的左边线要素结果集，依据所述左边线要素结果集生成所述车道的左边线；根据所述右法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的右边线要素结果集，依据所述右边线要素结果集生成所述车道的右边线。采用这种方式确定左右边线，准确定好，速度快。

可选地，根据所述左法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的左边线要素结果集，包括：确定每个所述左法向量线段与所述边线要素候选集的交集，将每个所述左法向量线段对应的交集中距离所述左法向量线段对应的中线单元最近的边线要素构成的集合作为所述左边线要素结果集；根据所述右法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的右边线要素结果集，包括：确定每个所述右法向量线段与所述边线要素候选集的交集，将每个所述右法向量线段对应的交集中距离所述右法向量线段对应的中线单元最近的边线要素构成的集合作为所述右边线要素结果集。

实际应用过程中，当车道边线要素较多时，示例性地，非机动车车道内右侧有行人和自行车通行、非机动车车道右侧有路牙，此时，以距离最近的边线要素作为边线要素结果集进而生成车道边线，能够避免与边线要素发生碰撞，提高定位和导航的安全性和准确性。

图2是本发明可选实施例中车道边线生成的方法的流程示意图。如图2所示，生成车道边线的方法包括：

步骤S201、获取车道的中线矢量地图数据；

步骤S202、获取车道的边线矢量地图数据；

步骤S203、判断中线矢量地图数据与边线矢量地图数据是否是相同的坐标系；若是，则跳转至步骤S205和步骤S208；否则，跳转至步骤S204；

步骤S204、统一坐标系，将中线矢量地图数据与边线矢量地图数据转换为相同坐标系；

步骤S205、遍历中线矢量地图数据获取中线单元；

步骤S206、进行中线单元节点加密；

步骤S207、生成中线单元的法向量线段；

步骤S208、根据中线矢量地图数据建立车道的缓冲区；

步骤S209、搜索缓冲区与边线矢量地图数据的交集，得到边线要素候选集

步骤S210、确定法向量线段与边线要素候选集之间的交集

步骤S211、以交集中距离中线单元最近的边线要素构成的集合作为边线要素结果集

步骤S212、根据法向量线段确定左边线要素结果集和右边线要素结果集

步骤S213、根据左边线要素结果集确定左边线，根据右边线要素结果集确定右边线。

需要说明的是，上述各个步骤之间的顺序仅为示例，实际应用过程中可以根据情况调整各个步骤之间的执行顺序。例如，本例中步骤S205和步骤S208同时执行，实际应用过程中可以先后执行。

本发明根据中线矢量地图数据与边线矢量地图数据确定边线要素候选集、基于边线要素候选集生成车道的边线，能够充分利用车道中线与边线矢量地图的方向性特点，按照道路实际方向生成道路边线。

本发明实施例的方法可以应用于定位和导航领域。例如，为车辆驾驶者或者无人驾车车辆进行定位和导航路线。本发明实施例的方法应用于定位和导航时，具有如下优点：

(1)可以为现有的定位和导航方法增加车道中线和边线约束条件，兼具导航和避障预警作用，提高定位和导航的准确性；

(2)本发明生成车道边线的方法与现有的定位和导航方法之间的耦合性小，对原有定位和导航算法的侵入性小，能够提高定位和导航方法的安全性和鲁棒性；

(3)按照道路实际方向探测区分左右道路边线，有利于优化导航点串生成；

(4)边线与中线数据为矢量图层数据，从数据组织特点上来说，

同样范围的矢量地图数据远远小于点云等其他数据，因此可以提高数据的传输效率；

(5)边线和中线数据均是按照道路实际通行方向进行关联优化，

下发到车端的数据不需要再进行处理，因此可以在约束的同时提高车端数据处理的效率；

(6)应用于导航时可以为车辆驾驶人员生成车道边线并在导航界面中显示，方便车辆驾驶者了解车辆在车道中的位置，提高用户体验。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种实现上述方法的装置。

图3是本发明实施例的车道边线生成的装置的主要模块的示意图。如图3所示，车道边线生成的装置300包括：

获取单元301，获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；

处理单元302，根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集；

生成单元303，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。

根据所述中线单元的法向量生成法向量线段；

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

图4示出了可以应用本发明实施例的车道边线生成的方法或车道边线生成的装置的示例性系统架构400。

如图4所示，系统架构400可以包括终端设备401、402、403，网络404和服务器405。网络404用以在终端设备401、402、403和服务器405之间提供通信链路的介质。网络404可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备401、402、403通过网络404与服务器405交互，以接收或发送消息等。终端设备401、402、403上可以安装有各种通讯客户端应用，例如购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等(仅为示例)。

终端设备401、402、403可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器405可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备401、402、403所浏览的购物类网站提供支持的后台管理服务器(仅为示例)。后台管理服务器可以对接收到的定位或导航请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如定位结果信息、导航结果信息--仅为示例)反馈给终端设备。

需要说明的是，本发明实施例所提供的车道边线生成的方法一般由服务器405执行，相应地，车道边线生成的装置一般设置于服务器405中。

应该理解，图4中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

下面参考图5，其示出了适于用来实现本发明实施例的终端设备的计算机系统500的结构示意图。图5示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，计算机系统500包括中央处理单元(CPU)501，其可以根据存储在只读存储器(ROM)502中的程序或者从存储部分508加载到随机访问存储器(RAM)503中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 503中，还存储有系统500操作所需的各种程序和数据。CPU 501、ROM 502以及RAM 503通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口505也连接至总线504。

以下部件连接至I/O接口505：包括键盘、鼠标等的输入部分506；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分507；包括硬盘等的存储部分508；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分509。通信部分509经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器510也根据需要连接至I/O接口505。可拆卸介质511，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器510上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分508。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分509从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质511被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)501执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括：获取单元，获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；处理单元，根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集；生成单元，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，获取单元还可以被描述为“基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线的单元”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；根据所述中线矢量地图数据建立所述车道的缓冲区，以所述缓冲区与所述边线矢量地图数据之间的交集作为边线要素候选集；基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。

根据本发明实施例的技术方案，本发明根据中线矢量地图数据与边线矢量地图数据确定边线要素候选集、基于边线要素候选集生成车道的边线，能够充分利用车道中线与边线矢量地图的方向性特点，按照道路实际方向生成道路边线，实现精确定位与导航。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims

1.一种车道边线生成的方法，其特征在于，包括：

获取车道的中线矢量地图数据和边线矢量地图数据；

基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线，包括：

根据所述中线单元的法向量生成法向量线段；

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述法向量线段包括：左法向量线段和右法向量线段；根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线，包括：

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述车道的中线的所有中线单元之后，还包括：对所述中线单元进行节点加密。

5.一种车道边线生成的装置，其特征在于，包括：

生成单元，基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述生成单元基于所述边线要素候选集生成所述车道的边线，包括：

根据所述中线单元的法向量生成法向量线段；

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述法向量线段包括：左法向量线段和右法向量线段；所述生成单元根据所有所述法向量线段与所述边线要素候选集之间的交集确定所述车道的边线，包括：

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述生成单元还用于：确定所述车道的中线的所有中线单元之后，对所述中线单元进行节点加密。

9.一种车道边线生成的电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-4中任一所述的方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一所述的方法。