CN113538950B - 一种用于avp场景的停车场导航路网生成方法 - Google Patents

一种用于avp场景的停车场导航路网生成方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于停车场路网构建技术领域，公开了一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，包括步骤：获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据；根据所述停车场语义地图数据和建图轨迹数据生成停车场路网骨架节点；在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息；建立路网中所有的所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点间的可通行路径，生成同时具有拓扑连接和空间信息的路网地图。本发明利用构建的语义地图和相应的输入传感器数据实现低成本、自动化、以及快速的道路拓扑路网生成。

Description

一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法
技术领域
本发明属于停车场路网构建技术领域，具体涉及一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法。
背景技术
自主导航是自动泊车(AVP)场景下的核心需求之一，而实现导航功能需要车辆具有定位能力以及获得AVP工作场景的导航地图，高精地图是目前自动驾驶领域最常用的地图形式。用于车辆导航的常用的地图主要包括栅格地图和拓扑地图两种模式，具体生成和采用哪种模式和车辆本身的传感器配置以及具体的客户需求相关。
路网(road network)指的是在一定区域内，由各种道路组成的相互联络、交织成网状分布的网络。通常情况下的路网制作可以基于激光雷达、基于[深度]摄像头、基于遥感图像，或基于室内建筑设计图进行。然而，激光雷达暂未大规模安装，且成本较高，基于遥感图像利用卫星成像，因而仅适用于室外空旷场景，基于室内建筑设计图需要大量的人力时间进行绘制调整，效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，以解决现有的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，包括步骤：
获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据；
根据所述停车场语义地图数据和建图轨迹数据生成停车场路网骨架节点；
在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息；
建立路网中所有的所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点间的可通行路径，生成同时具有拓扑连接和空间信息的路网地图。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，在所述的获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据之前包括步骤：
通过车辆前视、环视摄像头获取停车场图像；
通过检测模型和分割模型对所述停车场图像进行处理，计算得到所述停车场图像对应的停车场语义地图数据；
根据所述停车场语义地图数据生成停车场语义地图和平面投影图像。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，在所述的根据所述停车场语义地图数据生成停车场语义地图和平面投影图像之后包括步骤：
对所述停车场语义地图及其相应的平面投影图像进行图像形态学和特征检测处理来完善路网节点生成并进行有效性验证。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，在所述的在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
对路网特殊位置的路径连接进行光滑优化。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，在所述的在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
判断所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是否与障碍物相交；
当所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径与障碍物相交时，判定所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径为无效节点及无效路径并将其删除。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，在所述的在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
判断生成的停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是否偏离最优行驶路线；
当生成的停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是偏离最优行驶路线时，判定所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径为无效节点及无效路径并将其删除。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，所述障碍物包括停车位、车道线、立柱、减速带和道路标。
作为本发明一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法优选地，所述路网的特殊位置包括弯道、交叉口。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明利用构建的语义地图和相应的输入传感器数据实现低成本、自动化、以及快速的道路拓扑路网生成。
附图说明
图1为本发明的流程图之一；
图2为本发明的流程图之二；
图3为本发明的流程图之三；
图4为本发明的流程图之四；
图5为本发明的流程图之五；
图6为本发明的流程图之六；
图7为本发明的流程图之七。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明提供如下技术方案：一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，包括步骤：
S100获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据；
S200根据所述停车场语义地图数据和建图轨迹数据生成停车场路网骨架节点；
S300在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息；
S400建立路网中所有的所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点间的可通行路径，生成同时具有拓扑连接和空间信息的路网地图。
本实施例中，具体地路网主节点提取生成自动构建道路路网拓扑结构需要首先生成网络的骨架节点，节点选择的好坏确定了最终路网的质量，利用输入的停车场语义地图数据(停车位、车道线等)和采集该语义地图的建图归轨迹数据，可自动生成大部分停车场道路的交口点等骨架节点信息。
上一步中提取了整个路网的核心骨架节点，为了用于车辆的导航控制，在弯曲道路等位置处需要增加更多的辅助路网节点以维持路网的空间结构信息，并进一步建立路网中所有节点间的可通行路径连接最终生成同时具有拓扑连接和空间信息的路网地图。
请参阅图2所示，具体地，在所述的S100获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据之前包括步骤：
S10通过车辆前视、环视摄像头获取停车场图像；
S20通过检测模型和分割模型对所述停车场图像进行处理，计算得到所述停车场图像对应的停车场语义地图数据；
S30根据所述停车场语义地图数据生成停车场语义地图和平面投影图像。
值得说明的是，现代的汽车中一般都装有环视、前视摄像头，可以在停车场行进过程中通过检测和分割模型提供各种语义信息，包括但不局限于停车位、车道线、立柱、减速带、道路标志等，这些语义信息以及其生成的平面投影图像就可以用于辅助对路网节点及连接网络的生成。因此，考虑到对停车场的语义地图构建和路网拓扑有很强的关系，可以应用基于地图采集过程中的路径信息和相应的语义地图(停车位、车道线等)来自动化对所覆盖区域的路网进行构建。
请参阅图3所示，具体地，在所述的S30根据所述停车场语义地图数据生成停车场语义地图和平面投影图像之后包括步骤：
S301对所述停车场语义地图及其相应的平面投影图像进行图像形态学和特征检测处理来完善路网节点生成并进行有效性验证。
本实施例中，进一步对语义地图及其相应的平面投影图像进行图像形态学和特征检测相关的技术等来完善路网节点生成并进行有效性验证。
请参阅图4所示，具体地，在所述的S300在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
S310对路网特殊位置的路径连接进行光滑优化。
本实施例中，自动生成的路网连接在道路转弯处或道路交口处等位置会具有较大的路径不光滑性，使得车辆的规划控制等输出较大的控制量从而影响用户体验，甚至不能产生可行的控制输入。为提升乘坐体验，在这些位置处的连接路径应尽可能具有光滑连续的性质，此步骤基于指标调整和优化上一步中输出的路网在转弯处与交口处的路径连接。
本实施例中，路网转弯处与交口处路径连接优化包括：
S1根据道路宽度或预定义参数确定入口道路转弯起始点位置。
S2根据道路宽度或预定义参数确定出口道路转弯结束位置。
S3圆弧拟合或其它多项式曲线拟合出入口位置并保证连接点的光滑性。
S4校验该生成交口连接路径的在地图上的有效性和可操作性。
请参阅图5所示，具体地，在所述的S300在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
S320判断所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是否与障碍物相交；
S321当所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径与障碍物相交时，判定所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径为无效节点及无效路径并将其删除。
本实施例中，自动生成的路网主/辅助节点和相应的路网连接路径可能会与场景中的障碍物、停车位等相交从而无效，因而当所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径与障碍物相交时，删除无效的节点或连接路径。
请参阅图6所示，具体地，在所述的S300在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
S330判断生成的停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是否偏离最优行驶路线；
S331当生成的停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是偏离最优行驶路线时，判定所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径为无效节点及无效路径并将其删除。
本实施例中，生成的节点或连接路径过于偏离最优行驶路线而太靠近墙壁、停车位、或其它障碍物时，基于最大化到障碍物的距离和有效转弯半径等指标来进一步评估校验生成的质量以删除无效的节点或连接路径等。
具体地，所述障碍物包括停车位、车道线、立柱、减速带和道路标。
具体地，所述路网的特殊位置包括弯道、交叉口。
请参阅图7所示，本发明的另一个实施例，包括：
路网主节点提取生成：
自动构建道路路网拓扑结构需要首先生成网络的骨架节点，节点选择的好坏确定了最终路网的质量，利用输入的停车场语义地图数据(停车位、车道线等)和采集该语义地图的建图归轨迹数据，可自动生成大部分停车场道路的交口点等骨架节点信息，进一步对语义地图及其相应的平面投影图像进行图像形态学和特征检测相关的技术等来完善路网节点生成并进行有效性验证。
路网辅助节点生成&网络节点连接路径生成：
上一步中提取了整个路网的核心骨架节点，为了用于车辆的导航控制，在弯曲道路等位置处需要增加更多的辅助路网节点以维持路网的空间结构信息，并进一步建立路网中所有节点间的可通行路径连接最终生成同时具有拓扑连接和空间信息的路网地图。
路网转弯处与交口处路径连接优化：
上一步中自动生成的路网连接在道路转弯处或道路交口处等位置会具有较大的路径不光滑性，使得车辆的规划控制等输出较大的控制量从而影响用户体验，甚至不能产生可行的控制输入。为提升乘坐体验，在这些位置处的连接路径应尽可能具有光滑连续的性质，此步骤基于指标调整和优化上一步中输出的路网在转弯处与交口处的路径连接。
主/辅助节点拓扑与路网路径有效性校验：
自动生成的路网主/辅助节点和相应的路网连接路径可能会与场景中的障碍物、停车位等相交从而无效，又或是生成的节点或连接路径过于偏离最优行驶路线而太靠近墙壁、停车位、或其它障碍物，应基于最大化到障碍物的距离和有效转弯半径等指标来进一步评估校验生成的质量以删除无效的节点或连接路径等。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，包括步骤：
获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据；
根据所述停车场语义地图数据和建图轨迹数据生成停车场路网骨架节点；
在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息；
建立路网中所有的所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点间的可通行路径，生成同时具有拓扑连接和空间信息的路网地图；
判断生成的停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是否偏离最优行驶路线；
当生成的停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是偏离最优行驶路线时，判定所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径为无效节点及无效路径并将其删除。
2.根据权利要求1所述的一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，在所述的获取停车场语义地图数据，采集停车场语义地图的建图轨迹数据之前包括步骤：
通过车辆前视、环视摄像头获取停车场图像；
通过检测模型和分割模型对所述停车场图像进行处理，计算得到所述停车场图像对应的停车场语义地图数据；
根据所述停车场语义地图数据生成停车场语义地图和平面投影图像。
3.根据权利要求2所述的一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，在所述的根据所述停车场语义地图数据生成停车场语义地图和平面投影图像之后包括步骤：
对所述停车场语义地图及其相应的平面投影图像进行图像形态学和特征检测处理来完善路网节点生成并进行有效性验证。
4.根据权利要求1所述的一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，在所述的在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
对路网特殊位置的路径连接进行光滑优化。
5.根据权利要求1所述的一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，在所述的在路网的特殊位置处增加停车场路网辅助节点以维持路网的空间结构信息之后包括步骤：
判断所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径是否与障碍物相交；
当所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径与障碍物相交时，判定所述停车场路网骨架节点和停车场路网辅助节点以及相应的路网连接路径为无效节点及无效路径并将其删除。
6.根据权利要求5所述的一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，所述障碍物包括停车位、车道线、立柱、减速带和道路标。
7.根据权利要求6所述的一种用于AVP场景的停车场导航路网生成方法，其特征在于，所述路网的特殊位置包括弯道、交叉口。
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