CN114049449A - 一种高精度地图道路层级的计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高精度地图道路层级的计算方法及系统，其方法包括：获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理；根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的切割线；利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的立体交叉点。本发明通过对高精度地图数据的二次处理，计算生成道路之间的立体交叉点，通过立体交叉点表达关联的道路区间之间的层级关系，并提供立体交叉点与对应层级道路的周围地物，为车道在定位信号差的场景提供可靠的地图数据。

Description

一种高精度地图道路层级的计算方法及系统

技术领域

本发明属于高精度电子地图制作领域，具体涉及一种高精度地图道路层级的计算方法及系统。

背景技术

高精度电子地图主要服务于自动驾驶车辆，为自动驾驶车辆提供路段内车道级别规划。在现实中经常出现立交桥场景，该场景中出现道路的空间压盖关系，而车辆在较大范围的立交桥场景中定位信号差且地图数据不能提供高程值，容易误定位。

发明内容

为解决高精度地图中道路的空间压盖关系不准确而导致车辆误定位的问题，在本发明的第一方面提供了一种高精度地图道路层级的计算方法，包括：获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交；根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线；利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点。

在本发明的一些实施例中，所述根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线包括：根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表；根据道路的高程差、覆盖面积或道路面之间的相交关系生成不同的切割线。

进一步的，所述根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表包括：构建空间索引管理器；构建道路区间面和道路面；利用所述空间索引管理器计算道路之间的相交关系。

在本发明的一些实施例中，所述根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点包括：将经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表进行相交求取，生成道路区间与道路相交面之间的关联关系；所述关联关系包括道路面之间的两两相交或多层相交；判断每个道路区间之间的层级关系。

在上述的实施例中，还包括：对每个立体交叉点进行关系检查，确保一个道路区间只关联一个立体交叉点。

在上述的实施例中，所述获取高精度地图的数据集包括：对高精度地图数据进行数据归集，所述数据归集包括：道路级数据归集、车道级数据归集和地物数据归集。

本发明的第二方面，提供了一种高精度地图道路层级的计算系统，包括：获取模块，用于获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交；生成模块，用于根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线；切割模块，用于利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；确定模块，用于根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点。

进一步的，所述生成模块包括构建单元和生成单元，所述构建单元，用于根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表；所述生成单元，用于根据道路的高程差、覆盖面积或道路面之间的相交关系生成不同的切割线。

本发明的第三方面，提供了一种电子设备，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在第一方面提供的高精度地图道路层级的计算方法。

本发明的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明在第一方面提供的高精度地图道路层级的计算方法。

本发明的有益效果是：

1.本发明提供一种有压盖关系的道路层级计算方法，为高精度地图数据提供道路间的相对层级关系，从而表征了道路的上下层级，为自动驾驶的立交定位提供数据支撑；

2.本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种高精度地图数据道路层级计算方法、系统及装置，实现立交桥等压盖场景的车辆定位，用以提升高精度地图对自动驾驶的定位功能的支持与适配；

3.本发明中通过对高精度地图数据的二次处理，计算生成道路之间的层级关系(立体交叉点)，通过立体交叉点表达关联的道路区间之间的层级关系，并提供立体交叉点与对应层级道路的周围地物，为车道在定位信号差的场景提供可靠的地图数据。

附图说明

图1为本发明的一些实施例中的高精度地图道路层级的计算方法的基本流程示意图；

图2为本发明的一些实施例中的高精度地图道路层级的计算方法的具体流程示意图；

图3本发明的一些实施例中的立体交叉点与车道中心线、车道边线的效果示意图；

图4本发明的一些实施例中的高精度地图道路层级的计算系统的结构示意图；

图5为本发明的一些实施例中的高精度地图道路层级的计算系统的具体结构示意图；

图6为本发明的一些实施例中的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

参考图1与图2，在本发明的第一方面，提供了一种高精度地图道路层级的计算方法，包括：S100.获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交；S200.根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线；S300.利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；S400.根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点。

可以理解，本发明中的高精度地图包括道路级数据、车道级数据和地物数据归集。道路级别的数据，比如道路形状、坡度、曲率、铺设、方向等；车道属性包括车道线类型、车道宽度等的数据；地物数据诸如高架物体、防护栏、树、道路边缘类型、路边地标等大量目标数据，其精度至少达到20cm。自立交曲线是指曲线在空间上不相交，但是在平面投影上是相交的。

为了保证高精度地图经过归集后的数据集中的曲线易于处理，将曲线与曲线之间的关系控制在平面内，在本发明的一些实施例的步骤S100中，所述获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交具体包括：S101.检测数据中的自立交曲线。投影到平面后自相交的曲线均需要进行计算；S102.生成自立交曲线切割线。按照曲线的矢量化方向，依次找到交点，并在合适的位置生成切割线，保证切割后的曲线是简单曲线；S103.切割道路。根据S102中的切割线，按照道路矢量化方向，切割数据。

为了更好处理道路之间的平面相交关系，便于计算，需要对道路面进行适当切割或分割，在本发明的一些实施例的步骤S200中，所述根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线包括：S201.根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表；S202.根据道路的高程差、覆盖面积或道路面之间的相交关系生成不同的切割线。

进一步的，在步骤S201中，所述根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表包括：

S2011.构建空间索引管理器，使用道路中心线的形点，按照网格划分法将道路中心线关联的各子网格。

S2012.构建道路区间面和道路面：利用道路区间的车道边线构建道路区间的最大外轮廓面。根据道路关联的道路区间的道路区间面，按照矢量化方向，得到道路面。

S2013.利用所述空间索引管理器计算道路之间的相交关系，其中相交关系有如下要求：满足一定的高程差；满足一定的覆盖面积。

在本发明的一些实施例的步骤的S300中，利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割具体包括：

S301.根据道路面之间的相交关系，解析不同的场景，生成道路的切割线。其中道路面之间的相交面可能出现多种情况，需要具体分析。一般而言，道路相交面是一个简单的面对象，但是可能存在多个面对象的集合。

S302.注意切割线的生成以相交面在道路中心线上的最近最远投影点，生成两条垂直道路行驶方向的切割线，并记录。

S303.将道路中心线关联的道路区间进行切割。这里的切割是为了保证切割后的道路区间尽可能只关联一个道路相交面。更新数据集DATASET1。

在本发明的一些实施例的步骤的S400中，所述根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点包括：

S401.将经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表进行相交求取，生成道路区间与道路相交面之间的关联关系；所述关联关系包括道路面之间的两两相交或多层相交；

S402.判断每个道路区间之间的层级关系。

可以理解，道路面与道路面是两两相交的，但是对于多层立交，这里可能有多层相交的场景。需要针对道路相交面进行一次处理，把道路相交面之间有相交关系的场景，抽取出来构建多层立交。

在上述的实施例中，还包括：S500.对每个立体交叉点进行关系检查，确保一个道路区间只关联一个立体交叉点。立体交叉点具有属性：关联的道路向量，所属道路层级，组关系。其中组关系是指同一个压盖关系中的各层级的立体交叉点的关系。

具体地，在步骤S500中，对每个立体交叉点进行关系检查包括：

S501.对于不满足要求的道路区间和立体交叉点，找到与之关联的所有道路区间和立体交叉点。

S502.根据立体交叉点之间的层级关系，重新构建新的立体交叉点。

S503.建立新的立体交叉点与道路区间的关联关系。

最后，对立体交叉点进行地物关联，具体包括：1)获取立体交叉点与关联道路区间，根据道路区间，获取关联地物。2)根据拓扑，前向和反向搜索一定阈值范围内的道路区间。获取关联地物。其中过滤掉不同层级的道路区间。3)根据地物与立体交叉点的距离，找到一定数量的最近的地物建立关联。

示意性地，图3示出了利用上述高精度地图道路层级的计算方法生成的立体交叉点。从图中可以看出：经过分割后的立体交叉点更精确地表达了道路之间的相对层级关系，为后续的自动驾驶提供有力的数据支撑。

在上述的实施例中，所述获取高精度地图的数据集包括：对高精度地图数据进行数据归集，所述数据归集包括：道路级数据归集、车道级数据归集和地物数据归集。

实施例2

参考图4，本发明的第二方面，提供了一种高精度地图道路层级的计算系统1，包括：获取模块11，用于获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交；生成模块12，用于根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线；切割模块13，用于利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；确定模块14，用于根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点。

进一步的，所述生成模块12包括构建单元和生成单元，所述构建单元，用于根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表；所述生成单元，用于根据道路的高程差、覆盖面积或道路面之间的相交关系生成不同的切割线。

参考图5，在一个实施例中，一种高精度地图道路层级的计算系统1包括：高精度数据预处理模块，用于从高精度地图数据中归集道路区间信息；自立交处理模块，用于对高精度数据中的自立交曲线进行切割，保证曲线的简单化。空间索引管理模块：对数据中的道路形状数据进行管理，用于高效索引计算。切割线生成模块：构建道路面与道路区间面，求取数据集中道路的相交关系，并生成切割线；道路切割模块：根据切割线切割道路，按照数据归约进行管理和计算；立交关系总和模块：根据切割后的道路区间面与道路相交面的关系，构建立体交叉关系，并对关系进行综合归集，生成多层立体交叉关系；立体交叉点质检模块：对生成的立体交叉点进行质检，检查立体交叉点与道路区间的关联关系，保证一个道路区间只有一个立体交叉点与之关联。立体交叉点地物关联模块：对最终的立体交叉点计算与之关联的一定阈值内的同层级离散地物。

实施例3

参考图6，本发明的第三方面，提供了一种电子设备，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在第一方面的方法。

电子设备500可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)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装置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RAM503中，还存储有电子设备500操作所需的各种程序和数据。处理装置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。

通常以下装置可以连接至I/O接口505：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置506；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置507；包括例如硬盘等的存储装置508；以及通信装置509。通信装置509可以允许电子设备500与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备500，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。图6中示出的每个方框可以代表一个装置，也可以根据需要代表多个装置。

特别地，根据本公开的实施例，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装置509从网络上被下载和安装，或者从存储装置508被安装，或者从ROM502被安装。在该计算机程序被处理装置501执行时，执行本公开的实施例的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本公开的实施例所描述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。在本公开的实施例中，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。而在本公开的实施例中，计算机可读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，该计算机可读信号介质可以发送、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：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个计算机程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的实施例的操作的计算机程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++、Python，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、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，该模块、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，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高精度地图道路层级的计算方法，其特征在于，包括：

获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交；

根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线；

利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；

根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点。

2.根据权利要求1所述的高精度地图道路层级的计算方法，其特征在于，所述根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线包括：

根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表；

根据道路的高程差、覆盖面积或道路面之间的相交关系生成不同的切割线。

3.根据权利要求2所述的高精度地图道路层级的计算方法，其特征在于，所述根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表包括：

构建空间索引管理器；

构建道路区间面和道路面；

利用所述空间索引管理器计算道路之间的相交关系。

4.根据权利要求1所述的高精度地图道路层级的计算方法，其特征在于，所述根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点包括：

将经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表进行相交求取，生成道路区间与道路相交面之间的关联关系；所述关联关系包括道路面之间的两两相交或多层相交；

判断每个道路区间之间的层级关系。

5.根据权利要求1所述的高精度地图道路层级的计算方法，其特征在于，还包括：对每个立体交叉点进行关系检查，确保一个道路区间只关联一个立体交叉点。

6.根据权利要求1至5任一项所述的高精度地图道路层级的计算方法，其特征在于，所述获取高精度地图的数据集包括：对高精度地图数据进行数据归集，所述数据归集包括：道路级数据归集、车道级数据归集和地物数据归集。

7.一种高精度地图道路层级的计算系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取高精度地图的数据集，并对其进行自立交曲线处理，确保数据集中的每一条曲线在大地平面的投影面上不相交；

生成模块，用于根据所述数据集中的道路中心线构建道路相交面关系表，并根据其生成道路的一个或多个切割线；

切割模块，用于利用所述切割线对每条道路中心线关联的道路区间进行切割；

确定模块，用于根据经切割线处理后的数据集与道路相交面关系表，确定所述数据集中的表征道路的层级和压盖关系的一个或多个立体交叉点。

8.根据权利要求7所述的高精度地图道路层级的计算系统，其特征在于，所述生成模块包括构建单元和生成单元，

所述构建单元，用于根据所述数据集中的道路中心线之间的相交关系构建道路相交面关系表；

所述生成单元，用于根据道路的高程差、覆盖面积或道路面之间的相交关系生成不同的切割线。

9.一种电子设备，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如权利要求1至6任一项所述的高精度地图道路层级的计算方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的高精度地图道路层级的计算方法。

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