CN114385651A - 一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其包括以下步骤：S1：根据固定位置、大小的空间网格来构建瓦片；S2：在瓦片空间内对比旧和新两个版本的高精度地图中基于Frenet坐标系地图数据，并提取增量更新包；S3：根据选定瓦片内的差异内容更新旧版本地图数据。充分利用Frenet坐标系特性，实现了基于Frenet坐标系的高精度地图的地图差异精准提取，精准更新。为基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新提供解决方案。大大减少地图更新时间以及更新包大小，提高更新效率，降低地图更新成本，一定程度上加快了自动驾驶化进程。

Description

一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置

技术领域

本发明涉及高精度地图制作技术领域，具体涉及一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置。

背景技术

高精度电子地图主要服务于自动驾驶车辆。而在自动驾驶领域，相比于笛卡尔坐标系，基于Frenet坐标系可以明显简化轨迹规划问题，因为车辆行驶中，总能找到道路参考线，对应的纵向、横向的速度，加速度等信息的计算也更加简单。在车辆行驶过程中的车道保持和换道过程都具有很强的实用性。但是在Frenet坐标系是基于参考线横向距离和纵向距离来描述参考线周边任意位置。在对应的地图更新过程中如果道路其中某一段发生变化，往往需要更新当前道路整条道路全部信息。

发明内容

本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置。

根据本发明的第一方面，提供了一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其包括以下步骤：

S1：根据固定位置、大小的空间网格来构建瓦片；

S2：在瓦片空间内对比旧和新两个版本的高精度地图中基于Frenet坐标系地图数据，并提取增量更新包；

S3：根据选定瓦片内的差异内容更新旧版本地图数据。

基于本发明的上述技术方案，还可以作出以下改进：

可选的，所述步骤S1包括：

S11：获取地图数据的地理空间几何形状位置信息；

S12：在地图范围及周边分隔若干个固定位置、大小的矩形空间网格，该矩形空间网格即瓦片；

S13：为每个瓦片设置固定ID。

可选的，所述步骤S2包括：

S21：逐个瓦片提取旧和新两个版本的高精度地图中与当前瓦片范围相交的道路合集RS1，RS2；

S22：根据RS1，RS2合集中每条道路参考线与当前瓦片相交情况，根据参考线方向，记参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2，同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2，记参考线长度为length；

S23：截取RS1，RS2两个合集中每个道路参考线s1到s2范围的数据内容；

S24：根据步骤S23得到瓦片内新旧地图信息，按道路ID进行对比，将：

A2：旧数据中存在该参考线，新数据不存在该参考线，记为删除：；

B2：旧数据中不存在该参考线，新数据存在该参考线，记为新增；

C2：旧、新数据中都存在该参考线，但其关联的地图信息存在差异，记为更新；

D2：旧、新数据中都存在该参考线，且其关联的地图信息无差异，不记录；

然后，再将每个瓦片内提取的差异信息打包成增量更新包，完成地图差异提取。

可选的，所述步骤S22包含以下情况：

A1：P1、P2在瓦片范围内，即s1＝0，s2＝length；

B1：P1在瓦片范围内，P2在瓦片边界，即s1＝0，s1＜s2＜＝length；

C1：P1在瓦片边界，P2在瓦片范围内，即s1＞＝0，s1＜s2＝length；

D1：P1在瓦片边界，P2在瓦片边界，即s1＞＝0，s1＜s2＜＝length；

其中，步骤S23中针对情况C1、D1的参考线，将截取数据内容相关的纵向坐标△s与P1点做相对偏移，所述△s＝s2－s1。

可选的，所述步骤S3包括：

S31：将步骤S2中获取的增量更新包，再推送到需要更新地图的终端；

S32：在终端解析增量更新包，并根据步骤S1中瓦片空间位置信息，在终端地图中添加新增地图，移出删除地图内容；

S33：对于当前瓦片需要更新的地图内容，首先根据需要更新参考线方向，记参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2。同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2。截取需要更新参考线s1到s2范围地图信息，根据更新内容更新s1到s2范围内变化内容；

S34：如果步骤S33中当前瓦片内需要更新的参考线空间几何形状发生变化，则根据实际情况调整s2之后范围内的地图数据的纵向坐标，并刷新参考长度。

本发明提供的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置。充分利用Frenet坐标系特性，实现了基于Frenet坐标系的高精度地图的地图差异精准提取，精准更新。为基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新提供解决方案。大大减少地图更新时间以及更新包大小，提高更新效率，降低地图更新成本，一定程度上加快了自动驾驶化进程。

附图说明

图1为本发明实施例的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置的流程图。

图2为本发明实施例的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置的瓦片空间范围示意图。

图3为本发明实施例的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置的瓦片与参考线相对关系示意图。

图4为本发明实施例的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置的差异信息示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1为本发明实施例提供的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置的流程图，如图1所示，提供了一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其包括以下步骤：

S1：根据固定位置、大小的空间网格来构建瓦片；

S2：在瓦片空间内对比旧和新两个版本的高精度地图中基于Frenet坐标系地图数据，并提取增量更新包；

S3：根据选定瓦片内的差异内容更新旧版本地图数据。

可以理解的是，实施例中将瓦片定义为tile，在本实施例中，Frenet坐标系对应的道路参考线，由一段或多段光滑连续公式化曲线构成。根据地图地理空间范围，以特定规则构建大小一致的空间网格，比如固定经纬度间隔等，如图2所示。在瓦片空间内对比两个版本地图的数据，提取其中具有差异的内容，然后根据特定外片内的差异内容更新旧版本地图。充分利用Frenet坐标系特性，实现了基于Frenet坐标系的高精度地图的地图差异精准提取，精准更新。为基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新提供解决方案。大大减少地图更新时间以及更新包大小，提高更新效率，降低地图更新成本，一定程度上加快了自动驾驶化进程。

在一种可能的实施例方式中，所述步骤S1包括：

S11：获取地图数据的地理空间几何形状位置信息；

S12：在地图范围及周边分隔若干个固定位置、大小的矩形空间网格(瓦片)；

S13：为每个瓦片设置固定ID。

在一种可能的实施例方式中，所述步骤S2包括：

S21：逐个瓦片提取旧和新两个版本的高精度地图中与当前瓦片范围相交的道路合集RS1，RS2；

S22：根据RS1，RS2合集中每条道路参考线与当前瓦片相交情况，根据参考线方向，记参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2，同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2，记参考线长度为length；

S23：截取RS1，RS2两个合集中每个道路参考线s1到s2范围的数据内容；

S24：根据步骤S23得到瓦片内新旧地图信息，按道路ID进行对比，将：

A2：旧数据中存在该参考线，新数据不存在该参考线，记为删除：；

B2：旧数据中不存在该参考线，新数据存在该参考线，记为新增；

C2：旧、新数据中都存在该参考线，但其关联的地图信息存在差异，记为更新；

D2：旧、新数据中都存在该参考线，且其关联的地图信息无差异，不记录；

然后，再将每个瓦片内提取的差异信息打包成增量更新包，完成地图差异提取。

在一种可能的实施例方式中，所述步骤S22包含以下情况：

A1：P1、P2在瓦片范围内，即s1＝0，s2＝length；

B1：P1在瓦片范围内，P2在瓦片边界，即s1＝0，s1＜s2＜＝length；

C1：P1在瓦片边界，P2在瓦片范围内，即s1＞＝0，s1＜s2＝length；

D1：P1在瓦片边界，P2在瓦片边界，即s1＞＝0，s1＜s2＜＝length；

其中，步骤S23中针对情况C1、D1的参考线，将截取数据内容相关的纵向坐标△s与P1点做相对偏移，所述△s＝s2－s1。

在一种可能的实施例方式中，所述步骤S3包括：

S31：将步骤S2中获取的增量更新包，再推送到需要更新地图的终端；

S32：在终端解析增量更新包，并根据步骤S1中瓦片空间位置信息，在终端地图中添加新增地图，移出删除地图内容；

S33：对于当前瓦片需要更新的地图内容，首先根据需要更新参考线方向，记参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2。同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2。截取需要更新参考线s1到s2范围地图信息，根据更新内容更新s1到s2范围内变化内容；

S34：如果步骤S33中当前瓦片内需要更新的参考线空间几何形状发生变化，则根据实际情况调整s2之后范围内的地图数据的纵向坐标，并刷新参考长度。

具体的，如图1所示，如图1所示：

首先构建瓦片(tile)

1.1)通过获取地图数据的地理空间几何形状位置信息。

1.2)根据地图地理空间范围，以特定规则构建大小一致的空间网格，比如固定经纬度间隔等，参考图2。

1.3)为每个瓦片设置固定且唯一的ID。

2.tile内提取增量更新包

2.1)提取旧和新两版本的高精度地图中与当前瓦片范围相交的道路参考在当前瓦片范围内部分；

2.2)对比同ID参考线，对详细技术方案2.2所述情况3、4进行相对偏移，如图3所示，新旧两版地图中同一ID的道路参考线虽然在tile2中空间几何形状完全一致。但是由于该参考线在tile1内发生更新。导致在tile2中新旧两版数据中P1所对应的new＿s1和old＿s1值不一致。

此时需要对参考线本身偏移：

假设新版地图中参考线曲线公式为(x，y)＝f1(s)那么在tile2空间范围内参考线公式为(x，y)＝f2(s)＝f1(s+new＿s1)；

假设旧版地图中参考线曲线公式为(x，y)＝f3(s)那么在tile2空间范围内参考线公式为(x，y)＝f4(s)＝f3(s+old＿s1)；

对详细技术方案2.2所述情况1、2，则只需要直接对比公式f1，f3。

通过比较公式f2与f4实现快速对比参考线差异。

2.3)通过实施方式2.2，如果参考线存在差异直接提取整段参考线以及所关联地图内容作为更新内容。如果考线不存在差异，则将整段参考线关联地图内容的纵向坐标进行偏移，例如图3所示Object其frenet坐标为(△s，△t)需要偏移成(△s－s1，△t)。完成偏移后进行新旧版本对比获取差异；

2.4)将数据差异分类，参考图4：

旧数据中存在，新数据不存在，记为删除(delete)；

旧数据中不存在，新数据存在，记为新增(add)；

旧、新数据中都存在，但其地图信息存在差异，记为更新(update)；

再以一定的组合方式将每个瓦片内提取的差异信息打包成增量更新包。完成地图差异提取。

3.使用增量更新包更新旧版本地图数据

1)将增量更新包，再以一定方式推送到需要更新地图的终端；

2)在终端解析增量更新包。并根据步骤1中瓦片空间位置信息，在终端地图中添加新增地图，移除删除地图内容。

3)对于当前瓦片需要更新的地图内容。首先截取参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2。同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2。先判断参考线形状是否需要更新。如果无需更新，截取需要更新参考线s1到s2范围地图信息，根据更新内容更新s1到s2范围内变化内容。如果参考线发生变化线删除s1到s2范数据内容再添加更新内容。再需根据实际情况参考实施方式2.2、2.3调整s2之后范围内的参考线公式，地图数据的纵向坐标并刷新参考长度。

至此终端完成了基于Frenet坐标系的高精度地图的增量更新。

需要说明的是，在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD－ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式计算机或者其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：根据固定位置、大小的空间网格来构建瓦片；

S2：在瓦片空间内对比旧和新两个版本的高精度地图中基于Frenet坐标系地图数据，并提取增量更新包；

S3：根据选定瓦片内的差异内容更新旧版本地图数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11：获取地图数据的地理空间几何形状位置信息；

S12：在地图范围及周边分隔若干个固定位置、大小的矩形空间网格，该矩形空间网格即瓦片；

S13：为每个瓦片设置固定ID。

3.根据权利要求1所述的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其特征在于，所述步骤S2包括：

S21：逐个瓦片提取旧和新两个版本的高精度地图中与当前瓦片范围相交的道路合集RS1，RS2；

S22：根据RS1，RS2合集中每条道路参考线与当前瓦片相交情况，根据参考线方向，记参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2，同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2，记参考线长度为length；

S23：截取RS1，RS2两个合集中每个道路参考线s1到s2范围的数据内容；

S24：根据步骤S23得到瓦片内新旧地图信息，按道路ID进行对比，将：

A2：旧数据中存在该参考线，新数据不存在该参考线，记为删除：；

B2：旧数据中不存在该参考线，新数据存在该参考线，记为新增；

C2：旧、新数据中都存在该参考线，但其关联的地图信息存在差异，记为更新；

D2：旧、新数据中都存在该参考线，且其关联的地图信息无差异，不记录；

然后，再将每个瓦片内提取的差异信息打包成增量更新包，完成地图差异提取。

4.根据权利要求3所述的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其特征在于，所述步骤S22包含以下情况：

A1：P1、P2在瓦片范围内，即s1＝0，s2＝length；

B1：P1在瓦片范围内，P2在瓦片边界，即s1＝0，s1＜s2＜＝length；

C1：P1在瓦片边界，P2在瓦片范围内，即s1＞＝0，s1＜s2＝length；

D1：P1在瓦片边界，P2在瓦片边界，即s1＞＝0，s1＜s2＜＝length；

其中，步骤S23中针对情况C1、D1的参考线，将截取数据内容相关的纵向坐标△s与P1点做相对偏移，所述△s＝s2－s1。

5.根据权利要求1所述的一种基于Frenet坐标系的高精度地图增量更新方法及装置，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31：将步骤S2中获取的增量更新包，再推送到需要更新地图的终端；

S32：在终端解析增量更新包，并根据步骤S1中瓦片空间位置信息，在终端地图中添加新增地图，移出删除地图内容；

S33：对于当前瓦片需要更新的地图内容，首先根据需要更新参考线方向，记参考线在当前瓦片范围内部分的起始点为P1，终止点为P2。同时记P1点距离参考线起点距离为s1，P2点距离参考线起点距离为s2。截取需要更新参考线s1到s2范围地图信息，根据更新内容更新s1到s2范围内变化内容；

S34：如果步骤S33中当前瓦片内需要更新的参考线空间几何形状发生变化，则根据实际情况调整s2之后范围内的地图数据的纵向坐标，并刷新参考长度。

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