CN114440902A - 一种构建高程地图的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本说明书公开了一种构建高程地图的方法及装置，并具体公开了，获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集该点云数据时至少一个采集设备的定位信息，而后，针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层，若存在，针对每个轨迹高度层，根据至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，以构建该地理区域的高程地图。这样生成的高程地图中可以清楚地记录多层上下交叠的道路的道路高度，进而可以更好地辅助无人设备行驶。

Description

一种构建高程地图的方法及装置
技术领域
本说明书涉及无人驾驶技术领域，尤其涉及一种构建高程地图的方法及装置。
背景技术
无人设备实现自动驾驶时，将依赖于预先构建出的自动驾驶地图进行决策行驶。其中，该自动驾驶地图包括多个种类的地图，不同种类的地图记录不同的信息。如自动驾驶地图的高精度地图中将记录有该地图所覆盖区域内的各条道路上的各道路元素(如，车道线、信号灯等)的语义信息，自动驾驶地图的高程地图中记录有该地图所覆盖区域内的各条道路的道路高度，自动驾驶地图的激光雷达地图中将记录有针对该地图所覆盖区域内的各条道路采集的点云数据。
现有技术中，上述高程地图中，针对一个水平位置点，通常仅会记录一个高度信息，这样当出现高架桥、立交桥等存在交叠的多层道路时，高程地图中将无法准确表示出每条道路的空间高度信息。
因此，如何在高程地图中有效地表现出存在交叠的多层道路的高度信息是亟待解决的问题。
发明内容
本说明书提供一种构建高程地图的方法及装置，以部分地解决现有技术存在的上述问题。
本说明书采用下述技术方案：
本说明书提供了一种构建高程地图方法，包括：
获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集所述点云数据时所述至少一个采集设备的定位信息；
针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层；
若存在，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图；
根据所述至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
可选地，针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度，具体包括：
针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，对所述至少一个采集设备在该地理区域内所产生的轨迹点进行聚类；
通过聚类得到的轨迹点簇对应的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度。
可选地，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
确定预先针对该地理区域所划分出的各栅格区域；
针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域；
根据归属于所述目标栅格区域内的点云数据，生成该目标栅格区域对应道路的高程地图。
可选地，针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域，具体包括：
从所述各栅格区域中确定覆盖不同轨迹高度层的栅格区域，作为基础栅格区域；
针对每个轨迹高度层，向所述基础栅格区域周围的栅格区域延伸，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域。
可选地，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
从所述至少一个采集设备在该轨迹高度所对应的轨迹上采集的点云数据中，识别出位于地面上的点云点，作为地面点云点；
根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
可选地，根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点；
根据所述目标地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
可选地，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点，具体包括：
针对每个地面点云点，确定所述至少一个采集设备上安装的激光雷达采集到该地面点云点时，该地面点云点与所述激光雷达之间的距离；
根据该地面点云点与所述激光雷达之间的距离，确定该地面点云点对应的置信度；
根据每个地面点云点对应的置信度，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点。
可选地，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点，具体包括：
根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域；
针对每个单位区域，确定位于该单位区域设定邻域内的其他单位区域；
确定该单位区域内包含的地面点云点，和所述其他单位区域内包含的地面点云点的高度中值；
根据所述高度中值，从该单位区域所包含的地面点云点中，剔除掉高度异常的地面点云点，以得到该单位区域所包含的目标地面点云点。
可选地，根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域；
针对每个单位区域，根据落入该单位区域内的各地面点云点的地理坐标，确定该单位区域内涵盖的道路的高度；
根据确定出的每个单位区域内涵盖的道路的高度，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
可选地，针对每个单位区域，根据落入该单位区域内的各地面点云点的地理坐标，确定该单位区域内涵盖的道路的高度，具体包括：
若确定该单位区域内包含的地面点云点的数量小于设定阈值，确定该地理区域中与该单位区域相关联的若干关联单位区域；
基于确定出的所述若干关联单位区域内涵盖的道路的高度，构建所述若干关联单位区域所围成的高度平面；
根据该单位区域在所述高度平面中对应的位置，确定该单位区域内涵盖的道路的高度。
本说明书提供了一种构建高程地图装置，包括：
获取模块，用于获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集所述点云数据时所述至少一个采集设备的定位信息；
判断模块，用于针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层；
生成模块，用于若存在，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图；
构建模块，用于根据所述至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
本说明书提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述构建高程地图的方法。
本说明书提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述构建高程地图的方法。
本说明书采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
在本说明书提供的构建高程地图的方法中，获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集该点云数据时至少一个采集设备的定位信息，而后，针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层，若存在，针对每个轨迹高度层，根据至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，最后，根据至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
从上述方法中可以看出，本方法可以根据各道路上的轨迹点的高度，识别出存在上下交叠的道路的区域，而后，在生成包含该区域的地理区域的高程地图时，可以针对上下交叠的道路中的每一条道路，生成该道路上的轨迹点的高度，最终得到该地理区域的高程地图，该高程地图中将包含有该地理区域内所包含的每一条道路的道路高度信息。进而，可以在无人设备经过该地理区域时，能够更好的辅助无人设备感知障碍物，以实现自动驾驶。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本说明书的进一步理解，构成本说明书的一部分，本说明书的示意性实施例及其说明用于解释本说明书，并不构成对本说明书的不当限定。在附图中：
图1为本说明书中一种构建高程地图的方法的流程示意图；
图2为本说明书中的针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层对应的目的栅格区域的示意图；
图3A-3B为本说明书中确定没有点云点或者点云点数目过少的单位区域内的高度的方式的示意图；
图4为本说明书提供的一种构建高程地图的装置的示意图；
图5为本说明书提供的对应于图1的电子设备示意图。
具体实施方式
为使本说明书的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本说明书具体实施例及相应的附图对本说明书技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，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，都属于本说明书保护的范围。
下面将结合实施例详细阐述本说明书中提供的构建高程地图的方案。
图1为本说明书中一种构建高程地图的方法的流程示意图，具体包括以下步骤：
步骤S100，获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集所述点云数据时所述至少一个采集设备的定位信息。
在无人驾驶技术中，无人设备实现自动驾驶时，会基于对周围环境的实时感知结果，结合高精度地图中所记录的无人设备所在的道路的道路元素等详细信息，进行行驶决策，并根据决策结果对无人设备进行控制，以实现自动驾驶。
这其中，无人设备通过装配的多种类别的传感器(如，摄像头、激光雷达等)感知环境时，若从采集的传感器数据中识别出障碍物，则可以进一步地从自动驾驶地图的高程地图中查询障碍物所在位置的道路高度，以确定该障碍物的距地高度，进而，可以根据该障碍物的距地高度，判断出该障碍物是否妨碍无人设备行驶。然而，实际业务中在通过高程地图记录地图覆盖范围内的各条道路的道路高度时，由于该高程地图针对一个水平位置点只能记录一个高度值，针对出现如高架桥等多条道路叠加的区域构建高程地图时会出现无法同时记录每一条道路的道路高度的情况。
为了解决这一问题，本说明书中将提供一种构建高程地图的方法，该方法中，先识别出存在如高架桥等多条道路相交叠的区域，而后，针对识别出的区域中的每条道路分别生成对应的该道路的高程地图，得到涵盖该区域内包含的多条道路的高程地图。
具体实施中，首先需要安排采集设备沿需要构建高程地图的区域内的各条道路行驶，并通过采集设备上安装的激光雷达采集该采集设备行驶过程中所经过的道路以及道路两侧的点云数据，同时，还将获取该采集设备行驶过程中位置信息和姿态信息，其中，该采集设备的位置信息可以是通过定位技术(如，全球定位系统(Global Positioning System，GPS)、全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS))获取到的定位信息，该采集设备的姿态信息则可以通过该采集设备上安装的惯性测量单元(Inertialmeasurement unit，IMU)测量得到。这样，终端设备可以根据采集设备采集点云数据时采集到的位置信息和姿态信息，对采集到的点云数据中的每个点云点进行坐标转换，得到采集设备所采集到的每个点云点的地理坐标，进而，根据归属于不同道路的各点云点的地理坐标，确定出采集设备所行驶过的各道路的道路高度，进而生成涵盖这些道路的道路高度的高程地图。
具体实施中，该采集设备可以是一个采集设备，也可以是多个采集设备，当只有一个采集设备时，该采集设备需要针对即将生成的高程地图中所涵盖的每条道路采集到该道路上的点云数据。当存在多个采集设备时，则各采集设备所采集的点云数据，需要能够覆盖即将生成的高程地图中所涉及的每条道路。
需要说明的是，本说明书中提供的构建高程地图的方法的执行主体既可以是上文中提及的终端设备，也可以是为无人设备的自动驾驶提供业务支持的服务器。下面为了便于描述，将仅以执行主体为终端设备为例进行举例说明。
还需要说明的是，本说明书中所生成的高程地图可以用于辅助无人设备实现自动驾驶。该无人设备可以是指无人车、机器人、自动配送设备等能够实现自动驾驶的设备。基于此，配置有应用本说明书提供的无人设备可以用于执行配送领域的配送任务，如，使用无人设备进行快递、物流、外卖等配送的业务场景。
步骤S102，针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层。
实际业务中，无人设备实现自动驾驶时所使用的高程地图，是由若干覆盖不同地理区域的高程地图组合而成的，每个高程地图覆盖不同的地理区域的范围不重叠。因此，在生成高程地图时，可以针对每个高程地图所覆盖的地理区域，分别生成适用于该地理区域的高程地图。当位于该地理区域内道路出现交叠时，则针对位于该地理区域内的每条道路分别生成对应的高程地图。
下面将详细阐述，如何针对每个高程地图所覆盖的地理区域，生成该地理区域的高程地图。
实际场景中，采集设备在道路出现交叠的区域内的每条道路上行驶并采集数据时，该采集设备根据该采集设备的定位信息确定出的行驶轨迹中会出现多个不同的轨迹高度，这样，即可将存在多条道路相交叠的区域，和不存在道路交叠的区域识别出来。
基于此，本说明书中提供一种基于采集设备的行驶轨迹，识别出存在多条道路相交叠的区域，以及该区域中包含有几条相交叠的区域的方案。
具体的，终端设备针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，对采集设备在该地理区域内所产生的轨迹点进行聚类，而后，通过聚类得到的轨迹点簇对应的高度信息，判断至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度。
具体实施中，由于不同等级的道路的道路宽度不停，不同道路出现交叠时，该交叠区域的区域范围大小也不尽相同。当该交叠区域所落入的地理区域的区域范围大于该交叠区域所占据的区域时，直接对采集设备在该地理区域范围内所产生的轨迹点进行聚类时，由于道路延伸，可能出现轨迹点的高度信息部分层的情况。为了避免这一情况出现，本说明书中可以先对该地理区域进行划分，而后针对划分后的每个栅格，对采集设备在该栅格内所产生的轨迹点进行聚类，以识别出该栅格内是否存在至少两个不同的轨迹高度。这样，通过对地理区域的合理划分，可以使得存在至少两个不同的轨迹高度的区域能够被识别出来。
具体实施中，终端设备可以根据预设的栅格尺寸，对需要生成高程地图的地理范围进行划分，得到的若干栅格区域，而后，针对每个栅格区域，根据采集设备在该栅格区域内行驶时，采集设备的定位信息中携带的高度信息，对该采集设备的轨迹点进行聚类，得到轨迹点簇。接着，终端设备针对每个轨迹点簇，确定该轨迹点簇对应的轨迹高度。若确定出存在至少两个不同的轨迹高度时，确定存在至少两个不同的轨迹高度，即该栅格区域内存在交叠的道路。而后，终端设备再针对预设的每个地理区域，判断该地理区域内是否包含有存在交叠的道路的栅格区域，若存在，则需要针对该地理区域内包含的每个轨迹高度层，分别生成高程地图，否则，直接根据采集设备在该地理区域内所采集的点云数据，生成该地理区域的高程地图。
其中，轨迹点簇对应的轨迹高度可以是该轨迹点簇中包含的各轨迹点的高度均值(或，高度中值等)。进一步地，上下交叠的道路中间会存在用于通车的空间，如此，在上下交叠的道路上的轨迹高度之间将存在一定能差值。因此，针对每个栅格区域，确定出该栅格内存在至少两个不同的轨迹高度之后，还可以确定每个轨迹高度与相邻的轨迹高度之间的高度差，当确定该高度差大于设定高度，确定存在至少两个不同的轨迹高度，即该栅格区域内存在交叠的道路。
需要说明的是，上述栅格区域可以是生成每个地理区域的高程地图时，根据预设的栅格，对该地理区域进行划分后得到的。当然，该栅格区域也可以是预先针对整个需要生成高程地图的区域进行划分后得到的，此时，在判断每个地理区域内是否内存在至少两个不同的轨迹高度时，需要先确定落在该地理区域内的栅格区域(即与该地理区域相重叠的栅格区域)，而后，在确定出落入该地理区域内的各栅格区域中，存在部分栅格区域内存在至少两个不同的轨迹高度后，确定在该地理区域内存在至少两个不同的轨迹高度。
实际应用中，终端设备还可以针对预设的每个地理区域，通过其他方式判断采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层。
具体的，终端设备可以根据采集设备的定位信息中的经纬度信息，将采集设备的行驶轨迹投射到预设的平面中，得到该采集设备的行驶轨迹图像，而后，从该行驶轨迹图像中，识别确定是否存在交叠的行驶轨迹，若存在，针对存在交叠的行驶轨迹的区域，获取该区域内采集设备的定位信息中携带的高度信息，并基于该高度信息，对该采集设备的轨迹点进行聚类，得到轨迹点簇。接着，若确定出存在至少两个不同的轨迹高度，且确定任意两个轨迹高度之间的高度差大于设定高度时，确定存在至少两个不同的轨迹高度，即该栅格区域内存在交叠的道路。
这样，终端设备在针对预设的每个地理区域，生成该地理区域的高程地图时，若根据上述方式，确定采集设备在该地理区域内存在至少两个不同的轨迹高度层，则需要针对每个轨迹高度层，分别生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，以得到该地理区域的高程地图。
此过程中，终端设备在确定出存在至少两个不同的轨迹高度的栅格后，可以将该栅格中每个轨迹高度层所包含的轨迹点分别存储，以便于后续针对每个轨迹高度层构建高程地图时，获取该轨迹高度层所包含的轨迹点，以及采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据。
步骤S104，若存在，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
具体实施中，终端设备首先针对每个轨迹高度层，获取至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，而后，根据获取的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
具体的，终端设备针对每个轨迹高度层，确定至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据时，首先确定预先针对该地理区域所划分出的各栅格区域，而后，针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域。
进一步地，终端设备确定目标栅格区域时，从针对该地理区域所划分出的各栅格区域中，确定覆盖不同轨迹高度层的栅格区域，作为基础栅格区域，而后，针对每个轨迹高度层，向该基础栅格区域周围的栅格区域延伸，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域。
例如，参见图2，该地理区域内包含有16个栅格区域，分别为栅格区域A～P，其中，栅格区域G内存在两个不同的轨迹高度层，在确定两个轨迹高度层对应的目标栅格区域时，该栅格区域G为基础栅格区域，基于该基础栅格区域，向该基础栅格区域周围的栅格区域延伸后，该轨迹高度层A对应的目标栅格区域为：C、D、G、J、K、N、O，轨迹高度层B对应的目标栅格区域为：E、F、G、H。
另外，由于除了基础栅格区域外，其他栅格区域内有且仅有一个轨迹高度层的道路，因此，可以直接将基础栅格区域以外的所有栅格都作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域。
在确定出轨迹高度层对应的目标栅格区域后，终端设备即可针对每个轨迹高度层，根据采集设备在各目标栅格区域内所采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
具体的，终端设备首先从至少一个采集设备在该轨迹高度所对应的轨迹上采集的点云数据中，识别出位于地面上的点云点，作为地面点云点。而后，终端设备将根据预设的分辨率，对该地理区域进行网格划分，得到若干单位区域，并针对每个单位区域，根据落入该单位区域内的各地面点云点的地理坐标，确定该单位区域内涵盖的道路的高度，最后根据确定出的每个单位区域内涵盖的道路的高度，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
上述单位区域可以对应于生成的高程地图中一个像素点所覆盖的区域，也可以是多个像素点所覆盖的区域，如、四个像素点所覆盖的区域、九个像素点所覆盖的区域等。
本说明书中，假设每个地理区域的区域范围在世界坐标系下的横向坐标范围可以表示为[Xmin,Xmax]；对应地，地理区域的区域范围在世界坐标系下的横向坐标范围可以表示为[Ymin,Ymax]。当上述单位区域对应于高程地图中一个像素点所覆盖的区域时，每个单位区域在该高程地图中的图像坐标(i,j)可以通过下面的公式来表示：
横向图像坐标：
Figure BDA0003481830390000121
纵向图像坐标：
Figure BDA0003481830390000122
其中，(pX,pY)表示该单位区域在世界坐标系下的地理坐标(每个单位区域在世界坐标系下的地理坐标，可以用该单位区域的区域中心的地理坐标表示，也可以用该单位区域内其他位置的地理坐标表示)；
Xmin表示该单位区域所在的地理区域的横向坐标的最小值；
Ymin表示该单位区域所在的地理区域的纵向坐标的最小值；
r表示对该单位区域所在的地理区域进行划分时所采用的预设分辨率。
本说明书中，终端设备可以通过多种方式从各点云点中识别出地面点云点。例如，终端设备可以预先确定该地理区域内道路所对应的激光反射率范围，而后，根据各点云点的激光反射率，从各点云点中选取出激光反射率落在道路所对应的激光反射率范围内的点云点，作为地面点云点。再例如，终端设备在得到各点云点的地理坐标后，根据采集设备采集点云数据时的定位信息，以及采集设备的定位模块的距地高度，确定采集设备采集点云数据时所采集的各轨迹点对应的道路高度，而后，针对每个点云点，根据该点云点的地理坐标，以及采集设备采集各点云点时的定位信息进行匹配，查找到与该点云点相距小于设定距离的轨迹点的，并将该轨迹点所对应的道路高度，作为该点云点所在位置的道路高度，进而根据各点云点，与各点云点相对应的轨迹点所对应的道路高度之间的距离，从各点云点中识别出地面点云点。
另外，当该单位区域内包含的地面点云点的数量小于设定阈值时，可以认为，该单位区域内包含的地面点云点的数目过少，仅基于这些地面点云点生成高程地图，可能导致生成的高程地图中所记录的道路的道路高度的精确度低，故可以该单位区域内的若干关联单位区域内涵盖的道路的高度，确定该单位区域内涵盖的道路的高度。
具体的，终端设备针对每个单位区域，确定该单位区域内涵盖的道路的高度时，若确定该单位区域内包含的地面点云点的数量小于设定阈值，确定该地理区域中与该单位区域相关联的若干关联单位区域，再基于确定出的若干关联单位区域内涵盖的道路的高度，构建若干关联单位区域所围成的高度平面，最后，根据该单位区域在高度平面中对应的位置，确定该单位区域内涵盖的道路的高度。这样，即可根据确定出的每个单位区域内涵盖的道路的高度以及该关联单位区域，
其中，上述关联单位区域，为与该单位区域距离最近的，可以根据点云数据确定道路高度的单位区域。该关联单位区域的数目，与需要围成的高度平面的形状相关。若该高度平面为三角平面时，则该单位区域的关联单位区域，为与该单位区域距离最近的，且可以根据点云数据确定道路高度的三个单位区域。若该高度平面为四边平面时，则该单位区域的关联单位区域，为与该单位区域距离最近的，且可以根据点云数据确定道路高度的四个单位区域。
下面将结合图示，说明如何确定包含的地面点云点的数量小于设定阈值的单位区域内的道路的高度。
例如，参见图3A-3B，单位区域A包含的地面点云点的数量小于设定阈值，与单位区域A相关联的关联单位区域为：单位区域B、单位区域C、单位区域D。在确定单位区域A内涵盖的道路的高度时，根据单位区域B、单位区域C、单位区域D内涵盖的道路的高度，确定出单位区域B内涵盖的道路的高度、单位区域C内涵盖的道路的高度、单位区域D内涵盖的道路的高度围成高度平面，而后，根据单位区域A与该高度平面的相交处的高度，确定该单位区域A内涵盖的道路的高度。
步骤S106，根据所述至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
具体实施中，终端设备在确定出该地理区域内每个轨迹高度层对应的道路的高程地图后，将得到构建该地理区域的高程地图。
通过上述步骤生成高程地图时，可以根据各道路上的轨迹点的高度，识别出存在上下交叠的道路的区域，而后，在生成包含该区域的地理区域的高程地图时，可以针对上下交叠的道路中的每一条道路，生成该道路上的轨迹点的高度，最终得到该地理区域的高程地图，该高程地图中将包含有该地理区域内所包含的每一条道路的道路高度信息，进而可以在无人设备经过该地理区域时，可以更好地感知障碍物。
实际业务中，在步骤S104中，终端设备识别出位于地面上的点云点之后，可以对地面点云点进行筛选，以从各地面点云点中筛选出满足设定要求的目标地面点云点，进而，根据目标地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
本说明书中，终端设备可以通过多种方式对地面点云点进行筛选。例如，终端设备针对每个地面点云点，确定至少一个采集设备上安装的激光雷达采集到该地面点云点时，该地面点云点与激光雷达之间的距离，而后，根据该地面点云点与激光雷达之间的距离，确定该地面点云点对应的置信度，最后，根据每个地面点云点对应的置信度，从各地面点云点中筛选出目标地面点云点。其中，地面点云点与激光雷达之间的距离越近，该地面点云点对应的置信度越高。
这是由于激光雷达采集到的点云点与激光雷达之间的越远，基于该点云点所确定出的地理坐标的误差越大，相应地，该地面点云点对应的置信度也就越低，根据该点云点确定出的道路的高度越可能出现差错。因此，本说明书中根据地面点云点与激光雷达之间的距离越远对各单位区域内的地面点云点进行筛选，确定出用于确定道路的高度的目标地面点云点，以将更能准确反映出道路高度的地面点云点筛选出来。
具体实施中，终端设备可以根据各地面点云点对应的置信度，从各地面点云点中筛选出置信度最高的地面点云点，作为目标地面点云点，并将该目标地面点云点所对应的高度，作为该目标地面点云点所在的单位区域内涵盖的道路的高度。当然，终端设备还可以根据各地面点云点对应的置信度，从各地面点云点中筛选出置信度高于设定阈值的若干地面点云点，作为目标地面点云点，而后，确定出各目标地面点云点所对应的高度均值，并将该高度均值作为该目标地面点云点所在的单位区域内涵盖的道路的高度。
其中，在选取目标地面点云点时，可以针对需要生成的该地理区域的高程地图，生成与该高程地图相匹配的辅助网格图，以及辅助权重网格图，其中，该辅助网格图中的每个网格中，记录该网格对应的单位区域内包含的每个地面点云点的地理坐标中的高度值，同时，该辅助权重网格图中的每个网格中，记录该网格对应的单位区域内包含的每个地面点云点对应的置信度。这样，可以通过遍历该辅助网格图和该辅助权重网格图，选取出每个单位区域对应的目标地面点云点。
再例如，终端设备根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域，而后，针对每个单位区域，确定位于该单位区域设定邻域内的其他单位区域，再确定该单位区域内包含的地面点云点，和其他单位区域内包含的地面点云点的高度中值，并根据确定出的高度中值，从该单位区域所包含的地面点云点中，剔除掉高度异常的地面点云点，以得到该单位区域所包含的目标地面点云点。
当然，本说明书中具体实施时，可以将上述两种筛选方式结合使用。如，终端设备根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域，而后，针对每个单位区域内的每个点云点，根据激光雷达采集到该地面点云点时该地面点云点与激光雷达之间的距离，确定该地面点云点对应的置信度，并根据每个地面点云点对应的置信度，从每个单位区域内的各地面点云点中筛选出候选目标地面点云点。接着，终端设备继续确定位于该单位区域设定邻域内的其他单位区域，再确定该单位区域内包含的候选目标地面点云点，和其他单位区域内包含的候选目标地面点云点的高度中值，并根据确定出的高度中值，从该单位区域所包含的候选目标地面点云点中，剔除掉高度异常的候选目标地面点云点，以得到该单位区域所包含的目标地面点云点。
以上为本说明书的一个或多个实施例提供的构建高程地图的方法，基于同样的思路，本说明书还提供了相应的构建高程地图的装置，如图4所示。
图4为本说明书提供的一种目标物行进路径的确定装置示意图，具体包括：
获取模块400，用于获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集所述点云数据时所述至少一个采集设备的定位信息；
判断模块401，用于针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层；
生成模块402，用于若存在，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图；
构建模块403，用于根据所述至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
可选地，所述判断模块401，具体用于针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，对所述至少一个采集设备在该地理区域内所产生的轨迹点进行聚类；通过聚类得到的轨迹点簇对应的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度。
可选地，所述生成模块402，具体用于确定预先针对该地理区域所划分出的各栅格区域；针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域；根据归属于所述目标栅格区域内的点云数据，生成该目标栅格区域对应道路的高程地图。
可选地，所述生成模块402，具体用于从所述各栅格区域中确定覆盖不同轨迹高度层的栅格区域，作为基础栅格区域；针对每个轨迹高度层，向所述基础栅格区域周围的栅格区域延伸，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域。
可选地，所述生成模块402，具体用于从所述至少一个采集设备在该轨迹高度所对应的轨迹上采集的点云数据中，识别出位于地面上的点云点，作为地面点云点；根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
可选地，所述生成模块402，具体用于从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点；根据所述目标地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
可选地，所述生成模块402，具体用于针对每个地面点云点，确定所述至少一个采集设备上安装的激光雷达采集到该地面点云点时，该地面点云点与所述激光雷达之间的距离；根据该地面点云点与所述激光雷达之间的距离，确定该地面点云点对应的置信度；根据每个地面点云点对应的置信度，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点。
可选地，所述生成模块402，具体用于根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域；针对每个单位区域，确定位于该单位区域设定邻域内的其他单位区域；确定该单位区域内包含的地面点云点，和所述其他单位区域内包含的地面点云点的高度中值；根据所述高度中值，从该单位区域所包含的地面点云点中，剔除掉高度异常的地面点云点，以得到该单位区域所包含的目标地面点云点。
可选地，所述生成模块402，具体用于根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域；针对每个单位区域，根据落入该单位区域内的各地面点云点的地理坐标，确定该单位区域内涵盖的道路的高度；根据确定出的每个单位区域内涵盖的道路的高度，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
可选地，所述生成模块402，具体用于若确定该单位区域内包含的地面点云点的数量小于设定阈值，确定该地理区域中与该单位区域相关联的若干关联单位区域；基于确定出的所述若干关联单位区域内涵盖的道路的高度，构建所述若干关联单位区域所围成的高度平面；根据该单位区域在所述高度平面中对应的位置，确定该单位区域内涵盖的道路的高度。
本说明书还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质存储有计算机程序，计算机程序可用于执行上述图1提供的构建高程地图的方法。
本说明书还提供了图5所示的电子设备的示意结构图。如图5所述，在硬件层面，该电子设备包括处理器、内部总线、网络接口、内存以及非易失性存储器，当然还可能包括其他业务所需要的硬件。处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，以实现上述图1所述的构建高程地图的方法。当然，除了软件实现方式之外，本说明书并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。
在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。
控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本说明书时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。
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/或方框图来描述的。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、嵌入式处理机或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。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，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、商品或者设备不仅包括那些要素，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、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本说明书的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本说明书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，本说明书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。
本说明书可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本说明书的实施例而已，并不用于限制本说明书。对于本领域技术人员来说，本说明书可以有各种更改和变化。凡在本说明书的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的权利要求范围之内。

Claims (13)

1.一种构建高程地图的方法，其特征在于，包括：
获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集所述点云数据时所述至少一个采集设备的定位信息；
针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层；
若存在，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图；
根据所述至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度，具体包括：
针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，对所述至少一个采集设备在该地理区域内所产生的轨迹点进行聚类；
通过聚类得到的轨迹点簇对应的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
确定预先针对该地理区域所划分出的各栅格区域；
针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域；
根据归属于所述目标栅格区域内的点云数据，生成该目标栅格区域对应道路的高程地图。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，针对每个轨迹高度层，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域，具体包括：
从所述各栅格区域中确定覆盖不同轨迹高度层的栅格区域，作为基础栅格区域；
针对每个轨迹高度层，向所述基础栅格区域周围的栅格区域延伸，确定该轨迹高度层所涉及的栅格区域，作为该轨迹高度层对应的目标栅格区域。
5.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
从所述至少一个采集设备在该轨迹高度所对应的轨迹上采集的点云数据中，识别出位于地面上的点云点，作为地面点云点；
根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点；
根据所述目标地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点，具体包括：
针对每个地面点云点，确定所述至少一个采集设备上安装的激光雷达采集到该地面点云点时，该地面点云点与所述激光雷达之间的距离；
根据该地面点云点与所述激光雷达之间的距离，确定该地面点云点对应的置信度；
根据每个地面点云点对应的置信度，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点。
8.如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，从所述各地面点云点中筛选出目标地面点云点，具体包括：
根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域；
针对每个单位区域，确定位于该单位区域设定邻域内的其他单位区域；
确定该单位区域内包含的地面点云点，和所述其他单位区域内包含的地面点云点的高度中值；
根据所述高度中值，从该单位区域所包含的地面点云点中，剔除掉高度异常的地面点云点，以得到该单位区域所包含的目标地面点云点。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述地面点云点的地理坐标，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图，具体包括：
根据预设的分辨率，对该地理区域进行划分，得到若干单位区域；
针对每个单位区域，根据落入该单位区域内的各地面点云点的地理坐标，确定该单位区域内涵盖的道路的高度；
根据确定出的每个单位区域内涵盖的道路的高度，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，针对每个单位区域，根据落入该单位区域内的各地面点云点的地理坐标，确定该单位区域内涵盖的道路的高度，具体包括：
若确定该单位区域内包含的地面点云点的数量小于设定阈值，确定该地理区域中与该单位区域相关联的若干关联单位区域；
基于确定出的所述若干关联单位区域内涵盖的道路的高度，构建所述若干关联单位区域所围成的高度平面；
根据该单位区域在所述高度平面中对应的位置，确定该单位区域内涵盖的道路的高度。
11.一种构建高程地图的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取至少一个采集设备采集的点云数据，以及采集所述点云数据时所述至少一个采集设备的定位信息；
判断模块，用于针对预设的每个地理区域，根据归属于该地理区域内的定位信息中携带的高度信息，判断所述至少一个采集设备在该地理区域内，是否存在至少两个不同的轨迹高度层；
生成模块，用于若存在，针对每个轨迹高度层，根据所述至少一个采集设备在该轨迹高度层所对应的轨迹上采集的点云数据，生成该地理区域内该轨迹高度层所对应的道路的高程地图；
构建模块，用于根据所述至少一个采集设备在每个轨迹高度层对应的道路的高程地图，构建该地理区域的高程地图。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述权利要求1～10任一项所述的方法。
13.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现上述权利要求1～10任一项所述的方法。
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