CN114485689B - 利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法及装置，首选获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据；然后利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。解决采集数据在经过道路切分后，道路片段内会存在大幅度转弯道路的问题。

Description

利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法及装置
技术领域
本发明涉及自动驾驶技术领域，具体涉及一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法及装置。
背景技术
在自动驾驶领域，通过广泛布置低成本众包采集车，高频采集高鲜度的数据，其具有设备成本低、采集精度差、数据量庞大的特点。众包采集的相对轨迹数据在经过和GPS结合进行融合优化后，其和真实道路位置的误差已经大幅缩小，通常需要将道路进行切分，以方便分布式的进行车道级别匹配工作。通常道路切分是通过设置固定里程间隔的阈值进行等间距切分，这样切分出来的数据中，道路可能存在多种形状，包括大幅度的转弯道路。而在转弯道路，众包车辆能采集到的车道线几乎没有，对这些存在大幅度转弯的道路段进行车道级匹配时，匹配率则会降低。影响后续优化成图效果。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法及装置，用于解决采集数据在经过道路切分后，道路片段内会存在大幅度转弯道路的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
第一方面，本发明提供一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法，包括：
获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据；
利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。
进一步的，所述的计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据，包括：
按照第一距离阈值筛选轨迹数据中的轨迹点，进行稀疏处理；
根据筛选得到的轨迹点的曲率及其与相邻多个轨迹点的按时间顺序累计的角度变化，筛选关键轨迹点；
计算所有轨迹点与所述关键轨迹点的距离，从原始轨迹数据中删除距离小于第二距离阈值的轨迹点以及所述关键轨迹点，得到待切分轨迹数据。
进一步的，所述的按照第一距离阈值筛选轨迹数据中的轨迹点，进行稀疏处理，包括：
针对某条轨迹数据，记第一个轨迹点为起始点；
依次计算起始点与后续轨迹点的距离，并删除小于第一距离阈值的轨迹点；选取距离当前起始点最近且与当前起始点的距离大于第一距离阈值，作为下一轮筛选的起始点并重复该步骤，直至轨迹数据中所有轨迹点均参与筛选为止。
进一步的，所述的根据筛选得到的轨迹点的曲率及其与相邻多个轨迹点的按时间顺序累计的角度变化，筛选关键轨迹点，包括：
按照经过筛选后的轨迹点顺序，依次计算每个轨迹点的曲率，若曲率满足曲率阈值，则将该点作为候选关键轨迹点；
选取候选关键轨迹点附近指定距离内的轨迹点，按照时间顺序判断各轨迹点的累计角度变化是否大于角度阈值，若满足则判断该候选关键轨迹点为关键轨迹点。
进一步的，所述的利用渐进扩展的滑动窗口对待切分的轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分，包括：
S501，选取一条待切分轨迹数据，以该条轨迹的第一个轨迹点P0构建矩形框ABCD，矩形框的AB边以P0为中点，AB的法向与P0的行驶方向保持平行；
S502，以P0为对称点，按照指定步长对称延长矩形框ABCD的两个顶点A、B，直到矩形框中无新增轨迹点，或矩形框大小达到一定阈值；
S503，按照指定步长沿行驶方向延长矩形框ABCD的两条边AD、BC，若矩形框ABCD框选新的轨迹点，则以距离CD边中点最近的轨迹点作为新的P0并以矩形框ABCD的当前边长为边长重新构建新的矩形框ABCD，并跳转至步骤S502，否则结束搜索，矩形框ABCD所框选的轨迹点即为目标道路段，完成道路段切分。
进一步的，所述步骤S503还包括，判断重新构建矩形框ABCD的次数是否达到指定次数，若达到，则将连续多次生成的矩形框所框选的轨迹点对应的道路记为目标道路段，完成道路段切分。
进一步的，该方法还包括，根据切分好的道路段提取车辆所采集的众包数据中对应的车道线数据以及道路标志牌数据。
第二方面，本发明提供一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分装置，包括：
轨迹数据处理模块，获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据；
道路段切分模块，利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。
第三方面，本发明提供一种电子设备，包括：
存储器，用于存储计算机软件程序；
处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现本发明第一方面所述的一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法。
第四方面，本发明提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有用于实现本发明第一方面所述的一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法的计算机软件程序。
本发明的有益效果是：本发明解决了采集数据在经过道路切分后，道路片段内会存在大幅度转弯道路的问题。同时根据轨迹数据对道路段切分后，可以对应提取车辆所采集的众包数据中对应的车道线数据以及道路标志牌数据。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分装置结构图；
图3为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图；
图4为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。
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。
图1为本发明实施例提供一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法流程示意图，如图1所示，该方法包括：
S1，获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据。
S1.1，按照第一距离阈值筛选轨迹数据中的轨迹点，进行稀疏处理；
针对某条轨迹数据，记第一个轨迹点为起始点；
依次计算起始点与后续轨迹点的距离，并删除小于第一距离阈值的轨迹点；选取距离当前起始点最近且与当前起始点的距离大于第一距离阈值，作为下一轮筛选的起始点并重复该步骤，直至轨迹数据中所有轨迹点均参与筛选为止。
S1.2，根据筛选得到的轨迹点的曲率及其与相邻多个轨迹点的按时间顺序累计的角度变化，筛选关键轨迹点；
按照经过筛选后的轨迹点顺序，依次计算每个轨迹点的曲率，若曲率满足曲率阈值，则将该点作为候选关键轨迹点；
选取候选关键轨迹点附近指定距离内的轨迹点，按照时间顺序判断各轨迹点的累计角度变化是否大于角度阈值，若满足则判断该候选关键轨迹点为关键轨迹点。
S1.3，计算所有轨迹点与所述关键轨迹点的距离，从原始轨迹数据中删除距离小于第二距离阈值的轨迹点以及所述关键轨迹点，得到待切分轨迹数据。
S2，利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。
S2.1，选取一条待切分轨迹数据，以该条轨迹的第一个轨迹点P0构建矩形框ABCD，矩形框的AB边以P0为中点，AB的法向与P0的行驶方向保持平行；
S2.2，以P0为对称点，按照指定步长对称延长矩形框ABCD的两个顶点A、B，直到矩形框中无新增轨迹点，或矩形框大小达到一定阈值；
S2.3，按照指定步长沿行驶方向延长矩形框ABCD的两条边AD、BC，若矩形框ABCD框选新的轨迹点，则以距离CD边中点最近的轨迹点作为新的P0并以矩形框ABCD的当前边长为边长重新构建新的矩形框ABCD，并跳转至步骤S2.3，否则结束搜索，矩形框ABCD所框选的轨迹点即为目标道路段，完成道路段切分。
在跳转至步骤S2.3之前还需判断重新构建矩形框ABCD的次数是否达到指定次数，若达到，则将连续多次生成的矩形框所框选的轨迹点对应的道路记为目标道路段，完成道路段切分。
根据切分好的道路段提取车辆所采集的众包数据中对应的车道线数据以及道路标志牌数据。
图2为本发明提供一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分装置结构示意，如图2所示，该装置包括：
轨迹数据处理模块，获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据；
道路段切分模块，利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。
请参阅图3，图3为本发明实施例提供的电子设备的实施例示意图。如图3所示，本发明实施例提了一种电子设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并可在处理器520上运行的计算机程序511，处理器520执行计算机程序511时实现以下步骤：
S1，获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据。
S2，利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质的实施例示意图。如图4所示，本实施例提供了一种计算机可读存储介质600，其上存储有计算机程序611，该计算机程序611被处理器执行时实现如下步骤：
S1，获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据。
S2，利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分。
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 (9)

1.一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法，其特征在于，包括：
获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据；
利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分；
所述的利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分，包括：
S501，选取一条待切分轨迹数据，以该条轨迹的第一个轨迹点P0构建矩形框ABCD，矩形框的AB边以P0为中点，AB的法向与P0的行驶方向保持平行；
S502，以P0为对称点，按照指定步长对称延长矩形框ABCD的两个顶点A、B，直到矩形框中无新增轨迹点，或矩形框大小达到一定阈值；
S503，按照指定步长沿行驶方向延长矩形框ABCD的两条边AD、BC，若矩形框ABCD框选新的轨迹点，则以距离CD边中点最近的轨迹点作为新的P0并以矩形框ABCD的当前边长为边长重新构建新的矩形框ABCD，并跳转至步骤S502，否则结束搜索，矩形框ABCD所框选的轨迹点即为目标道路段，完成道路段切分。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据，包括：
按照第一距离阈值筛选轨迹数据中的轨迹点，进行稀疏处理；
根据筛选得到的轨迹点的曲率及其与相邻多个轨迹点的按时间顺序累计的角度变化，筛选关键轨迹点；
计算所有轨迹点与所述关键轨迹点的距离，从原始轨迹数据中删除距离小于第二距离阈值的轨迹点以及所述关键轨迹点，得到待切分轨迹数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的按照第一距离阈值筛选轨迹数据中的轨迹点，进行稀疏处理，包括：
针对某条轨迹数据，记第一个轨迹点为起始点；
依次计算起始点与后续轨迹点的距离，并删除小于第一距离阈值的轨迹点；选取距离当前起始点最近且与当前起始点的距离大于第一距离阈值，作为下一轮筛选的起始点并重复该步骤，直至轨迹数据中所有轨迹点均参与筛选为止。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的根据筛选得到的轨迹点的曲率及其与相邻多个轨迹点的按时间顺序累计的角度变化，筛选关键轨迹点，包括：
按照经过筛选后的轨迹点顺序，依次计算每个轨迹点的曲率，若曲率满足曲率阈值，则将该点作为候选关键轨迹点；
选取候选关键轨迹点附近指定距离内的轨迹点，按照时间顺序判断各轨迹点的累计角度变化是否大于角度阈值，若满足则判断该候选关键轨迹点为关键轨迹点。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S503还包括，判断重新构建矩形框ABCD的次数是否达到指定次数，若达到，则将连续多次生成的矩形框所框选的轨迹点对应的道路记为目标道路段，完成道路段切分。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括，根据切分好的道路段提取车辆所采集的众包数据中对应的车道线数据以及道路标志牌数据。
7.一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分装置，其特征在于，包括：
轨迹数据处理模块，获取众包数据中的原始轨迹数据，计算原始轨迹数据中各轨迹点的曲率，从原始轨迹数据中删除曲率大于曲率阈值的轨迹点，得到待切分轨迹数据；
道路段切分模块，利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分；
所述的利用渐进扩展的滑动窗口对待切分轨迹数据进行轨迹段搜索，完成对道路段的切分，包括：
S501，选取一条待切分轨迹数据，以该条轨迹的第一个轨迹点P0构建矩形框ABCD，矩形框的AB边以P0为中点，AB的法向与P0的行驶方向保持平行；
S502，以P0为对称点，按照指定步长对称延长矩形框ABCD的两个顶点A、B，直到矩形框中无新增轨迹点，或矩形框大小达到一定阈值；
S503，按照指定步长沿行驶方向延长矩形框ABCD的两条边AD、BC，若矩形框ABCD框选新的轨迹点，则以距离CD边中点最近的轨迹点作为新的P0并以矩形框ABCD的当前边长为边长重新构建新的矩形框ABCD，并跳转至步骤S502，否则结束搜索，矩形框ABCD所框选的轨迹点即为目标道路段，完成道路段切分。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机软件程序；
处理器，用于读取并执行所述计算机软件程序，进而实现权利要求1-6任一项所述的一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法。
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有用于实现权利要求1-6任一项所述的一种利用众包数据构建高精度地图中的道路段切分方法的计算机软件程序。
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