CN116592908A - 一种基于高精地图定位导航方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于高精地图定位导航方法及系统，涉及地图定位导航技术领域，包括如下步骤：步骤1，发起定位请求，得到第一定位点；步骤2，定标图像采集；步骤3，定位点路段两侧图像调取；步骤4，确定第一矫正参照线AB；步骤5，确定第二矫正参照点；步骤6，对第一定位点进行矫正；步骤7，规划导航路线；步骤8，确定乘客所在位置；步骤9，当乘客发生移动后，乘客需要重新采集新的定位图像，重复步骤2‑步骤7后，车载终端重新生成新的导航路线。本发明采用图像识别技术对定位进行矫正，可定位到乘客具体道路的一侧，并制定精准的导航路线，确保司机与乘客交汇时，位于道路的同一侧，提高乘车效率，以及乘车的安全性。

Description

一种基于高精地图定位导航方法及系统

技术领域

本发明属于地图定位导航技术领域，具体涉及一种基于高精地图定位导航方法及系统。

背景技术

随着汽车普及以及互联网的发展，给人们的出行带来便捷，由于城市路况复杂，尤其是大中小城市，私家车司机在接乘客时，对城市路况不熟，虽然可以借助导航抵达乘客的位置，但由于导航往往存在偏差，其偏差往往在1-15m范围内，以至于，抵达到乘客定位位置而无法寻找到乘客，出现司机放慢车速“东张西望”的危险驾驶情况。另外，由于定位存在误差，很难精准定位乘客位于车道的哪一侧，当抵达定位位置后，如果车辆和乘客不在道路的同一侧时，需要乘客或司机重新驶入对方一侧，如果是乘客前往司机车辆一侧，横穿马路会存在交通事故的风险，如果是车辆前往乘客一侧，会存在绕行的问题。无论是乘客还是司机前往对方一侧，都会造成时间上的浪费，降低乘车的体验感，这种问题不仅仅存在于私家车接人，出租车、滴滴车同样也存在此类问题。为此，我们根据定位找人，无法准确定位乘客位于车道一侧的问题，而提出了一种基于高精地图定位导航方法及系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在现有地图定位精度低，无法精准定位乘客位于车道哪一侧的缺点，而提出的一种基于高精地图定位导航方法及系统。该基于高精地图定位导航方法及系统采用图像识别技术对定位进行矫正，可定位到乘客具体道路的一侧，并制定精准的导航路线，确保司机与乘客交汇时，位于道路的同一侧，提高乘车效率，以及乘车的安全性。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种基于高精地图定位导航方法，包括步骤如下：

步骤1、乘客通过移动终端在高精地图上发出定位请求，通过移动终端内置的定位模块在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)；

步骤2、乘客通过移动终端至少采集路侧一张标定图像，并发送至云服务器，云服务器提取标定图像上的特征信息a1；

步骤3、云服务器调取高精地图位于第一定位点前后5-10m的路段，提取道路两侧立面上图像的多个特征信息b，并与特征信息a1进行对比；

步骤4、云服务器根据在多个特征信息b内识别到与特征信息a1相适配的特征信息a2，确定标定图像在高精地图道路上的位置，并在高精地图上对乘客位置进行第一次矫正，并给出第一矫正参照线AB；

步骤5、云服务器对标定图像进行道路识别，根据图像中是否出现道路对用户进行第二次矫正，并给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)；

步骤6、云服务器根据第一矫正参照线和第二矫正参照点，对第一定位点进行矫正，将第一定位点移动至第二矫正参照点上，在高精地图上得到乘客位于道路具体一侧的精准位置；

步骤7、云服务器将第二定位点发送至车载终端，车载终端根据乘客所在道路一侧的具体位置规划导航路线；

步骤8、车载终端在导航路线上距离第二定位点10-100m的位置后，开始采集道路两侧的实时图像，并发送至云服务器提取实时图像中的特征信息c，并与特征信息a1进行对比，当识别到特征信息a1后，即为乘客所在位置；

步骤9、当乘客发生移动后，乘客需要重新采集新的定位图像，并上传至云服务器，重复步骤2-7后，车载终端重新生成新的导航路线。

进一步的，在步骤1中，所述高精地图的生成方法包括如下步骤：

步骤11、建立高精度地图库，在高精度地图库存储OpenDrive数据和3D全景地图数据；

步骤12、读取OpenDrive数据，并提取OpenDrive数据中的车道数据和路网数据；

步骤13、分析OpenDrive数据中的车道数据，沿车道两侧构建立面，并调取3D全景地图数据位于道路两侧的数据，生成车道两侧立面的贴图；

步骤14、将生成的贴图沿车道的立面进行融合，生成仅含道路两侧立面投影的三维场景地图。

进一步的，在步骤2中，乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像。

进一步的，在乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像时，所述第一矫正参照线AB的生成方法包括如下步骤：

S21、根据标定图像在高精地图道路上的位置，以正投影的方式沿Z轴方向投射在地图上，使标定图像在地图上形成一条线段；

S22、选取上述线段的中点在地图上生成法线，该法线与道路两侧的立面依次形成第一交点(x₁，y₁)和第二交点(x₂，y₂)，两个交点之间即为第一矫正参照线AB。

进一步的，在步骤5中，如果标定图像中未识别出道路，这该法线与道路侧边立面的第一次交点为乘客所在路侧位置的第二矫正参照点(x₁，y₁)，否则法线与道路侧边立面的第二次交点为乘客所在路侧位置的第二矫正参照点(x₂，y₂)。

进一步的，所述移动终端为智能手机或pad，带有摄像头。

进一步的，所述车载终端带有摄像头的拍摄装置，摄像头位于车载终端的两侧，车载终端内置有数据无线传输模块、语音提提示模块和存储模块。

进一步的，在步骤S8中，在识别特征信息a1时，当识别到的特征信息c与特征信息b其中一个特征信息b1相同时，发出第一次提示信息，当识别到的特征信息c与特征信息a1相同时，发出第二次提示信息。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于高精地图定位导航的系统，用于上述一种基于高精地图定位导航方法，包括：

移动终端，用于发起定位请求和采集标定图像，所述移动终端存储有高精地图，发出定位请求后，在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)。

云服务器，用于与移动终端和车载终端进行通信连接，用于接收移动终端发送的定位请求、标定图像和第一定位点，并对标定图像进行特征信息a1的提取，对第一定位点前后道路两侧立面上的图像进行特征信息b的提取，完成特征信息b与特征信息a1对比分析，在高精地图上给出第一矫正参照线AB，对标定图像进行道路识别，在高精地图给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)；用于向车载终端发送第二矫正参照点；用于接收车载终端发送的实时图像，并对实时图像进行特征信息c的提取，完成特征信息c与特征信息a1对比分析，给出乘客所在位置。

存储介质，用于存储云服务器的数据信息。

车载终端，用于生成和现实导航路线，所述车载终端设置在车顶位置，且车载终端的两侧设置有摄像头，用于采集道路两侧的实时图像，所述车载终端内置有数据无线传输模块、语音提提示模块和存储模块。

本发明提出的一种基于高精地图定位导航方法及系统，有益效果在于：

(1)、本发明借助图像识别技术对高精地图的定位进行矫正，采用定位和图像识别技术相结合完成精准定位，可精准定位到乘客具体位于道路的那一侧，并制定精准的导航路线，确保司机与乘客交汇时，保持在道路的同一侧，避免司机或乘客多走“冤枉路”，提高乘车效率，以及乘车的安全性。

(2)、本发明采用图像识别技术，可通过识别到的图像特征确定乘客所在的位置，并发出提示，即便司机对环境不熟，同样也可从容应对，避免因放慢车速“东张西望”带来的危险驾驶。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的流程框图；

图2是本发明的系统框图；

图3是本发明中关于实施例1中的基于高精地图定位的示意图；

图4是本发明中关于实施例2中的基于高精地图定位的示意图。

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。

现结合说明书附图，详细说明本发明的结构特点。

实施例1

参见图1和图3，一种基于高精地图定位导航方法，包括步骤如下：

步骤1，乘客位于道路右侧发起，发起定位请求。

乘客通过移动终端在高精地图上发出定位请求，通过移动终端内置的定位模块在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)，该定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块，为了在地图上可显示道路宽度，采用高精地图，其中，高精地图的生成方法包括如下步骤：

步骤11、建立高精度地图库，在高精度地图库存储OpenDrive数据和3D全景地图数据。

步骤12、读取OpenDrive数据，并提取OpenDrive数据中的车道数据和路网数据。

步骤13、分析OpenDrive数据中的车道数据，沿车道两侧构建立面，并调取3D全景地图数据位于道路两侧的数据，生成车道两侧立面的贴图。

步骤14、将生成的贴图沿车道的立面进行融合，生成仅含道路两侧立面投影的三维场景地图。

在实施例中，第一定位点位于道路上。

步骤2，定标图像采集。

乘客通过移动终端采集道路右侧一张标定图像，并发送至云服务器，云服务器提取标定图像上的特征信息a1，在对定标图像进行采集时，为了确保定位精准，乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像。

步骤3，定位点路段两侧图像调取。

云服务器调取高精地图位于第一定位点前后5-10m的路段，提取道路两侧立面上图像的多个特征信息b，并与特征信息a1进行对比，沿路段两侧依次提取多个特征信息b1、b2……bn。

步骤4，对立面图像与标定图像进行特征对比，确定第一矫正参照线AB。

云服务器根据在多个特征信息b内识别到与特征信息a1相适配的特征信息a2，确定标定图像在高精地图道路上的位置，并在高精地图上对乘客位置进行第一次矫正，并给出第一矫正参照线AB。

其中，在乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像时，第一矫正参照线AB的生成方法包括如下步骤：

步骤21、根据标定图像在高精地图道路上的位置，以正投影的方式沿Z轴方向投射在地图上，使标定图像在地图上形成一条线段。

步骤22、选取上述线段的中点在地图上生成法线，该法线与道路两侧的立面依次形成第一交点(x₁，y₁)和第二交点(x₂，y₂)，两个交点之间即为第一矫正参照线AB。

步骤5，对标定图像进行道路识别，确定第二矫正参照点。

云服务器对标定图像进行道路识别，根据图像中是否出现道路对用户进行第二次矫正，并给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)。

在实施例中，由于乘客位于道路右侧，并采集道路右侧的标定图像，因此，标定图像中未识别出道路，这该法线与道路侧边立面的第一次交点为乘客所在路侧位置的第二矫正参照点(x₁，y₁)。

步骤6，对第一定位点进行矫正。

云服务器根据第一矫正参照线和第二矫正参照点，对第一定位点进行矫正，将第一定位点移动至第二矫正参照点上，在高精地图上得到乘客位于道路具体一侧的精准位置。为了在地图上进一步确定乘客的精准位置，可调取标定图像位于中线位置物体的焦距参数，并换算出拍摄点与图像中参照物之间的实际距离，然后在地图坐标上进一步调整，给出乘客在地图上的实际位置。

步骤7，规划导航路线。

云服务器将第二定位点发送至车载终端，车载终端根据乘客所在道路一侧的具体位置规划导航路线。

步骤8，实时图像采集，确定乘客所在位置。

车载终端在导航路线上距离第二定位点10-100m的位置后，开始采集道路两侧的实时图像，并发送至云服务器提取实时图像中的特征信息c，并与特征信息a1进行对比，当识别到特征信息a1后，即为乘客所在位置。在识别特征信息a1时，当识别到的特征信息c与特征信息b其中一个特征信息b1相同时，发出第一次提示信息，当识别到的特征信息c与特征信息a1相同时，发出第二次提示信息。

步骤9，当乘客发生移动后，乘客需要重新采集新的定位图像，并上传至云服务器，重复步骤2-步骤7后，车载终端重新生成新的导航路线。

实施例2

参见图1和图4，一种基于高精地图定位导航方法，包括步骤如下：

步骤1，乘客位于道路右侧发起，发起定位请求。

乘客通过移动终端在高精地图上发出定位请求，通过移动终端内置的定位模块在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)，该定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块。为了在地图上可显示道路宽度，采用高精地图，其中，高精地图的生成方法包括如下步骤：

步骤11、建立高精度地图库，在高精度地图库存储OpenDrive数据和3D全景地图数据。

步骤12、读取OpenDrive数据，并提取OpenDrive数据中的车道数据和路网数据。

步骤13、分析OpenDrive数据中的车道数据，沿车道两侧构建立面，并调取3D全景地图数据位于道路两侧的数据，生成车道两侧立面的贴图。

步骤14、将生成的贴图沿车道的立面进行融合，生成仅含道路两侧立面投影的三维场景地图。

步骤2，定标图像采集。

乘客通过移动终端至少采集道路左侧一张标定图像，并发送至云服务器，云服务器提取标定图像上的特征信息a1，乘客在对定标图像进行采集时，为了确保定位精准，乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像。

步骤3，定位点路段两侧图像调取。

云服务器调取高精地图位于第一定位点前后5-10m的路段，提取道路两侧立面上图像的多个特征信息b，并与特征信息a1进行对比，沿路段两侧依次提取多个特征信息b1、b2……bn。

步骤4，对立面图像与标定图像进行特征对比，确定第一矫正参照线AB。

云服务器根据在多个特征信息b内识别到与特征信息a1相适配的特征信息a2，确定标定图像在高精地图道路上的位置，并在高精地图上对乘客位置进行第一次矫正，并给出第一矫正参照线AB。

其中，在乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像时，第一矫正参照线AB的生成方法包括如下步骤：

步骤21、根据标定图像在高精地图道路上的位置，以正投影的方式沿Z轴方向投射在地图上，使标定图像在地图上形成一条线段。

步骤22、选取上述线段的中点在地图上生成法线，该法线与道路两侧的立面依次形成第一交点(x₁，y₁)和第二交点(x₂，y₂)，两个交点之间即为第一矫正参照线AB。

步骤5，对标定图像进行道路识别，确定第二矫正参照点。

云服务器对标定图像进行道路识别，根据图像中是否出现道路对用户进行第二次矫正，并给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)。

在实施例中，由于乘客位于道路右侧，并采集道路左侧的标定图像，因此，标定图像中可以识别出道路，该法线与道路侧边立面的第二次交点为乘客所在路侧位置的第二矫正参照点(x₂，y₂)。

步骤6，对第一定位点进行矫正。

云服务器根据第一矫正参照线和第二矫正参照点，对第一定位点进行矫正，将第一定位点移动至第二矫正参照点上，在高精地图上得到乘客位于道路具体一侧的精准位置。为了在地图上进一步确定乘客的精准位置，可调取标定图像位于中线位置物体的焦距参数，并换算出拍摄点与图像中参照物之间的实际距离，然后在地图坐标上进一步调整，给出乘客在地图上的实际位置。

步骤7，规划导航路线。

云服务器将第二定位点发送至车载终端，车载终端根据乘客所在道路一侧的具体位置规划导航路线。

步骤8，实时图像采集，确定乘客所在位置。

车载终端在导航路线上距离第二定位点10-100m的位置后，开始采集道路两侧的实时图像，并发送至云服务器提取实时图像中的特征信息c，并与特征信息a1进行对比，当识别到特征信息a1后，即为乘客所在位置。在识别特征信息a1时，当识别到的特征信息c与特征信息b其中一个特征信息b1相同时，发出第一次提示信息，当识别到的特征信息c与特征信息a1相同时，发出第二次提示信息。

步骤9，当乘客发生移动后，乘客需要重新采集新的定位图像，并上传至云服务器，重复步骤2-步骤7后，车载终端重新生成新的导航路线。

实施例1和实施例2中，本发明的基于高精地图定位导航方法，采用图像识别技术对定位进行矫正，一方面可定位到乘客具体道路的一侧，并制定精准的导航路线，另一方面，在使用过程中能确保司机与乘客交汇时，位于道路的同一侧，提高乘车效率，以及乘车的安全性。

实施例3

参照图1和图2，为了进一步说明书，本发明还提供了一种基于高精地图定位导航的系统，用于上述一种基于高精地图定位导航方法，包括：

移动终端，用于发起定位请求和采集标定图像，所述移动终端存储有高精地图，发出定位请求后，在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)。

云服务器，用于与移动终端和车载终端进行通信连接，用于接收移动终端发送的定位请求、标定图像和第一定位点，并对标定图像进行特征信息a1的提取，对第一定位点前后道路两侧立面上的图像进行特征信息b的提取，完成特征信息b与特征信息a1对比分析，在高精地图上给出第一矫正参照线AB，对标定图像进行道路识别，在高精地图给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)；用于向车载终端发送第二矫正参照点；用于接收车载终端发送的实时图像，并对实时图像进行特征信息c的提取，完成特征信息c与特征信息a1对比分析，给出乘客所在位置。

存储介质，用于存储云服务器的数据信息。

车载终端，用于生成和现实导航路线，所述车载终端设置在车顶位置，且车载终端的两侧设置有摄像头，用于采集道路两侧的实时图像，所述车载终端内置有数据无线传输模块、语音提提示模块和存储模块。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (9)

1.一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，包括步骤如下：

S1、发起定位请求：乘客通过移动终端在高精地图上发出定位请求，通过移动终端内置的定位模块在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)；

S2、定标图像采集：乘客通过移动终端至少采集路侧一张标定图像，并发送至云服务器，云服务器提取标定图像上的特征信息a1；

S3、定位点路段两侧图像调取：云服务器调取高精地图位于第一定位点前后5-10m的路段，提取道路两侧立面上图像的多个特征信息b，并与特征信息a1进行对比；

S4、确定第一矫正参照线：云服务器根据在多个特征信息b内识别到与特征信息a1相适配的特征信息a2，确定标定图像在高精地图道路上的位置，并在高精地图上对乘客位置进行第一次矫正，并给出第一矫正参照线AB；

S5、确定第二矫正参照点：云服务器对标定图像进行道路识别，根据图像中是否出现道路对用户进行第二次矫正，并给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)；

S6、对第一定位点进行矫正：云服务器根据第一矫正参照线和第二矫正参照点，对第一定位点进行矫正，将第一定位点移动至第二矫正参照点上，在高精地图上得到乘客位于道路具体一侧的精准位置；

S7、规划导航路线：云服务器将第二定位点发送至车载终端，车载终端根据乘客所在道路一侧的具体位置规划导航路线；

S8、确定乘客所在位置：车载终端在导航路线上距离第二定位点10-100m的位置后，开始采集道路两侧的实时图像，并发送至云服务器提取实时图像中的特征信息c，并与特征信息a1进行对比，当识别到特征信息a1后，即为乘客所在位置；

S9、当乘客发生移动后，乘客需要重新采集新的定位图像，并上传至云服务器，重复步骤S2-S7后，车载终端重新生成新的导航路线。

2.根据权利要求1所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，在步骤S1中，所述高精地图的生成方法包括如下步骤：

S11、建立高精度地图库，在高精度地图库存储OpenDrive数据和3D全景地图数据；

S12、读取OpenDrive数据，并提取OpenDrive数据中的车道数据和路网数据；

S13、分析OpenDrive数据中的车道数据，沿车道两侧构建立面，并调取3D全景地图数据位于道路两侧的数据，生成车道两侧立面的贴图；

S14、将生成的贴图沿车道的立面进行融合，生成仅含道路两侧立面投影的三维场景地图。

3.根据权利要求1所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，在步骤S2中，乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像。

4.根据权利要求3所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，在乘客以垂直于道路方向采集路侧标定图像时，所述第一矫正参照线AB的生成方法包括如下步骤：

S21、根据标定图像在高精地图道路上的位置，以正投影的方式沿Z轴方向投射在地图上，使标定图像在地图上形成一条线段；

S22、选取上述线段的中点在地图上生成法线，该法线与道路两侧的立面依次形成第一交点(x₁，y₁)和第二交点(x₂，y₂)，两个交点之间即为第一矫正参照线AB。

5.根据权利要求4所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，在步骤S5中，如果标定图像中未识别出道路，这该法线与道路侧边立面的第一次交点为乘客所在路侧位置的第二矫正参照点(x₁，y₁)，否则法线与道路侧边立面的第二次交点为乘客所在路侧位置的第二矫正参照点(x₂，y₂)。

6.根据权利要求1所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，所述移动终端为智能手机或pad，带有摄像头。

7.根据权利要求1所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，所述车载终端带有摄像头的拍摄装置，摄像头位于车载终端的两侧，车载终端内置有数据无线传输模块、语音提提示模块和存储模块。

8.根据权利要求1所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，在步骤S8中，在识别特征信息a1时，当识别到的特征信息c与特征信息b其中一个特征信息b1相同时，发出第一次提示信息，当识别到的特征信息c与特征信息a1相同时，发出第二次提示信息。

9.一种基于高精地图定位导航的系统，用于如权利要求1-8任一项所述的一种基于高精地图定位导航方法，其特征在于，包括：

移动终端，用于发起定位请求和采集标定图像，所述移动终端存储有高精地图，发出定位请求后，在高精地图形成第一定位点(x₀，y₀)；

云服务器，用于与移动终端和车载终端进行通信连接；

用于接收移动终端发送的定位请求、标定图像和第一定位点，并对标定图像进行特征信息a1的提取，对第一定位点前后道路两侧立面上的图像进行特征信息b的提取，完成特征信息b与特征信息a1对比分析，在高精地图上给出第一矫正参照线AB，对标定图像进行道路识别，在高精地图给出第二矫正参照点(x₁，y₁)或(x₂，y₂)；

用于向车载终端发送第二矫正参照点；

用于接收车载终端发送的实时图像，并对实时图像进行特征信息c的提取，完成特征信息c与特征信息a1对比分析，给出乘客所在位置；

存储介质，用于存储云服务器的数据信息；

车载终端，用于生成和现实导航路线，所述车载终端设置在车顶位置，且车载终端的两侧设置有摄像头，用于采集道路两侧的实时图像，所述车载终端内置有数据无线传输模块、语音提提示模块和存储模块。