CN117191072A - 一种高速公路道路实景导航系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速公路道路实景导航系统，属于实景导航系统技术领域，包括道路实景获取模块、车辆定位模块和导航云平台，所述导航云平台内置有高精地图数字底座；所述道路实景获取模块和车辆定位模块接入到导航云平台；本发明的高速公路道路实景导航系统，通过对车辆位置采用间隙性定位修正和车辆阶段定位校准模块进行校准，并通过分段式触发方式，且将帧速与车速向匹配融合方式，能够使将车辆前方即将到达的场景与实景导航高精度匹配，并与电子地图和北斗定位等数据进行联动，实现实景导航功能，为驾驶者提供更直观、更清晰的导航指引，辅助驾驶者在转向、岔道路况和变更车道等多种关键场景下，更快更准确地做出决策，提高驾驶安全性。

Description

一种高速公路道路实景导航系统

技术领域

本发明具体涉及一种高速公路道路实景导航系统，属于实景导航系统技术领域。

背景技术

传统的道路导航系统，无法实现道路实景展示，仅能以电子地图、虚拟场景等方式进行导航，为此，中国专利公开号：CN107152935A，公开了一种道路实景导航系统和道路实景导航方法；该系统通过云端服务器从导航模块发送的和第三方提供的道路实景影像中选择与当前位置、前进方向、导航路径和时间信息相对应的道路实景影像发送给导航模块；本发明能够在进行导航时展示当前实际的道路实景影像，方便驾驶人及时了解道路状况；但上述系统需要通过对第三方提供的实景影像进行检索和比较，计算量大，且针对当前路段是否有影像，及影像源是否清晰，均得不到保障；且存在导航实景与实际驾驶实景存在大的时差偏差，另外，该方案没有任何辅助引导作用，仅仅提供一个道路实景参考，再如中国专利公开号：CN111541989A ，公开的一种基于5G技术的实景导航系统和方法，该方案能够实现实景导航终端获取区域内服务器的实景数据，减少实景数据在互联网中远距离传播带来的网络带宽资源消耗；但该结构存在网络通信质量要求高，且导航实景与实际驾驶实景存在大的时差偏差问题。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种高速公路道路实景导航系统，将导航信息与实际道路场景直接融合，并与电子地图和北斗定位等数据进行联动，实现实景导航功能，为驾驶者提供更直观、更清晰的导航指引，辅助驾驶者在转向、岔道路况和变更车道等多种关键场景下，更快更准确地做出决策，同时还可提供更加置换和人性化的导航体验，提高驾驶安全性。

本发明的高速公路道路实景导航系统，包括

道路实景获取模块，所述道路实景获取模块为布置于高速公路侧的全车道采集摄像机，及布置于行驶车辆或无人机上的动态采集摄像机；全车道采集摄像机安装于固定位置，从而能够采集预定位置的所有车道和车道两旁信息；动态采集摄像机动态采集相邻两全车道采集摄像机之间的路段实景信息；

车辆定位模块，所述车辆定位模块为设置于车辆上的导航终端；车辆定位模块设置于车辆上，能够实时获取车辆当前位置信息，并能够接收和展示实景数据；

导航云平台，所述导航云平台内置有高精地图数字底座，高精地图数字底座可采用现有开源的高精电子地图；所述道路实景获取模块和车辆定位模块接入到导航云平台；

道路实景建立时，道路实景获取模块获取整条高速公路的实时场景数据，由于实时场景数据采集时，同步获取道路实景数据及道路实景所处的位置数据，导航云平台通过道路实景获取模块获取上述数据后，将上述数据与高精地图数字底座建立的2D导航图通过融合边缘计算融合，即将高精地图数字底座上的坐标信息与道路实景的位置信息一一对应；形成具有位置信息的高速公路的道路导航实景数据，

导航时，车辆定位模块实时获取车辆当前位置信息，并将位置信息反馈到导航云平台，导航云平台获取车辆实时定位信息，并将定位信息与高精地图数字底座融合，获取车辆当前位置在2D导航图上的位置点，由于该导航定位方案为成熟技术，在现有的各大导航系统中已经得到了广泛应用，因此，在此不再详述导航系统对车辆定位和标记的过程，且由于道路实景与2D导航图一一对应关系，导航云平台通过在2D导航图上获取车辆位置点，即可获取车辆在道路实景上的位置关系；导航云平台将完成定位点标记的实景导航数据反馈到导航终端，同时，导航终端可预先加载车辆导航数据，导航终端通过导航终端获取的车辆车速信息，输出与车速信息匹配的道路实景数据，该实景数据无需再通过导航云平台进行实时更新，降低对导航通信带宽要求。

进一步地，所述2D导航图上设置有位置提示点，所述道路实景数据于位置提示点处设置有多组并列的道路引导实景数据，当完成行驶路径规划后，则确定各个道口的行驶路径；当车辆行驶接近到岔口（匝道入口）时，触发位置提示点，从而调动选定的道路引导实景数据，多组并列的道路引导实景数据的底层图片或视频数据一致，区别点为根据不同的引导要求，在底层图片或视频数据上标注引导箭头，如当需要引导进入到匝道时，则将引导箭头在虚线前指向最右侧车道，并依次指向匝道，并将其它车道不做标记或打叉标记；如当需要直行通过岔口时，在直行车道上标记动态箭头；并对最右侧车道不做标记或打叉标记。

进一步地，所述车辆定位模块还包括车辆阶段定位校准模块，所述车辆阶段定位校准模块包括高速公路上的路侧RSU或摄像机抓拍模块；所述路侧RSU或摄像机抓拍模块位置点在2D导航图上标记，通过路侧RSU或摄像机抓拍模块的位置点对道路实景数据进行切割为N段道路实景数据，当车辆通过路侧RSU或摄像机抓拍模块的位置点后，触发下一段道路实景数据；当相邻所述车辆阶段定位校准模块之间间距大于设定值时，导航云平台通过导航终端间歇获取车辆当前定位数据，并通过定位数据对反馈到导航终端上的道路实景数据进行修正；通过路侧RSU与车载的导航终端进行通讯，实现车辆身份识别，通过摄像机抓拍模块对车辆车牌进行抓拍，实现车辆身份识别；通过车辆阶段定位校准模块进行校准和车辆位置采用间隙性定位修正方式，弥补因为导航定位产生的车速积累误差，能够将车辆前方即将到达的场景与实景导航高精度匹配。

进一步地，所述导航终端还包括车道采集摄像头，所述车道采集摄像头获取车道信息，并将车道信息反馈到导航云平台上，导航云平台将车道信息通过动态箭头方式融合到道路实景数据上；当导航云平台获取到车道须变更信息时，通过动态箭头引导车辆进行变道；所述车道须变更信息包括获取到岔口位置数据或通行车道前方道路障碍数据。

进一步地，所述全车道采集摄像机包括已布置于高速公路上，且面向所有车道的全景摄像机，及新布置于高速公路转向和岔道处，且面向所有车道新增的全景摄像机，所述行驶车辆为路政车辆；通过全景摄像机实时采集当前路况信息，并通过动态采集摄像机在多个时段、各个季节和不同天气状况下，分别采集全景摄像机之间路段的实景路况信息，从而形成整条高速公路的实景路况信息。

进一步地，所述动态采集摄像机获取道路抢修或事故处理过程中，现场车道信息和当前位置信息，并将采集数据上传到导航云平台，导航云平台将以路政车辆定位点为中心，将道路实景数据在靠近定位点设定距离的设定点建立应急标记点，当触发应急标记点后，触发提示信息，并生成车道变更信息。

与现有技术相比，本发明的高速公路道路实景导航系统，通过对车辆位置采用间隙性定位修正和车辆阶段定位校准模块进行校准，并通过分段式触发方式，且将帧速与车速向匹配融合方式，能够使将车辆前方即将到达的场景与实景导航高精度匹配，并与电子地图和北斗定位等数据进行联动，实现实景导航功能，为驾驶者提供更直观、更清晰的导航指引，辅助驾驶者在转向、岔道路况和变更车道等多种关键场景下，更快更准确地做出决策，同时还可提供更加置换和人性化的导航体验，提高驾驶安全性。

附图说明

图1为本发明的高速道路实景导航系统整体模块连接示意图。

图2为本发明的高速道路实景导航系统工作流程示意图。

图3为本发明的车辆实际定位点与道路实景修正流程示意图。

图4为本发明的车道障碍实景提示流程示意图。

附图标记：1、道路实景获取模块，11、全车道采集摄像机，12、动态采集摄像机，2、车辆定位模块，3、导航云平台，4、高精地图数字底座，5、路侧RSU，6、摄像机抓拍模块，7、车道采集摄像头。

具体实施方式

实施例：

如图1至图4所示的高速公路道路实景导航系统，包括

道路实景获取模块1，所述道路实景获取模块1为布置于高速公路侧的全车道采集摄像机11，及布置于行驶车辆或无人机上的动态采集摄像机12；全车道采集摄像机11安装于固定位置，从而能够采集预定位置的所有车道和车道两旁信息；动态采集摄像机12动态采集相邻两全车道采集摄像机11之间的路段实景信息；

车辆定位模块2，所述车辆定位模块2为设置于车辆上的导航终端；车辆定位模块2设置于车辆上，能够实时获取车辆当前位置信息，并能够接收和展示实景数据；

导航云平台3，所述导航云平台3内置有高精地图数字底座4，高精地图数字底座4可采用现有开源的高精电子地图；所述道路实景获取模块1和车辆定位模块2接入到导航云平台3；

如图2所示，道路实景建立时，道路实景获取模块1获取整条高速公路的实时场景数据，由于实时场景数据采集时，同步获取道路实景数据及道路实景所处的位置数据，导航云平台3通过道路实景获取模块1获取上述数据后，将上述数据与高精地图数字底座4建立的2D导航图通过融合边缘计算融合，即将高精地图数字底座4上的坐标信息与道路实景的位置信息一一对应；形成具有位置信息的高速公路的道路导航实景数据，

如图2所示，导航时，车辆定位模块2实时获取车辆当前位置信息，并将位置信息反馈到导航云平台3，导航云平台3获取车辆实时定位信息，并将定位信息与高精地图数字底座4融合，获取车辆当前位置在2D导航图上的位置点，由于该导航定位方案为成熟技术，在现有的各大导航系统中已经得到了广泛应用，因此，在此不再详述导航系统对车辆定位和标记的过程，且由于道路实景与2D导航图一一对应关系，导航云平台3通过在2D导航图上获取车辆位置点，即可获取车辆在道路实景上的位置关系；导航云平台3将完成定位点标记的实景导航数据反馈到导航终端，同时，导航终端可预先加载车辆导航数据，导航终端通过导航终端获取的车辆车速信息，输出与车速信息匹配的道路实景数据，该实景数据无需再通过导航云平台3进行实时更新，降低对导航通信带宽要求。

所述2D导航图上设置有位置提示点，所述道路实景数据于位置提示点处设置有多组并列的道路引导实景数据，当完成行驶路径规划后，则确定各个道口的行驶路径；当车辆行驶接近到岔口（匝道入口）时，触发位置提示点，从而调动选定的道路引导实景数据，多组并列的道路引导实景数据的底层图片或视频数据一致，区别点为根据不同的引导要求，在底层图片或视频数据上标注引导箭头，如当需要引导进入到匝道时，则将引导箭头在虚线前指向最右侧车道，并依次指向匝道，并将其它车道不做标记或打叉标记；如当需要直行通过岔口时，在直行车道上标记动态箭头；并对最右侧车道不做标记或打叉标记。

如图3所示，所述车辆定位模块2还包括车辆阶段定位校准模块，所述车辆阶段定位校准模块包括高速公路上的路侧RSU5或摄像机抓拍模块6；所述路侧RSU5或摄像机抓拍模块6位置点在2D导航图上标记，通过路侧RSU5或摄像机抓拍模块6的位置点对道路实景数据进行切割为N段道路实景数据，当车辆通过路侧RSU5或摄像机抓拍模块6的位置点后，触发下一段道路实景数据；当相邻所述车辆阶段定位校准模块之间间距大于设定值时，导航云平台3通过导航终端间歇获取车辆当前定位数据，并通过定位数据对反馈到导航终端上的道路实景数据进行修正；通过路侧RSU5与车载的导航终端进行通讯，实现车辆身份识别，通过摄像机抓拍模块6对车辆车牌进行抓拍，实现车辆身份识别；通过车辆阶段定位校准模块进行校准和车辆位置采用间隙性定位修正方式，弥补因为导航定位产生的车速积累误差，能够将车辆前方即将到达的场景与实景导航高精度匹配。

所述导航终端还包括车道采集摄像头7，所述车道采集摄像头7获取车道信息，并将车道信息反馈到导航云平台3上，导航云平台3将车道信息通过动态箭头方式融合到道路实景数据上；当导航云平台3获取到车道须变更信息时，通过动态箭头引导车辆进行变道；所述车道须变更信息包括获取到岔口位置数据或通行车道前方道路障碍数据。

所述全车道采集摄像机11包括已布置于高速公路上，且面向所有车道的全景摄像机，及新布置于高速公路转向和岔道处，且面向所有车道新增的全景摄像机，所述行驶车辆为路政车辆；通过全景摄像机实时采集当前路况信息，并通过动态采集摄像机12在多个时段、各个季节和不同天气状况下，分别采集全景摄像机之间路段的实景路况信息，从而形成整条高速公路的实景路况信息；导航云平台3根据不同的时段和不同天气状况选择与其相匹配的高速公路实景信息。

如图4所示，所述动态采集摄像机12获取道路抢修或事故处理过程中，现场车道信息和当前位置信息，并将采集数据上传到导航云平台3，导航云平台3将以路政车辆定位点为中心，将道路实景数据在靠近定位点设定距离的设定点建立应急标记点，当触发应急标记点后，触发提示信息，并生成车道变更信息，通过动态采集摄像机12和北斗定位，获取道路抢修或事故发生点位置信息和车道信息，并将信息及时上传至导航云平台3，导航云平台3采用选择并列帧方式，调用事故发生点的实景数据。

上述实施例，仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明申请范围内。

Claims (5)

1.一种高速公路道路实景导航系统，其特征在于：包括

道路实景获取模块，所述道路实景获取模块为布置于高速公路侧的全车道采集摄像机，及布置于行驶车辆或无人机上的动态采集摄像机；

车辆定位模块，所述车辆定位模块为设置于车辆上的导航终端；

导航云平台，所述导航云平台内置有高精地图数字底座；所述道路实景获取模块和车辆定位模块接入到导航云平台；所述导航云平台通过道路实景获取模块获取整条高速公路的实时场景，并将实时场景和高精地图数字底座建立的2D导航图通过融合边缘计算融合，建立高速公路的道路实景数据，接着导航云平台通过车辆定位模块实时获取车辆位置，并将车辆当前位置与高精地图数字底座融合，建立车辆当前位置在2D导航图上的位置点，且由于道路实景与2D导航图一一对应关系，导航云平台通过在2D导航图上获取车辆位置点，即可获取车辆在道路实景上的位置关系；将道路导航实景数据反馈到导航终端；

所述2D导航图上设置有位置提示点，所述道路实景数据于位置提示点处设置有多组并列的道路引导实景数据，当完成行驶路径规划后，则确定各个道口的行驶路径；从而导航云平台选择某一引导实景数据，当位置提示点被触发后，触发选定的引导实景数据；所述引导实景数据为在道路实景数据的车道上标记动态的引导箭头；

所述道路实景为视频数据时，道路实景播放帧速与监测车辆车速相匹配；

所述车辆定位模块还包括车辆阶段定位校准模块，所述车辆阶段定位校准模块包括高速公路上的路侧RSU或摄像机抓拍模块；所述路侧RSU或摄像机抓拍模块位置点在2D导航图上标记，通过路侧RSU或摄像机抓拍模块的位置点对道路实景数据进行切割为N段道路实景数据，当车辆通过路侧RSU或摄像机抓拍模块的位置点后，触发下一段道路实景数据；当相邻所述车辆阶段定位校准模块之间间距大于设定值时，导航云平台通过导航终端间歇获取车辆当前定位数据，并通过定位数据对反馈到导航终端上的道路实景数据进行修正。

2.根据权利要求1所述的高速公路道路实景导航系统，其特征在于：所述融合边缘计算过程如下：由于实时场景采集时，同步获取道路实景数据及对道路实景所处的位置数据，从而通过高精地图数字底座将实景和位置关系相融合。

3.根据权利要求1所述的高速公路道路实景导航系统，其特征在于：所述导航终端还包括车道采集摄像头，所述车道采集摄像头获取车道信息，并将车道信息反馈到导航云平台上，导航云平台将车道信息通过动态箭头方式融合到道路实景数据上；当导航云平台获取到车道须变更信息时，通过动态箭头引导车辆进行变道；所述车道须变更信息包括获取到岔口位置数据或通行车道前方道路障碍数据。

4.根据权利要求1所述的高速公路道路实景导航系统，其特征在于：所述全车道采集摄像机包括已布置于高速公路上，且面向所有车道的全景摄像机，及新布置于高速公路转向和岔道处，且面向所有车道新增的全景摄像机，所述行驶车辆为路政车辆；通过全景摄像机实时采集当前路况信息，并通过动态采集摄像机在多个时段、各个季节和不同天气状况下，分别采集全景摄像机之间路段的实景路况信息，从而形成整条高速公路的实景路况信息。

5.根据权利要求1或4所述的高速公路道路实景导航系统，其特征在于：所述动态采集摄像机获取道路抢修或事故处理过程中，现场车道信息和当前位置信息，并将采集数据上传到导航云平台，导航云平台将以路政车辆定位点为中心，将道路实景数据在靠近定位点设定距离的设定点建立应急标记点，当触发应急标记点后，触发提示信息，并生成车道变更信息。