CN103625471B - 道路基准线的绘制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种道路基准线的绘制方法及装置，其中，该方法包括：获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线。采用本发明提供的上述技术方案，解决了相关技术中，道路基准线的绘制方法精度低，人工成本过高的技术问题。

Description

道路基准线的绘制方法及装置
技术领域
本发明道路划线领域，更具体地说，涉及一种道路基准线的绘制方法及装置。
背景技术
近年来，随着国民经济的迅速发展，公路，特别是高等级公路建设规模越来越大，公路里程逐年增加。在公路的建设过程其中最重要的一项便是道路划线，即通过道路划线机是用来进行公路等路面交通安全标志如斑马线，人行道，车道等路面指示标志的测绘。
目前使用比较广的道路划线方案是以一条细白线作为道路划线机的行进路线，即道路划线基准线。道路划线机可以通过机器视觉等技术检测并追踪这条细白线，使道路划线机沿着这条细白线划线。而绘制道路划线基准线的方法主要采用人工的方法，例如手推式划线等。需要每隔一段距离定点测量基准线与路基的距离，此方法效率低，人员工作强度大，且人员视觉疲劳后容易划出错误的基准线，给后续工作带来不便，甚至会造成事故、延误工期等重大损失。
现有技术中，主要采用的技术方案是使用Disoto型测距仪，以高速公路中央隔离带或防护栏为基准，测量车辆与基准线之间的距离值并把测量距离值取出，显示在驾驶室的液晶显示器上。显示屏幕上有横向坐标，正中间的基准为0，左右一个±2CM的刻度，满屏为±15CM，当划线车辆行驶时，若于基准位置出现偏差时，液晶显示屏上的显示光标随之移动，当偏差不超过2CM时，光标在-2到+2之间移动，当偏差超高2CM时，则在2CM-15CM之间移动。标线车辆驾驶员根据活动光标的左右移动来控制划线车行驶方向。上述技术方案在一定程度上减轻了公路标线的工作强度，提高了标线的精度和效率。但是，此方法未考虑到标线车辆在拐弯或在连续弯道行驶情况下，测量距离值之间的连续变化，车辆驾驶员很难控制划线的准确性，精度难以得到保障。同时，由于划线车辆靠人工操作，随着工作时间的延长难免会出现一些偏差。不能达到整个过程全自动化的要求。
针对相关技术中，道路基准线的绘制方法精度低，人工成本过高的技术问题，尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明提供了一种道路基准线的绘制方法及装置，以至少解决相关技术中，道路基准线的绘制方法精度低，人工成本过高的技术问题。
为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种道路基准线的绘制方法，包括：获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线。
优选地，获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线，包括：获取所述待规划道路上各个定位点的位置信息；按照所述位置信息生成所述预设行驶路线。
优选地，控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线之前，还包括：获取所述标线车辆的第一角度，其中，所述第一角度为所述标线车辆前进方向与所述待规划道路中线延伸方向的夹角；根据所述第一角度调整所述标线车辆的车辆姿态，将调整后的所述车辆姿态设置为所述标线车辆的最初姿态。
优选地，控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线，包括：在所述标线车辆行驶过程中，获取所述标线车辆的第二角度，其中所述第二角度为所述标线车辆前进方向与所述待规划道路中线延伸方向的夹角；根据所述第二角度控制所述标线车辆在所述预定路线上绘制道路基准线。
优选地，所述第一角度通过如下公式得出：其中，θ为所述第一角度的角度大小，L1为所述标线车辆中第一测距仪与将要到达道路路边路基的距离，β为所述第一测距仪安装方向与所述标线车辆车体垂直方向的夹角，L2为与所述标线车辆前进方向垂直对应的所述待规划道路路基与第二测距仪的距离，d为所述第一测距仪与所述第二测距仪的距离，其中，所述第一测距仪与所述标线车辆的车体成β安装，所述第二测距仪垂直于所述标线车辆车体安装。
优选地，所述第二角度通过如下公式得出：其中，为所述第二角度的角度大小，L1为所述标线车辆中第一测距仪与将要达到道路路边路基的距离，β为所述第一测距仪安装方向与所述标线车体垂直方向的夹角，L2为与所述标线车辆前进方向垂直对应的所述待规划道路路基与第二测距仪的距离，其中，所述第一测距仪与所述标线车辆的车体成β安装，所述第二测距仪垂直于所述标线车辆车体安装。
优选地，获取所述标线车辆的当前行驶方向；当所述当前行驶方向与所述预设行驶路线的当前延伸方向的偏离角度超过预设阈值时，发出报警信息。
优选地，获取所述标线车辆相对于所述待规划道路的路边路基的距离；根据所述距离判断所述标线车辆是否偏离所述预设行驶路线。
为了达到上述目的，根据本发明的再一个方面，还提供了一种道路基准线的绘制装置，包括：获取模块，用于获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；控制模块，用于控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线。
优选地，所述获取模块，包括：第一获取单元，用于获取所述待规划道路上各个定位点的位置信息；生成单元，用于按照所述位置信息生成所述预设行驶路线。
优选地，所述控制模块，包括：第二获取单元，用于在所述标线车辆行驶过程中，获取所述标线车辆的第二角度，其中所述第二角度为所述标线车辆前进方向与所述待规划道路中线方向的夹角；控制单元，用于根据所述第二角度控制所述标线车辆在所述预定路线上绘制道路基准线。
通过本发明，采用了通过设置定位点信息进而生成预设行驶路线；然后控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线的技术手段，解决了相关技术中，道路基准线的绘制方法精度低，人工成本过高的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明实施例的道路基准线的绘制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的道路基准线的绘制装置结构框图；
图3是根据本发明实施例的道路基准线的绘制装置的另一结构框图；
图4为根据本发明优选实施例的道路基准线的绘制方法的工作示意图；
图5为根据本发明优选实施例的道路基准线的绘制方法的另一工作示意图；
图6为根据本发明优选实施例的道路基准线的绘制方法的又一工作示意图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1为根据本发明实施例的道路基准线的绘制方法的流程图。如图1所示，该方法包括：步骤S102至步骤S104，
S102：获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；
该步骤通过以下过程实现：首先，获取上述待规划线路上的各个定位点的位置信息，其中，定位点的个数可以根据用户的需要自行设计，如果要求精度高，那么定位点的个数就应该相应的多，如果要求精度相对较低，那么对应的定位点的个数就可以相对少些；其次，根据上述位置信息生成上述预设行驶路线。
S104：控制上述标线车辆按照上述预设行驶路线绘制道路基准线。
在实施该步骤之前，还需要对上述标线车辆进行车辆姿态初始化，具体过程如下：获取标线车辆的第一角度，其中，上述第一角度为上述标线车辆前进方向与上述待规划道路中线延伸方向的夹角；根据上述第一角度调整上述标线车辆的车辆姿态，将调整后的上述车辆姿态设置为上述车辆最初姿态。
其中，上述第一角度可以通过公式计算得出：其中，θ为上述第一角度的角度大小，L1为上述标线车辆中第一测距仪与上述待规划道路路边将要达到的路基的距离，β为上述第一测距仪安装方向与上述标线车辆车体垂直方向的夹角，L2为与上述标线车辆前进方向垂直对应的上述待规划道路路基与第二测距仪的距离，d为上述第一测距仪与上述第二测距仪的距离，其中，上述第一测距仪与上述标线车辆的车体成β安装，上述第二测距仪与垂直于上述标线车辆车体安装。其中，上述第一测距仪和第二测距仪均可以为多个，在测量上述夹角时，可以取其平均值，以提高测量精度。
对于步骤S104，该步骤可以通过如下过程实现：在上述标线车辆行驶过程中，获取上述车辆的第二角度，其中上述第二角度为上述车辆前进方向与上述待规划道路中线延伸方向的夹角；根据上述第二角度控制上述车辆在上述预定路线上绘制道路基准线。
其中，第二角度可以通过如下公式得到：其中，为上述第二角度的角度大小，L1为上述车辆中第一测距仪与上述待规划道路将要到达的路基的距离，β为上述第一测距仪安装方向与上述标线车辆车体垂直方向的夹角，L2为第二测距仪与上述待规划道路路基的距离，其中，上述第一测距仪与上述标线车辆的车体成β安装，上述第二测距仪与垂直于上述标线车辆车体安装。
需要说明的是，在标线车辆行进过程中，还需要通过如下方式和过程来确保标线车辆最终绘制的道路基准线的高精度：首先，对标线车辆行驶的过程进行粗略调整：获取上述车辆的当前行驶位置信息；当上述当前行驶方向与上述预设行驶路线的当前延伸方向的偏离角度超过预设阈值时，发出报警信息。该过程保证了行走路线和全球定位***(GlobalPositionSystem，简称为GPS)位置的大方向是一致的，如果出现了不一致的情况，就需要报警提醒工作人员进行人工干预。
其次，对标线车辆的行驶过程进行精细调整：获取上述标线车辆相对于上述待规划道路的路边路基的距离；根据上述距离判断上述标线车辆是否偏离上述预设行驶路线。该过程主要结合距离传感器对标线车辆两边路基距离的检测来判断标线车辆是否偏移预先设计的道路。
通过上述各个步骤，运用测距仪来控制标线车辆的运行轨迹，同时结合GPS技术完成标线车辆路径规划，辅助提醒拐弯、起点、终点等信息。解决了相关技术中，道路基准线的绘制方法精度低，人工成本过高的问题，本发明实施例提供的是一种新的道路基准线绘制方案。可在大部分情况下可以代替人力自动完成道路基线的划线工作，并且在直线道路上标线车能够高速可靠的绘制高精度的道路标线基准线。
在本实施例中还提供了一种道路基准线的绘制装置，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述，下面对该装置中涉及到的模块进行说明。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。图2是根据本发明实施例的道路基准线的绘制装置结构框图。如图2所示，该装置包括：
获取模块22，用于获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；
控制模块24，与获取模块20连接，用于控制上述标线车辆按照上述预设行驶路线绘制道路基准线。
本实施例对上述技术方案的进一步改进在于，如图3所示，获取模块22包括：
第一获取单元222，用于获取上述待规划道路上各个定位点的位置信息；
生成单元224，用于按照上述位置信息生成上述预设行驶路线。
在本实施例中，控制模块24，包括：
第二获取单元242，用于在上述标线车辆行驶过程中，获取上述标线车辆的第二角度，其中上述第二角度为上述标线车辆前进方向与上述待规划道路中线方向的夹角；
控制单元244，用于根据上述第二角度控制上述车辆在上述预定路线上绘制道路基准线。
通过上述模块的综合作用，运用测距仪来控制标线车辆的运行轨迹，同时结合GPS技术完成标线车辆路径规划，辅助提醒拐弯、起点、终点等信息。解决了相关技术中，道路基准线的绘制方法精度低，人工成本过高的问题，本发明实施例提供的是一种新的道路基准线绘制方案。可在大部分情况下可以代替人力自动完成道路基线的划线工作，并且在直线道路上标线车能够高速可靠的绘制高精度的道路标线基准线。
为了更好地理解上述实施例中的道路基准线的绘制过程，以下结合优选实施例详细说明。需要说明的是，该优选实施例的方案并不构成对本发明的限定。具体地：
图4为根据本发明优选实施例的道路基准线的绘制方法的工作示意图，如图4所示：
首先利用GPS对自动标线车准备标线的公路路线预先规划车辆的行驶路线，使其可以按照预定路线更快更好的完成工作。预定路线是根据道路的走向绘制的一条具有一定宽度的折线。
如图4，在道路的端点设置GPS定位点A、B、C、D，依次连接A、B、C、D形成折线图(虚线表示)，折线的宽度即差分GPS的定位精度。即自动标线车载将按照从A点向东直线行驶L1到B点，在B点按照车载激光测距仪拟合的弯道路线(见)行进到C点，由C点向南直线行驶L2到D点，在D点按照车载激光测距仪拟合的弯道路线到达E点，由E点向东直线行驶L3到F点的方式在虚线范围内行驶。将A、B、C、D的经纬度按照一定的格式输入到标线车辆的导航***。即可事先完成标线车辆的路径规划。同时，标线车辆行进过程中实时监测标线车辆的经纬度，判断其是否在预设行驶路线上，当标线车辆偏离了预设行驶路线时，标线车辆会发出报警信息。
激光测距仪安装在车体底部右侧共2组，其中测距仪1与车体成β角安装，测距仪2垂直于车体安装。测距仪1用来测量前方弯道，测距仪2的测量对象为道路右旁的路边路基，通过激光测距仪可以获得车体在路中间的相对位置，当然为了提高测量的精度，可以在上述标线车辆右侧另垂直于标线车辆方向再安装一个测距仪，能够有效的监控车辆初始状态并对其位置进行修正。上述技术方案通过第一测距仪1的安装与标线车辆成一定夹角，可以利用至少两个测距仪测量出标线车辆与前方弯道圆弧的夹角即道路与标线车辆之间的夹角，提前测距拟合上述标线车辆行进路线，控制上述标线车辆(例如通过控制舵机实现)在弯道的转向。
在起始时刻，当小车放置在路中间时，为保证测量在行进过程中严格安装基线行进，通过测距仪测量车辆与道路的夹角，用来调整小车姿态，保证小车行进方向和道路平行。在遇上拐弯路口，通过激光测距仪1获得的前方弯道与车辆的夹角θ，拟合出小车将行驶的路线。
在起始时刻，如图5所示，激光测距仪进行测量，获得位置信息，每一个测距仪之间的安装距离d是已知的，通过对路边石的测量，可以判断出小车前进方向与道路前进方向的夹角θ。通过如下公式计算得出：然后将测量结果反馈至标线车辆控制单元，车辆根据测量结果做出相应的动作，完成初始姿态调整。使车辆的位置与道路保持水平。
在标线车辆行驶至弯道时，如图6所示激光测距仪1首先测量弯道距小车的距离L1，将小车所处弯道可以等效为一段圆弧，小车应当把行驶方向调整至圆弧的切线方向。弯道长度相比于标线车辆车身来说是很大的，可以把弯道分解成无穷多的小段，将测距仪2所处位置路基等效为与车辆位置平行的的直线段，故可依据计算小车与前进道路的夹角，获取角度信息后，不断的调整小车前进方向，完成标线车辆行进轨迹的调整。
上述步骤可以归纳总结为：
第一步：预先用便携式GPS等设备获取待划线道路的经纬度。根据得到的经纬度确定出一条具有一定宽度的行进路线作为预定路线。
第二步：将预定路线输入到标线车辆的控制***。
第三步：将标线车辆放到现场，启动标线车辆，测距仪自动测量车辆与道路的夹角，完成初始状态车辆姿态调整，保证与车辆前进方向与道路平行。
第四步：进入预设行驶路线后，标线车辆开始按照预设行驶路线行进并绘制道路基准线。提前预知弯道计算车辆与弯道的夹角，到达弯道时根据测量距离值进行车辆轨迹控制。
第五步：GPS实时定位监测自动标线车经纬度，如果大幅偏离预先路径则自动报警，进行人工干预。
综上所述，本发明实施例提供的上述技术方案达到了以下效果：提供一种新道路基准线绘制的解决方案。可在大部分情况下可以代替人力自动完成道路基线的划线工作，有效的节约了人工成本，并且在直线道路上标线车能够高速可靠的绘制高精度的道路标线基准线。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各装置或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种道路基准线的绘制方法，其特征在于，包括：
获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；其中，所述预设行驶路线为全球定位***GPS进行预先规划的；
控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线；
其中，控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线，包括：在所述标线车辆行驶过程中，获取所述标线车辆的第二角度，其中所述第二角度为所述标线车辆前进方向与所述待规划道路中线延伸方向的夹角；根据所述第二角度控制所述标线车辆在所述预设行驶路线上绘制道路基准线；所述第二角度通过如下公式得出：其中，为所述第二角度的角度大小，L1为所述标线车辆中第一测距仪与将要达到道路路边路基的距离，β为所述第一测距仪安装方向与所述标线车体垂直方向的夹角，L2为与所述标线车辆前进方向垂直对应的所述待规划道路路基与第二测距仪的距离，其中，所述第一测距仪与所述标线车辆的车体成β安装，所述第二测距仪垂直于所述标线车辆车体安装。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线，包括：
获取所述待规划道路上各个定位点的位置信息；
按照所述位置信息生成所述预设行驶路线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线之前，还包括：
获取所述标线车辆的第一角度，其中，所述第一角度为所述标线车辆前进方向与所述待规划道路中线延伸方向的夹角；
根据所述第一角度调整所述标线车辆的车辆姿态，将调整后的所述车辆姿态设置为所述标线车辆的最初姿态。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一角度通过如下公式得出：
其中，θ为所述第一角度的角度大小，L1为所述标线车辆中第一测距仪与将要到达道路路边路基的距离，β为所述第一测距仪安装方向与所述标线车辆车体垂直方向的夹角，L2为与所述标线车辆前进方向垂直对应的所述待规划道路路基与第二测距仪的距离，d为所述第一测距仪与所述第二测距仪的距离，其中，所述第一测距仪与所述标线车辆的车体成β安装，所述第二测距仪垂直于所述标线车辆车体安装。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述标线车辆的当前行驶方向；
当所述当前行驶方向与所述预设行驶路线的当前延伸方向的偏离角度超过预设阈值时，发出报警信息。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：
获取所述标线车辆相对于所述待规划道路的路边路基的距离；
根据所述标线车辆相对于所述待规划道路的路边路基的距离判断所述标线车辆是否偏离所述预设行驶路线。
7.一种道路基准线的绘制装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取标线车辆在待规划道路上的预设行驶路线；其中，所述预设行驶路线为全球定位***GPS进行预先规划的；
控制模块，用于控制所述标线车辆按照所述预设行驶路线绘制道路基准线；
其中，所述控制模块包括：第二获取单元，用于在上述标线车辆行驶过程中，获取上述标线车辆的第二角度，其中上述第二角度为上述标线车辆前进方向与上述待规划道路中线方向的夹角；控制单元，用于根据上述第二角度控制上述车辆在上述预设行驶路线上绘制道路基准线；其中，所述第二角度通过如下公式得出：其中，为所述第二角度的角度大小，L1为所述标线车辆中第一测距仪与将要达到道路路边路基的距离，β为所述第一测距仪安装方向与所述标线车体垂直方向的夹角，L2为与所述标线车辆前进方向垂直对应的所述待规划道路路基与第二测距仪的距离，其中，所述第一测距仪与所述标线车辆的车体成β安装，所述第二测距仪垂直于所述标线车辆车体安装。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述获取模块，包括：
第一获取单元，用于获取所述待规划道路上各个定位点的位置信息；
生成单元，用于按照所述位置信息生成所述预设行驶路线。
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