CN106840178B - 一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及*** - Google Patents

一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及***，该方法包括以下几个步骤，步骤1：使用设备获取需导航区域的经纬度信息；步骤2：使用ArcGIS工具创建绘制二维矢量地图及岔路口路段文本文件；步骤3：使用路径规划工具获取最短路径，从路径中提取轨迹；步骤4：对轨迹进行坐标系转换；在进行自主导航时，使用5米插值算法，得到的路径点很平滑，增加路经点数目，提高该路段的路径精度，确保行驶平稳；同时路径搜索在时间上没有明显增加；该方法能保证在使用同样复杂度的地图时，为智能车自主导航提供更精确更密集的轨迹跟踪点，并且把轨迹点转化为智能车坐标系下的坐标，降低了曲线拟合的难度。

Description

一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及***
技术领域
本发明属于智能车自动驾驶领域，尤其涉及一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及***。
背景技术
在智能车研究领域，跟踪经纬度坐标是实现智能车自主导航的主流方法，在没有感知数据的情况下，智能车只能通过经纬度信息来确认当前位置，然后通过路径点的经纬度坐标来进行跟踪。
目前，许多智能车导航***依托高精度导航设备实现了车道级别的轨迹跟随，但是在岔路口处，部分导航***中地图没有专为左转或者右转而储存的轨迹点，仅仅通过地图提供的间距较大的路径点，这会影响智能车辆行驶轨迹的平滑稳定；部分导航***中的地图的绘制时使用短距离的线段，这虽然得到了间距较小的路径点，保证了路径的精度，但是这增加了地图的节点数目，会增大路径规划带来的时间成本，使得路径规划的实时性降低。
在复杂的城市环境中，车辆在岔路口等复杂道路处，依靠目前的导航地图，无法得到最优轨迹实现车辆的转弯行为。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了快速、精准的户外环境下的基于ArcGIS的地图创建与智能车自主导航方法及***。
一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法，包括以下步骤：
步骤1：在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；
所述GPS信息包括导航信息头、GNSS发送时间、GNSS接收时间、朝北速度、朝东速度、垂直速度、横滚角、俯仰角、横摆角、GPS搜星状态、CRC校验码；
所述沿所有路段行驶包括在岔路口所有方向行驶一次；
步骤2：利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；
道路岔路口标注文件即为特殊路段的路径点的相关信息，岔路口路段称之为特殊路段，其余直行路段称之为一般路段；
沿着直行车道纵向的中心线位置匀速行驶采集数据(采集频率为20Hz)，为一般路段的原始数据；
特殊路段的数据采集：
在岔路口，根据直行、左转、右转、上匝道、下匝道行为(包含从直行路段置换至指定车道的行为，直行则没有换道过程)，分别采集存储数据(采集频率为20Hz)，作为特殊路段的原始数据。
所述道路岔路口标注文件是指经过岔路口的路口转弯路段的标注文件，每一条路口转弯路段的标注文件包括路口起点和终点的经纬度信息、起点和终点在岔路口的位置序号，并以岔路口标记、起点岔路口位置序号以及终点岔路口位置序号对路口转弯路段命名；
步骤3：利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；
其中，目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算获得；
目标路径对应在二维矢量地图上的路口转弯路段的轨迹点依据路口转弯路段所在的岔路口、进入岔路口位置序号和离开岔路口位置序号寻找相应道路岔路口标注文件，并从中获取路口转弯路段的起点和终点的经纬度，得到路口转弯路段的两个路径点；
步骤4：对步骤3获得的所有路径点进行坐标转换，得到智能车坐标系下的导航坐标点信息，并将智能车坐标系下的路径导航信息采用JSON格式的字符串传输至导航处理器。
进一步地，将位于WGS84坐标系下的路径点坐标转换成智能车坐标系下的坐标，所述智能车坐标系以智能车质心为原点，车辆正前方为x轴方向，左测为y轴方向的坐标系：
(1)将位于WGS84坐标系的路径点坐标转换到位于地心空间直角坐标系下的坐标；
其中，P点是地球上任意一点，(XP,YP,ZP)是P点在地心空间直角坐标系下的坐标，(BP,LP,HP)是P点在地心大地坐标系下的纬度、经度以及海拔；
Rn是P点地球椭球卯酉圈曲率半径，
a是地球椭球的长半轴，为6378137米，b是地球椭球的短半轴，为6356752米；
e为椭球第一偏心率，
其中，Q为待转换的路径点，(XQ,YQ,ZQ)是Q点在地心空间直角坐标系下的坐标；
(2)将位于地心空间直角坐标系下的坐标转换到局部切平面直角坐标系的的坐标，所述局部切平面直角坐标系即为东北天坐标系；
其中，(xQP，yQP，zQP)是Q点相对于P点在局部切平面直角坐标系下的坐标；
以P点作为局部切平面直角坐标系下的坐标原点；
(3)通过车辆的当前航向角对东北天坐标系的坐标轴进行顺时针旋转，得到旋转后的路径点坐标；
xc＝xQP×cos yaw+yQP×sin yaw
yc＝yQP×cos yaw-xQP×sin yaw
其中，yaw为车辆航向角，按指北为0，顺时针旋转，从0增加至2π；
(4)以(yc，-xc)作为路径点在智能车坐标系下的坐标。
进一步地，所述目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算是指进行5米插值计算：
首先，计算两个端点的距离；计算两个端点间需要插值几个点，然后进行插值。
两个端点距离计算公式s：
然后，计算需进行5米插值的点数num-2：num≈s÷5.0+1；
最后，按照以下公式计算各插值点的坐标：
第i个点的纬度：
第i个点的经度：
其中，RADIUS为地球半径，6378137米；Δa为两端点纬度之差，单位为弧度；Δb为两端点经度之差，单位为弧度；lat1，lat2，lon1，lon2分别为起始端点与终止端点的纬度值和经度值，单位为弧度；num是插值运算点数，按四舍五入取值。
进一步地，所述利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，具体过程如下：
首先，使用ArcCatalog连接用于保存地图的文件夹，在文件夹中新建个人地理数据库mdb文件，在个人地理数据库mdb文件中新建六个要素数据集，并将六个要素数据集导入ArcCatalog中；
所述六个要素数据集包括车辆位置、目的地、轨迹、标记点、目标点、道路；
然后，使用AcrMap创建一个地图mxd文件，在地图中添加之前创建的mdb文件中的要素数据集，完成地图的基本框架；
接着，将步骤1获取的信息中的经纬度作为X,Y坐标值显示在地图上，并按照行驶方向将坐标点连接成道路线，每段道路线长度为50米，位于岔路口处的道路线长度为10米；
最后，利用构建的道路岔路口标注文件在岔路口处标注岔路口线段端点，并对标注的岔路口线段端点属性添加至地图中。
所述岔路口线段端点属性包括OBJECTID、SHARP、NAME、TYPE、INDEX_POINT以及TOTAL_POINT；
OBJECTID和SHARP分别表示所标注的岔路口线段端点在个人地理数据库中的行数以及要素类型，由***自动生成；
NAME、TYPE、INDEX_POINT以及TOTAL_POINT分别表示所标注的岔路口线段端点名称、岔路口点类型、位于岔路口的位置序号以及该点所在的线段上的路径点总数；
例如标记点的要素类型为点要素，“TYPE”字段值为1表示该点进入岔路口的点，字段值为2表示出岔路口的点；
“INDEX_POINT”字段的取值从北顺时针转，第一个路口为1，第二个路口为2，以此类推；
一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航***，包括：
数据采集单元，在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；
地图创建单元，利用ArcGIS工具基于数据采集单元获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；
路径提取单元，利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；
坐标转换单元，将轨迹点在经纬度下的坐标转换为智能车坐标系下的坐标，通过将WGS84坐标系转换为地心空间直角坐标系，然后将地心空间直角坐标系转换为局部切平面直角坐标系，接着通过车辆的当前航向角对东北天坐标系的坐标轴进行顺时针旋转，对旋转后的横坐标取反作为纵坐标，旋转后的纵坐标作为横坐标，得到路径轨迹点的转换坐标；
数据请求单元，用于向车辆数据存储单元请求实时GPS数据，更新实时车辆位置；
数据发送单元，通过车辆实时位置，结合路径提取单元获取路径轨迹点，并利用坐标转换单元对路径轨迹点进行转换，得到智能车坐标下的车辆实时全局路径。
进一步地，所述导航***与车辆之间的通信***采用C/S方式。
智能车的通信***采用C/S方式，数据中心有称为数据池，数据池使用ZeroMQ技术，数据池设置为整个通讯结构中的服务端，通讯方式采用req、rep模式，客户端向数据池发送数据，数据池解析数据之后根据数据的类型做相应的动作，例如为类型为REQ，则为客户端请求数据，数据池返回对应的数据即可；类型为MSG，则为客户端发送过来的数据，数据池返回接收成功并保存数据即可；类型为REP,则为数据池返回给客户端的数据。
有益效果
本发明提供了一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及***，该方法包括以下几个步骤，步骤1：使用设备获取需导航区域的经纬度信息；步骤2：使用ArcGIS工具创建绘制二维矢量地图及岔路口路段文本文件；步骤3：使用路径规划工具获取最短路径，从路径中提取轨迹；步骤4：对轨迹进行坐标系转换；通过把岔路口路段设置为特殊路段，使用文本文件存储特殊路段左转或者右转或者直行的间距较小的轨迹点，保证该路段的路径精度，解决了智能车在岔路口转弯时不稳定的情况；而把除岔路口之外的直行路段设置为一般路段，一般路段使用地图所存储的路经点，在地图绘制时，使用长度适中(50米左右，进入或离开岔路口处可为10米左右)的线段进行绘制，简化地图，降低路径规划的时间成本；
在进行自主导航时，使用5米插值算法，得到的路径点很平滑，增加路经点数目，提高该路段的路径精度，确保行驶平稳；同时路径搜索在时间上没有明显增加，为100毫秒左右；该方法能保证在使用同样复杂度的地图时，为智能车自主导航提供更精确更密集的轨迹跟踪点，并且把轨迹点转化为智能车坐标系下的坐标，降低了曲线拟合的难度；采用JSON格式的字符串传输智能车坐标下的导航路径信息，使得数据传输到导航处理器后，解析简单，可读性高，提高了导航处理速度，进一步确保了导航的实时性和准确性；
本发明所述的方法首先提出了地图数据采集与地图建立规划，使用该规范采集数据，然后建立的地图，道路结构简单，能够降低路径规划的时间成本；利用创新设计的轨迹提取方法，尤其针对岔路口的轨迹点提取精准地解决了城市复杂环境下岔路口处的轨迹跟踪问题，使车辆在转弯过程中可以获得最优的行驶轨迹，保证了车辆行驶的稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例1中原始采集数据在地图上的显示效果；
图2是本发明实施例1中地图中道路绘制规范示意图；
图3是本发明实施例1中测试场地地图绘制完成之后的效果图；
图4是本发明实施例1中智能车自主导航方法的方案框图；
图5是本发明实施例1中测试场地路径规划效果图；
图6是本发明实施例2中智能车自主导航***中数据通信过程结构图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法，包括以下步骤：
步骤1：在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；
所述GPS信息包括导航信息头、GNSS发送时间、GNSS接收时间、朝北速度、朝东速度、垂直速度、横滚角、俯仰角、横摆角、GPS搜星状态、CRC校验码；
所述沿所有路段行驶包括在岔路口所有方向行驶一次；
步骤2：利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；
所述道路岔路口标注文件是指经过岔路口的路口转弯路段的标注文件，每一条路口转弯路段的标注文件包括路口起点和终点的经纬度信息、起点和终点在岔路口的位置序号，并以岔路口标记、起点岔路口位置序号以及终点岔路口位置序号对路口转弯路段命名；
步骤3：利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；
其中，目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算获得；
目标路径对应在二维矢量地图上的路口转弯路段的轨迹点依据路口转弯路段所在的岔路口、进入岔路口位置序号和离开岔路口位置序号寻找相应道路岔路口标注文件，并从中获取路口转弯路段的起点和终点的经纬度，得到路口转弯路段的两个路径点；
步骤4：对步骤3获得的所有路径点进行坐标转换，得到智能车坐标系下的导航坐标点信息，并将智能车坐标系下的路径导航信息采用JSON格式的字符串传输至导航处理器。
在实例中岔路口路段称之为特殊路段，其余直行路段称之为一般路段。
具体实施例1：
使用GPS/IMU组合导航设备，按照采集规则，在测试场地的车道中心匀速行驶采集数据。首先把数据文本文件导入Excel文件，再以xls格式保存，再把xls文件中的数据导入ArcGIS，在地图上显示出来，如图1所示，黑线(由十分密集的黑点组成)即为采集路线的原始数据。
按照地图绘制方法，测试场地地图会经历一般路段>特殊路段>一般路段>特殊路段>一般路段的过程，有两个特殊路段，因此一共有4个标记点；首先在道路层，依据原始数据所在的位置，按照行驶的方向，绘制道路，先画起点，再画终点，如图2所示，左边绿点为这条线的起点，右边红点为终点，弯道区域使用端点弧段绘制；在进入第一个右转弯道的前25米放置一个标记点，记为点1，点1的“TYPE”字段值为1，“INDEX_POINT”字段值为1，出第一个右转弯道处放置一个标记点，记为点2，点2的“TYPE”字段值为2，“INDEX_POINT”字段值为1,进入圆环左转弯道前10米处放置一个标记点，记为点3，点3的“TYPE”字段值为1，“INDEX_POINT”字段值为1，出圆环左转弯道处放置一个标记点，记为点4，点4的“type”字段值为2，“INDEX_POINT”字段值为2。
特殊路段的路径提取，第一条特殊路段，使用ArcGIS测量工具测量其长度约为47米，该段路的原始数据总长度为473条，则使用下列公式：
路径点个数计算公式：num＝[length/1+1]
提取间隔计算公式：d＝[total/num]
该路段路径点个数为48，提取间隔为9，即每隔9条数据取1条作为路径点。同理，第二条特殊路段的长度约为122米，原始数据总长度为1322条，使用上列公式计算的第二条路段的路径点数为123，提取间隔为10，即每隔10条数据取1条作为路径点。
地图完成效果如图3所示，实线表示道路，圆点表示标记点，三角形表示第一条特殊路段的路径点，五边形表示第二条特殊路段的路径点。
图4为全局路径规划的实施方案框图，接下来详细描述其实施的具体步骤：
如图5所示，选择起点为左侧点1，选择终点为右侧点2，然后使用迪杰斯特拉算法搜索点1至点2的最短路径，点1至点2的绿线为路径区域。例如图4中，首先是一条一般路段，再读取线要素，那么会读到这条线的起点与终点。
两个端点距离计算公式：
5米插点个数：num≈s÷5.0+1
第i个点的纬度：
第i个点的经度：
其中s为返回距离，单位为米；RADIUS为地球半径，6378137米；Δa为两端点纬度之差，单位为弧度；Δb为两端点经度之差，单位为弧度；lat1，lat2，lon1，lon2分别为起始端点与终止端点的纬度值和经度值，单位为弧度；num是四舍五入后的值，为点数(包括起点终点)。
按照上述步骤，依次往后读去路径上的要素，最终会计算获得一条连续的点；然后会读到特殊路段1的标记点点1和点2，读取这两点的“index”字段值分别为1和2，那么计算得到特殊路段1对应的路径文本文件名为21，再通过文件数据读取与格式转换，即可得到特殊路段1的路径点。
通过上述步骤，可以获得整条路径，但是由于该路径的仍是“WGS84坐标系”下的坐标，所以仍需使用下列公式进行坐标系转换。
先使用如下转换公式：
其中P点是路径上的所有点，(XP，YP，ZP)是P点在地心空间直角坐标系下的坐标，(BP，LP，HP)是P点在地心大地坐标系下的坐标，即纬度、经度以及海拔，Rn是P点地球椭球卯酉圈曲率半径，B是P点纬度，a是地球椭球的长半轴，为6378137米，b是地球椭球的短半轴，为6356752米，计算公式为：
e为椭球第一偏心率，计算公式为：
再使用如下转换公式：
其中P为路径起点，(XP，YP，ZP)为在地心空间直角坐标系下的坐标，Q为除起点之外路径上所有的点，同理(XQ，YQ，ZQ)是Q点在地心空间直角坐标系下的坐标，(xQP，yQP，zQP)是Q点相对于P点(P点作为坐标原点)在局部切平面直角坐标系下的坐标，由于本发明的是基于二维地图的全局路径规划，所以只取(xQP，yQP)的值作为转换点的坐标。
再使用如下转换公式：
xc＝xQP×cos yaw+yQP×sin yaw
yc＝yQP×cos yaw-xQP×sin yaw
其中yaw为车辆在路径起点时的航向角。
最后把坐标的x值取反，再与x值对调，得到(yc,-xc)。通过上述计算步骤，路径上所有的点均可转换成智能车坐标系下的坐标。
具体实施例2：
一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航***，包括：
数据采集单元，在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；
地图创建单元，利用ArcGIS工具基于数据采集单元获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；
路径提取单元，利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；
坐标转换单元，将轨迹点在经纬度下的坐标转换为智能车坐标系下的坐标，通过将WGS84坐标系转换为地心空间直角坐标系，然后将地心空间直角坐标系转换为局部切平面直角坐标系，接着通过车辆的当前航向角对东北天坐标系的坐标轴进行顺时针旋转，对旋转后的横坐标取反作为纵坐标，旋转后的纵坐标作为横坐标，得到路径轨迹点的转换坐标；
数据请求单元，用于向车辆数据存储单元请求实时GPS数据，更新实时车辆位置；
数据发送单元，通过车辆实时位置，结合路径提取单元获取路径轨迹点，并利用坐标转换单元对路径轨迹点进行转换，得到智能车坐标下的车辆实时全局路径。
进一步地，所述导航***与车辆之间的通信***采用C/S方式。
智能车的通信***采用C/S方式，数据中心有称为数据池，数据池使用ZeroMQ技术，数据池设置为整个通讯结构中的服务端，通讯方式采用req、rep模式，客户端向数据池发送数据，数据池解析数据之后根据数据的类型做相应的动作，例如为类型为REQ，则为客户端请求数据，数据池返回对应的数据即可；类型为MSG，则为客户端发送过来的数据，数据池返回接收成功并保存数据即可；类型为REP,则为数据池返回给客户端的数据。
图6为基于ArcGIS的面向户外开放环境的地图创建与智能车自主导航方法***中数据通信过程结构图，数据池提供数据存储，数据提供等功能，数据请求单元需要更新GPS信息，需要按如下的JSON数据格式发送请求命令：
数据池返回的GPS信息的数据格式如下：
数据发送单元的数据格式如下
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，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 (6)

1.一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；
所述沿所有路段行驶包括在岔路口所有方向行驶一次；
步骤2：利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；该道路岔路口标注文件即为特殊路段的路径点；
所述道路岔路口标注文件是指经过岔路口的路口转弯路段的标注文件，每一条路口转弯路段的标注文件包括路口起点和终点的经纬度信息、起点和终点在岔路口的位置序号，并以岔路口标记、起点岔路口位置序号以及终点岔路口位置序号对路口转弯路段命名；
步骤3：利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；
其中，目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算获得；
目标路径对应在二维矢量地图上的路口转弯路段的轨迹点依据路口转弯路段所在的岔路口、进入岔路口位置序号和离开岔路口位置序号寻找相应道路岔路口标注文件，并从中获取路口转弯路段的起点和终点的经纬度，得到路口转弯路段的两个路径点；
步骤4：对步骤3获得的所有路径点进行坐标转换，得到智能车坐标系下的导航坐标点信息，并将智能车坐标系下的路径导航信息采用JSON格式的字符串传输至导航处理器。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将位于WGS84坐标系下的路径点坐标转换成智能车坐标系下的坐标，所述智能车坐标系以智能车质心为原点，车辆正前方为x轴方向，左测为y轴方向的坐标系：
(1)将位于WGS84坐标系的路径点坐标转换到位于地心空间直角坐标系下的坐标；
其中，P点是地球上任意一点，(XP,YP,ZP)是P点在地心空间直角坐标系下的坐标，(BP,LP,HP)是P点在地心大地坐标系下的纬度、经度以及海拔；
Rn是P点地球椭球卯酉圈曲率半径，
a是地球椭球的长半轴，为6378137米，b是地球椭球的短半轴，为6356752米；
e为椭球第一偏心率，
其中，Q为待转换的路径点，(XQ,YQ,ZQ)是Q点在地心空间直角坐标系下的坐标；
(2)将位于地心空间直角坐标系下的坐标转换到局部切平面直角坐标系的坐标，所述局部切平面直角坐标系即为东北天坐标系；
其中，(xQP,yQP,zQP)是Q点相对于P点在局部切平面直角坐标系下的坐标；
以P点作为局部切平面直角坐标系下的坐标原点；
(3)通过车辆的当前航向角对东北天坐标系的坐标轴进行顺时针旋转，得到旋转后的路径点坐标；
xc＝xQP×cosyaw+yQP×sinyaw
yc＝yQP×cosyaw-xQP×sinyaw
其中，yaw为车辆航向角，按指北为0，顺时针旋转，从0增加至2π；
(4)以(yc,-xc)作为路径点在智能车坐标系下的坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算是指进行5米插值计算：
首先，计算两个端点的距离；计算两个端点间需要插值几个点，然后进行插值；
两个端点距离计算公式s：
然后，计算需进行5米插值的点数num-2：num≈s÷5.0+1；
最后，按照以下公式计算各插值点的坐标：
第i个点的纬度：
第i个点的经度：
其中，RADIUS为地球半径，6378137米；Δa为两端点纬度之差，单位为弧度；Δb为两端点经度之差，单位为弧度；lat1，lat2，lon1，lon2分别为起始端点与终止端点的纬度值和经度值，单位为弧度；num是插值运算点数，按四舍五入取值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，具体过程如下：
首先，使用ArcCatalog连接用于保存地图的文件夹，在文件夹中新建个人地理数据库mdb文件，在个人地理数据库mdb文件中新建六个要素数据集，并将六个要素数据集导入ArcCatalog中；
所述六个要素数据集包括车辆位置、目的地、轨迹、标记点、目标点、道路；
然后，使用AcrMap创建一个地图mxd文件，在地图中添加之前创建的mdb文件中的要素数据集，完成地图的基本框架；
接着，将步骤1获取的信息中的经纬度作为X,Y坐标值显示在地图上，并按照行驶方向将坐标点连接成道路线，每段道路线长度为50米，位于岔路口处的道路线长度为10米；
最后，利用构建的道路岔路口标注文件在岔路口处标注岔路口线段端点，并对标注的岔路口线段端点属性添加至地图中。
5.一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航***，其特征在于，包括：
数据采集单元，在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；
地图创建单元，利用ArcGIS工具基于数据采集单元获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；
路径提取单元，利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；
坐标转换单元，将轨迹点在经纬度下的坐标转换为智能车坐标系下的坐标，通过将WGS84坐标系转换为地心空间直角坐标系，然后将地心空间直角坐标系转换为局部切平面直角坐标系，接着通过车辆的当前航向角对东北天坐标系的坐标轴进行顺时针旋转，对旋转后的横坐标取反作为纵坐标，旋转后的纵坐标作为横坐标，得到路径轨迹点的转换坐标；
数据请求单元，用于向车辆数据存储单元请求实时GPS数据，更新实时车辆位置；
数据发送单元，通过车辆实时位置，结合路径提取单元获取路径轨迹点，并利用坐标转换单元对路径轨迹点进行转换，得到智能车坐标下的车辆实时全局路径。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述导航***与车辆之间的通信***采用C/S方式。
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