CN109163732B - 一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法及*** - Google Patents
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Abstract
一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其包括如下步骤:S1、根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;S2、通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;S3、从起始点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;S4、将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入。本发明还提供一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配***。
Description
技术领域
本发明涉及导航***、电子地图技术领域,尤其涉及一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法及***。
背景技术
匹配信息是路径探索的一个重要输入,车辆位置的匹配结果是否准确会影响到路径规划结果的合理性。正常的匹配逻辑是根据车辆GPS点,将其投影到最近的车道中心线上,但是车辆在交叉路口时,由于路口没有车道边线,只有虚拟的车道中心线,这些车道中心线在路***叉,错综复杂,会导致匹配不准确,并且匹配后的路径规划结果可能不是最优路径。
发明内容
有鉴于此,本发明提出一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法及***。
一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其包括如下步骤:
S1、根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;
S2、通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;
S3、从起始点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;
S4、将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S1包括:
将GPS点依次投影到交叉路口所有的虚拟的车道中心线上,得到投影距离,投影点以及投影点所在两个形点间的segment;
计算segment与车辆的航向角的夹角;
在夹角小于预设角度阈值的范围下,选出投影距离最短的车道中心线作为初始匹配link。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S2包括:
基于步骤S1中获取的初始匹配link,以及路口匹配的路口间link,寻找与初始匹配link相关联的路口进入link,将路口进入link的尾点Node作为link级路径规划的起点。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S3包括:
基于步骤S2中获得的link级路径规划的起点,获取起点Node的脱出link;所述脱出link用于表示车辆下一时刻可能的运动轨迹;
基于起点,沿着起点Node脱出link的方向向终点进行link级的路径规划,得到所有可达到终点的路径集合中代价最小的一条路径作为link级规划的最优路径。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S4包括:
S41、选取link级规划的最优路径的link集中的第一条link,如果第一条link是初始匹配link,则初始匹配link即为最终匹配的结果,并跳转到步骤S43,否则跳转到步骤S42;
S42、修正匹配结果,将路径结果集中的第一条link设为最终的匹配结果,并跳转到步骤S43;如果代价最优的路径是车辆沿着路口直行的轨迹,则将直行的路口link作为最终匹配的结果,并跳转到步骤S43;
S43、将最终匹配的结果作为高精地图车道级路径规划的输入。
本发明还提供一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配***,其包括如下单元:
初始匹配单元,用于根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;
起点获取单元,用于通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;
路径规划单元,从起始点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;
二次匹配单元,用于将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述初始匹配单元包括:
将GPS点依次投影到交叉路口所有的虚拟的车道中心线上,得到投影距离,投影点以及投影点所在两个形点间的segment;
计算segment与车辆的航向角的夹角;
在夹角小于预设角度阈值的范围下,选出投影距离最短的车道中心线作为初始匹配link。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述起点获取单元包括:
基于初始匹配单元中获取的初始匹配link,以及路口匹配的路口间link,寻找与初始匹配link相关联的路口进入link,将路口进入link的尾点Node作为link级路径规划的起点。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述路径规划单元包括:
基于起点获取单元中获得的link级路径规划的起点,获取起点Node的脱出link;所述脱出link用于表示车辆下一时刻可能的运动轨迹;
基于起点,沿着起点Node脱出link的方向向终点进行link级的路径规划,得到所有可达到终点的路径集合中代价最小的一条路径作为link级规划的最优路径。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述二次匹配单元包括:
匹配子单元,用于选取link级规划的最优路径的link集中的第一条link,如果第一条link是初始匹配link,则初始匹配link即为最终匹配的结果,并跳转到输入子单元,否则跳转到修正子单元;
修正子单元,用于修正匹配结果,将路径结果集中的第一条link设为最终的匹配结果,并跳转到输入子单元;如果代价最优的路径是车辆沿着路口直行的轨迹,则将直行的路口link作为最终匹配的结果,并跳转到输入子单元;
输入子单元,用于将最终匹配的结果作为高精地图车道级路径规划的输入。
实施本发明的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法及***,能够在交叉路口时,通过预测车辆的运动轨迹并考虑终点的位置,得到一个最优的匹配结果,作为高精地图车道级路径规划的输入。
附图说明
图1是交叉路口示意图;
图2为车辆位于路口可能的脱出轨迹示意图;
图3为路口脱出示意图;
图4为基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法流程图。
具体实施方式
如图1、图2、图3、图4所示,一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其包括如下步骤:
S1、根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;
link为导航地图中用于表示道路连通网络而虚拟出来的结点Node和Node之间通路的曲线型对象,由起始点Node和终止点Node,和若干形状点组成。可以近似的理解为现实道路连接两个路口的一段道路。
高精度地图是一种表示基于Lane的拓扑网元素组成的地图,相较于传统地图地理信息更精确。图1中路口没有车道边线,无法准确定位车辆的位置。
S2、通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;
S3、从起始点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;
S4、将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S1包括:
将GPS点(如图2中路口最上方虚线上方的点)依次投影到交叉路口所有的虚拟的车道中心线上,得到投影距离,投影点以及投影点所在两个形点间的segment;图2表示车辆位于路口可能的脱出轨迹示意图,虚线表示虚拟的车道中心线,路口中虚拟的车道中心线相互交叉,错综复杂。此处只表示路口一个方向的脱出轨迹,其他三个方向表述类似。
Segment为车道中心线中两个形点之间的一段道路。
计算segment与车辆的航向角的夹角;
在夹角小于预设角度阈值的范围下,选出投影距离最短的车道中心线作为初始匹配link。
可选地,所示预设角度阈值可以为120度。图2中linkA可能为初始匹配link。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S2包括:
基于步骤S1中获取的初始匹配link,以及路口匹配的路口间link,寻找与初始匹配link相关联的路口进入link,将路口进入link的尾点Node作为link级路径规划的起点。
如图3所示,路口进入link为左侧实线箭头图,箭头方向从左向右;路口间link为虚线箭头图;路口脱出link为其他三个实线箭头图。进入、脱出是基于Node而言,Node关联的拓扑有进入link以及脱出link。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S3包括:
基于步骤S2中获得的link级路径规划的起点,获取起点Node的脱出link(即图3中的路口间的直行、右转以及左转link,也即路口脱出link);所述脱出link用于表示车辆下一时刻可能的运动轨迹;
基于起点,沿着起点Node脱出link的方向向终点进行link级的路径规划,得到所有可达到终点的路径集合中代价最小的一条路径作为link级规划的最优路径。
link代价:表示当前link的通行代价,由link的原始代价和预估代价组成,其中原始代价指link的长度,预估代价指link的尾结点Node到终点的球面坐标距离。
路径代价:是指到达终点的该条路径中所有link的通行代价之和。
代价最小是因为从起点到达目的地可能有多条路径,但是每一条路径的代价不同,选取代价最小的路径作为最优路径。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法中,
所述步骤S4包括:
S41、选取link级规划的最优路径的link集中的第一条link,如果第一条link是初始匹配link,则初始匹配link即为最终匹配的结果,并跳转到步骤S43,否则跳转到步骤S42;
link级规划的最优路径的link集是指最优路径中的link集合,由一连串的link有序排列。
第一条link是指link级路径结果集合中的第一条link,即为路口拓扑示意图中的路口间的某一条link,具体是哪一条link,依最优路径而定。例如:最优路径是起点沿着路口间直行的方向规划出的link级的最优路径,则第一条link是与起点Node关联的脱出link中路口间直行的link。
S42、修正匹配结果,将路径结果集中的第一条link设为最终的匹配结果,并跳转到步骤S43;如果代价最优的路径是车辆沿着路口直行的轨迹,则将直行的路口link作为最终匹配的结果,并跳转到步骤S43;
修正目的是判断是否需要修正匹配信息,判断标准即为路径结果集合中的第一条link是否为车辆的初始匹配link。
如果是初始匹配link,则不需要修正匹配结果。修正匹配结果是为车道级路径规划服务的,例如车辆初始匹配的是图2中路口间左转linkA,而规划出的最优路径是路径间直行,则说明初始匹配不合理,需要依据link级最优路径修正,得到最优的匹配结果。
S43、将最终匹配的结果作为高精地图车道级路径规划的输入。
车道级路径规划是基于link级的路径结果范围进行规划的,图3中的例子,link级的最优路径是沿着路口间的直行方向得到的规划,而路口间的左转以及右转link不在link级的最优路径集合中,则车道级的路径规划不考虑这两条link,即link级的规划会把非最优路径集合中的link过滤掉。
本发明还提供一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配***,其包括如下单元:
初始匹配单元,用于根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;
起点获取单元,用于通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;
路径规划单元,从起始点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;
二次匹配单元,用于将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述初始匹配单元包括:
将GPS点依次投影到交叉路口所有的虚拟的车道中心线上,得到投影距离,投影点以及投影点所在两个形点间的segment;
计算segment与车辆的航向角的夹角;
在夹角小于预设角度阈值的范围下,选出投影距离最短的车道中心线作为初始匹配link。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述起点获取单元包括:
基于初始匹配单元中获取的初始匹配link,以及路口匹配的路口间link,寻找与初始匹配link相关联的路口进入link,将路口进入link的尾点Node作为link级路径规划的起点。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述路径规划单元包括:
基于起点获取单元中获得的link级路径规划的起点,获取起点Node的脱出link;所述脱出link用于表示车辆下一时刻可能的运动轨迹;
基于起点,沿着起点Node脱出link的方向向终点进行link级的路径规划,得到所有可达到终点的路径集合中代价最小的一条路径作为link级规划的最优路径。
在本发明所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***中,
所述二次匹配单元包括:
匹配子单元,用于选取link级规划的最优路径的link集中的第一条link,如果第一条link是初始匹配link,则初始匹配link即为最终匹配的结果,并跳转到输入子单元,否则跳转到修正子单元;
修正子单元,用于修正匹配结果,将路径结果集中的第一条link设为最终的匹配结果,并跳转到输入子单元;如果代价最优的路径是车辆沿着路口直行的轨迹,则将直行的路口link作为最终匹配的结果,并跳转到输入子单元;
输入子单元,用于将最终匹配的结果作为高精地图车道级路径规划的输入。
实施本发明的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法及***,能够在交叉路口时,通过预测车辆的运动轨迹并考虑终点的位置,得到一个最优的匹配结果,作为高精地图车道级路径规划的输入。
可以理解的是,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其特征在于,其包括如下步骤:
S1、根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;
S2、通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;
S3、从起点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;
S4、将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入;
所述步骤S4包括:
S41、选取link级规划的最优路径的link集中的第一条link,如果第一条link是初始匹配link,则初始匹配link即为最终匹配的结果,并跳转到步骤S43,否则跳转到步骤S42;
S42、如果最优路径是车辆沿着路口直行的轨迹,则修正匹配结果,将直行的路口link作为最终匹配的结果,并跳转到步骤S43;
S43、将最终匹配的结果作为高精地图车道级路径规划的输入。
2.如权利要求1所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其特征在于,
所述步骤S1包括:
将GPS点依次投影到交叉路口所有的虚拟的车道中心线上,得到投影距离,投影点以及投影点所在两个形点间的segment;
计算segment与车辆的航向角的夹角;
在夹角小于预设角度阈值的范围下,选出投影距离最短的车道中心线作为初始匹配link。
3.如权利要求2所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其特征在于,
所述步骤S2包括:
基于步骤S1中获取的初始匹配link,以及路口匹配的路口间link,寻找与初始匹配link相关联的路口进入link,将路口进入link的尾点Node作为link级路径规划的起点。
4.如权利要求3所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配方法,其特征在于,
所述步骤S3包括:
基于步骤S2中获得的link级路径规划的起点,获取起点Node的脱出link;所述脱出link用于表示车辆下一时刻可能的运动轨迹;
基于起点,沿着起点Node脱出link的方向向终点进行link级的路径规划,得到所有可达到终点的路径集合中代价最小的一条路径作为link级规划的最优路径。
5.一种基于交叉路口的高精度道路计算匹配***,其特征在于,其包括如下单元:
初始匹配单元,用于根据车辆GPS点坐标,将GPS点投影到离GPS点最近的车道中心线上,作为初始匹配link;
起点获取单元,用于通过寻找初始匹配link的路口进入link,将进入初始匹配link的尾点作为路径规划的起点;
路径规划单元,从起点开始沿着可能的路口方向进行道路级路径规划,得到一条link级规划的最优路径;
二次匹配单元,用于将GPS点重新投影到link级规划的最优路径的link上,得到最终的匹配信息,作为车道级路径规划的输入;
所述二次匹配单元包括:
匹配子单元,用于选取link级规划的最优路径的link集中的第一条link,如果第一条link是初始匹配link,则初始匹配link即为最终匹配的结果,并跳转到输入子单元,否则跳转到修正子单元;
修正子单元,用于如果最优路径是车辆沿着路口直行的轨迹,则修正匹配结果,将直行的路口link作为最终匹配的结果,并跳转到输入子单元;
输入子单元,用于将最终匹配的结果作为高精地图车道级路径规划的输入。
6.如权利要求5所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***,其特征在于,
所述初始匹配单元包括:
将GPS点依次投影到交叉路口所有的虚拟的车道中心线上,得到投影距离,投影点以及投影点所在两个形点间的segment;
计算segment与车辆的航向角的夹角;
在夹角小于预设角度阈值的范围下,选出投影距离最短的车道中心线作为初始匹配link。
7.如权利要求6所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***,其特征在于,
所述起点获取单元包括:
基于初始匹配单元中获取的初始匹配link,以及路口匹配的路口间link,寻找与初始匹配link相关联的路口进入link,将路口进入link的尾点Node作为link级路径规划的起点。
8.如权利要求7所述的基于交叉路口的高精度道路计算匹配***,其特征在于,
所述路径规划单元包括:
基于起点获取单元中获得的link级路径规划的起点,获取起点Node的脱出link;所述脱出link用于表示车辆下一时刻可能的运动轨迹;
基于起点,沿着起点Node脱出link的方向向终点进行link级的路径规划,得到所有可达到终点的路径集合中代价最小的一条路径作为link级规划的最优路径。
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CN109163732A (zh) | 2019-01-08 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A high-precision road calculation matching method and system based on intersections Granted publication date: 20201211 Pledgee: Productivity Promotion Center of Wuhan East Lake New Technology Development Zone Pledgor: WUHHAN KOTEL BIG DATE Corp. Registration number: Y2024980005100 |
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PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |