发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种车道的中心线生成方法、装置、设备及存储介质,以提高生成的众包地图的有效性。具体技术方案如下:
第一方面,为了达到上述目的,本发明实施例提供了一种车道的中心线生成方法,所述方法包括:
获取包含已构建的多个初始中心线,以及多个行驶轨迹中的各轨迹点的众包地图,作为初始众包地图;
基于所述初始众包地图中已构建的初始中心线,生成所述初始众包地图的多个潜在中心线;
针对每一行驶轨迹,确定该行驶轨迹中的每一轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点,并基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点;其中,一个轨迹点在一个潜在中心线上对应的候选匹配点为:经过该轨迹点的直线在该潜在中心线上的垂足;
从各潜在中心线中,确定包含的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,作为与该行驶轨迹匹配的匹配中心线;
针对每一匹配中心线,确定该匹配中心线匹配的行驶轨迹的数目,作为第一数目,并从各匹配中心线中,确定对应的第一数目最大的匹配中心线,得到所述初始众包地图的补充中心线。
可选的,还包括:
针对每一补充中心线,在所述初始众包地图中,连接该补充中心线与该补充中心线相邻的初始中心线,得到目标众包地图。
可选的,所述针对每一行驶轨迹,确定该行驶轨迹中的每一轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点,并基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点,包括:
针对每一行驶轨迹,确定经过该行驶轨迹中的一个轨迹点的直线在一个潜在中心线上的垂足,作为该轨迹点在该潜在中心线上的候选匹配点;
针对该行驶轨迹中的每一轨迹点,确定该行驶轨迹中该轨迹点的前一轨迹点;
基于该轨迹点与前一轨迹点之间的欧式距离,以及该轨迹点的前一轨迹点对应的每一候选匹配点与该轨迹点对应的每一候选匹配点之间的代价距离,计算该轨迹点的前一个轨迹点对应的每一候选匹配点针对该轨迹点对应的每一候选匹配点的转移概率;
基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离,计算该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率;
基于该轨迹点的前一轨迹点对应的每一候选匹配点的每一综合概率,该轨迹点的前一轨迹点对应的每一候选匹配点针对该轨迹点对应的每一候选匹配点的转移概率,以及该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率,计算该轨迹点对应的每一候选匹配点的综合概率;
基于该行驶轨迹中的各轨迹点对应的各候选匹配点的综合概率,从各轨迹点各自对应的候选匹配点中,确定各轨迹点各自对应的目标匹配点。
可选的,所述基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离,计算该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率,包括:
基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的欧式距离,以及该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的差异参数值,计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离;其中,一个轨迹点与对应的一个候选匹配点之间的差异参数值表示该轨迹点所处车道与该候选匹配点所处车道是否为同一个车道;
基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离,计算该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率。
可选的,所述基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的欧式距离,以及该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的差异参数值,计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离,包括:
确定以该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一轨迹点和后一轨迹点为端点,且经过该轨迹点的线段,作为第一线段;
确定经过该轨迹点,且垂直于所述第一线段的直线,作为第一直线;
按照车道线的排列顺序,依次确定与所述第一直线相交,且与该轨迹点为预设距离的车道线的类型,得到该轨迹点的特征描述信息;其中,车道线的类型为单实线,或者单虚线;
针对该轨迹点的每一候选匹配点,确定经过该候选匹配点,且垂直于该候选匹配点所在的潜在中心线的直线,作为第二直线;
按照车道线的排列顺序,依次确定与所述第二直线相交,且与该候选匹配点为所述预设距离的车道线的类型,得到该候选匹配点的特征描述信息;
对该轨迹点的特征描述信息与该候选匹配点的特征描述信息进行字符串匹配,得到该轨迹点与该候选匹配点之间的差异参数值;
基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的欧式距离,以及该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的差异参数值,计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离。
可选的,所述基于该行驶轨迹中的各轨迹点对应的各候选匹配点的综合概率,从各轨迹点各自对应的候选匹配点中,确定各轨迹点各自对应的目标匹配点,包括:
针对该行驶轨迹中的每一轨迹点,确定该行驶轨迹中该轨迹点的后一轨迹点;
从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定出计算该轨迹点后一轨迹点对应的目标匹配点的综合概率时所使用的候选匹配点,作为该轨迹点的目标匹配点。
可选的,所述基于所述初始众包地图中已构建的初始中心线,生成所述初始众包地图的多个潜在中心线,包括:
针对每一初始中心线,按照预设采样距离,确定该初始中心线上的采样点作为节点,并将相邻且位于同一初始中心线上的节点之间的线段作为边,得到所述初始众包地图的中心线网络;
对已构建的多个初始中心线进行分组,得到多个中心线组;其中,一个中心线组包含所述中心线网络中的每一车道中相连接的边所属的初始中心线,以及该车道相邻的车道中相连接的边所属的初始中心线;
针对每一中心线组,将该中心线组中的每一初始中心线与相邻的中心线组中的每一初始中心线之间的线段,作为所述初始众包地图的多个潜在中心线。
第二方面,为了达到上述目的,本发明实施例提供了一种车道的中心线生成装置,所述装置包括:
获取模块,用于获取包含已构建的多个初始中心线,以及多个行驶轨迹中的各轨迹点的众包地图,作为初始众包地图;
生成模块,用于基于所述初始众包地图中已构建的初始中心线,生成所述初始众包地图的多个潜在中心线;
第一确定模块,用于针对每一行驶轨迹,确定该行驶轨迹中的每一轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点,并基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点;其中,一个轨迹点在一个潜在中心线上对应的候选匹配点为:经过该轨迹点的直线在该潜在中心线上的垂足;
匹配模块,用于从各潜在中心线中,确定包含的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,作为与该行驶轨迹匹配的匹配中心线;
第二确定模块,用于针对每一匹配中心线,确定该匹配中心线匹配的行驶轨迹的数目,作为第一数目,并从各匹配中心线中,确定对应的第一数目最大的匹配中心线,得到所述初始众包地图的补充中心线。
本发明实施例还提供了一种电子设备,包括处理器、通信接口、存储器和通信总线,其中,处理器,通信接口,存储器通过通信总线完成相互间的通信;
存储器,用于存放计算机程序;
处理器,用于执行存储器上所存放的程序时,实现上述任一所述的车道的中心线生成方法步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一所述的车道的中心线生成方法步骤。
本发明实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述任一所述的车道的中心线生成方法。
本发明实施例提供的一种车道的中心线生成方法,获取包含已构建的多个初始中心线,以及多个行驶轨迹中的各轨迹点的众包地图,作为初始众包地图。基于初始众包地图中已构建的初始中心线,生成初始众包地图的多个潜在中心线。针对每一行驶轨迹,确定该行驶轨迹中的每一轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点,并基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点;一个轨迹点在一个潜在中心线上对应的候选匹配点为:经过该轨迹点的直线在该潜在中心线上的垂足。从各潜在中心线中,确定包含的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,作为与该行驶轨迹匹配的匹配中心线。针对每一匹配中心线,确定该匹配中心线匹配的行驶轨迹的数目,作为第一数目,并从各匹配中心线中,确定对应的第一数目最大的匹配中心线,得到初始众包地图的补充中心线。
基于上述处理,可以基于初始众包地图中已构建的初始中心线,生成初始众包地图的潜在中心线,并将初始众包地图中的各行驶轨迹与各潜在中心线进行匹配,从各潜在中心线中确定各行驶轨迹的匹配中心线。一个行驶轨迹的匹配中心线为基于该行驶轨迹确定的初始众包地图的中心线。进而,从各匹配中心线中,确定与各行驶轨迹相匹配次数最多的匹配中心线,也就是初始众包地图中需要补充的补充中心线。进而,可以补全初始众包地图中的中心线,可以提高生成的众包地图的有效性。
当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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基于本申请所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参见图1,图1为本发明实施例提供的一种车道的中心线生成方法的流程图,该方法可以包括以下步骤:
S101:获取包含已构建的多个初始中心线,以及多个行驶轨迹中的各轨迹点的众包地图,作为初始众包地图。
S102:基于初始众包地图中已构建的初始中心线,生成初始众包地图的多个潜在中心线。
S103:针对每一行驶轨迹,确定该行驶轨迹中的每一轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点,并基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点。
其中,一个轨迹点在一个潜在中心线上对应的候选匹配点为:经过该轨迹点的直线在该潜在中心线上的垂足。
S104:从各潜在中心线中,确定包含的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,作为与该行驶轨迹匹配的匹配中心线。
S105:针对每一匹配中心线,确定该匹配中心线匹配的行驶轨迹的数目,作为第一数目,并从各匹配中心线中,确定对应的第一数目最大的匹配中心线,得到初始众包地图的补充中心线。
基于本发明实施例提供的车道的中心线生成方法,可以基于初始众包地图中已构建的初始中心线,生成初始众包地图的潜在中心线,并将初始众包地图中的各行驶轨迹与各潜在中心线进行匹配,从各潜在中心线中确定各行驶轨迹的匹配中心线。一个行驶轨迹的匹配中心线为基于该行驶轨迹确定的初始众包地图的中心线。进而,从各匹配中心线中,确定与各行驶轨迹相匹配次数最多的匹配中心线,也就是初始众包地图中需要补充的补充中心线。进而,可以补全初始众包地图中的中心线,可以提高生成的众包地图的有效性。
针对步骤S101,初始众包地图为基于地图采集设备采集到的地图数据生成的众包地图,初始众包地图包含已构建的初始中心线。由于采集到的地图数据存在误差,或者采集到的地图数据缺失等原因,生成的初始众包地图中会缺少部分中心线。
地图采集设备可以为采集车辆,地图采集设备可以采集目标地区的地图数据,例如,采集车辆可以在目标地区行驶,并拍摄目标地区的图像数据。
地图采集设备在初始众包地图对应的实际道路场景中采集地图数据,初始众包地图中包括地图采集设备的多个行驶轨迹的轨迹点,电子设备可以获取通过GPS(GlobalPositioning System,全球定位***)确定的地图采集设备在初始众包地图中的多个行驶轨迹中的轨迹点。
示例性的,参见图2,图2为初始众包地图的示意图,图2中带正方形的线段表示车道线,带三角形的实线表示已构建的初始中心线。图2所示的初始众包地图中地图区域A和地图区域C中包含3个车道,每一车道包含完整的车道线和中心线。地图区域B由于缺少车道线,无法生成地图区域B中的中心线。
为了生成初始众包地图中的地图区域B的各车道的中心线,需要获取初始众包地图中地图区域A和地图区域C已构建的初始中心线,以及初始众包地图中的多个行驶轨迹中的轨迹点。一个轨迹点可以用该轨迹点在初始众包地图中的坐标表示。
针对步骤S102,根据车道的连续性可知,初始众包地图中未构建的潜在中心线应该出现在相邻的已构建的初始中心线之间,因此,电子设备可以基于初始地图中已构建的初始中心线,生成初始众包地图的潜在中心线。
在本发明的一个实施例中,在图1的基础上,参见图3,步骤S102可以包括以下步骤:
S1021:针对每一初始中心线,按照预设采样距离,确定该初始中心线上的采样点作为节点,并将相邻且位于同一初始中心线上的节点之间的线段作为边,得到初始众包地图的中心线网络。
S1022:对已构建的多个初始中心线进行分组,得到多个中心线组。
其中,一个中心线组包含中心线网络中的每一车道中相连接的边所属的初始中心线,以及该车道相邻的车道中相连接的边所属的初始中心线。
S1023:针对每一中心线组,将该中心线组中的每一初始中心线与相邻的中心线组中的每一初始中心线之间的线段,作为初始众包地图的多个潜在中心线。
示例性的,参见图4,图4中带正方形的线段表示车道线,带三角形的实线表示已构建的初始中心线。按照预设采样距离确定图4中每一初始中心线上采样点(如图4中三角形所示)作为节点,并将相邻且位于同一初始中心线上的节点之间的线段作为边,得到初始众包地图的中心线网络。
然后,对已构建的多个初始中心线进行分组,得到多个中心线组。一个中心线组包含中心线网络中的每一车道中相连接的边所属的初始中心线,以及该车道相邻的车道中相连接的边所属的初始中心线。
针对图4所示的初始众包地图,车道1中相连接的边所属的初始中心线为初始中心线A1,车道1相邻的车道为车道2,车道2中相连接的边所属的初始中心线为初始中心线A2,车道2相邻的车道为车道3,车道3中相连接的边所属的初始中心线为初始中心线A3,则可以将初始中心线A1、初始中心线A2和初始中心线A3确定为中心线组1。同理可以确定初始中心线C1、初始中心线C2和初始中心线C3为中心线组2。
根据车道的连续性可知,初始众包地图中未构建的潜在中心线应该出现在相邻的已构建的初始中心线之间,也就是位于相邻的中心组之间,在对初始中心线进行分组,得到多个中心线组之后,针对每一中心线组,电子设备可以确定该中心线组中的每一初始中心线与相邻的中心线组中的每一初始中心线之间的线段,作为初始众包地图的多个潜在中心线。
图4所示的初始众包地图中相邻的中心组为中心线组1和中心线组2,图4所示的初始众包地图的潜在中心线包括:连接初始中心线A1与初始中心线C1的虚线,连接初始中心线A1与初始中心线C2的虚线,连接初始中心线A1与初始中心线C2的虚线,连接初始中心线A2与初始中心线C1的虚线,连接初始中心线A2与初始中心线C2的虚线,连接初始中心线A2与初始中心线C2的虚线,连接初始中心线A3与初始中心线C1的虚线,连接初始中心线A3与初始中心线C2的虚线,以及连接初始中心线A3与初始中心线C2的虚线。
针对步骤S103,在确定出初始众包地图中的多个行驶轨迹中的轨迹点,以及初始众包地图中的潜在中心线之后,针对每一行驶轨迹中的每一轨迹点,电子设备可以确定该轨迹点在每一潜在中心线上的候选匹配点。
由于确定地图采集设备在初始众包地图中的行驶轨迹中的轨迹点时,GPS存在测量误差,确定出的轨迹点可能并不是地图采集设备在实际道路场景中的真实物理位置。
地图采集设备在实际道路场景行驶时,按照实际道路场景中车道的实际中心线行驶,因此,地图采集设备的真实物理位置位于实际道路场景中车道的实际中心线上。相应的,一个轨迹点在潜在中心线上的候选匹配点表示地图采集设备行驶至该轨迹点时可能的真实物理位置。
因此,针对每一轨迹点,电子设备可以基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点,一个轨迹点的目标匹配点也就是该轨迹点在实际道路场景中的真实物理位置。
在本发明的一个实施例中,在图1的基础上,参见图5,步骤S103可以包括以下步骤:
S1031:针对每一行驶轨迹,确定经过该行驶轨迹中的一个轨迹点的直线在一个潜在中心线上的垂足,作为该轨迹点在该潜在中心线上的候选匹配点。
S1032:针对该行驶轨迹中的每一轨迹点,确定该行驶轨迹中该轨迹点的前一轨迹点。
S1033:基于该轨迹点与前一轨迹点之间的欧式距离,以及该轨迹点的前一轨迹点对应的每一候选匹配点与该轨迹点对应的每一候选匹配点之间的代价距离,计算该轨迹点的前一个轨迹点对应的每一候选匹配点针对该轨迹点对应的每一候选匹配点的转移概率。
S1034:基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离,计算该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率。
S1035:基于该轨迹点的前一轨迹点对应的每一候选匹配点的每一综合概率,该轨迹点的前一轨迹点对应的每一候选匹配点针对该轨迹点对应的每一候选匹配点的转移概率,以及该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率,计算该轨迹点对应的每一候选匹配点的综合概率。
S1036:基于该行驶轨迹中的各轨迹点对应的各候选匹配点的综合概率,从各轨迹点各自对应的候选匹配点中,确定各轨迹点各自对应的目标匹配点。
一种实现方式中,针对每一行驶轨迹中的每一轨迹点,电子设备可以从每一潜在中心线上确定出距离该轨迹点最近的点,作为该轨迹点的候选匹配点。因此,电子设备可以确定经过该轨迹点,且垂直于一个潜在中心线的直线,该直线在该潜在中心线上的垂足为距离该轨迹点最近的点,则该直线在该潜在中心线上的垂足为该轨迹点在该潜在中心线上对应的候选匹配点。
示例性的,参见图6,图6中的虚线表示潜在中心线,实线表示行驶轨迹,Yt至Yt+1之间的线段表示:地图采集设备从轨迹点Yt行驶至轨迹点Yt+1的一个行驶轨迹。图6所示的初始众包地图包含2条潜在中心线,该2条潜在中心线分别为:潜在中心线1和潜在中心线2。
经过轨迹点Yt的直线在潜在中心线1上的垂足为经过轨迹点Yt的直线在潜在中心线2上的垂足为/>则轨迹点Yt对应的候选匹配点包括:/>和/>经过轨迹点Yt+1的直线在潜在中心线1上的垂足为/>经过轨迹点Yt+1的直线在潜在中心线2上的垂足为则轨迹点Yt+1对应的候选匹配点包括:/>和/>
然后,针对每一轨迹点,电子设备可以确定该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一轨迹点。进而,针对该轨迹点对应的每一候选匹配点,电子设备可以根据如下公式(1),计算该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一个轨迹点对应的每一候选匹配点针对该轨迹点对应的每一候选匹配点的转移概率。该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一个轨迹点对应的候选匹配点,也就是该轨迹点对应的候选匹配点的前一候选匹配点。针对每一候选匹配点,前一候选匹配点针对该候选匹配点的转移概率表示:地图采集设备从前一候选匹配点行驶至该候选匹配点的概率。
tp表示该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点针对该轨迹点对应的一个候选匹配点的转移概率;eu[Yt-1,Yt]表示该轨迹点的前一个轨迹点与该轨迹点之间的欧式距离;Yt-1表示该轨迹点的前一个轨迹点的坐标;Yt表示该轨迹点的坐标;sp[Xt-1,Xt]表示该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点,与该轨迹点对应的一个候选匹配点之间的代价距离;Xt-1表示该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点的坐标,Xt表示该轨迹点对应的一个候选匹配点的坐标。
当该轨迹点为所属行驶轨迹中的第一个轨迹点时,该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一个轨迹点对应的每一候选匹配点针对该轨迹点对应的候选匹配点的转移概率可以为第一初始值,例如,1。
该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点与该轨迹点对应的一个候选匹配点之间的代价距离(即上述公式(1)中的sp[Xt-1,Xt])表示:该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点,与该轨迹点对应的一个候选匹配点是否位于同一潜在中心线上。如果该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点与该轨迹点对应的一个候选匹配点位于同一潜在中心线上,sp[Xt-1,Xt]可以为:该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点与该轨迹点对应的一个候选匹配点之间的欧式距离。如果该轨迹点的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点与该轨迹点对应的一个候选匹配点不位于同一潜在中心线上,sp[Xt-1,Xt]可以为无穷大。
示例性的,针对图6所示的实施例,轨迹点Yt+1所属的行驶轨迹中前一轨迹点为Yt,Yt+1对应的候选匹配点包括:和/>轨迹点Yt对应的候选匹配点包括:/>和/>
针对轨迹点Yt+1对应的候选匹配点中的可以基于上述公式(1)计算候选匹配点/>针对候选匹配点/>的转移概率,以及候选匹配点/>针对候选匹配点/>的转移概率。
针对轨迹点Yt+1对应的候选匹配点中的可以基于上述公式(1)计算候选匹配点/>针对候选匹配点/>的转移概率,以及候选匹配点/>针对候选匹配点/>的转移概率。
轨迹点Yt为所属行驶轨迹中的第一个轨迹点,轨迹点Yt所属的行驶轨迹中的前一个轨迹点对应的每一候选匹配点针对轨迹点Yt的每一候选匹配点的转移概率可以为预设的初始值。
然后,针对每一轨迹点,电子设备可以根据如下公式(2),计算该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率。一个轨迹点针对一个候选匹配点的输出概率表示:地图采集设备行驶至该轨迹点时,地图采集设备的真实物理位置为该候选匹配点的概率。如下公式(2)中的第一预设系数可以由技术人员根据经验设置,例如,第一预设系数可以为0.5。
ep表示该轨迹点针对一个候选匹配点的输出概率;exp表示指数函数;A表示第一预设系数;dist[Yt,Xt]表示该轨迹点与该候选匹配点之间的综合距离;Yt表示该轨迹点的坐标;Xt表示该候选匹配点的坐标;g表示GPS确定该轨迹点的坐标时的测量误差。
示例性的,针对图6所示的实施例,可以基于上述公式(2),计算轨迹点Yt针对候选匹配点的输出概率,以及轨迹点Yt针对候选匹配点/>的输出概率,并基于上述公式(2),计算轨迹点Yt+1针对候选匹配点/>的输出概率,以及轨迹点Yt+1针对候选匹配点/>的输出概率。
进而,针对每一轨迹点,电子设备可以基于如下公式(3),计算该轨迹点对应的每一候选匹配点的综合概率。当该轨迹点为所属行驶轨迹中的第一个轨迹点时,该轨迹点所属的行驶轨迹中前一个轨迹点对应的一个候选匹配点的综合概率(即如下公式(3)中的cu(Xt-1))可以为第二初始值,例如,1。
cu(Xt)=cu(Xt-1)+log(tp)+log(ep) (3)
cu(Xt)表示该轨迹点对应的一个候选匹配点的综合概率;cu(Xt-1)表示该轨迹点所属的行驶轨迹中前一个轨迹点对应的一个候选匹配点的综合概率;tp表示该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一个轨迹点对应的一个候选匹配点针对该轨迹点对应的一个候选匹配点的转移概率;ep表示该轨迹点针对一个候选匹配点的输出概率。
示例性的,针对图6所示的实施例,可以将第二初始值作为上述公式(3)中的cu(Xt-1),将第一初始值作为上述公式(3)中的tp,将轨迹点Yt针对候选匹配点的输出概率,作为上述公式(3)中的ep,计算得到轨迹点Yt针对候选匹配点/>的综合概率。同理可以计算得到轨迹点Yt针对候选匹配点/>的综合概率。
并且,可以将轨迹点Yt针对候选匹配点的综合概率作为上述公式(3)中的cu(Xt-1),将候选匹配点/>针对候选匹配点/>的转移概率作为上述公式(3)中的tp,将轨迹点Yt+1针对候选匹配点/>的输出概率,作为上述公式(3)中的ep,计算得到轨迹点Yt+1针对候选匹配点/>的,且与候选匹配点/>对应的综合概率。
将轨迹点Yt针对候选匹配点的综合概率作为上述公式(3)中的cu(Xt-1),将候选匹配点/>针对候选匹配点/>的转移概率作为上述公式(3)中的tp,将轨迹点Yt+1针对候选匹配点/>的输出概率,作为上述公式(3)中的ep,计算得到轨迹点Yt+1针对候选匹配点的,且与候选匹配点/>对应的综合概率。
同理,可以计算得到轨迹点Yt+1针对候选匹配点且与候选匹配点/>对应的综合概率,以及轨迹点Yt+1针对候选匹配点/>且与候选匹配点/>对应的综合概率。
进而,电子设备可以基于每一行驶轨迹中的各轨迹点对应的各候选匹配点的综合概率,从各轨迹点各自对应的候选匹配点中,确定各轨迹点各自对应的目标匹配点。
在本发明的一个实施例中,在图5的基础上,参见图7,步骤S1034可以包括以下步骤:
S10341:基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的欧式距离,以及该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的差异参数值,计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离。
其中,一个轨迹点与对应的一个候选匹配点之间的差异参数值表示该轨迹点所处车道与该候选匹配点所处车道是否为同一个车道。
S10342:基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离,计算该轨迹点针对对应的每一候选匹配点的输出概率。
一种实现方式中,针对每一轨迹点,该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离也就是上述公式(3)中的dist[Yt,Xt]。电子设备可以基于如下公式(4),计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离。
dist[Yt,Xt]=B×eu[Yt,Xt]+C×ch[Yt,Xt] (4)
dist[Yt,Xt]表示该轨迹点与对应的一个候选匹配点之间的综合距离;Yt表示该轨迹点的坐标;Xt表示该轨迹点对应的一个候选匹配点的坐标;B表示第二预设系数,eu[Yt,Xt]表示该轨迹点与对应的一个候选匹配点之间的欧式距离;C表示第三预设系数,ch[Yt,Xt]表示该轨迹点与对应的一个候选匹配点之间的差异参数值,差异参数值表示该轨迹点所处车道与对应的一个候选匹配点所处车道是否为同一个车道。
第二预设系数和第三预设系数可以由技术人员根据经验设置,第二预设系数和第三预设系数的和值为1,例如,第二预设系数和第三预设系数均可以为0.5,或者第二预设系数为0.6,第三预设系数为0.4,但并不限于此。
在本发明的一个实施例中,步骤S10341可以包括以下步骤:
步骤1:确定以该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一轨迹点和后一轨迹点为端点,且经过该轨迹点的线段,作为第一线段。
步骤2:确定经过该轨迹点,且垂直于第一线段的直线,作为第一直线。
步骤3:按照车道线的排列顺序,依次确定与第一直线相交,且与该轨迹点为预设距离的车道线的类型,得到该轨迹点的特征描述信息。
其中,车道线的类型为单实线,或者单虚线;
步骤4:针对该轨迹点的每一候选匹配点,确定经过该候选匹配点,且垂直于该候选匹配点所在的潜在中心线的直线,作为第二直线。
步骤5:按照车道线的排列顺序,依次确定与第二直线相交,且与该候选匹配点为预设距离的车道线的类型,得到该候选匹配点的特征描述信息。
步骤6:对该轨迹点的特征描述信息与该候选匹配点的特征描述信息进行字符串匹配,得到该轨迹点与该候选匹配点之间的差异参数值。
步骤7:基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的欧式距离,以及该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的差异参数值,计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离。
一种实现方式中,针对每一轨迹点,如果该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一轨迹点和后一轨迹点为端点,且经过该轨迹点的第一线段为直线段,电子设备可以直接确定经过该轨迹点,且垂直于第一线段的第一直线。
如果该轨迹点所属的行驶轨迹中的前一轨迹点和后一轨迹点为端点,且经过该轨迹点的第一线段为曲线段,电子设备可以先确定该曲线段在该轨迹点的切线,进而,电子设备可以确定经过该轨迹点,且垂直于该切线的第一直线。
如果车道的延伸方向为南北方向,则车道线的排列顺序可以为从东向西的顺序,或者也可以为从西向东的顺序。如果车道的延伸方向为东西方向,则车道线的排列顺序可以为从南向北的顺序,或者也可以为从北向南的顺序。
由于地图采集设备在实际道路场景中按照车道的实际中心线行驶,地图采集设备的多个轨迹点分布于实际中心线所属的车道。相应的,如果一个车道线与轨迹点的距离较远,则该车道线可能不是该轨迹点的真实物理位置所处的车道的车道线。因此,可以从与第一直线相交的车道线中,确定与该轨迹点为预设距离的车道线,确定出的车道线可能为该轨迹点的真实物理位置所处的车道的车道线。预设距离可以由技术人员根据经验设置,例如,预设距离可以为GPS的测量误差。
示例性的,参见图8,图8中横向的粗实线和粗虚线均表示车道线,横向的细实线表示潜在中心线,圆点表示地图采集设备的一个行驶轨迹中的多个轨迹点,带箭头的直线中箭头所指示的方向表示地图采集设备的行驶方向。
轨迹点Yt的前一轨迹点为Yt-1,轨迹点Yt的后一轨迹点为Yt+1,则可以确定以轨迹点Yt-1和轨迹点Yt+1为端点,且经过轨迹点Yt的线段(即第一线段)。然后,确定经过轨迹点Yt且垂直于第一线段的第一直线(图8中竖向的粗实线)。
然后,按照车道线的排列顺序,与第一直线相交,且与轨迹点Yt为预设距离的车道线包括:车道线1、车道线2、车道线3和车道线4。如果用“S”表示车道线为单实线,用“D”表示车道线为单虚线,“-”表示轨迹点,则轨迹点Yt的特征描述信息为:SD-DS。
同理,按照车道线的排列顺序,与第二直线(图8中未示出)相交,且与候选匹配点为预设距离的车道线包括:车道线1、车道线2、车道线3和车道线4。如果用“S”表示车道线为单实线,用“D”表示车道线为单虚线,“-”表示候选匹配点,则可以确定轨迹点Yt在潜在中心线1上的候选匹配点/>的特征描述信息为:S-DDS。由于轨迹点Yt位于潜在中心线2上,轨迹点Yt在潜在中心线2上的候选匹配点/>与轨迹点Yt位于同一位置,则候选匹配点/>的特征描述信息为:SD-DS。轨迹点Yt在潜在中心线3上的候选匹配点/>的特征描述信息为:SDD-S。
进而,对轨迹点Yt的特征描述信息与候选匹配点的特征描述信息进行字符串匹配,可以得到轨迹点Yt与候选匹配点/>之间的差异参数值。同理,可以得到轨迹点Yt与候选匹配点/>之间的差异参数值,以及轨迹点Yt与候选匹配点/>之间的差异参数值。
进而,电子设备可以基于该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的欧式距离,以及该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的差异参数值,计算该轨迹点与对应的每一候选匹配点之间的综合距离。
在本发明的一个实施例中,在图5的基础上,参见图9,步骤S1036可以包括以下步骤:
S10361:针对该行驶轨迹中的每一轨迹点,确定该行驶轨迹中该轨迹点的后一轨迹点。
S10362:从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定出计算该轨迹点后一轨迹点对应的目标匹配点的综合概率时所使用的候选匹配点,作为该轨迹点的目标匹配点。
由于确定地图采集设备的行驶轨迹中的轨迹点时,GPS存在测量误差,确定出的行驶轨迹可能并不是地图采集设备在实际道路场景中的真实物理轨迹。因此,针对每一轨迹点,电子设备可以根据该轨迹点针对各候选匹配点的综合概率,确定出该轨迹点的目标匹配点。由于该轨迹点针对一个候选匹配点的综合概率表示:地图采集设备从所属的行驶轨迹中前一轨迹点的真实物理位置行驶至该轨迹点时,地图采集设备的真实物理位置为该候选匹配点的概率,则该轨迹点的目标匹配点为地图采集设备行驶至该轨迹点时,地图采集设备在实际道路场景中的真实物理位置。
一种实现方式中,针对每一行驶轨迹,电子设备可以选取该行驶轨迹中的最后一个轨迹点,并从最后一个轨迹点对应的各候选匹配点中,确定对应的综合概率最大的候选匹配点,得到最后一个轨迹点对应的目标匹配点。
然后,电子设备可以从该行驶轨迹中确定最后一个轨迹点的前一轨迹点(即倒数第二个轨迹点),并从倒数第二个轨迹点对应的各候选匹配点中,确定最后一个轨迹点的目标匹配点的综合概率所对应的候选匹配点,作为倒数第二个轨迹点对应的目标匹配点。最后一个轨迹点的目标匹配点的综合概率为基于倒数第二个轨迹点对应的目标候选匹配点的综合概率计算得到的。
进而,电子设备可以从该行驶轨迹中确定倒数第二个轨迹点的前一轨迹点(即倒数第三个轨迹点),并从倒数第三个轨迹点对应的各候选匹配点中,确定倒数第二个轨迹点的目标匹配点的综合概率所对应的候选匹配点,作为倒数第三个轨迹点对应的目标匹配点,以此类推,可以确定出该行驶轨迹中的各轨迹点对应的目标匹配点。
相应的,针对每一行驶轨迹,该行驶轨迹中的各轨迹点的目标匹配点所组成的匹配路径,也就是该行驶轨迹对应的地图采集设备在实际道路场景中的真实物理轨迹。
示例性的,参见图10,图10中横向的粗实线和粗虚线均表示车道线,横向的细实线表示潜在中心线,圆点表示地图采集设备的一个行驶轨迹中的多个轨迹点,带箭头的直线中箭头所指示的方向表示地图采集设备的行驶方向。
多个轨迹点组成的行驶轨迹为:Y0→Y1→Y2→Y3→Y4。该行驶轨迹中的最后一个轨迹点为Y4,轨迹点Y4对应的候选匹配点包括:L和M,如果对应的综合概率最大的候选匹配点为M,则候选匹配点M为轨迹点Y4的目标匹配点。
然后,选取轨迹点Y4的前一轨迹点Y3,轨迹点Y3对应的候选匹配点包括:J和K。轨迹点Y4的目标匹配点M的综合概率包括:基于候选匹配点J的综合概率计算得到的,以及基于候选匹配点K的综合概率计算得到的。如果轨迹点Y4的目标匹配点M最大的综合概率为基于候选匹配点K的综合概率计算得到的,则轨迹点Y3的目标匹配点为候选匹配点K。
进而,选取轨迹点Y3的前一轨迹点Y2。轨迹点Y3的目标匹配点K的综合概率包括:基于候选匹配点G的综合概率计算得到的、基于候选匹配点H的综合概率计算得到的,以及基于候选匹配点I的综合概率计算得到的。如果轨迹点Y3的目标匹配点K最大的综合概率为基于候选匹配点H的综合概率计算得到的,则轨迹点Y2的目标匹配点为候选匹配点H。
以此类推,则可以从候选匹配点D、候选匹配点E和候选匹配点F中,确定出轨迹点Y1的目标匹配点为E,以及从候选匹配点A、候选匹配点B和候选匹配点C中,确定出轨迹点Y0的目标匹配点为B。相应的,可以确定B→E→H→K→M,为该行驶轨迹(即Y0→Y1→Y2→Y3→Y4)的匹配路径。
针对步骤S104和步骤S105,针对每一行驶轨迹,电子设备可以确定该行驶轨迹中的各轨迹点各自的目标匹配点所属的潜在中心线,并从各潜在中心线中,确定包含该行驶轨迹中的各轨迹点的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,得到与该行驶轨迹匹配的匹配中心线。
由于一个行驶轨迹中的各轨迹点的目标匹配点所组成的匹配路径为该行驶轨迹对应的地图采集设备在实际道路场景中的真实物理轨迹,则与该行驶轨迹匹配的匹配中心线也就是地图采集设备按照该真实物理轨迹行驶时,地图采集设备所处车道的中心线。
例如,针对图10所示的实施例,行驶轨迹Y0→Y1→Y2→Y3→Y4的匹配中心线为潜在中心线2。
为了提高确定出的车道的中心线的准确性,电子设备可以分别确定地图采集设备的多个行驶轨迹对应的匹配中心线。进而,电子设备可以确定每一匹配中心线所匹配的行驶轨迹的数目(即第一数目),并从各行驶轨迹对应的各匹配中心线中,确定对应的第一数目最大的匹配中心线,可以得到初始众包地图的补充中心线。
在本发明的一个实施例中,在步骤S105之后,该方法还可以包括以下步骤:针对每一补充中心线,在初始众包地图中,连接该补充中心线与该补充中心线相邻的初始中心线,得到目标众包地图。
示例性的,针对图4所示的实施例,如果确定出的初始众包地图的补充中心线包括:初始中心线A1与初始中心线C1之间的线段、初始中心线A2与初始中心线C2之间的线段,以及初始中心线A3与初始中心线C3之间的线段,则在初始众包地图中连接初始中心线A1与初始中心线C1,并连接初始中心线A2与初始中心线C2,以及连接初始中心线A3与初始中心线C3,可以得到如图11所示的目标众包地图。
参见图12,图12为本发明实施例提供的一种车道的中心线生成方法,该方法应用于车道的中心线生成***,该***包括:建模模块、车道级地图匹配模块,以及补充中心线模块。
建模模块,用于进行中心线建模,轨迹建模和HMM(Hidden Markov Model,隐马尔可夫模型)建模。中心线建模也就是获取初始众包地图中已构建的初始中心线,并基于初始众包地图中的初始中心线,生成初始众包地图的潜在中心线。轨迹建模也就是获取初始众包地图中的多个行驶轨迹中的轨迹点。HMM建模也就是基于HMM的理论基础,确定计算转移概率的计算方式,计算输出概率的计算方式,以及计算综合概率的计算方式。
车道级地图匹配模块,用于选取候选匹配点,更新综合概率和轨迹状态回溯。选取候选匹配点也就是针对每一轨迹点,确定该轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点。更新综合概率也就是基于每一轨迹点与对应的每一候选匹配点的位置关系,计算该轨迹点对应的每一候选匹配点的综合概率。轨迹状态回溯也就是针对每一行驶轨迹,基于该行驶轨迹中的各轨迹点针对对应的各候选匹配点的综合概率,确定该行驶轨迹中的各轨迹点各自对应的目标匹配点。
补充中心线模块,用于轨迹投票和选取补充中心线。轨迹投票也就是针对每一行驶轨迹,从各潜在中心线中,确定包含该行驶轨迹中的各轨迹点的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,作为与该行驶轨迹匹配的匹配中心线。选取补充中心线也就是从各行驶轨迹对应的各匹配中心线中,确定与各行驶轨迹相匹配次数最多的匹配中心线,得到初始众包地图的补充中心线。
与图1的方法实施例相对应,参见图13,图13为本发明实施例提供一种车道的中心线生成装置的结构图,所述装置包括:
获取模块1301,用于获取包含已构建的多个初始中心线,以及多个行驶轨迹中的各轨迹点的众包地图,作为初始众包地图;
生成模块1302,用于基于所述初始众包地图中已构建的初始中心线,生成所述初始众包地图的多个潜在中心线;
第一确定模块1303,用于针对每一行驶轨迹,确定该行驶轨迹中的每一轨迹点在每一潜在中心线上对应的候选匹配点,并基于该轨迹点与对应的各候选匹配点的位置关系,从该轨迹点对应的各候选匹配点中,确定该轨迹点对应的目标匹配点;其中,一个轨迹点在一个潜在中心线上对应的候选匹配点为:经过该轨迹点的直线在该潜在中心线上的垂足;
匹配模块1304,用于从各潜在中心线中,确定包含的目标匹配点的数目最多的潜在中心线,作为与该行驶轨迹匹配的匹配中心线;
第二确定模块1305,用于针对每一匹配中心线,确定该匹配中心线匹配的行驶轨迹的数目,作为第一数目,并从各匹配中心线中,确定对应的第一数目最大的匹配中心线,得到所述初始众包地图的补充中心线。
基于本发明实施例提供的车道的中心线生成装置,可以基于初始众包地图中已构建的初始中心线,生成初始众包地图的潜在中心线,并将初始众包地图中的各行驶轨迹与各潜在中心线进行匹配,从各潜在中心线中确定各行驶轨迹的匹配中心线。一个行驶轨迹的匹配中心线为基于该行驶轨迹确定的初始众包地图的中心线。进而,从各匹配中心线中,确定与各行驶轨迹相匹配次数最多的匹配中心线,也就是初始众包地图中需要补充的补充中心线。进而,可以补全初始众包地图中的中心线,可以提高生成的众包地图的有效性。
本发明实施例还提供了一种电子设备,如图14所示,包括处理器1401、通信接口1402、存储器1403和通信总线1404,其中,处理器1401,通信接口1402,存储器1403通过通信总线1404完成相互间的通信,
存储器1403,用于存放计算机程序;
处理器1401,用于执行存储器1403上所存放的程序时,实现上述实施例中任一所述的车道的中心线生成方法的步骤。
上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect,PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture,EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),例如至少一个磁盘存储器。可选的,存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、网络处理器(Network Processor,NP)等;还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质内存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一车道的中心线生成方法的步骤。
在本发明提供的又一实施例中,还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述实施例中任一车道的中心线生成方法。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置、电子设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并非用于限定本发明的保护范围。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,均包含在本发明的保护范围内。