一种基于高精度地图的车道级路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术所述一种基于高精度地图的车道级路径规划方法及系统，其通过对每一条车道线进行阈值评分；并对存在多种评分阈值的车道线的评分阈值重叠部分进行切割，选取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；进一步以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行切割，从而形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组合，最终得到最优路线。本发明专利技术基于高精度地图，对不定时设置和实时变化等问题预设了评分规则，将复杂的环境变化和不确定因素转化为了简单的数值评分，降低了系统的计算分析总量，进而提供最及时、最精准的道路规划，使自动驾驶的路径规划更加快速安全，且极大的提高了路径规划的精准度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于高精度地图的车道级路径规划方法及系统，属于导航、电子地图以及数据存储的交叉领域。
技术介绍
随着汽车的快速普及，每年的交通事故也越来越多，汽车的驾驶安全问题成为一个非常迫切的问题，而在汽车的主动安全技术中，有效利用高精度的空间地图的先验信息，提前避免一些潜在风险，是一个非常重要的主动安全研究和应用方向。同时，面向下一代自动驾驶技术的研究也正在如火如荼的展开，在无人驾驶技术中，引入并应用高精度的地图信息，利用高精度空间地图的先验信息，和其他传感器的信息进行有效融合、互相补充，从而获得更佳的感知能力和路径规划、引导能力，是现在非常重要的一个研究方向。在上述这些研究中，特别是自动驾驶的相关研究中迫切需要一种基于车道级的路径规划算法。相比传统电子导航地图的路径规划只考虑到道路级别的规划，这种面向自动驾驶的车道级的路径规划考虑的要素更加丰富。因此，基于车道级的路径规划算法不仅仅是引导，同时，安全、舒适、快捷等都是它所必须考虑的因素。因此，对车道级的路径规划，就成为一个非常重要的研究方向。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种能够使自动驾驶的路径规划更加快速安全，并提高路径规划的精准度的基于高精度地图的车道级路径规划方法及系统。一种基于高精度地图的车道级路径规划方法，所述基于高精度地图的车道级路径规划方法包括以下步骤：S1、对起点至终点的路径按照道路的属性变化点,沿与车道线垂直方向进行阶段性切割分段,得到多组车道线合集；S2、设置车道线评分规则,根据评分规则对每一车道线合集中的每一条车道线进行阈值评分；S3、当一条车道线中存在多种评分阈值的区间,则将该车道线的评分阈值重叠部分进行切割，并取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；S4、以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行切割，形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组合，得到最优路线。一种基于高精度地图的车道级路径规划系统，所述基于高精度地图的车道级路径规划系统包括以下功能模块：车道线分隔模块、用于对起点至终点的路径按照道路的属性变化点,沿与车道线垂直方向进行阶段性切割分段,得到多组车道线合集；规则设定模块、用于设置车道线评分规则,根据评分规则对每一车道线合集中的每一条车道线进行阈值评分；阈值判定模块、用于当一条车道线中存在多种评分阈值的区间,则将该车道线的评分阈值重叠部分进行切割，并取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；高度细化模块、以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行切割，形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组合，得到最优路线。本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划方法及系统，其通过对每一条车道线进行阈值评分；并对存在多种评分阈值的车道线的评分阈值重叠部分进行切割，选取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；进一步以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行切割，从而形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组合，最终得到最优路线。本专利技术有效利用高精度的空间地图的先验信息，对车道线的变化，车道属性的变化、以及道路阻碍的不定时设置和道路拥堵的实时变化等问题预设了评分规则，将复杂的环境变化和不确定因素转化为了简单的数值评分，从而降低了系统的计算分析总量，进而能够提供最及时、最精准的道路规划，使自动驾驶的路径规划更加快速安全，且极大的提高了路径规划的精准度。附图说明图1是本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划方法的流程框图；图2是图1中步骤S1的流程框图；图3为起点S和终点E的路径示意图；图4中(a)至(i)为本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划方法的评分规则示意图；图5是图1中步骤S2的流程框图；图6是图1中步骤S3的流程框图；图7中(a)至(d)为采用本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划示意图；图8是图1中步骤S4的流程框图；图9是本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划系统的模块框图；图10是本专利技术所述车道线分隔模块的单元框图；图11是本专利技术所述阈值判定模块的单元框图；图12是本专利技术所述高度细化模块的单元框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术实施例提供一种基于高精度地图的车道级路径规划方法，所述基于高精度地图的车道级路径规划方法包括以下步骤：S1、对起点至终点的路径按照道路的属性变化点,沿与车道线垂直方向进行阶段性切割分段,得到多组车道线合集；S2、设置车道线评分规则,根据评分规则对每一车道线合集中的每一条车道线进行阈值评分；S3、当一条车道线中存在多种评分阈值的区间,则将该车道线的评分阈值重叠部分进行切割，并取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；S4、以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行切割，形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组合，得到最优路线。在自动驾驶的路径规划中，由于路径中车道线的变化，车道属性的变化等环境的复杂变化，以及道路阻碍的不定时设置，和道路拥堵的实时变化等不确定因素造成现有的路径规划需要通过大量的计算和分析步骤，从而无法及时的提供最及时、最精准的道路规划，本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划方法，基于高精度地图，提前对车道线的变化，车道属性的变化、以及道路阻碍的不定时设置和道路拥堵的实时变化等问题预设了评分规则，将复杂的环境变化和不确定因素转化为了简单的数值评分，从而降低了系统的计算分析总量，进而能够提供最及时、最精准的道路规划。其中，如图2所示，所述步骤S1包括以下分步骤；S11、获取路径规划的起点S和终点E，其中起点S与终点E必须落在车道内；S12、获取起点S与终点E之间所有的车道级别的道路数据；S13、将道路数据按照拓扑连接关系以及属性变化点沿与车道线lane垂直方向进行阶段性切割分段,得到多组车道线合集lanesection；S14、获取起点S和终点E之间所有的道路动态信息。为降低了系统的计算分析总量,方便进行后续的操作，需要对每一种规则进行量化，对每一种规则设定一个阈值评分，所述车道线评分规则包括以下规则：规则1：长度为是最短车线变更距离与需要变道的次数的乘积的区间为偏离目标地点的车线区间，该区间的评分阈值为RANK5；图3为起点S和终点E的路径示意图。图4中(a)至(b)为本专利技术所述基于高精度地图的车道级路径规划方法的评分规则示意图。图4(a)中，虚线框内标示出的区域就为RANK5的区域，它的长度为:最短车线变更距离与需要变道的次数的乘积。如图4(a)所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高精度地图的车道级路径规划方法，其特征在于，所述基于高精度地图的车道级路径规划方法包括以下步骤：S1、对起点至终点的路径按照道路的属性变化点,沿与车道线垂直方向进行阶段性切割分段,得到多组车道线合集；S2、设置车道线评分规则,根据评分规则对每一车道线合集中的每一条车道线进行阈值评分；S3、当一条车道线中存在多种评分阈值的区间,则将该车道线的评分阈值重叠部分进行切割，并取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；S4、以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行切割，形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组合，得到最优路线。

【技术特征摘要】
1.一种基于高精度地图的车道级路径规划方法，其特征在于，所述基于高
精度地图的车道级路径规划方法包括以下步骤：
S1、对起点至终点的路径按照道路的属性变化点,沿与车道线垂直方向进行
阶段性切割分段,得到多组车道线合集；
S2、设置车道线评分规则,根据评分规则对每一车道线合集中的每一条车道
线进行阈值评分；
S3、当一条车道线中存在多种评分阈值的区间,则将该车道线的评分阈值重
叠部分进行切割，并取重叠阈值中的最大值为重叠部分的评分阈值；
S4、以评分阈值发生变化的位置，将该整体路径沿与车道线垂直方向进行
切割，形成高度细化的车道线合集，将每一个车道合集中的最优车道线进行组
合，得到最优路线。
2.根据权利要求1所述基于高精度地图的车道级路径规划方法，其特征在
于，所述步骤S1包括以下分步骤；
S11、获取路径规划的起点和终点，其中起点与终点必须落在车道内；
S12、获取起点与终点之间所有的车道级别的道路数据；
S13、将道路数据按照拓扑连接关系以及属性变化点沿与车道线垂直方向进
行阶段性切割分段,得到多组车道线合集；
S14、获取起点和终点之间所有的道路动态信息。
3.根据权利要求1所述基于高精度地图的车道级路径规划方法，其特征在
于，所述车道线评分规则包括以下规则：
规则1：长度为是最短车线变更距离与需要变道的次数的乘积的区间为偏离
目标地点的车线区间，该区间的评分阈值为RANK5；
规则2：可以有余的进行车道变更的区间的评分阈值为RANK4；
规则3：起点的始发线与终点的回溯线在不变道的情况下交汇于一点的区间
为最合适车线，所述最合适车线的评分阈值为RANK0；
规则4：与最合适车线相邻的车线的评分阈值为RANK1；
规则5：与最合适车线间隔2个车线或2个车线以上的车线的评分阈值为
RANK2；
规则6：超车车道的评分阈值为RANK3；
规则7：车线合流区间的评分阈值为RANK4；
规则8：由于施工、事故等各种其它原因造成不可通行的车线区间,所述不
可通行的车线区域的评分阈值为RANK5；
规则9：对由于堵车或者其它原因造成行驶缓慢的车线区间，所述行驶缓慢
的车线区域的评分阈值为RANK4。
4.根据权利要求1所述基于高精度地图的车道级路径规划方法，其特征在
于，所述步骤S2包括以下分步骤；
S21、依次取出起点到终点之间的每组车道线合集；
S22、依次取出车道线合集中的每条车道线，根据评分规则分别对每条车道
线进行阈值评分；
S23、直至每组车道线合集中的每条车道线均完成阈值评分，阈值评分后的
车道线存在一个或多个评分阈值。
5.根据权利要求3所述基于高精度地图的车道级路径规划方法，其特征在
于，所述步骤S3包括以下分步骤；
S31、判断车道线是否存在多个评分阈值；
S32、如果存在多个评分阈值，则将该车道线的评分阈值重叠部分进行切割，
形成多个车线区间，并将车线区间规整到一个集合中；
S33、如果不存在多个评分阈值或者车道线的多个评分阈值的边界完全一
致，则直接将该车道线规整到所述集合中；
S34、对于所述集合中具有重叠的评分阈值的车线区间，取其中的最大评分
阈值作为该车线区间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘正林，王军德，罗跃军，
申请(专利权)人：武汉光庭信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42