用于自动驾驶的高精度地图制作方法和制作装置制造方法及图纸

本申请提供一种用于自动驾驶的高精度地图制作方法和制作装置，方法包括：采用航摄设备拍摄道路影像，并获取航摄设备拍摄道路影像时的POS数据；利用摄影测量技术对道路影像进行处理，获得数据高程模型数据和数字正射影像；处理数字高程模型和数字正射影像，获得道路几何信息、道路属性信息和横纵面信息；根据道路的几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，最终结合获得的道路几何信息、拓扑信息、道路属性信息和横纵面信息制作高精度地图。本申请方法中，因为航摄设备在高处对道路进行拍摄，所以可以较为方便的拍摄到道路全貌，不会出现数据采集车采集数据过程中被相邻车辆遮挡的问题。

High Precision Map Making Method and Device for Automatic Driving

【技术实现步骤摘要】
用于自动驾驶的高精度地图制作方法和制作装置
本申请涉及导航
，具体涉及一种用于自动驾驶的高精度地图制作方法和装置。
技术介绍
自动驾驶领域中，自动驾驶车辆根据高精度地图(精度达到厘米级)以及传感器检测到的周围环境信号规划车辆的行驶路径和动力输出。因此，高精度地图是实现安全自动驾驶的重要技术。目前，制作高精度地图的原始数据由数据采集车在道路行驶过程中采集得到。但是，原始数据的获取过程有以下问题：(1)因为道路特性和道路车辆限制，数据采集车采集数据时并不能严格按照预设规划的道路行驶；(2)因为相邻车辆遮挡或者信号不规则反射，数据采集车无法获取部分区域的环境特征数据，或者获取了没有正确显示部分区域特征的环境特征数据；(3)数据采集车采集中的耗时长，成本较高。
技术实现思路
本申请提供一种用于自动驾驶的高精度地图制作方法和制作装置，通过另外的方法制作高精度地图，避免采用数据采集车采集道路数据出现的问题。本申请提供一种用于自动驾驶的高精度地图制作方法，包括：采用航摄设备拍摄道路影像，并获取所述航摄设备拍摄所述道路影像时的POS数据；利用摄影测量技术处理所述道路影像，获得数字高程模型数据和数字正射影像；处理所述数字正射影像，获得道路几何信息、道路属性信息；处理所述数字高程模型，获取所述横纵面信息；根据所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，结合所述道路几何信息、所述道路属性信息、所述道路拓扑信息和所述横纵面信息制作高精度地图。可选的，所述道路几何信息包括所述车道线的坐标数据；所述道路属性信息包括所述车道线的属性；所述横纵面信息，包括所述道路的纵向坡度和横向超高。可选的，处理所述数字正射影像，获得道路几何信息和道路属性信息，包括：采用霍夫变换方法处理所述数字正射影像，获得所述道路几何信息和所述道路属性信息。可选的，根据所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，包括：根据所述POS数据、所述道路几何信息计算所述道路的曲率、航向角和车道中心线。可选的，采用航摄设备拍摄道路影像，包括：采用无人机运载所述航摄设备拍摄所述道路影像。本申请提供一种用于自动驾驶的高精度地图制作装置，包括：航摄设备，用于拍摄道路影像；飞行器，用于运载所述航摄设备；定位定向设备，用于获取所述航摄设备拍摄所述道路影像时的POS数据；第一处理模块，用于利用摄影测量技术处理所述道路影像，获得数字高程模型和数字正射影像；第二处理模块，处理所述数字正射影像，获得道路几何信息、道路属性信息；以及，处理所述数字高程模型，获取所述横纵面信息；地图制作模块，所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，结合所述道路几何信息、所述道路属性信息、所述道路拓扑信息和所述横纵面信息制作高精度地图。可选的，所述道路几何信息包括所述车道线的坐标数据；所述道路属性信息包括所述车道线的属性；所述横纵面信息，包括所述道路的纵向坡度和横向超高。。可选的，所述第二处理模块采用霍夫变换方法处理所述数字正射影像，获得所述道路几何信息和所述道路属性信息。可选的，根据所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，包括：根据所述POS数据、所述道路几何信息计算所述道路的曲率、航向角和车道中心线。可选的，所述飞行器为无人机。本申请提供的高精度地图获取方法中，原始数据为航摄设备拍摄的道路影像，获取高精度地图要素的过程即使对航拍的道路影像进行处理和元素识别、坐标识别的过程。因为航摄设备在高处对道路进行拍摄，所以可以较为方便的拍摄到道路全貌，不会出现数据采集车采集数据过程中被相邻车辆遮挡的问题。另外，因为无需采用数据测量车携带测量数据在真实路面进行拍摄，因此只要是天气情况和光线情况允许，即可以进行道路影像数据的采集，大大提高了数据采集的效率，节省了时间。附图说明图1是实施例提供的用于自动驾驶的高精度地图制作方法的流程图；图2是实施例提供的用于自动驾驶的高精度地图制作装置的结构示意图；其中：11-航摄设备，12-飞行器，13-定位定向设备，14-第一处理模块，15-第二处理模块，16-地图制作模块。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关专利技术，而非对该专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关专利技术相关的部分。图1是实施例提供的用于自动驾驶的高精度地图制作方法的流程图。如图1所示，本申请实施例提供的方法包括步骤S101-S104。S101：采用航摄设备拍摄道路影像，并获取航摄设备拍摄道路影像时的POS数据。本申请实施例中，并不是采用数据采集车携带各种传感器携带在路面行驶采集用于形成高精度地图的数据，而是采用航摄设备在高空拍摄道路影像作为形成高精度地图的数据。具体的，航摄设备由飞行器运载至一定高度，随飞行器按照一定轨迹飞行时拍摄道路形成道路影像。并且，航摄设备的光轴与水平面的夹角在90度左右,优选始终保持90度。前述的光轴是航摄设备的镜头中镜片的中心轴。在飞行器运载航摄设备拍摄道路影像时，同时获取拍摄各个道路影像时的POS数据。本申请实施例中，为了实现高精度数据的采集，采用了无人机运载航摄设备在距离地面较低的位置拍摄道路。具体的，在无人机运载航摄设备拍摄道路影像前，可以根据一般精度的地图规划无人机的飞行路线；同时，为了减小航摄设备影像畸变对后期处理的影响，无人机飞行时，相邻的航线对应的航摄设备的拍摄区域具有一定的旁向重叠。具体应用中，旁向重叠度最好不小于60％。同样的，为了减小航摄设备影像畸变对后期处理的影响，无人机飞行时，其飞行速度和航摄设备拍摄速率之间应当匹配，使得航摄设备拍摄的影像达到一定的航向重叠度。具体应用中，航向重叠度最好不小于70％。本申请实施例中，无人机的飞行速度除了考虑前述的旁向重叠度和航向重叠度外，还需要考虑环境风速。定位定向系统(PositionandOrientationSystem，POS)作为航空摄影测量中机载基准传感器，主要由惯性测量单元(InertialMeasurementUnit，IMU)、卫星导航系统GPS和POS系统计算机组成，能够实时获取载体的位置、姿态、速度等导航信息，广泛应用于航空摄影测量中数字摄影相机测量。本申请实施例具体实施中，无人机中的定位定向系统可以采用实时动态载波差分技术(RTK)或者动态后处理技术(PPK)提高导航定位的精度。S102：利用摄影测量技术处理所述道路影像，获得数字高程模型数据和数字正射影像。S103：处理所述数字正射影像，获得道路几何信息、道路属性信息；处理所述数字高程模型，获取所述横纵面信息。高精度地图的要素包括道路的车道线几何信息、属性信息以及道路的横纵面信息；因此，对数字高程模型和数字正射影像的处理，主要是对前述的要素的识别和具体位置坐标和尺度数据的计算。其中，对数字正射影像的处理是获得车道线的几何信息、车道线的坐标数据和属性数据；其中属性数据包括车道线的虚实性质、车道线的颜色，车道级的限速以及车道的类型(诸如是一般道路、交叉路口、特殊场景道路还是其他类型)；对数字高程模型的处理是是计算道路的纵向坡度和横向超高数据。本申请具体实施中，可以采用霍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自动驾驶的高精度地图制作方法，其特征在于，包括：采用航摄设备拍摄道路影像，并获取所述航摄设备拍摄所述道路影像时的POS数据；利用摄影测量技术处理所述道路影像，获得数字高程模型数据和数字正射影像；处理所述数字正射影像，获得道路几何信息、道路属性信息；处理所述数字高程模型，获取所述横纵面信息；根据所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，结合所述道路几何信息、所述道路属性信息、所述道路拓扑信息和所述横纵面信息制作高精度地图。

【技术特征摘要】
1.一种用于自动驾驶的高精度地图制作方法，其特征在于，包括：采用航摄设备拍摄道路影像，并获取所述航摄设备拍摄所述道路影像时的POS数据；利用摄影测量技术处理所述道路影像，获得数字高程模型数据和数字正射影像；处理所述数字正射影像，获得道路几何信息、道路属性信息；处理所述数字高程模型，获取所述横纵面信息；根据所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，结合所述道路几何信息、所述道路属性信息、所述道路拓扑信息和所述横纵面信息制作高精度地图。2.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的高精度地图制作方法，其特征在于：所述道路几何信息包括所述车道线的坐标数据；所述道路属性信息包括所述车道线的属性；所述横纵面信息，包括所述道路的纵向坡度和横向超高。3.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的高精度地图制作方法，其特征在于，处理所述数字正射影像，获得道路几何信息和道路属性信息，包括：采用霍夫变换方法处理所述数字正射影像，获得所述道路几何信息和所述道路属性信息。4.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的高精度地图制作方法，其特征在于，根据所述POS数据、所述道路几何信息构建道路拓扑，得到道路拓扑信息，包括：根据所述POS数据、所述道路几何信息计算所述道路的曲率、航向角和车道中心线。5.根据权利要求1所述的用于自动驾驶的高精度地图制作方法，其特征在于，采用航摄设备拍摄道路影像，包括：采用无人机运载所述航摄设备拍摄所述道路影...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱园媛，张天雷，何贝，刘鹤云，郑思仪，
申请(专利权)人：北京主线科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11