一种基于路测设备的高精度地图制作系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于路测设备的高精度地图制作系统及方法，该系统包括：路侧模块，包括多个路侧单元，用于采集道路信息；中心节点，用于汇总路侧模块采集的道路信息；云服务器，用于接收中心节点汇总的道路信息，完成高精度地图的构建和更新；所述的中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，所述的云服务器至少与1个中心节点无线连接，每千米沿道路方向等间隔设置n

A high precision map making system and method based on road test equipment

【技术实现步骤摘要】
一种基于路测设备的高精度地图制作系统及方法
本专利技术涉及自动驾驶技术，尤其是涉及一种基于路测设备的高精度地图制作系统及方法。
技术介绍
目前无人驾驶技术已经逐渐进入人们的生活，无人驾驶即由车来主导驾驶，其中高精度地图是实现无人驾驶大规模部署的必要技术，高精度地图包含了丰富的道路交通信息元素，包括高精度的地理位置坐标、道路形状和车道数目等，为相关的定位技术做可靠的保障。一般的导航地图由于信息量比较小，可以离线存储在汽车上并给司机提供导航服务，但高精度地图所描述信息的丰富性决定了高精度地图需要占用比较大的存储空间，同时由于智能驾驶汽车上存储高精度地图的存储设备容量有限，覆盖一个较大区域的高精度地图无法在一般的智能驾驶汽车上被全部存储，这将直接影响智能驾驶车辆的行使范围。在目前的高精度地图制作过程中需要使用大量的数据采集车采集数据，需要耗费很大的带宽并产生较长的延迟，但是这种数据采集方式效率低下，在实际应用场景中这种动态更新方法的可行性比较小。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于路测设备的高精度地图制作系统及方法，具有成本低、实效性高和可容错的优点。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于路测设备的高精度地图制作系统，包括：路侧模块，包括多个路侧单元，用于采集道路信息，所述的路侧单元包括传感器、GPS、GPRS和V2R，所述的传感器包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头；中心节点，用于汇总路侧模块采集的道路信息；云服务器，用于接收中心节点汇总的道路信息，完成高精度地图的构建和更新；所述的中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，所述的云服务器至少与1个中心节点无线连接，每千米沿道路方向等间隔设置nmin个路侧单元，相邻2个路侧单元之间设有中继节点，所述的中继节点与相邻的2个路侧单元以及至少1个中心节点无线连接，所述的路侧单元将采集的道路信息传输给相邻的中继节点或中心节点，中继节点将接收到的道路信息传输给中心节点或另1个路侧单元，实现中心节点可直接或间接地向云服务器传输道路信息，当与路侧单元无线连接的中心节点出现故障时可通过相邻的中继节点传输收集的道路信息，保证路侧单元所采集的道路信息实时传送至云服务器，具有容错功能，同时缓解了中心节点的传输压力。其中nmin通过建立部署成本评估模型求得，该模型的计算公式为：其中U为成本评估值，p为单个路侧单元的成本，n为每千米路段内路侧单元的数量，S为每千米的预算成本，t为路侧设备的信号覆盖间隔不为0时的通信时延，T为最大车辆断开连接时间，Nmax为路侧设备的信号覆盖间隔为0时每千米部署的路侧单元的数量，当布设数量为Nmaxx时，道路的全路段被路侧设备的通信范围覆盖，当n＝nmin时U最小，nmin的计算公式为：其中，v为车辆的平均速度，所述的t和Nmax的计算公式为：其中R为路侧单元的通信半径。所述的路侧单元固定设置在道路一侧，能够高频率实时更新高精度地图，效率高，且不需要移动采集道路信息的设备，节约人力和物力，长期效益好，但路侧单元的成本昂贵，所述的部署成本评估模型综合考虑了车辆与路侧单元通信的通信时延以及部署的成本，在允许的通信时延范围内合理部署路侧单元的数量。一种基于路测设备的高精度地图制作方法，具体为：在道路上部署路侧设备，道路信息依次经过路侧设备和中心节点传输至服务器，实现整体高精度地图的构建和更新，每个路侧设备包括传感器、GPS、GPRS和V2R，所述的传感器包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头；所述的中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，每千米沿道路方向等间隔设置nmin个路侧设备，其中nmin通过建立部署成本评估模型求得，该模型的计算公式为：其中U为成本评估值，p为单个路侧设备的成本，n为每千米路段内路侧设备的数量，S为每千米的预算成本，t为路侧设备的信号覆盖间隔不为0时的通信时延，T为最大车辆断开连接时间，Nmax为路侧设备的信号覆盖间隔为0时每千米部署的路侧设备的数量，当n＝nmin时U最小，nmin的计算公式为：其中，v为车辆的平均速度，所述的t和Nmax的计算公式为：其中R为路侧设备的通信半径。进一步地，相邻2个路侧设备之间设有中继节点，所述的中继节点与相邻的2个路侧设备以及至少1个中心节点无线连接。与现有技术相比，本专利技术具有以如下有益效果：(1)本专利技术在每千米沿道路方向等间隔设置路侧单元，能够全面、高频和实时更新高精度地图，效率高，且不需要移动采集道路信息的设备，节约人力和物力，中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，中心节点不必直接跟云服务器连接，扩大了中心节点的分布范围，另外由于路侧单元成本高昂，本专利技术通过建立部署成本评估模型综合考虑通信时延和部署成本，优化结构，节约成本；(2)本专利技术在相邻2个路侧单元之间设有中继节点，中继节点与相邻的2个路侧单元以及至少1个中心节点无线连接，当某中心节点故障时路侧单元能够通过中继节点将采集的道路信息传输给其它路侧单元，进而传输给没有发生故障的中心节点，同时也允许路侧单元不必直接跟中心节点无线连接，具有容错功能的同时也扩大了传输范围；(3)本专利技术在每个路侧设备上设有传感器、GPS、GPRS和V2R，传感器包括激光雷达、毫米波雷达和摄像头，能够充分、准确地采集道路信息，提高高精度地图的质量。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图中标号说明：1.路侧单元，2.中心节点，3.云服务器，4.中继节点。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例一一种基于路测设备的高精度地图制作系统，如图1，包括：路侧模块，包括多个路侧单元1，用于采集道路信息；中心节点2，用于汇总路侧模块采集的道路信息；云服务器3，用于接收中心节点汇总的道路信息，完成高精度地图的构建和更新；中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，每千米沿道路方向等间隔设置nmin个路侧单元，其中nmin通过建立部署成本评估模型求得，该模型的计算公式为：其中U为成本评估值，p为单个路侧单元的成本，n为每千米路段内路侧单元的数量，S为每千米的预算成本，t为路侧设备的信号覆盖间隔D不为0时的通信时延，T为最大车辆断开连接时间，Nmax为路侧设备的信号覆盖间隔D为0时每千米部署的路侧单元的数量，当n＝nmin时U最小，nmin的计算公式为：其中，v为车辆的平均速度，D、t和Nmax的计算公式为：...

【技术保护点】
1.一种基于路测设备的高精度地图制作系统，包括：/n路侧模块，包括多个路侧单元，用于采集道路信息；/n中心节点，用于汇总路侧模块采集的道路信息；/n云服务器，用于接收中心节点汇总的道路信息，完成高精度地图的构建和更新；/n其特征在于，所述的中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，所述的云服务器至少与1个中心节点无线连接，每千米沿道路方向等间隔设置n

【技术特征摘要】
1.一种基于路测设备的高精度地图制作系统，包括：
路侧模块，包括多个路侧单元，用于采集道路信息；
中心节点，用于汇总路侧模块采集的道路信息；
云服务器，用于接收中心节点汇总的道路信息，完成高精度地图的构建和更新；
其特征在于，所述的中心节点的数量为多个且每个中心节点至少与1个其它的中心节点无线连接，所述的云服务器至少与1个中心节点无线连接，每千米沿道路方向等间隔设置nmin个路侧单元，其中nmin通过建立部署成本评估模型求得，该模型的计算公式为：



其中U为成本评估值，p为单个路侧单元的成本，n为每千米路段内路侧单元的数量，S为每千米的预算成本，t为路侧设备的信号覆盖间隔不为0时的通信时延，T为最大车辆断开连接时间，Nmax为路侧设备的信号覆盖间隔为0时每千米部署的路侧单元的数量，当n＝nmin时U最小，nmin的计算公式为：



其中，v为车辆的平均速度，所述的t和Nmax的计算公式为：






其中R为路侧单元的通信半径。


2.根据权利要求1所述的一种基于路测设备的高精度地图制作系统，其特征在于，相邻2个路侧单元之间设有中继节点，所述的中继节点与相邻的2个路侧单元以及至少1个中心节点无线连接。


3.根据权利要求1所述的一种基于路测设备的高精度地图制作系统，其特征在于，所述的路侧单元包括传感器、GPS、GPRS和V2R。


4.根据权利要求3所述的一种基于路测设备的高精度地图制作系统，其特征在于，所述的传感器包...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖骁，胡笳，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海;31