一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法技术

本发明专利技术公开了一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，该方法包括：步骤1，收集封闭区域非结构化道路的轨迹数据；步骤3，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过边界扩展方法，提取目标封闭区域的扩展的新边界，更新地图的静态图；步骤4，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过道路新增方法，更新地图的静态图以及更新所述有向图；步骤5，删除需要丢弃的道路信息，更新地图的静态图以及更新所述有向图。本发明专利技术通过获取众多工程车辆的高精度轨迹数据来更新地图，保证地图的更新效率和更新成本。

【技术实现步骤摘要】
一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法
本专利技术涉及数字地图更新
，特别是关于一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法。
技术介绍
随着人工智能的不断发展，自动驾驶技术逐渐成为了学术界和工业界的研究热点，而高精地图是L3～L5自动驾驶能够实现商业化落地的关键技术。高精地图于传统的导航地图而言，包含更加丰富且精细的道路信息，对自动驾驶车辆的感知、定位、决策和控制等功能模块都起到至关重要的作用。随着时间的推移，现实世界中的道路会发生变化，导致先前采集的高精地图数据与现实世界不匹配。无法及时更新的高精地图会使其导航服务性能会越来越差，甚至会影响自动驾驶汽车的安全性和可靠性。在一些非结构道路的封闭区域中，如：矿区、港口等，常常由于工作的需求，工作区的边界会发生扩大或者缩小，工作区之间的道路也会出现新修和废弃。如果每次边界和道路发生变化都需要地图采集车到变化的区域重新采集数据更新地图，会导致地图更新效率不高，且由于数据采集阶段需要大量的人工介入，导致地图的更新维护成本变高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，该方法通过获取众多工程车辆的高精度轨迹数据来更新地图，保证地图的更新效率和更新成本。为实现上述目的，本专利技术提供一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，该方法包括：步骤1，收集封闭区域非结构化道路的轨迹数据，所述轨迹数据包括一系列带有时间戳和坐标值的轨迹点；步骤2，滤除所述轨迹数据的噪点信息；步骤3，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过边界扩展方法，提取目标封闭区域的扩展的新边界，更新地图的静态图；步骤4，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过道路新增方法，更新地图的静态图以及更新所述有向图；步骤5，删除需要丢弃的道路信息，更新地图的静态图以及更新所述有向图。进一步地，所述步骤3中，所述边界扩展方法具体包括：步骤31，找出步骤2处理后的所述轨迹数据与原始边界的所有交点；其中，所述原始边界为更新前地图的静态图中的边界；步骤32，根据所述原始边界中轨迹点的时间先后顺序，将所述交点进行排序，取出并连接排在第一个所述交点P0和排在最后一个的所述交点Pn，得到线段在所述更新前地图的所在平面内构建二维平面坐标系XOY，原点为所述交点P0，X轴的正方向为向量的方向，Y轴的正方向为X轴的正方向逆时针旋转90度；步骤33，将步骤2处理后的所述轨迹数据中的轨迹点的坐标转换成所述坐标系XOY下的所对应的坐标值；步骤34，在所述坐标系XOY的第一象限构建第一矩形，所述线段被n等分划分后的中一等分线段为所述第一矩形的一条边，该边垂直于所述第一矩形的另外两条垂边，所述两条垂边的长度比所述轨迹数据的轨迹点中的最大y坐标值大第一预设值；步骤35，找出每个所述第一矩形中所包含的所述轨迹点中距离X轴最远的轨迹点，并将该轨迹点作为当前所述第一矩形的代表点；步骤36，连接所述交点P0、所述交点Pn和步骤35获得的每一所述第一矩形的代表点，获得新边界。进一步地，所述步骤4中，所述道路新增方法具体包括：步骤41，找出步骤2处理后的所述轨迹数据与原始边界L3的所有交点；其中，所述原始边界L3为更新前地图的静态图中待更新原始道路的一侧原始边界；步骤42，根据所述原始边界L3中轨迹点的时间先后顺序，将所述交点进行排序，取出并连接排在第一个所述交点P1和排在最后一个的所述交点P3，得到线段在所述更新前地图的所在平面内构建二维平面坐标系X’O’Y’，原点为所述交点P1，X’轴的正方向为向量的方向，Y’轴的正方向为X’轴的正方向逆时针旋转90度；步骤43，将步骤2处理后的所述轨迹数据中的轨迹点的坐标转换成所述坐标系X’O’Y’下的所对应的坐标值；步骤44，在所述坐标系X’O’Y’中的第一象限中构建第二矩形，所述线段为所述第二矩形的一条边，所述第二矩形中过P1、且长度比所述轨迹数据的轨迹点中的最大y坐标值大第二预设值的另一条边重叠于所述Y’轴；步骤45，找出所述第二矩形中所包含的所述轨迹点中距离X’轴最远的轨迹点，并将该轨迹点作为当前所述第二矩形的代表点P2；步骤46，根据线段及所述第二矩形的代表点P2，构建新修道路。进一步地，所述步骤46中，若新修道路为直线型道路的情形下，过P2朝所述X’轴的负方向作垂直于所述Y’轴的垂线段，该垂线段的中点为P2，其一个端点为其与所述Y’轴的交点P6，另一端点为P7，分别用直线连接P1和P6以及连接P3和P7，再过P2作线段的垂线，该垂线与线段的交点为P8，直线段和为所述新修道路的边界，直线段为所述新修道路的中心线。进一步地，所述步骤46中，若新修道路为弯曲道路的情形下，首先，将新修道路划分成多个直线型道路段；然后，找到每一所述直线型道路段中线段及所述第二矩形的代表点P2；过P2朝所述X’轴的负方向作垂直于所述Y’轴的垂线段，该垂线段的中点为P2，其一个端点为其与所述Y’轴的交点P6，另一端点为P7，分别用直线连接P1和P6以及连接P3和P7，再过P2作线段的垂线，该垂线与线段的交点为P8，直线段和为所述直线型道路段的边界，直线段为所述直线型道路段的中心线。进一步地，所述原始边界L3所在所述待更新原始道路的另一侧边界为L4，所述步骤4还包括：步骤47，若所述新修道路接入到更新前地图中的原始道路后，形成新增路口的情形下，分别过P1和P3朝所述Y’轴的负方向作垂直于线段的垂线，该两条垂线与所述边界L4的交点为P4和P5，则和所述边界L4构成所述新增路口的边界，并删除P1和P3之间的原始边界和相应的道路中心线。进一步地，所述步骤4中，所述更新所述有向图的方法具体包括：将所述新修道路的接入到所述原始道路的端点更新为新增路口节点，未接入到所述原始道路的端点更新为新增区域节点；将所述新修道路两端的所述新增路口节点与新增区域节点之间的连接边设置成双向，更新为新增双向边；将所述原始道路两端的节点分别与接入该原始道路的所述新增路口节点之间的连接边均设置成双向，更新为两段新增双向边。进一步地，所述步骤5中，在静态图中定位所需删除道路的起始点Pm、Pn，从起始点Pm、Pn删除指定道路的左右边界和道路中心线信息，再连接Pm、Pn构造封闭线使路口边界封闭。进一步地，在有向图中删除对应静态图中的区域和道路的节点和边。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：本专利技术充分利用工程车辆在平时工作当中的轨迹数据，挖掘道路和工作区边界的变化，通过数据库实现地图数据的融合更新，使得整个地图更新工作更加高效，且由于省掉了专门重新采集数据的人工成本，使得地图更新工作更加经济和智能。附图说明图1为本专利技术实施例中构建的一个通用的封闭区域非结构化道路静态图；图2为本专利技术实施例中的一个通用的封闭区域非结构化道路有向图；图3为本专利技术实施例中地图更新方法的流程图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，其特征在于，包括：/n步骤1，收集封闭区域非结构化道路的轨迹数据，所述轨迹数据包括一系列带有时间戳和坐标值的轨迹点；/n步骤2，滤除所述轨迹数据的噪点信息；/n步骤3，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过边界扩展方法，提取目标封闭区域的扩展的新边界，更新地图的静态图；/n步骤4，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过道路新增方法，更新地图的静态图以及更新所述有向图；/n步骤5，删除需要丢弃的道路信息，更新地图的静态图以及更新所述有向图。/n

【技术特征摘要】
1.一种封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，其特征在于，包括：
步骤1，收集封闭区域非结构化道路的轨迹数据，所述轨迹数据包括一系列带有时间戳和坐标值的轨迹点；
步骤2，滤除所述轨迹数据的噪点信息；
步骤3，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过边界扩展方法，提取目标封闭区域的扩展的新边界，更新地图的静态图；
步骤4，根据步骤2处理后的所述轨迹数据，通过道路新增方法，更新地图的静态图以及更新所述有向图；
步骤5，删除需要丢弃的道路信息，更新地图的静态图以及更新所述有向图。


2.如权利要求1所述的封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，其特征在于，所述步骤3中，所述边界扩展方法具体包括：
步骤31，找出步骤2处理后的所述轨迹数据与原始边界的所有交点；其中，所述原始边界为更新前地图的静态图中的边界；
步骤32，根据所述原始边界中轨迹点的时间先后顺序，将所述交点进行排序，取出并连接排在第一个所述交点P0和排在最后一个的所述交点Pn，得到线段在所述更新前地图的所在平面内构建二维平面坐标系XOY，原点为所述交点P0，X轴的正方向为向量的方向，Y轴的正方向为X轴的正方向逆时针旋转90度；
步骤33，将步骤2处理后的所述轨迹数据中的轨迹点的坐标转换成所述坐标系XOY下的所对应的坐标值；
步骤34，在所述坐标系XOY的第一象限构建第一矩形，所述线段被n等分划分后的中一等分线段为所述第一矩形的一条边，该边垂直于所述第一矩形的另外两条垂边，所述两条垂边的长度比所述轨迹数据的轨迹点中的最大y坐标值大第一预设值；
步骤35，找出每个所述第一矩形中所包含的所述轨迹点中距离X轴最远的轨迹点，并将该轨迹点作为当前所述第一矩形的代表点；
步骤36，连接所述交点P0、所述交点Pn和步骤35获得的每一所述第一矩形的代表点，获得新边界。


3.如权利要求1或2所述的封闭区域非结构化道路的数字地图更新方法，其特征在于，所述步骤4中，所述道路新增方法具体包括：
步骤41，找出步骤2处理后的所述轨迹数据与原始边界L3的所有交点；其中，所述原始边界L3为更新前地图的静态图中待更新原始道路的一侧原始边界；
步骤42，根据所述原始边界L3中轨迹点的时间先后顺序，将所述交点进行排序，取出并连接排在第一个所述交点P1和排在最后一个的所述交点P3，得到线段在所述更新前地图的所在平面内构建二维平面坐标系X’O’Y’，原点为所述交点P1，X’轴的正方向为向量的方向，Y’轴的正方向为X’轴的正方向逆时针旋转90度；
步骤43，将步骤2处理后的所述轨迹数据中的轨迹点的坐标转换成所述坐标系X’O’Y’下的所对应的坐标值；
步骤44，在所述坐标系X’O’Y’中的第一象限中构建第二矩形，所述线段为所述第二矩形的一条边，所述第二矩形中过P1、且长度比所述轨迹数据的轨迹点中的最大y坐标值大第二预设值的另一条边重叠于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓伟，李浩然，韦庆凯，秦晓辉，边有钢，谢国涛，秦兆博，徐彪，秦洪懋，胡满江，孙宁，丁荣军，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43