一种基于有限状态机的地图定位匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于有限状态机的地图定位匹配方法，包括：根据预先建立的有限状态机，获取车辆的当前状态；若当前状态为搜索状态时，获取车辆的投影点和匹配车道，并获取投影点与匹配车道的距离；距离大于距离阈值，且车辆的行驶距离超过距离阈值，连续多次匹配到同一道路的置信度大于置信阈值，则下一状态为相似状态；若距离大于距离阈值，车辆的最优匹配道路的置信度大于置信阈值，或者最优匹配道路的置信度不小于若干倍的次优匹配道路置信度的置信阈值，则下一状态为锁路状态；否则，下一状态为搜索状态；并根据下一状态进行地图定位匹配；能够有效解决性能耗损、定位匹配耗时和匹配精度不稳定技术缺陷。和匹配精度不稳定技术缺陷。和匹配精度不稳定技术缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限状态机的地图定位匹配方法


[0001]本专利技术涉及智能驾驶技术和地图定位匹配等领域，尤其涉及一种基于有限状态机的地图定位匹配方法。

技术介绍

[0002]地图定位匹配技术是智能驾驶
一项重大技术难点。现有技术中，地图匹配算法使用的信息可分为4类：几何信息、拓扑信息、概率信息和综合信息。在使用几何信息方面,通常是点到线的简单算法,直接将轨迹点匹配到最近的路段上,此类算法未考虑路段之间的连通性,虽然效率高,但精度较差；在使用拓扑方面,基于拓扑约束构建候选路段集合,利用最短路径算法进行地图匹配；在使用概率信息方面,基于概率信息,针对复杂道路网络的地图匹配；在使用综合信息方面,主要使用机器学习或数据挖掘方法,基于拓扑约束获取最优的道路序列，使用综合信息的地图匹配算法准确率相对较高,但数学计算复杂,速度较慢。现有技术采用单一的地图匹配算法难于满足复杂多变的驾驶场景，且采用单一状态机的地图定位匹配技术，存在性能耗损、定位匹配耗时、匹配精度不稳定的技术缺陷。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种基于有限状态机的地图定位匹配方法，能够有效解决性能耗损、定位匹配耗时和匹配精度不稳定技术缺陷。
[0004]本专利技术提供的一种基于有限状态机的地图定位匹配方法，包括：
[0005]根据预先建立的有限状态机，获取车辆的当前状态；其中，所述有限状态机是分别根据所述车辆的几何信息、拓扑信息和概率信息，建立对应的第一搜索状态、第一锁路状态和第一相似状态得到的；
[0006]若所述当前状态为所述第一搜索状态时，根据获取的车辆位置信息，获取所述车辆的第一投影点和第一匹配车道，并获取所述第一投影点与所述第一匹配车道的第一距离；
[0007]若所述第一距离大于第一距离阈值，且所述车辆的行驶距离超过第二距离阈值，连续多次匹配到同一道路的置信度大于第一置信阈值，则下一状态为第二相似状态，并根据所述第二相似状态进行地图定位匹配；
[0008]若所述第一距离大于第一距离阈值，所述车辆的最优匹配道路的置信度大于第二置信阈值，或者所述最优匹配道路的置信度不小于若干倍的次优匹配道路置信度的第三置信阈值，则所述下一状态为第二锁路状态，并根据所述第二锁路状态进行地图定位匹配；
[0009]否则，所述下一状态为第二搜索状态，并根据所述第二搜索状态进行地图定位匹配。
[0010]本专利技术采用几何信息、拓扑信息、概率信息，分别建立搜索状态、锁路状态和相似状态，能够综合不同的地图匹配算法建立不同的状态，能够有效解决单一的地图匹配算法匹配耗时、路网密度大，性能耗损和匹配精度不稳定的问题，进而针对不同的车辆状态以不
同的状态进行地图匹配，并对不同驾驶场景的车辆进行状态转换，从而能够提升自动驾驶车辆地图定位匹配的匹配效率与准确性，减少单一匹配算法带来的性能损耗。
[0011]进一步，所述若所述当前状态为所述第一搜索状态时，还包括：
[0012]若所述当前状态为所述第一锁路状态时，根据当前的第一拓扑信息，若获取的最近道路的置信度小于第四置信阈值，则所述下一状态为所述第二相似状态，并根据所述第二相似状态进行地图定位匹配；
[0013]若所述最近道路的置信度大于第四置信阈值，则所述下一状态为第二锁路状态，并根据所述第二锁路状态进行地图定位匹配。
[0014]进一步，所述若所述当前状态为所述第一搜索状态时，还包括：
[0015]若所述当前状态为所述第一相似状态时，根据获得的第一概率信息，得到相似道路的轨迹，若所述轨迹与当前状态道路的重合度小于重合阈值，则下一状态为第二相似状态，并根据所述第二相似状态进行地图定位匹配；
[0016]若所述重合度大于重合阈值，则所述下一状态为第二锁路状态，并根据所述第二锁路状态进行地图定位匹配；
[0017]若根据概率信息获取不到相似道路，则所述下一状态为第二搜索状态，并根据所述第二搜索状态进行地图定位匹配。
[0018]进一步，所述车辆位置信息，获取所述车辆的第一投影点和第一匹配车道，并获取所述第一投影点与所述第一匹配车道的第一距离，包括：
[0019]根据所述车辆位置信息，将搜索到的车辆定位点几何距离最近的路段作为第一匹配线段，将所述车辆定位点投影到所述第一匹配线段上，得到第一投影点在所述第一匹配车道上的第一距离。
[0020]进一步，所述根据所述车辆位置信息，将搜索到的车辆定位点几何距离最近的路段作为第一匹配线段，将所述车辆定位点投影到所述第一匹配线段上，得到第一投影点在所述第一匹配车道上的第一距离，具体为：
[0021]根据位姿信息和预设半径范围内的路网数据，以所述车辆的匹配位置点为中心、预设半径为宽，得到外接矩阵，并根据所述外接矩阵对候选道路进行第一过滤，根据得到的若干候选道路，获取第一候选道路列表；
[0022]根据所述第一候选道路列表，依次判断车头方向与第一候选道路方向的航向角差值是否大于航向角阈值，若大于所述航向角阈值，则进行第二过滤，得到若干第二候选道路；
[0023]依次遍历若干第二候选道路，计算所述车辆在第二候选道路的第一投影点与所述车辆的第二距离，并将最小第二距离对应的第二候选道路及车道作为第一匹配车道，所述最小第二距离为所述第一距离。
[0024]进一步，所述根据当前的第一拓扑信息，若获取的最近道路的置信度小于第四置信阈值，则所述下一状态为所述第二相似状态，包括：
[0025]根据所述当前状态的第一拓扑信息对第一拓扑网进行更新，并根据更新后的第二拓扑网，获取所述第二拓扑网中的第一最近道路，若所述第一最近道路的置信度小于所述第四置信阈值，则所述下一状态为所述第二相似状态。
[0026]进一步，所述根据所述当前状态的第一拓扑信息对第一拓扑网进行更新，并根据
更新后的第二拓扑网，获取所述第二拓扑网中的第一最近道路，具体为：
[0027]判断所述车辆是否存在第一拓扑网，若不存在第一拓扑网，则根据当前的第二最近道路及车道初始化拓扑网，得到第二拓扑网，并计算脱入脱出道路；
[0028]若存在第一拓扑网，且所述第一拓扑网的第一最近道路及车道与所述第二最近道路及车道不一致，则对所述第一拓扑网进行更新，得到第二拓扑网；
[0029]根据所述第二拓扑网，根据得到的第二候选道路列表，并依次计算所述车辆在第三候选道路的投影点与车辆位置点的第三距离，并将最小第三距离对应的第三候选道路及车道作为第二匹配车道。
[0030]本专利技术不仅采用几何信息得到车辆的搜索状态下的匹配车道，还根据拓扑信息对车辆的拓扑网进行更新，并以更新后拓扑网进行地图匹配，得到锁路状态下的匹配车道，采用多种不同的匹配算法对车辆行驶场景进行处理，能够针对不同的驾驶场景使用对应的地图匹配算法进行地图匹配，进而解决有效解决单一的地图匹配算法匹配耗时、路网密度大，性能耗损、匹配精度不稳定的问题，提升自动驾驶车辆地图定位匹配的匹配效率与准确性。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限状态机的地图定位匹配方法，其特征在于，包括：根据预先建立的有限状态机，获取车辆的当前状态；其中，所述有限状态机是分别根据所述车辆的几何信息、拓扑信息和概率信息，建立对应的第一搜索状态、第一锁路状态和第一相似状态得到的；若所述当前状态为所述第一搜索状态时，根据获取的车辆位置信息，获取所述车辆的第一投影点和第一匹配车道，并获取所述第一投影点与所述第一匹配车道的第一距离；若所述第一距离大于第一距离阈值，且所述车辆的行驶距离超过第二距离阈值，连续多次匹配到同一道路的置信度大于第一置信阈值，则下一状态为第二相似状态，并根据所述第二相似状态进行地图定位匹配；若所述第一距离大于第一距离阈值，所述车辆的最优匹配道路的置信度大于第二置信阈值，或者所述最优匹配道路的置信度不小于若干倍的次优匹配道路置信度的第三置信阈值，则所述下一状态为第二锁路状态，并根据所述第二锁路状态进行地图定位匹配；否则，所述下一状态为第二搜索状态，并根据所述第二搜索状态进行地图定位匹配。2.如权利要求1所述的基于有限状态机的地图定位匹配方法，其特征在于，所述若所述当前状态为所述第一搜索状态时，还包括：若所述当前状态为所述第一锁路状态时，根据当前的第一拓扑信息，若获取的最近道路的置信度小于第四置信阈值，则所述下一状态为所述第二相似状态，并根据所述第二相似状态进行地图定位匹配；若所述最近道路的置信度大于第四置信阈值，则所述下一状态为第二锁路状态，并根据所述第二锁路状态进行地图定位匹配。3.如权利要求1所述的基于有限状态机的地图定位匹配方法，其特征在于，所述若所述当前状态为所述第一搜索状态时，还包括：若所述当前状态为所述第一相似状态时，根据获得的第一概率信息，得到相似道路的轨迹，若所述轨迹与当前状态道路的重合度小于重合阈值，则下一状态为第二相似状态，并根据所述第二相似状态进行地图定位匹配；若所述重合度大于重合阈值，则所述下一状态为第二锁路状态，并根据所述第二锁路状态进行地图定位匹配；若根据概率信息获取不到相似道路，则所述下一状态为第二搜索状态，并根据所述第二搜索状态进行地图定位匹配。4.如权利要求1所述的基于有限状态机的地图定位匹配方法，其特征在于，所述根据获取的车辆位置信息，获取所述车辆的第一投影点和第一匹配车道，并获取所述第一投影点与所述第一匹配车道的第一距离，包括：根据所述车辆位置信息，将搜索到的车辆定位点几何距离最近的路段作为第一匹配线段，将所述车辆定位点投影到所述第一匹配线段上，得到第一投影点在所述第一匹配车道上的第一距离。5.如权利要求4所述的基于有限状态机的地图定位匹配方法，其特征在于，所述根据所述车辆位置信息，将搜索到的车辆定位点几何距离最近的路段作为第一匹配线段，将所述车辆定位点投影到所述第一匹配线段上，得到第一投影点在所述第一匹配车道上的第一距离，具体为：
根据位姿信息和预设半径范围内的路网数据，以所述车辆的匹配位置点为中心、预设半径为宽，得到外接矩阵，并根据所述外接矩阵对候选道路进行第一过滤，根据得到的若干候选道路，获取第一候...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庭仪，程霖，胡存蔚，
申请(专利权)人：国汽大有时空科技安庆有限公司，
类型：发明
国别省市：