【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及地图构建，尤其涉及一种面向无人驾驶的osm地图构建方法与系统。
技术介绍
1、osm(openstreetmap，公开地图)作为一种用于无人驾驶的导航地图，已经得到广泛的应用，并且由于其开源的特性，得到广大用户的欢迎，osm地图作为一种开源的地图格式，使得用户可以在遵循该地图格式的情况下，制作自己的osm地图。
2、目前osm地图的制作方法包括手动以及半自动，手动是使用专门的osm地图编辑软件制作，半自动则是使用激光雷达、组合导航等传感器构建高清地图，同时在基于视觉的车道识别等技术支持下，构建道路级别的高清地图，然后在此基础上将高清地图转换为osm地图，并通过特殊的软件进行人工修建。
3、在很多实际的无人应用场景中，如园区场景、搬运等场景较为简单，并不需要过程复杂的高清地图构图方式，除此之外，如某些军用场景，不被允许使用激光雷达进行扫描进行场景重建，现有地图构建方式无法适应于以上两类场景。
技术实现思路
1、鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种面向无人驾驶的osm地图构建方法与系统，用以解决现有在禁止使用激光雷达的场景中无法自动构建地图的问题。
2、一方面，本专利技术实施例提供了一种面向无人驾驶的osm地图构建方法，包括以下步骤：
3、获取各段道路属性和各段道路中一条车道上采集的轨迹点；
4、根据轨迹点的坐标，依次计算出每相邻三个轨迹点的极限扩展距离，根据极限扩展距离和所在车道宽度，去除轨迹点中的噪点
5、根据各段道路属性，以采样点作为所在车道中心线上的点，分别计算出采样点两侧的扩展点，作为所在车道边界点，对有多条车道的道路，根据所在车道边界点依次扩展出所在道路所有车道边界点；
6、将各车道边界点转换为osm数据格式，构建出osm地图。
7、基于上述方法的进一步改进，根据轨迹点的坐标，依次计算出每相邻三个轨迹点的极限扩展距离，包括：
8、根据每相邻三个轨迹点的坐标，计算出其中每两个相邻轨迹点构成的第一直线和第二直线的单位方向向量；
9、根据每相邻三个轨迹点中第一个轨迹点，在一侧构建出垂直于第一直线的第三直线；根据极限扩展距离，在同侧构建出平行于第一直线的第四直线，及平行于第二直线的第五直线；基于直线的点法向式方程，分别构建出第三直线、第四直线和第五直线的直线方程；
10、根据每相邻三个轨迹点的坐标，第一直线和第二直线的单位方向向量，当第三直线、第四直线和第五直线相交于一点时，求解出直线方程中的扩展距离，作为极限扩展距离。
11、基于上述方法的进一步改进，基于直线的点法向式方程，分别构建出第三直线、第四直线和第五直线的三条直线方程如下所示：
12、u1(x-xa)+v1(y-ya)＝0
13、-v1(x-xa+v1d)+u1(y-ya-u1d)＝0
14、-v2(x-xc+v2d)+u2(y-yc-u2d)＝0
15、其中，(u1,v1)表示第一直线的单位方向向量，(u2,v2)表示第二直线的单位方向向量，(xa,ya)表示第一个轨迹点的坐标，(xc,yc)表示第三个轨迹点的坐标，d表示扩展距离。
16、基于上述方法的进一步改进，根据极限扩展距离和所在车道宽度，去除轨迹点中的噪点，包括：
17、判断当前相邻三个轨迹点对应的极限扩展距离是否大于所在车道宽度的一半，如果大于，则保留当前相邻三个轨迹点，否则，相邻三个轨迹点中的第二个轨迹点作为噪点，在轨迹点中去除噪点。
18、基于上述方法的进一步改进，按照重采样频率，对基准轨迹点所在车道进行均匀重采样，根据基准轨迹点的坐标，计算出采样点的坐标，包括：
19、将相邻两个基准轨迹点中前一个点的累计长度和两点间的距离的和作为后一个点的累计长度，计算出每个基准轨迹点的累计长度；
20、根据采样频率和轨迹总长度，得到采样点的总数量和采样点的累计长度；依次取出每个采样点，根据每个采样点和基准轨迹点的累计长度，得到每个采样点前后相邻的基准轨迹点；
21、根据每个采样点的累计长度，及其前后相邻的基准轨迹点的累计长度和坐标，计算出每个采样点的坐标。
22、基于上述方法的进一步改进，道路属性包括：总车道数量、各车道方向、各车道宽度、采集轨迹点的车道编号、与采集轨迹点的车道同方向车道数量和反方向车道数量。
23、基于上述方法的进一步改进，以采样点作为所在车道中心线上的点，分别计算出采样点两侧的扩展点，作为所在车道边界点，包括：
24、沿航向方向，每相邻两个采样点构成一条轨迹线，计算每条轨迹线的单位法向量；以所在车道宽度的一半作为扩展距离；
25、沿经过起始采样点的起始轨迹线的两个单位法向量方向，根据扩展距离得到两侧的起始扩展点；沿经过终止采样点的最后一条轨迹线的两个单位法向量方向，根据扩展距离得到两侧的终止扩展点；
26、对其它采样点，分别在轨迹线的两侧，根据每条轨迹线的单位法向量，构建与每条轨迹线平行且与对应轨迹线间隔距离为扩展距离的扩展线，每相邻两条扩展线的交点，作为两侧的中间扩展点；
27、每侧的起始扩展点，中间扩展点和终止扩展点组成所在车道每侧的边界点。
28、基于上述方法的进一步改进，对有多条车道的道路，根据所在车道边界点依次扩展出所在道路所有车道边界点，包括：
29、取所在车道为已知车道，执行以下扩展步骤：根据所在道路属性，获取与已知车道相邻的待扩展车道，分别根据待扩展车道的位置，按照重采样频率，对已知车道与待扩展车道相邻的边界进行均匀重采样，根据车道边界点的坐标，计算出边界采样点的坐标；以待扩展车道宽度作为扩展距离，计算出边界采样点的扩展点，作为待扩展车道边界点；将待扩展车道作为已知车道，再次执行扩展步骤，直至不存在与已知车道相邻的待扩展车道，得到所有车道边界点。
30、基于上述方法的进一步改进，将各车道边界点转换为osm数据格式，构建出osm地图，包括：
31、基于osm数据格式中的节点对象，将每个车道边界点构造成一个节点对象；基于osm数据格式中的路线对象，将每条车道边界构造成一个路线对象，每个路线对象包含对应的车道边界上每个车道边界点的节点对象；基于osm数据格式中的关系对象，将每相邻两条车道边界构造成一个关系对象，每个关系对象包含对应的相邻两条车道边界的路线对象；
32、将节点对象、路线对象和关系对象写入osm文件，读取osm文件，构建出osm地图。
33、另一方面，本专利技术实施例提供了一种面向无人驾驶的osm地图构建系统，包括：
34、轨迹点采集模块，用于获取各段道路属性和各段道路中一条车道上采集的轨迹点；
35、重采样模块本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述根据轨迹点的坐标，依次计算出每相邻三个轨迹点的极限扩展距离，包括：
3.根据权利要求2所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述基于直线的点法向式方程，分别构建出第三直线、第四直线和第五直线的三条直线方程如下所示：
4.根据权利要求2所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述根据极限扩展距离和所在车道宽度，去除轨迹点中的噪点，包括：
5.根据权利要求1所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述按照重采样频率，对基准轨迹点所在车道进行均匀重采样，根据基准轨迹点的坐标，计算出采样点的坐标，包括：
6.根据权利要求1所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述道路属性包括：总车道数量、各车道方向、各车道宽度、采集轨迹点的车道编号、与采集轨迹点的车道同方向车道数量和反方向车道数量。
7.根据权利要求6所述的面向无人驾驶的O
8.根据权利要求7所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述对有多条车道的道路，根据所在车道边界点依次扩展出所在道路所有车道边界点，包括：
9.根据权利要求1所述的面向无人驾驶的OSM地图构建方法，其特征在于，所述将各车道边界点转换为OSM数据格式，构建出OSM地图，包括：
10.一种面向无人驾驶的OSM地图构建系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种面向无人驾驶的osm地图构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的面向无人驾驶的osm地图构建方法，其特征在于，所述根据轨迹点的坐标，依次计算出每相邻三个轨迹点的极限扩展距离，包括：
3.根据权利要求2所述的面向无人驾驶的osm地图构建方法，其特征在于，所述基于直线的点法向式方程，分别构建出第三直线、第四直线和第五直线的三条直线方程如下所示：
4.根据权利要求2所述的面向无人驾驶的osm地图构建方法，其特征在于，所述根据极限扩展距离和所在车道宽度，去除轨迹点中的噪点，包括：
5.根据权利要求1所述的面向无人驾驶的osm地图构建方法，其特征在于，所述按照重采样频率，对基准轨迹点所在车道进行均匀重采样，根据基准轨迹点的坐标，计算出采样点的坐标，包括：
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：廉斌，王琳，周超，祁贤雨，苗学问，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。