捕获供在地图数据库中使用的沿跨越表面的参考线的线性特征的方法技术

本发明专利技术揭示一种产生供在地图数据库中使用的沿跨越表面的参考线的线性特征的方法。所述方法包括：从表示所述参考线在地理坐标参考系统中的坐标的参考线数据及邻近于所述参考线的所述表面的源图像以及所述地理坐标参考系统中的相关联位置和定向数据中产生以参考线为参考的数据集，其中所述以参考线为参考的数据集包括多个图像数据集及在所述地理坐标参考系统中界定跨越表面的参考线的相关联数据，所述图像数据集具有若干像素，其中图像数据集对应于所述地理坐标参考系统中所述表面的线区段的经正射校正的视图表示，每一图像数据集包括与所述参考线上的位置相关联的参考像素，其中每一像素表示具有沿所述线区段在距所述参考像素的所述位置预界定距离处的位置的表面，且其中所述线区段在与所述参考像素相关联的所述位置处垂直地与所述参考线交叉；及，对所述以参考线为参考的数据集进行后处理以产生供在地图数据库中使用的沿所述参考线的线性特征及所述地理坐标参考系统中的相关联位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种产生供在地图数据库中使用的沿跨越表面的参考线的线性特征的方法。本专利技术进一步涉及一种产生以参考线为参考的数据集的方法及一种对以参考线为 参考的数据集进行后处理以产生供在地图数据库中使用的沿跨越表面的参考线的线性特 征及坐标系统中的相关联位置的方法。此外，本专利技术涉及一种以参考线为参考的数据集、一 种用于产生或检验线性特征的计算机实施的系统、一种计算机程序产品及一种携载所述计 算机程序产品或以参考线为参考的数据集的处理器可读媒体。
技术介绍
需要为导航系统及类似系统中所使用的数字地图数据库收集大量的线性道路信 息，例如，车道分隔带、道路中心线、道路宽度等等。道路信息的地理位置可存储为绝对或相 对位置信息。例如，中心线可以绝对地理位置信息存储，且道路宽度可以相对位置信息存 储，所述相对位置信息相对于中心线的绝对地理位置为相对信息。可通过解释高分辨率航 摄经正射校正(orthorectified)的图像获得所述道路信息。经正射校正的图像是“按比例 校正”的图像，其描绘地面特征，所述地面特征是从其准确的地面位置上面看到的，其中已 使用摄影测量技术移除了由相机及飞行特性以及起伏位移导致的失真。经正射校正的图像 是一类航摄照片，已对其进行几何校正(“正射校正”)使得所述照片的比例为均勻的，这意 味着可认为所述照片等效于地图。经正射校正的图像可用于测量真实距离，这是因为其是 地球表面的精确表示，已针对地形起伏、透镜失真及相机俯仰进行了调整。经正射校正的视 图不同于透视图，这是因为经正射校正的视图是以直角投影到参考平面，而透视图是从单 个固定位置从所述表面投影到所述参考平面。可通过任何适合地图投影来获得经正射校正 的图像。所述地图投影可以是通过表面进行的投影，例如圆柱投影、伪圆柱投影、混合投影、 圆锥投影、伪圆锥投影或方位角投影。所述投影还可以是通过对度量性质进行保存而进行 的投影。所述地图投影的共同之处是其均为正交投影，其意指每一像素表示参考平面的表 面(近似地球形状的椭圆面)上沿垂直于所述表面的线所看到的点。因此，地球表面的经 正射校正的图像的每一像素大致对应于沿垂直于近似地球形状的椭圆面的线所看到的地 球表面的视图。经正射校正的图像包括启用用以将所述经正射校正的图像的任一像素参考 到地理坐标参考系统中的点的算法的元数据。由于已知每一像素在近似地球形状的椭圆面 上的准确位置，因此可从经正射校正的图像检索地面特征的位置及大小，例如，水平道路信 息。此类高分辨率经正射校正的图像应具有低于25cm的像素大小。现今，可通过分析并解释水平图片图像及借助只在地球上的移动收集装置所收集 的其它数据来获得用于导航系统及类似系统中所使用的数字地图数据库的“垂直”道路信 息，例如，速度限制、方向路标等等。术语“垂直”指示道路信息的信息平面大致平行于重力 向量。移动测绘车辆(其为基于陆地的车辆，例如，汽车或有篷货车)用于为增强数字地图 数据库而收集移动数据。增强的实例为交通符号、路线符号、交通灯、显示街道名称等等的街道符号的位置。移动测绘车辆具有若干相机，这些相机中的一些相机为立体照相相机且所有这些 相机因具有精密GPS及其它车载位置确定设备的有篷货车而经精确地地理定位。在行驶于 道路网络上时，捕获图像序列。这些图像可为视频或静止图片图像。移动测绘车辆在对象(例如，建筑物或道路表面)的图像序列中记录多于一个图 像，且针对图像序列的每一图像，精确地确定地理坐标参考系统中的地理位置以及所述图 像序列相对于所述地理位置的位置和定向数据。具有对应地理位置信息的图像序列将称为 经地理编码的图像序列。由于由相机获得的图像序列表示“水平”道路信息的视觉透视图， 因此图像处理算法可提供从所述图像序列抽取道路信息的解决方案。借助车载定位系统 (例如，GPS接收器)以及其它额外位置和定向确定设备(例如，惯性导航系统-INS)精确 地知道相机及激光扫描仪的地理位置。所述经地理编码的图像序列用于产生经正射校正的 图像。经地理编码意指将通过GPS及可能地通过INS以及可能地通过与图像相关联的方位 所计算的位置附接到所述图像的元数据。经地理编码的经正射校正的图像包括用以界定相 关联的投影坐标参考系统以为每一像素确定在地理坐标参考系统中的对应位置的元数据。 这些经正射校正的图像与航摄经正射校正的图像相当，但具有经改进的分辨率及绝对地理 位置。未公开的专利申请案PCT/NL2006/050252中揭示一种产生经正射校正的图像及界定 经正射校正的图像的位置和定向数据的相关联元数据的方法。此方法使我们能够仅从移动 测绘系统数据产生极精确的经地理编码的经正射校正的图像。所述经地理编码的图像具有 8cm(=图像内的相对位置精确度)的像素分辨率且界定图像在地球表面上的位置和定向 的元数据具有1米的绝对地理位置精确度。在航摄图像及图像序列两者中，均存在水平道路信息。借助复杂的图像处理算法， 可检测车道信息及对应位置信息。此外，人们可在屏幕上的经正射校正的图像中标记所需 的水平道路信息。接着，软件从所述标记计算所述水平道路信息在地理坐标参考系统中的 地理位置。标记曲线状道路(例如，路边呈转弯)的线性道路信息比标记沿笔直道路的路 边更费时。标记直线仅须指示两个点，而标记曲线必须指示更多点。曲线的精确度取决于 所述曲线上选定点的数目。因此，道路的曲线程度越大，从图像检索水平道路信息所需要的 时间和努力即越多。类似地，道路的曲线程度越大，从经正射校正的图像检索水平道路信息 所需要的算法即越复杂。首先，必须在经地理编码的经正射校正的图像中识别曲线状道路 表面。其次，必须在所述图像中的所述道路表面上找到道路标记。最终，必须数字化沿所述 道路的线性道路标记。由于在经地理编码的经正射校正的图像中并不知道所述道路的位置 和定向，因此必须使用对称滤波器(例如形态滤波器)来自动检测所述线性道路标记。这 些滤波器比仅用于检测垂直或水平线/边缘的滤波器复杂。此外，世界上存在数百万千里或道路，在不久的将来其将需要成为顺应ADAS (高 级驾驶员辅助系统)的。ADAS应用(例如，自适应巡航控制、传输辅助、车道/道路偏离检 测及警告、刹车及稳定性控制辅助)需要关于道路的高度精确的道路信息来控制车辆及/ 或警告驾驶员安全问题。需要捕获道路信息并将其存储于地图数据库中。数字地图将提 供移动车辆前方的道路的知识。其将提供超出驾驶员视线的即将到来的曲线的预测能力， 例如曲线形状、曲线方向及半径以及例如道路类型(高速公路、高速公路匝道、地方道路等 等)的道路特性、车道数目、道路宽度、道路类型、车道标记等等。所述应用将使用所述信息来通知驾驶员即将来临的情形且辅助其安全驾驶。ADAS质量精密度需要变焦距以具有其 中屏幕上的1个像素表示IOX IOcm的区域的图像。此意味着具有1280X1024个像素的屏 幕可显示128 X 102. 4米的区域。数字化Ikm的笔直道路需要人们每IOOm进行滚动操作且 数字化一个点。滚动意味着必须从图像数据库刷新图像。既刷新图像又数字化一个点较费 时。因此，需要可精确地、高效地且快速地从航摄经正射校正的图像、卫星图像、航摄 图像序列或安装于移动车辆上的相机所捕获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种捕获供在地图数据库中使用的沿跨越表面的参考线的线性特征的方法，其包括：从表示所述参考线在地理坐标参考系统中的坐标的参考线数据及邻近于所述参考线的所述表面的源图像以及所述地理坐标参考系统中的相关联位置和定向数据中产生以参考线为参考的数据集，其中所述以参考线为参考的数据集包括多个图像数据集及在所述地理坐标参考系统中界定跨越表面的参考线的相关联数据，所述图像数据集具有若干像素，其中图像数据集对应于所述地理坐标参考系统中所述表面的线区段的经正射校正的视图表示，每一图像数据集包括与所述参考线上的位置相关联的参考像素，其中每一像素表示具有沿所述线区段在距所述参考像素的所述位置预界定距离处的位置的表面，且其中所述线区段在与所述参考像素相关联的所述位置处垂直地与所述参考线交叉；及，对所述以参考线为参考的数据集进行后处理以产生供在地图数据库中使用的沿所述参考线的线性特征及所述地理坐标参考系统中的相关联位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔钦米夏尔克米奇克，沃伊切赫托马什诺瓦克，
申请(专利权)人：电子地图有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]