高精度地图路口面自动定位与绘制方法、系统及介质与流程

1.本发明涉及高精度地图技术领域，特别涉及一种高精度地图路口面自动定位与绘制方法、系统及介质。


背景技术：

2.路口面对于高精度地图而言是一项很重要的要素，目前高精度地图行业主要采用手工绘制的方法绘制路口面；但手工绘制人工成本高昂，精确度有限，对于大范围数据生产，手工绘制难以应对数据快速更新的需求。因此，有必要提供一种针对高精度地图路口面自动定位与绘制方案。


技术实现要素：

3.本发明的提供一种高精度地图路口面自动定位与绘制方法、系统及介质，能自动化处理，无需人工干预，提高生产效率，同时路口面范围精度高，避免人工误差。
4.第一方面，提供一种高精度地图路口面自动定位与绘制方法，包括以下步骤：
5.基于rtree算法构建待测路段数据的rtree空间索引，并根据rtree空间索引获取最外侧基准车道线及与所述最外侧基准车道线相邻道路的最外侧辅助车道线；
6.当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置；
7.根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线；
8.根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面。
9.根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述最外侧基准车道线的端部与其它车道线无接续关系，所述端部为首端或尾端。
10.根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述“当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置”步骤，具体包括以下步骤：
11.当所述最外侧基准车道线的端部处与所述最外侧辅助车道线的端部处的矢量方向在预设角度范围内时；
12.当所述最外侧基准车道线的端部处与所述最外侧辅助车道线的端部处的高程值相同时；
13.当所述最外侧基准车道线的端部与所述最外侧辅助车道线的端部之间的距离在预设距离内时；以及，
14.当所述最外侧基准车道线的端部处与所述最外侧辅助车道线的端部处的延长线相交时；
15.则定位出所述最外侧基准车道线的端部与所述最外侧辅助车道线的端部在路口
位置；
16.其中，所述端部为首端或尾端，所述最外侧基准车道线的首端和尾端对应于所述最外侧辅助车道线的首端和尾端。
17.根据第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述“根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线”步骤，具体包括以下步骤：
18.基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部作最外侧基准车道线的垂线，除开最外侧辅助车道线，获取分别与所述垂线的两端相交、并与最外侧基准车道线相邻两条道路上、且与最外侧基准车道线的端部距离最近的各一条最外侧边界车道线。
19.根据第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述“根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面”步骤，具体包括以下步骤：
20.基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部分别作两条最外侧边界车道线的第一垂线段，两条所述第一垂线段作为路口面的两条起始边；
21.以垂直相交的其中一条起始边与其中一条最外侧车道边界线的交点为起点，沿其中一条最外侧车道边界线间隔预设固定距离向另一条最外侧车道边界线作第二垂线段；
22.当相邻的两条所述第二垂线段之间的长度差值除以预设固定距离得到的值小于预设阈值，则最后的第二垂线段为路口面的结束边；
23.构建两条所述起始边、两条所述最外侧边界车道线及所述结束边围成的面为路口面。
24.第二方面，提供一种高精度地图路口面自动定位与绘制系统，包括：
25.基准辅助模块，用于基于rtree算法构建待测路段数据的rtree空间索引，并根据rtree空间索引获取最外侧基准车道线及与所述最外侧基准车道线相邻道路的最外侧辅助车道线；
26.定位模块，与所述基准辅助模块通信连接，用于当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置；
27.边界模块，与所述基准辅助模块及所述定位模块通信连接，用于根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线；以及，
28.路口面构建模块，与所述基准辅助模块、所述定位模块及所述边界模块通信连接，用于根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面。
29.根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述边界模块，用于基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部作最外侧基准车道线的垂线，除开最外侧辅助车道线，获取分别与所述垂线的两端相交、并与最外侧基准车道线相邻两条道路上、且与最外侧基准车道线的端部距离最近的各一条最外侧边界车道线。
30.根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述路口面构建模块，用于基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部分别作两条最外侧边界车道线的第一垂线段，两条所述第一垂线段作为路口面的两条起始边；以垂
直相交的其中一条起始边与其中一条最外侧车道边界线的交点为起点，沿其中一条最外侧车道边界线间隔预设固定距离向另一条最外侧车道边界线作第二垂线段；当相邻的两条所述第二垂线段之间的长度差值除以预设固定距离得到的值小于预设阈值，则最后的第二垂线段为路口面的结束边；构建两条所述起始边、两条所述最外侧边界车道线及所述结束边围成的面为路口面。
31.第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的高精度地图路口面自动定位与绘制方法。
32.与现有技术相比，本发明的优点如下：首先基于rtree算法构建待测路段数据的rtree空间索引，并根据rtree空间索引获取最外侧基准车道线及与所述最外侧基准车道线相邻道路的最外侧辅助车道线；再当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置；再根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线；再根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面；因此，全程自动化处理，无需人工干预，能够大幅度降低成本，压缩时间，提高生产效率；同时路口面范围精度高，能够精确的绘制路口范围，避免人工误差。
附图说明
33.图1是本发明一种高精度地图路口面自动定位与绘制方法的一实施例的流程示意图；
34.图2是本发明路口的车道线形态特征示意图；
35.图3是本发明获取路口的最外侧边界车道线示意图；
36.图4是本发明路口面的起始边示意图；
37.图5是本发明路口宽度变化示意图；
38.图6是本发明路口面组成示意图；
39.图7是本发明的一种基于高精度地图路口面自动定位与绘制系统的结构示意图。
40.附图说明：
41.100、高精度地图路口面自动定位与绘制系统；110、基准辅助模块；120、定位模块；130、边界模块；140、路口面构建模块。
具体实施方式
42.现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
43.为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
44.注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明
书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
45.参见图1所示，本发明实施例提供一种高精度地图路口面自动定位与绘制方法，包括以下步骤：
46.s100，基于rtree算法构建待测路段数据的rtree空间索引，并根据rtree空间索引获取最外侧基准车道线及与所述最外侧基准车道线相邻道路的最外侧辅助车道线；
47.s200，当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置；
48.s300，根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线；
49.s400，根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面。
50.具体地，本实施例中，目前路网拓扑涉及的主要要素包括：路口、车道线、导流带、隔离护栏，其中，车道线是指路面隔离不同车道的虚拟线。路口是指存在两条及以上道路汇集，并且允许或强制车辆驾驶者进行路权选择的区域。导流带主要应用于过宽、不规则或者比较复杂的路口，用于规范车辆按规定线路行驶。隔离护栏用于物理隔离道路或车道。
51.rtree是一种空间检索算法，能够快速找到相应位置的空间数据；待测路段数据包括车道线、导流带、隔离护栏等地物数据，对所有车道线、导流带、物理隔离护栏等数据构建rtree空间索引，就可以快速检索各道路数据空间位置。
52.因此本发明主要解决高精度地图中路口面自动定位及绘制的问题，相比于现有技术，主要有以下优势：1)全程自动化处理，无需人工干预，能够大幅度降低成本，压缩时间，提高生产效率；2)路口面范围精度高，能够精确的绘制路口范围，避免人工误差。
53.优选地，在本技术另外的实施例中，所述最外侧基准车道线的端部与其它车道线无接续关系，所述端部为首端或尾端。
54.具体地，本实施例中，参见图2所示，基于rtree空间索引遍历待测路段数据中最外侧基准车道线lane_line1，车道线lane_line1在首点或者尾点处断头，无连接的其他车道线，例如，lane_lane1为不接续的车道线(尾端没有连接其他车道线)，而lane_line2可能与其他车道线接续。
55.优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s200，当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置”步骤，具体包括以下步骤：
56.s210，当所述最外侧基准车道线的端部处与所述最外侧辅助车道线的端部处的矢量方向在预设角度范围内时；
57.s220，当所述最外侧基准车道线的端部处与所述最外侧辅助车道线的端部处的高程值相同时；
58.s230，当所述最外侧基准车道线的端部与所述最外侧辅助车道线的端部之间的距离在预设距离内时；以及，
59.s240，当所述最外侧基准车道线的端部处与所述最外侧辅助车道线的端部处的延长线相交时；
60.s250，则定位出所述最外侧基准车道线的端部与所述最外侧辅助车道线的端部在
路口位置；
61.其中，所述端部为首端或尾端，所述最外侧基准车道线的首端和尾端对应于所述最外侧辅助车道线的首端和尾端。
62.具体地，本实施例中，参见图2所示，
63.1、车道线lane_line1与车道线lane_line2在首点或尾点处矢量方向大致相同；
64.2、车道线lane_line1与车道线lane_line2在首点或尾点处高程值大致相同；
65.3、车道线lane_line1与车道线lane_line2在首端或尾端距离不能过远(在预设距离内)；
66.4、车道线lane_line1与车道线lane_line2在首端或尾端延长后相交(关键几何特征)。
67.如若满足上述预设形状特征，则这两根车道线的首点或尾点即在路口，定位到路口位置。
68.优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s300，根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线”步骤，具体包括以下步骤：
69.基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部作最外侧基准车道线的垂线，除开最外侧辅助车道线，获取分别与所述垂线的两端相交、并与最外侧基准车道线相邻两条道路上、且与最外侧基准车道线的端部距离最近的各一条最外侧边界车道线。
70.具体地，本实施例中，参见图3所示，基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部(s_pt)，垂直车道线lane_line1顺时针及逆时针分别作垂线，通过垂线找到距离断头点最近的两条道路最外侧边界车道线lane_line3、lane_line4。
71.优选地，在本技术另外的实施例中，所述“s400，根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面”步骤，具体包括以下步骤：
72.s410，基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部分别作两条最外侧边界车道线的第一垂线段，两条所述第一垂线段作为路口面的两条起始边；
73.s420，以垂直相交的其中一条起始边与其中一条最外侧车道边界线的交点为起点，沿其中一条最外侧车道边界线间隔预设固定距离向另一条最外侧车道边界线作第二垂线段；
74.s430，当相邻的两条所述第二垂线段之间的长度差值除以预设固定距离得到的值小于预设阈值，则最后的第二垂线段为路口面的结束边；
75.s440，构建两条所述起始边、两条所述最外侧边界车道线及所述结束边围成的面为路口面。
76.具体地，本实施例中，参见图4所示，由端部s_pt分别作垂线到道路最外侧边界车道线lane_line3、lane_line4，这两条第一垂线段v_line1、v_line2构成路口面的起始边。
77.参见图5所示，从垂线段v_line1与车道线lane_line3的交点作为起点，往路口面的上游，每隔预设固定距离δdist作垂线到另一根车道线lane_line4，计算第二垂线段的长度即为路口面的道路宽度road_dist。然后计算相邻两个点对应的道路宽度差值δroad_dist除以预设固定距离δdist得到的值小于预设阈值，则判定道路宽度变化稳定，此时终止向上游遍历，则最后的第二垂线段为路口面的结束边。
78.参见图6所示，然后利用路口面的结束边end_line、起始边裁剪道路最外侧边界车道线lane_line3、lane_line4，得到路口面的两侧边界，再将路口面的起始边、结束边、和两侧边界按顺时针组装为面，即构成路口面。
79.同时参见图7所示，本发明实施例还提供了一种高精度地图路口面自动定位与绘制系统100，包括：基准辅助模块110，定位模块120，边界模块130，路口面构建模块140；
80.基准辅助模块110，用于基于rtree算法构建待测路段数据的rtree空间索引，并根据rtree空间索引获取最外侧基准车道线及与所述最外侧基准车道线相邻道路的最外侧辅助车道线；
81.定位模块120，与所述基准辅助模块110通信连接，用于当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置；
82.边界模块130，与所述基准辅助模块110及所述定位模块120通信连接，用于根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线；以及，
83.路口面构建模块140，与所述基准辅助模块110、所述定位模块120及所述边界模块130通信连接，用于根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面。
84.所述边界模块130，用于基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部作最外侧基准车道线的垂线，除开最外侧辅助车道线，获取分别与所述垂线的两端相交、并与最外侧基准车道线相邻两条道路上、且与最外侧基准车道线的端部距离最近的各一条最外侧边界车道线。
85.所述路口面构建模块140，用于基于所述路口位置处的最外侧基准车道线的端部分别作两条最外侧边界车道线的第一垂线段，两条所述第一垂线段作为路口面的两条起始边；以垂直相交的其中一条起始边与其中一条最外侧车道边界线的交点为起点，沿其中一条最外侧车道边界线间隔预设固定距离向另一条最外侧车道边界线作第二垂线段；当相邻的两条所述第二垂线段之间的长度差值除以预设固定距离得到的值小于预设阈值，则最后的第二垂线段为路口面的结束边；构建两条所述起始边、两条所述最外侧边界车道线及所述结束边围成的面为路口面。
86.因此，本发明实施例首先基于rtree算法构建待测路段数据的rtree空间索引，并根据rtree空间索引获取最外侧基准车道线及与所述最外侧基准车道线相邻道路的最外侧辅助车道线；再当所述最外侧基准车道线与所述最外侧辅助车道线符合预设形状特征条件时，则定位出待测路段的路口位置；再根据所述路口位置与所述最外侧基准车道线，获取符合预设条件的其它道路的两条最外侧边界车道线；再根据所述路口位置、所述最外侧基准车道线及两条所述最外侧边界车道线，构建路口面；因此，本发明主要解决高精度地图中路口面自动定位及绘制的问题，相比于现有技术，主要有以下优势：1)全程自动化处理，无需人工干预，能够大幅度降低成本，压缩时间，提高生产效率；2)路口面范围精度高，能够精确的绘制路口范围，避免人工误差。
87.具体的，本实施例与上述方法实施例一一对应，各个模块的功能在相应的方法实施例中已经进行详细说明，因此不再一一赘述。
88.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储
有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
89.本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
90.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
91.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
92.存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
93.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
94.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生
用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
95.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
96.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
97.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。