[发明专利]HAD地图的平滑处理方法和装置、导航系统及自动驾驶系统

说明书

本发明公开了一种HAD地图的平滑处理方法和装置、导航系统及自动驾驶系统，该HAD地图的平滑处理方法包括：将路网数据中的主路穿成整条路串；根据路网数据的误差阈值对整条路串分段；根据分段后的整条路串进行圆弧拟合来计算得到道路曲率和航向；利用计算得到的道路曲率和航向，制作HAD地图。本发明在计算曲率和航向之前对道路进行平滑和去噪，计算曲率的准确率高，提高了平滑程度，并且能够提高计算效率。

技术领域

本发明涉及电子地图领域，尤其涉及一种HAD(Highly Automated Driving，高度自动化驾驶)地图的平滑处理方法和装置、导航系统及自动驾驶系统。

背景技术

曲率和航向的计算对于自动驾驶技术而言非常重要。在现有技术中，曲率计算技术方案主要分为曲线拟合和圆弧拟合。曲线拟合计算的曲率结果易受指定数目的少数点影响，且由于同种类型三阶曲线和四阶曲线的曲线方程不同，相比于圆弧拟合而言，曲线拟合具有不确定性。

曲率(CURVATURE)是表明曲线在某一点的弯曲程度的数值，其定义为曲线某处半径的倒数。因此，曲率越大，表示曲线的弯曲程度越大，直线的半径为无穷大，曲率为0。图1中示出了曲率k与半径R之间的关系，其中n为法向量，t为切线。

图2示出了曲率的计算方式。在光滑弧上自点M开始取弧段，其长为△S，对应切线转角为△α，定义△S上的平均曲率点M处的曲率为：

曲率可以有“+”、“-”符号，K是曲线上某点的切线方向角对弧长的转动率。若切线方向到达曲线前进方向的锐角为顺时针，则曲率符号为“-”；若切线方向到达曲线前进方向的锐角为逆时针，则曲率符号为“+”。

航向(HEADING)是道路曲线切线方向与正北方向N的顺时针夹角，用于描述道路延伸方向的趋势。航向是一个角度值，正北方向与道路切线顺时针方向的夹角，单位为十进制的度。道路的航向由道路上离散的形状点拟合成曲线后计算而来，航向值来自拟合曲线。图3示出了航向角α的示意。

但本发明的发明人发现：目前的技术方案并未对道路采集噪点进行去噪处理，且圆弧拟合采用的是三点拟合的方法，易受少数形状点的影响，因此有必要提供进一步提供曲率和航向计算的方案以克服现有技术中的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种HAD地图的平滑处理方法，能提高曲率计算的准确率及效率，且能够提升HAD地图的平滑程度。

其中，本发明公开的HAD地图的平滑处理方法，该方法包括：

将路网数据中的主路穿成整条路串；

根据路网数据的误差阈值对整条路串分段；

对分段后的整条路串进行圆弧拟合来计算道路曲率和航向。

相应地，本发明实施例提供了一种HAD地图的平滑处理装置，该装置包括：穿串模块、分段模块及计算模块；其中，

穿串模块用于将路网数据中的主路穿成整条路串；

分段模块用于根据路网数据的误差阈值对整条路串分段；

计算模块用于对分段后的整条路串进行圆弧拟合计算道路曲率和航向。

相应地，本发明实施例提供了一种混合导航系统，该系统包括

地图数据库，用于存储并更新根据本发明实施例提供的计算道路曲率和航向的装置处理得到的HAD地图；

搜索模块，用于根据用户指令执行搜索操作并输出搜索结果；

导航模块，用于根据得到的导航指令为用户提供二维/三维路径规划及导航服务；

娱乐模块，用于提供游戏、音乐及其他影音娱乐项目；