[发明专利]一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及系统

权利要求书

1.一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；

所述沿所有路段行驶包括在岔路口所有方向行驶一次；

步骤2：利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；该道路岔路口标注文件即为特殊路段的路径点；

所述道路岔路口标注文件是指经过岔路口的路口转弯路段的标注文件，每一条路口转弯路段的标注文件包括路口起点和终点的经纬度信息、起点和终点在岔路口的位置序号，并以岔路口标记、起点岔路口位置序号以及终点岔路口位置序号对路口转弯路段命名；

步骤3：利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；

其中，目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算获得；

目标路径对应在二维矢量地图上的路口转弯路段的轨迹点依据路口转弯路段所在的岔路口、进入岔路口位置序号和离开岔路口位置序号寻找相应道路岔路口标注文件，并从中获取路口转弯路段的起点和终点的经纬度，得到路口转弯路段的两个路径点；

步骤4：对步骤3获得的所有路径点进行坐标转换，得到智能车坐标系下的导航坐标点信息，并将智能车坐标系下的路径导航信息采用JSON格式的字符串传输至导航处理器。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将位于WGS84坐标系下的路径点坐标转换成智能车坐标系下的坐标，所述智能车坐标系以智能车质心为原点，车辆正前方为x轴方向，左测为y轴方向的坐标系：

(1)将位于WGS84坐标系的路径点坐标转换到位于地心空间直角坐标系下的坐标；

其中，P点是地球上任意一点，(X_P,Y_P,Z_P)是P点在地心空间直角坐标系下的坐标，(B_P,L_P,H_P)是P点在地心大地坐标系下的纬度、经度以及海拔；

R_n是P点地球椭球卯酉圈曲率半径，

a是地球椭球的长半轴，为6378137米，b是地球椭球的短半轴，为6356752米；

e为椭球第一偏心率，

其中，Q为待转换的路径点，(X_Q,Y_Q,Z_Q)是Q点在地心空间直角坐标系下的坐标；

(2)将位于地心空间直角坐标系下的坐标转换到局部切平面直角坐标系的坐标，所述局部切平面直角坐标系即为东北天坐标系；

其中，(x_QP,y_QP,z_QP)是Q点相对于P点在局部切平面直角坐标系下的坐标；

以P点作为局部切平面直角坐标系下的坐标原点；

(3)通过车辆的当前航向角对东北天坐标系的坐标轴进行顺时针旋转，得到旋转后的路径点坐标；

x_c＝x_QP×cosyaw+y_QP×sinyaw

y_c＝y_QP×cosyaw-x_QP×sinyaw

其中，yaw为车辆航向角，按指北为0，顺时针旋转，从0增加至2π；

(4)以(y_c,-x_c)作为路径点在智能车坐标系下的坐标。