[发明专利]一种基于车载激光惯导数据的三维高精地图绘制方法

说明书

本发明涉及一种基于车载激光惯导数据的三维高精地图绘制方法，包括以下步骤：步骤S1：对采集车行驶过程中的行车轨迹横向偏移量进行定位；步骤S2：对道路平面行驶轨迹进行校正；步骤S3：进行三维高精地图的构建；步骤S4：所述终端通过手机APP应用软件实时查看地理信息、道路三维线形数据并进行三维高精地图导航。本发明可以实现高速、高效、路网级的道路几何参数的自动采集，减少数据采集的难度以及人力的消耗，并消除检测车辆在道路几何检测中振动和偏移带来的误差，提高测量的准确度。

技术领域

本发明涉及道路自动检测技术、自动驾驶技术与三维场景重构技术的研究领 域，特别是一种基于车载激光惯导数据的三维高精地图绘制方法。

背景技术

自动驾驶是智慧交通未来的发展趋势，大数据基础下构建三维高精地图，实 现地图数据共享，是自动驾驶不可或缺的一部分。然而，传统GIS地图并不能满 足自动驾驶的需求，主要由于：1)较难局部更新，高频率的道路改修扩建无法及时 反映；2)地图精度较低，无法满足自动驾驶操作的要求；3)二维地图无法立体反映 互通式立交、高架桥的多层车道交互重叠关系。

目前国内外众多学者及研究机构(包括Google、DeepMap、百度、高德地图等)， 对自动驾驶高精地图展开了深入研究。这些研究主要利用惯导系统、激光雷达、 全景相机等车载设备采集道路信息数据，通过相应算法提取道路线形信息，从而 构建用于自动驾驶导航系统的高精地图。

现有技术中的基于道路景观图像的线形要素测量方法，这种方法通过自动识 别道路标线、坐标转换、畸变参数校正来进行道路平面线形要素测量。虽然该方 法具有采集低成本、且不受采集车行驶偏移影响的特点，然而，通过面阵相机采 集的图像数据只能用于水平道路的平面线形信息提取，纵坡和横坡的存在会影响 平面线形的测量结果。

目前较通用的高精地图绘制是通过采集车采集道路信息，其主要原理是通过 惯导系统提取采集车沿车道行驶轨迹从而描绘道路的线形轨迹。然而，采集车在 行驶过程不可避免的会出现相对于车道中心线横向偏移的现象。因此，采集车的 行驶轨迹与车道中心线存在一定的偏差，若将采集车的行驶轨迹作为车道中心线 绘制高精地图，其与真实情况存在一定的偏差。

目前在3D高精地图绘制方面，大多还是利用未校正的数据进行地图的绘制， 与真实的道路情况存在一定的偏差，会导致自动驾驶时交通事故的发生。另外， 车道边缘线及标线的识别以及在高精地图上的精准定位也是高精地图必不可少的 重要内容，影响着自动驾驶的操作和安全性。

惯导系统是目前最广泛采用的车载道路线形测量设备，主要通过描绘采集车 沿道路方向的行驶轨迹来提取道路线形信息。这种数据采集方法采集效率高，数 据更新便捷，除了道路平面线形信息，还能采集道路横纵坡度等三维线形信息。 该方法主要通过方位角变化规律定位平面线形中的圆直/直圆点，通过倾斜角、俯 仰角标定道路的横纵坡度。为消除个人驾驶习惯对行车轨迹的影响，目前还有采 用通过多辆车行驶轨迹获取道路线形信息的方法，但如果普遍行驶轨迹发生偏移， 其所获取的道路线形信息仍存在一定误差。

综上所述，现有的道路线性几何自动化采集方法存在一定的局限性。主要问 题存在于无法自动检测识别平曲线的直圆/圆直点，降低了测量的效率；采集车偏 移、颠簸会为测量结果带来误差，并没有针对误差进行有效的校正。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于车载激光惯导数据的三维高精地图 绘制方法，可以实现高速、高效、路网级的道路几何参数的自动采集，减少数据 采集的难度以及人力的消耗。