[发明专利]一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法

权利要求书

1.一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)地图数据标注阶段；

步骤1：打开沙盘CAD路网设计工程图，在CAD路网设计工程图中标记坐标原点，并将CAD工作空间坐标原点移动到与工程图坐标原点重合的位置；

步骤2：在CAD工程图道路中间利用直线与圆弧线段绘制车辆全部可行驶路径；

步骤3：将绘制的可行驶路径中直线与直线交点、直线与圆弧交点、圆弧与圆弧交点、运行终点标记为顶点，并为顶点标注序号，序号索引从0开始；

(2)地图数据导出阶段；

步骤4：导出顶点序号索引及对应坐标数据信息至表格中，并记为表1，数据格式为“顶点序号索引-x坐标数值-y坐标数值”；

步骤5：测量并输出可通行相邻顶点间距离信息，对于圆弧线段，增加输出圆弧圆心点坐标信息，形成“起始顶点索引—终止顶点索引—两点之间距离值—圆弧圆心x坐标数值(针对圆弧线段)—圆弧圆心y坐标数值(针对圆弧线段)”数据格式并记录至表格中，记为表2；

步骤6：利用直线插值算法或弧线插值算法根据表格1、表格2数据计算可通行顶点与顶点之间路径的途径点坐标，形成以“起始顶点-终止顶点”命名的包含全部途径点坐标数据的途径点数据文档；

(3)最短路径规划阶段；

步骤7：室内沙盘多摄像头融合定位系统以沙盘中与CAD路网设计工程图中所标注坐标原点相对应的点为坐标原点，与CAD工程图坐标系相同的方向为坐标方向对沙盘实体及车辆位置进行标定，实现车辆在沙盘中位置的实时准确定位；

步骤8：基于表格2顶点至顶点间距离信息地图数据，利用dijkstra算法计算任意起点至终点的最短路径距离及最短通行路径全部顶点的顺序索引序列；

步骤9：根据最短通行路径顺序索引序列拼接途径点数据，形成包含起点、全部途径点和终点坐标的最短规划路径；

步骤10：车辆根据定位系统提供的实时位置信息和最短规划路径从起点行驶至终点。

2.根据权利要求1所述的一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法，其特征在于，步骤1的沙盘CAD路网设计工程图是与实际沙盘硬件具有1:1尺寸对应关系的工程图，实际沙盘硬件是以沙盘CAD路网设计工程图为地图加工制作完成的。

3.根据权利要求1所述的一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法，其特征在于，步骤5中，“可通行相邻顶点间的距离”指与沙盘道路所设计的通行方向具有相同方向的相邻顶点至顶点之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法，其特征在于，步骤5中，形成“起始顶点索引—终止顶点索引—两点之间距离值—圆弧圆心x坐标数值(针对圆弧线段)—圆弧圆心y坐标数值(针对圆弧线段)”的数据格式中的圆弧圆心x坐标数值与圆弧圆心y坐标数值只针对顶点间的圆弧线段，圆心坐标信息用于后续的圆弧差值计算，对于顶点之间为直线线段时，导出的数据格式应为“起始顶点索引—终止顶点索引—两点之间距离值”。

5.根据权利要求1所述的一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法，其特征在于，步骤6中插值的目的是提高地图精度，当插值点间距离为1cm时，地图精度即为1cm，地图精度越高，插值点数越多，具体地图精度可依旧使用需求确定。

6.根据权利要求1所述的一种用于自动路径规划的交通沙盘地图构建与应用方法，其特征在于，步骤6)中，利用直线插值算法计算插值点坐标公式如下：

其中P(s)_x为待插值直线起点x坐标值，P(s)_y为待插值直线起点y坐标值,P(e)_x为待插值直线终点x坐标值，P(e)_y为待插值直线终点y坐标值,P(i)_x为待插值直线上第i个插值点x坐标值，P(i)_y为待插值直线上第i个插值点y坐标值,n为该段直线总插值点数。