[發(fā)明專(zhuān)利]一種由行車(chē)軌跡構(gòu)造“數(shù)字化道路”的技術(shù)與方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810334993.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108447262A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈代平;吳麗娟;朱智林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東工商學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G08G1/01
• 分類(lèi)號(hào): G08G1/01
• 代理公司: 青島發(fā)思特專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 37212
• 代理人: 耿霞

1.一種由“數(shù)字化行車(chē)軌跡”構(gòu)造“數(shù)字化道路”的方法，其特征在于：

“數(shù)字化道路”不同于現(xiàn)實(shí)世界中的物理道路，它提取物理道路中對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)行駛有效的路面空間，同時(shí)包含實(shí)時(shí)的行車(chē)數(shù)據(jù)和歷史的行車(chē)數(shù)據(jù)，是一種機(jī)動(dòng)車(chē)通行路面的動(dòng)態(tài)存在形式；

將一組同路段同方向的行車(chē)軌跡看作是一組帶方向的曲線簇，對(duì)此曲線簇提取其外接輪廓，該輪廓構(gòu)成“數(shù)字化道路”的路面空間，輪廓的寬度確定“數(shù)字化道路”的寬度，輪廓的邊界確定“數(shù)字化道路”與周邊環(huán)境的物理分界；

雙向道的處理：將兩組同路段不同方向的行車(chē)軌跡看作是方向相反的兩組曲線簇，由兩組曲線簇輪廓的鄰接空間確定雙向道路之間的分界線或隔離帶；如果兩組曲線簇的輪廓頻繁交叉，則判斷雙向道路不存在嚴(yán)格的分界線或隔離帶，兩組曲線簇輪廓的并集作為“數(shù)字化道路”的路面空間，路面的中心線作為雙向車(chē)道的虛擬分界線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“數(shù)字化道路”構(gòu)造方法，一種“數(shù)字化行車(chē)軌跡”的生成算法，其特征在于：

“數(shù)字化行車(chē)軌跡”是一種包含機(jī)動(dòng)車(chē)的行駛時(shí)間、行駛位置、行駛高度（海拔高度）、行駛速度、行駛方向、行駛的氣象條件等多維信息的行車(chē)曲線；

“數(shù)字化行車(chē)軌跡”由一系列離散的采樣點(diǎn)連接而成，每個(gè)采樣點(diǎn)提取機(jī)動(dòng)車(chē)的行車(chē)數(shù)據(jù)：采樣時(shí)間、路面海拔高度、機(jī)動(dòng)車(chē)位置（經(jīng)緯度位置坐標(biāo)）、機(jī)動(dòng)車(chē)所處環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)等，由兩個(gè)相鄰采樣點(diǎn)確定區(qū)間的行車(chē)速度和行駛方向；離散的相鄰采樣點(diǎn)之間通過(guò)數(shù)值計(jì)算的手段擬合為連續(xù)、平滑的曲線，由此形成“數(shù)字化行車(chē)軌跡”；

當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)某些特殊路段，“采樣點(diǎn)”信息的某些分量會(huì)暫時(shí)丟失（如機(jī)動(dòng)車(chē)經(jīng)過(guò)隧道時(shí)采樣的位置信息丟失），處理的方式：根據(jù)前序采樣點(diǎn)的擬合曲線和后續(xù)采樣點(diǎn)的擬合曲線通過(guò)數(shù)學(xué)插值的方式補(bǔ)齊采樣點(diǎn)分量，作為實(shí)際值的近似；

采樣間隔的選取方案：自適應(yīng)間隔采樣，其下一次的采樣間隔由前序采樣點(diǎn)采樣數(shù)據(jù)的變化率確定，變化率越大，采樣間隔越小，反之，變化率越小，采樣間隔越大；

對(duì)于不同類(lèi)型的采樣信息，共享采樣點(diǎn)，每一種類(lèi)型信息的采樣間隔是最小采樣間隔的整數(shù)倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“數(shù)字化道路”構(gòu)造方法，一種“擴(kuò)展的道路標(biāo)記”方法，其特征在于：

對(duì)“數(shù)字化行車(chē)軌跡”攜帶的行車(chē)數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)已形成的“數(shù)字化道路”作出自動(dòng)化的標(biāo)記，標(biāo)記內(nèi)容：轉(zhuǎn)彎路段、紅綠燈路口（位置）、交叉路口、上下坡路段、隧道等；

根據(jù)擬合曲線簇外接輪廓的變化曲率計(jì)算并標(biāo)記“數(shù)字化道路”的轉(zhuǎn)彎半徑；

相互交叉的兩組“數(shù)字化行車(chē)軌跡”，如果存在通行互斥的行車(chē)規(guī)律，且通行和禁行的時(shí)間確定，則標(biāo)記紅綠燈路口，并計(jì)算紅綠燈時(shí)間控制參數(shù)；

相互交叉的兩組“數(shù)字化行車(chē)軌跡”，如果通行互不影響，且交叉處的路面存在顯著的高度差，則標(biāo)記為高架交叉路口，并標(biāo)示分別的路面高度；

根據(jù)“數(shù)字化行車(chē)軌跡”采樣點(diǎn)包含的海拔高度信息，分路段確定路面的平均高度；由相鄰采樣點(diǎn)高度的變化趨勢(shì)確定“數(shù)字化道路”的上坡路段和下坡路段，并計(jì)算出路面的坡度；

在強(qiáng)遮蔽條件下采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)中的位置分量會(huì)暫時(shí)缺失，如果這種缺失具有規(guī)律性，且范圍確定，則對(duì)應(yīng)的“數(shù)字化道路”標(biāo)記為隧道路段，并標(biāo)示隧道長(zhǎng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的“數(shù)字化道路”構(gòu)造方法，一種基于“數(shù)字化行車(chē)軌跡”和“數(shù)字化道路”的應(yīng)用方法，其特征在于：

基于“數(shù)字化行車(chē)軌跡”及其形成的“數(shù)字化道路”，分時(shí)段分路段計(jì)算車(chē)流的平均速度、車(chē)流的平均通過(guò)率（單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量）；

根據(jù)“數(shù)字化道路”在一系列時(shí)間切片（時(shí)段）上的平均車(chē)流速度和通過(guò)率，繪制道路的車(chē)流速度曲線和通過(guò)率曲線：即指定時(shí)間切片，在描述道路中心線的曲線上，按路段分別標(biāo)記出對(duì)應(yīng)的車(chē)流速度和通過(guò)率。