[發明專利]一種航點擬合和分段航線拼接的方法

有效

• 申請號: 201910147367.9
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109886877B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 陸新民;周愛國;尹東曉;施金磊;曾智杰
• 申請（專利權）人: 同濟汽車設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T3/40
• 分類號: G06T3/40;G06V10/762;G06V10/764;G06T11/20
• 代理公司: 上海新隆知識產權代理事務所(普通合伙) 31366
• 代理人: 金利琴

1.一種航點擬合和分段航線拼接方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

1)將采集到的航點數據轉換為二維平面的點集{P₁、P₂……P_n}，點集包含相應點的坐標；

2)根據相鄰航點間距離的大小，利用聚類算法將航點分類L₁、L₂……L_m、G，其中L₁、L₂……L_m為第1至第m條路段上的航點集，G為孤立點集，不參與后續航線的擬合；

3)對于任意航點集L_i中的所有航點，按其位置關系排序，分別將起點至終點的航點坐標依次記為P′_i1、P′_i2……P′_ij，排序完成后航點集更新為L′_i；

4)利用三次樣條插值函數擬合航點集L′_i中P′_i1至P′_ij間的航線，選取自然邊界條件；

5)拼接航線時，利用貝塞爾曲線擬合兩段航線的間隙，以前一段航線的終點P′_(i-1)j為貝塞爾曲線的起點，后一段航線的起點P′_i1為貝賽爾曲線的終點，兩點處切線的交點為控制點做貝賽爾曲線；所述步驟2中航點分類的依據為相鄰航點間距離不超過閾值ε，閾值規定為航點間間距最小值的3倍即ε＝3min{d(P_i,P_j)}其中(0＜i≠j＜n)；步驟2的聚類算法為：搜索未分類采樣點P_i的鄰域內是否存在其他未分類的采樣點，P_i的鄰域若存在，則將P_i和搜索到的采樣點歸為新的分類L_n+1；若不存在，則將P_i歸類為孤立點集G，對新加入分類的點重復上述步驟直到沒有未分類的采樣點為止；步驟3的排序算法具體步驟為：從i＝1開始判斷采樣點P_i是否是端點，若P_i的鄰域U_ε(P_i)內只有一個其他采樣點，則P_i為端點；若采樣點P_i的鄰域內不止一個其他采樣點，判斷是否滿足任意兩個采樣點與P_i構成的向量之間夾角小于30°，若滿足則P_i為端點，若不滿足，P_i不是端點并驗證下一個點直到找到兩個端點，分別將找到的起始點和終點記為P′_i1、P′_ij，從起點P′_i1開始，搜索鄰域內離此點最近的采樣點，并記為下一個點，以此類推直到排序完成；所述步驟4利用自然邊界的三次樣條曲線插值，即航線在起點和終點處二階導數為0，三次樣條插值繪制的曲線二階導數連續；所述步驟5只需要航線段兩端點處的坐標和切線斜率即可擬合間隙處的航線，無需調用原始航點數據重新插值；且以切線交點為控制點的二次貝塞爾曲線可以確保起點和終點處的一階導數連續。

2.根據權利要求1所述的一種航點擬合和分段航線拼接方法，其特征在于：在所述步驟4之后將所述分段航線存儲至航線數據庫中，當需要調用時利用步驟5所述的算法對航線進行拼接。