[發明專利]一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法

在審

• 申請號: 202010564291.2
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111737840A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 姚艷南;呂吉亮;黃曉延
• 申請（專利權）人: 中汽數據（天津）有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G09B29/00
• 代理公司: 天津市尚儀知識產權代理事務所(普通合伙) 12217
• 代理人: 鄧琳

1.一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)地圖數據標注階段；

步驟1：打開沙盤CAD路網設計工程圖，在CAD路網設計工程圖中標記坐標原點，并將CAD工作空間坐標原點移動到與工程圖坐標原點重合的位置；

步驟2：在CAD工程圖道路中間利用直線與圓弧線段繪制車輛全部可行駛路徑；

步驟3：將繪制的可行駛路徑中直線與直線交點、直線與圓弧交點、圓弧與圓弧交點、運行終點標記為頂點，并為頂點標注序號，序號索引從0開始；

(2)地圖數據導出階段；

步驟4：導出頂點序號索引及對應坐標數據信息至表格中，并記為表1，數據格式為“頂點序號索引-x坐標數值-y坐標數值”；

步驟5：測量并輸出可通行相鄰頂點間距離信息，對于圓弧線段，增加輸出圓弧圓心點坐標信息，形成“起始頂點索引—終止頂點索引—兩點之間距離值—圓弧圓心x坐標數值(針對圓弧線段)—圓弧圓心y坐標數值(針對圓弧線段)”數據格式并記錄至表格中，記為表2；

步驟6：利用直線插值算法或弧線插值算法根據表格1、表格2數據計算可通行頂點與頂點之間路徑的途徑點坐標，形成以“起始頂點-終止頂點”命名的包含全部途徑點坐標數據的途徑點數據文檔；

(3)最短路徑規劃階段；

步驟7：室內沙盤多攝像頭融合定位系統以沙盤中與CAD路網設計工程圖中所標注坐標原點相對應的點為坐標原點，與CAD工程圖坐標系相同的方向為坐標方向對沙盤實體及車輛位置進行標定，實現車輛在沙盤中位置的實時準確定位；

步驟8：基于表格2頂點至頂點間距離信息地圖數據，利用dijkstra算法計算任意起點至終點的最短路徑距離及最短通行路徑全部頂點的順序索引序列；

步驟9：根據最短通行路徑順序索引序列拼接途徑點數據，形成包含起點、全部途徑點和終點坐標的最短規劃路徑；

步驟10：車輛根據定位系統提供的實時位置信息和最短規劃路徑從起點行駛至終點。

2.根據權利要求1所述的一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法，其特征在于，步驟1的沙盤CAD路網設計工程圖是與實際沙盤硬件具有1:1尺寸對應關系的工程圖，實際沙盤硬件是以沙盤CAD路網設計工程圖為地圖加工制作完成的。

3.根據權利要求1所述的一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法，其特征在于，步驟5中，“可通行相鄰頂點間的距離”指與沙盤道路所設計的通行方向具有相同方向的相鄰頂點至頂點之間的距離。

4.根據權利要求1所述的一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法，其特征在于，步驟5中，形成“起始頂點索引—終止頂點索引—兩點之間距離值—圓弧圓心x坐標數值(針對圓弧線段)—圓弧圓心y坐標數值(針對圓弧線段)”的數據格式中的圓弧圓心x坐標數值與圓弧圓心y坐標數值只針對頂點間的圓弧線段，圓心坐標信息用于后續的圓弧差值計算，對于頂點之間為直線線段時，導出的數據格式應為“起始頂點索引—終止頂點索引—兩點之間距離值”。

5.根據權利要求1所述的一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法，其特征在于，步驟6中插值的目的是提高地圖精度，當插值點間距離為1cm時，地圖精度即為1cm，地圖精度越高，插值點數越多，具體地圖精度可依舊使用需求確定。

6.根據權利要求1所述的一種用于自動路徑規劃的交通沙盤地圖構建與應用方法，其特征在于，步驟6)中，利用直線插值算法計算插值點坐標公式如下：

其中P(s)_x為待插值直線起點x坐標值，P(s)_y為待插值直線起點y坐標值,P(e)_x為待插值直線終點x坐標值，P(e)_y為待插值直線終點y坐標值,P(i)_x為待插值直線上第i個插值點x坐標值，P(i)_y為待插值直線上第i個插值點y坐標值,n為該段直線總插值點數。