[發明專利]一種基于車輛動態軌跡跟蹤的道路拓撲構建系統和方法

有效

• 申請號: 202011197652.0
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112328718B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 漆夢夢;楊貴;陶靖琦;羅躍軍
• 申請（專利權）人: 武漢中海庭數據技術有限公司
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06K9/62;G08G1/01;G08G1/04
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 王振宇

本發明涉及一種基于車輛動態軌跡跟蹤的道路拓撲構建系統和方法，該系統包括：眾包車輛、軌跡數據獲取單元和道路拓撲關系提取單元；眾包車輛上設置有雷達、攝像頭和慣性導航系統，雷達對自車周邊感知范圍內的動態目標進行軌跡跟蹤，攝像頭用于獲取道路邊界線的感知數據；軌跡數據獲取單元根據動態目標的軌跡跟蹤數據獲取軌跡數據，根據道路邊界線的感知數據對軌跡數據進行噪聲數據剔除；道路拓撲關系提取單元根據軌跡數據進行簇中心線提取后進行道路拓撲構建。數據采集時間成本和人工成本大大降低，因此需要依賴較少的車輛及冗余采集次數實現同樣的區域地圖成圖和更新的覆蓋，降低數據采集運維成本，降低綜合系統總體成本。

技術領域

本發明涉及智能/輔助駕駛以及高精度地圖應用領域，尤其涉及一種基于車輛動態軌跡跟蹤的道路拓撲構建系統和方法。

背景技術

在局部路徑規劃和車道級別定位應用中，車道級別的道路拓撲關系是一種不可或缺的地圖組件關聯信息。

現有車道級別拓撲構建的原始信息采集方法主要有兩種：傳統測繪的方法和低成本眾包的數據采集方法。傳統測繪方式采用高精度的慣性導航系統、單線高功率激光雷達以及攝像頭等，對道路進行連續掃描，并人工作業完成地理幾何信息的拓撲構建。由于采集系統設備的成本較高，大量布設采集車輛需要極大的財力人力支撐；且數據處理流程時效長，自動化程度相對較低，無法滿足路網快速更新的需求。低成本眾包數據采集方案目前主要使用的是慣性導航系統和攝像頭感知模組。該硬件方案下采集系統設備的成本比傳統測繪方式更低廉，因此大量的鋪設硬件設備，從而達到快速塵土和地圖更新所需的數據采集覆蓋需求。低成本攝像頭模組的感知結果中主要包含車道線、道路邊線以及停止線等，通過結合眾包車輛車道感知結果與車輛軌跡數據的方式再輔助道路拓撲關系的提取。

低成本眾包數據采集方案中往往采用低成本的慣性導航系統(如單點GPS、低成本慣性測量單元)，低成本衛慣系統在實時使用過程中，由于城市峽谷信號多次反射導致的多路徑效應和高架橋遮擋區域GPS定位結果差。對于普通的衛慣器件組成的低成本眾包采集系統獲取的浮動車軌跡數據分布在城區的可能性大，軌跡誤差偏移大，往往超過無法支持車道級別的拓撲關系成圖。

另外，通過軌跡和感知識別數據可進行成圖，但原始信息質量的好壞直接決定成圖的精度，比如未進行標定的各傳感器的數據基本無法生成高精度路網拓撲地圖。質量較差的GPS軌跡數據無法形成車道級的拓撲關系圖，只能抽取出道路級別道路中心線地圖，因為極容易發生車道級的數據混淆，導致錯誤的路口通行連接關系或錯誤的轉彎車道。在城市峽谷等GPS信號差的場景下需要高精度的慣性導航設備配合GPS差分信息，才能提供相對質量較好的軌跡數據供成圖或車輛實時定位使用。對于高成本的高精度慣性導航設備，軌跡數據可以提供提取車道級別的拓撲關系的精確位姿信息。

基于眾包采集方式可以通過高成本高精度慣性導航系統來解決這個問題，但存在不足的是：軌跡數據獲取的成本高。主要體現在兩個方面，一方面是對于一個區域成圖最少數據量的要求。軌跡數據需要能夠覆蓋道路的各個車道，且每個車道的軌跡數據至少需要多次以便解決單次采集時的缺失。這個過程產生的運營成本占比大。另一方面是高精度慣性導航系統硬件設備成本高，導致眾包硬件成本上升，無法大范圍部署，并且運維時的難度加大，器件維護成本高。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的技術問題，提供一種基于車輛動態軌跡跟蹤的道路拓撲構建系統和方法，解決現有技術中問題。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種基于車輛動態軌跡跟蹤的道路拓撲構建系統，包括：眾包車輛、軌跡數據獲取單元和道路拓撲關系提取單元；

所述眾包車輛上設置有雷達、攝像頭和慣性導航系統，所述雷達對自車周邊感知范圍內的動態目標進行軌跡跟蹤，所述攝像頭用于獲取道路邊界線的感知數據；

所述軌跡數據獲取單元根據所述動態目標的軌跡跟蹤數據獲取軌跡數據，根據所述道路邊界線的感知數據對所述軌跡數據進行噪聲數據剔除；