[發(fā)明專利]一種基于極坐標(biāo)系的高精度矢量地圖壓縮方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011471812.6
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112732849B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊艷強;宋凝芳;龐陽;潘雄
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29
• 代理公司: 北京航智知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發(fā)明公開了一種基于極坐標(biāo)系的高精度矢量地圖壓縮方法，首先，規(guī)定正北為極坐標(biāo)系的極軸方向，將起點作為原點；然后，根據(jù)直線公路與極軸夾角為固定值的特點，判斷連續(xù)兩點及以上的點與起點組成的直線與極軸間夾角的正切值的差是否滿足預(yù)設(shè)閾值，若是，則為直線公路，否則為曲線公路；最后，根據(jù)不同類型的公路進行地圖中不同路段數(shù)據(jù)的壓縮。對于直線公路，利用起始點經(jīng)緯度、該段直線公路與極軸的夾角及該段直線公路的長度表示該段直線公路；對于曲線公路，先進行非線性曲線擬合，并在擬合曲線上進行等角度間隔采樣，再利用起始點經(jīng)緯度、角度間隔及每個采樣點的極徑表示該段曲線公路；可在不損失地圖精度的前提下，降低地圖數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高精度矢量地圖輔助的匹配導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于極坐標(biāo)系的高精度矢量地圖壓縮方法。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，無論是智能車、無人機，還是高精尖的精準(zhǔn)打擊武器，它們的研發(fā)都離不開高精度矢量地圖。高精度矢量地圖可以為智能化、自動化機械的導(dǎo)航定位提供高精度的地理數(shù)據(jù)信息，輔助獲取高精度的位姿，在機械化時代具有不可替代的重要作用。

對于傳統(tǒng)的高精度矢量地圖制備過程，如果地圖制備過程過于精細化，那么將需要極大的數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存；相反，如果地圖制備過程的數(shù)據(jù)采樣間隔過大，那么將會影響地圖精度。現(xiàn)階段，絕大多數(shù)的高精度矢量地圖的存儲都需要極大的存儲空間，一幅高精度矢量地圖的數(shù)據(jù)存儲往往需要至少幾十G，甚至上百G的存儲空間。雖然，有不少學(xué)者針對高精度矢量地圖的存儲數(shù)據(jù)問題進行研究，但絕大部分都是以犧牲地圖精度為代價來減少存儲空間。以自動駕駛汽車為例，若要實現(xiàn)汽車的無人駕駛，提高汽車的智能化，則需要對車載高精度矢量地圖的精度要求在厘米量級，這一要求就注定了車載導(dǎo)航領(lǐng)域高精度矢量地圖制備過程的采樣點要遠多于傳統(tǒng)電子地圖，即需要存儲的采樣點數(shù)據(jù)巨大，并且每個采樣點又包含一個經(jīng)緯度數(shù)據(jù)對，這勢必會造成極大的數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存。因此，傳統(tǒng)的高精度矢量地圖制備方法，無法同時保證地圖精度和地圖數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存的輕量化。

高精度矢量地圖數(shù)據(jù)的壓縮不僅可以減小數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存，還可以降低地圖制作成本，最重要的是不會損失地圖精度。高精度矢量地圖數(shù)據(jù)壓縮的研究不僅可以推動自動駕駛領(lǐng)域的發(fā)展，對利用高精度矢量地圖輔助導(dǎo)航定位相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展也至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種基于極坐標(biāo)系的高精度矢量地圖壓縮方法，用以在保證不損失高精度矢量地圖精度的前提下，降低地圖數(shù)據(jù)存儲內(nèi)存。

本發(fā)明提供的一種基于極坐標(biāo)系的高精度矢量地圖壓縮方法，包括如下步驟：

S1：將高精度矢量地圖中的當(dāng)前公路劃分為多段直線公路和多段曲線公路；

S2：針對每段直線公路，利用該段直線公路的起始點經(jīng)緯度、該段直線公路在極坐標(biāo)系下與極軸的夾角以及該段直線公路的長度，表示該段直線公路；

S3：針對每段曲線公路，根據(jù)該段曲線公路的中軸線上的采樣點序列，對該段曲線公路進行非線性曲線擬合，在該段曲線公路的擬合曲線上進行等角度間隔采樣，利用該段曲線公路的起始點經(jīng)緯度、角度間隔以及每個等角度間隔采樣點在極坐標(biāo)系下的極徑，表示該段曲線公路；完成對當(dāng)前公路的數(shù)據(jù)的壓縮；

S4：返回步驟S1，重復(fù)執(zhí)行步驟S1～S3，對下一條公路的數(shù)據(jù)進行壓縮，直至完成對高精度矢量地圖中所有公路的數(shù)據(jù)的壓縮。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，在本發(fā)明提供的上述基于極坐標(biāo)系的高精度矢量地圖壓縮方法中，步驟S1，將高精度矢量地圖中的當(dāng)前公路劃分為多段直線公路和多段曲線公路，具體包括：