[發明專利]一種基于平行系數的道路網結構識別方法

有效

• 申請號: 202211235631.2
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115309846B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 何晉強;夏佳琴;鄧敏;張濟鵬
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F16/29
• 分類號: G06F16/29;G06F16/2458;G06F16/215
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 李崇章

1.一種基于平行系數的道路網結構識別方法，其特征在于，包括：

步驟1，采集目標區域的初始道路網數據；

步驟2，對所述初始道路網數據進行預處理，得到目標道路網數據；

步驟3，根據所述目標道路網數據查找平行道路組，并計算每條道路與所述平行道路組的Hausdorff距離序列和平行系數序列；

所述步驟3具體包括：

Hausdorff距離用于度量兩個子集間的距離，是集合中任意一個點到另一個集合中最近點的距離最大值；相應地，兩條道路間的Hausdorff距離是一條道路上的任意一個點到另一條道路最近點的最大距離，兩條道路間較短Hausdorff距離是長度較短的道路上任意一點到另外一條道路最近點的最大距離，兩道路A、B間的較短Hausdorff距離計算為：

其中，表示組成道路A的點集，共i個點組成；表示組成道路B的點集，共j個點組成；表示道路A到道路B的Hausdorff距離，同理，表示道路B到道路A的Hausdorff距離，length()表示道路的長度，M_HDAB為較短Hausdorff距離；

基于Hausdorff距離和較短Hausdorff距離的計算理論，計算某條道路和包含多條道路的候選平行道路組間的Hausdorff距離序列，是道路到每條候選平行道路的較短Hausdorff距離組成的序列，道路與每條候選平行道路間的較短Hausdorff距離序列計算為：

其中，為道路到第一條候選平行道路的較短Hausdorff距離，為道路到第i條候選平行道路的較短Hausdorff距離，共i條候選平行道路，M_HDSAB為道路與i條候選平行道路間依次對應的較短Hausdorff距離序列；

計算道路與平行道路組的平行系數序列，兩道路A、B間的平行系數計算為：

(4)

其中，表示組成道路A的點集，共i個點組成；表示組成道路B的點集，共j個點組成；為道路A上的每個點到道路B上的點的最小距離，為道路A中每個點到道路B最小距離的平均值，為道路B上每個點到道路A上的點的最小距離，為道路B中每個點到道路A最小距離的平均值，length()表示某道路的長度；

基于兩道路間平行系數的計算理論，計算某條道路和包含多條道路的候選平行道路組間的平行系數序列，是道路到每條候選平行道路的平行系數組成的序列，道路與每條候選平行道路間的平行系數序列計算為：

其中，為道路到第一條候選平行道路的平行系數，為道路到第i條候選平行道路的平行系數，PSAB為道路與i條候選平行道路間依次對應的平行系數序列；

步驟4，根據所述Hausdorff距離序列和所述平行系數序列提取多線主干道和非平行道路；

步驟5，對所述非平行道路進行結構識別，提取雙向道路和復雜交叉口。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于,所述初始道路網數據為線段的shp類型數據。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于,所述步驟2具體包括：

步驟2.1，將所述初始道路網數據與真實的實景道路數據進行對比，根據所述初始道路網中包含的確定的屬性進行道路篩選；

步驟2.2，對篩選后的初始道路網數據道路網進行拓撲檢查和修正；

步驟2.3，對拓撲檢查并修正后的初始道路網數據進行等長打斷，得到目標道路網數據。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于,所述步驟2.2具體包括：

步驟2.2.1，根據篩選后的初始道路網數據建立拓撲關系，并添加拓撲規則；

步驟2.2.2，進行拓撲驗證，找出所有的拓撲錯誤；

步驟2.2.3，根據現實中的道路連通情況，對道路的拓撲錯誤進行修改，完成道路網拓撲檢查與修正。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于,步驟2.3具體包括：

步驟2.3.1，獲取拓撲檢查并修正后的初始道路網數據每條道路的起點；

步驟2.3.2，按照指定長度對道路進行迭代打斷，直到道路長度小于指定長度，迭代終止，完成道路網指定長度打斷處理。