一种车道线光滑连接处理方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种车道线光滑连接处理方法和装置，方法包括：S1，获取沿道路通行方向排列的若干点云块，对各点云块内的车道线异常数据进行剔除和矫正；S2，对应关联相邻点云块中的车道线，并矫正宽度异常的车道线；S3，遍历每一个点云块内的车道线，查找车道增减或分流/合流匝道口；S4，将相邻点云块中的车道线拟合连接。本发明专利技术实现了将分块点云中的车道线沿道路的通行方向光滑连接，并且能够识别点云块内的车道增减或分流/合流匝道口，解决了现有技术在点云或图像上识别的结果中，出现漏检车道增减或分流/合流匝道口的问题，提高了车道线连接及拓扑处理的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种车道线光滑连接处理方法和装置
本专利技术实施例涉及激光点云车道线提取以及高速道路匝道口识别领域，尤其涉及一种车道线光滑连接处理方法和装置。
技术介绍
近年来，伴随自动驾驶技术的快速发展，高精度地图的重要性也越来越明显。制作高精度地图的主要数据源就是激光点云，因为激光点云的位置精度高，并且具有三维立体信息。基于激光点云的要素提取，包括车道线提取、箭头提取、标志牌提取等一直是高精度地图自动化制图技术的重难点，是地图制作效率的关键点。目前的车道线提取技术，主要是各种基于反射强度的点云识别技术，或者是将点云转换为图片，在图片上进行边缘检测的方法来提取车道线。不管是在点云上直接提取，还是在图片上提取，提取结果中，实线车道线表现为连续的长线段，虚线车道线表现为间断的短线段，与地面印刷的效果保持一致。常规定义的高精度地图，一般用连续的矢量化点、线、面来表达现实世界的道路要素。车道线表现为连续的长线，一般只在交叉路口、分流、合流路口、车道有增加或者减少等位置断开。现有的车道线提取方法，在提取车道线之后，后续车道线的连接、拓扑处理较为复杂，且容易出错。在根据现有的车道线提取方法提取到车道线以后，需要对提取的车道线进行后处理，保证车道线可以光滑连接起来。现有技术提取到的车道线是线段连接，尤其是虚线与虚线之间的连接，需要依靠方向和距离进行阈值约束，进而进行车道线串接和拓扑网络构建。当前的车道线光滑连接处理方法，如果点云或图像上识别的结果中，出现漏检，或者检测不全时，按照距离和角度的计算，当前车道的车道线可能比非当前车道的车道线更符合阈值的约束条件，导致拓扑连接的错误。从而增加人工修改的工作量。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种车道线光滑连接处理方法和装置，用以解决现有技术中，车道线的后续连接处理复杂、易出错的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种车道线光滑连接处理方法，包括：S1，获取沿道路通行方向排列的若干点云块，对各点云块内的车道线异常数据进行剔除和矫正；S2，对应关联相邻点云块中的车道线，并矫正宽度异常的车道线；S3，遍历每一个点云块内的车道线，查找车道增减或分流/合流匝道口；S4，将相邻点云块中的车道线拟合连接，以使全部点云块中的车道线沿道路的通行方向光滑连接。进一步，在步骤S4之后，所述方法还包括：S5，将左车道线上的形点和右车道线上的形点调整为位置对称的点对。进一步，步骤S1中，对各点云块内的车道线异常数据进行剔除和矫正，具体包括：S11，读取各点云块中车道线反算到三维坐标后的结果，以及点云分块的时保留的分块信息；S12，短线剔除：计算每一点云块中每一左车道线的长度以及每一右车道线的长度，删除长度小于预设长度阈值的左车道线和右车道线；S13：高程异常矫正；具体包括：S131，遍历每一点云块中的车道线上的每一点，计算车道线的起点到尾点中每两个相邻点之间的坡度值；对于任一车道线，若所述车道线小于三个点，则不进行高程异常矫正；S132，若所述车道线包含三个点，则获取三个点中每两个相邻点之间的坡度值，获得两个坡度值，将其中较小坡度值对应的两个点作为正确点，剩下的一个点作为高程异常点，基于两个正确点的高程值来修正所述高程异常点的高程值；S133，若所述车道线大于3个点，则获取其中每两个相邻点之间的坡度值集合，对所述坡度值集合使用RANSAC随机拟合方法，设置坡度异常阈值筛选车道线中的正确点和高程异常点，使用高程异常点邻近的正确点的高程值来修正所述高程异常点的高程值；S14，短线拉伸：查找每一点云块内最长的左车道线作为第一基准线，将与第一基准线平行的待拉伸车道线的首尾点分别作为第一基准点，投影到第一基准线上，使用第一基准点投影的第一垂足点截取第一基准线，并获取第一基准点与其对应的第一垂足点之间的第一偏移量，根据所述第一偏移量将将截取到的部分第一基准线平移到待拉伸车道线上；S15：形点压缩；具体包括：S151，计算每一点云块中左右车道线的中心线以及左右车道线之间的宽度，对所述中心线使用道格拉斯形点压缩算法进行形点压缩；S152，针对形点压缩后的中心线的形点，计算每一个点与前后相邻点的距离，如果当前点到上一个点的距离cur_to_last小于第一预设距离阈值，则计算上一个点到上上一个点的距离last_to_last以及当前点到上一个点的距离cur_to_last；若last_to_last小于cur_to_last，则剔除上一个点；若last_to_last不小于cur_to_last，则剔除当前点；S153，根据左右车道线之间的宽度，将经S152进一步形点压缩后的中心线还原为左右车道线。进一步，步骤S2中，所述对应关联相邻点云块中的车道线，并矫正宽度异常的车道线，具体包括：S21，基于点云分块结果，获取上一点云块对应的车道线集合last_plys，当前点云块对应的车道线集合cur_plys，以及下一点云块对应的车道线集合next_plys；获取cur_plys中每一车道线的首点方向以及last_plys中每一车道线的尾点方向，基于cur_plys中的任一车道线的首点方向，在last_plys中查找尾点方向最接近，且方向差异小于预设角度阈值的车道线，并将两个车道线对应关联，进而将cur_plys中的车道线与last_plys中的车道线一一对应关联；获取cur_plys中每一条车道线的尾点方向以及next_plys中每一车道线的首点方向，基于cur_plys中任一条车道线的尾点方向，在next_plys中查找首点方向最接近，且方向差异小于预设角度阈值的车道线，并将两个车道线对应关联，进而将cur_plys中的车道线与next_plys中的车道线一一对应关联；S22，计算cur_plys中的车道线的线宽cur_width、last_plys中车道线的线宽last_width和next_plys中车道线的线宽next_width；若所述cur_width、last_width和next_width都属于标准线宽或粗线宽，则求cur_width、last_width和next_width的平均值，并根据所述平均值调整三个线宽各自对应的车道线的形点；若所述last_width和next_width的宽度属于标准线宽，而cur_width属于粗线宽，或者，last_width和next_width的宽度属于粗线宽，而cur_width属于标准线宽，则根据last_width和next_width的平均值矫正cur_width对应的车道线的形点。进一步，步骤S3中，遍历每一个点云块内的车道线，查找车道增减或分流/合流匝道口；具体包括：S31，对于任一点云块，计算所述点云块中左车道线与右车道线的首点距离s_width和尾点距离e_width，若所述s_width小于第二预设距离阈值，且e_width大于s_width，则该点云块内车道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车道线光滑连接处理方法，其特征在于，包括：/nS1，获取沿道路通行方向排列的若干点云块，对各点云块内的车道线异常数据进行剔除和矫正；/nS2，对应关联相邻点云块中的车道线，并矫正宽度异常的车道线；/nS3，遍历每一个点云块内的车道线，查找车道增减或分流/合流匝道口；/nS4，将相邻点云块中的车道线拟合连接，以使全部点云块中的车道线沿道路的通行方向光滑连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种车道线光滑连接处理方法，其特征在于，包括：
S1，获取沿道路通行方向排列的若干点云块，对各点云块内的车道线异常数据进行剔除和矫正；
S2，对应关联相邻点云块中的车道线，并矫正宽度异常的车道线；
S3，遍历每一个点云块内的车道线，查找车道增减或分流/合流匝道口；
S4，将相邻点云块中的车道线拟合连接，以使全部点云块中的车道线沿道路的通行方向光滑连接。


2.根据权利要求1所述的车道线光滑连接处理方法，其特征在于，在步骤S4之后，所述方法还包括：
S5，将左车道线上的形点和右车道线上的形点调整为位置对称的点对。


3.根据权利要求1所述的车道线光滑连接处理方法，其特征在于，步骤S1中，对各点云块内的车道线异常数据进行剔除和矫正，具体包括：
S11，读取各点云块中车道线反算到三维坐标后的结果，以及点云分块的时保留的分块信息；
S12，短线剔除：计算每一点云块中每一左车道线的长度以及每一右车道线的长度，删除长度小于预设长度阈值的左车道线和右车道线；
S13：高程异常矫正；具体包括：
S131，遍历每一点云块中的车道线上的每一点，计算车道线的起点到尾点中每两个相邻点之间的坡度值；对于任一车道线，若所述车道线小于三个点，则不进行高程异常矫正；
S132，若所述车道线包含三个点，则获取三个点中每两个相邻点之间的坡度值，获得两个坡度值，将其中较小坡度值对应的两个点作为正确点，剩下的一个点作为高程异常点，基于两个正确点的高程值来修正所述高程异常点的高程值；
S133，若所述车道线大于3个点，则获取其中每两个相邻点之间的坡度值集合，对所述坡度值集合使用RANSAC随机拟合方法，设置坡度异常阈值筛选车道线中的正确点和高程异常点，使用高程异常点邻近的正确点的高程值来修正所述高程异常点的高程值；
S14，短线拉伸：查找每一点云块内最长的左车道线作为第一基准线，将与第一基准线平行的待拉伸车道线的首尾点分别作为第一基准点，投影到第一基准线上，使用第一基准点投影的第一垂足点截取第一基准线，并获取第一基准点与其对应的第一垂足点之间的第一偏移量，根据所述第一偏移量将将截取到的部分第一基准线平移到待拉伸车道线上；
S15：形点压缩；具体包括：
S151，计算每一点云块中左右车道线的中心线以及左右车道线之间的宽度，对所述中心线使用道格拉斯形点压缩算法进行形点压缩；
S152，针对形点压缩后的中心线的形点，计算每一个点与前后相邻点的距离，如果当前点到上一个点的距离cur_to_last小于第一预设距离阈值，则计算上一个点到上上一个点的距离last_to_last以及当前点到上一个点的距离cur_to_last；若last_to_last小于cur_to_last，则剔除上一个点；若last_to_last不小于cur_to_last，则剔除当前点；
S153，根据左右车道线之间的宽度，将经S152进一步形点压缩后的中心线还原为左右车道线。


4.根据权利要求1所述的车道线光滑连接处理方法，其特征在于，步骤S2中，所述对应关联相邻点云块中的车道线，并矫正宽度异常的车道线，具体包括：
S21，基于点云分块结果，获取上一点云块对应的车道线集合last_plys，当前点云块对应的车道线集合cur_plys，以及下一点云块对应的车道线集合next_plys；
获取cur_plys中每一车道线的首点方向以及last_plys中每一车道线的尾点方向，基于cur_plys中的任一车道线的首点方向，在last_plys中查找尾点方向最接近，且方向差异小于预设角度阈值的车道线，并将两个车道线对应关联，进而将cur_plys中的车道线与last_plys中的车道线一一对应关联；
获取cur_plys中每一条车道线的尾点方向以及next_plys中每一车道线的首点方向，基于cur_plys中任一条车道线的尾点方向，在next_plys中查找首点方向最接近，且方向差异小于预设角度阈值的车道线，并将两个车道线对应关联，进而将cur_plys中的车道线与next_plys中的车道线一一对应关联；
S22，计算cur_plys中的车道线的线宽cur_width、last_plys中车道线的线宽last_width和next_plys中车道线的线宽next_width；
若所述cur_width、last_width和next_width都属于标准线宽或粗线宽，则求cur_width、last_width和next_width的平均...

【专利技术属性】
技术研发人员：惠念，陈岩，肖圣，刘奋，
申请(专利权)人：武汉中海庭数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42