本发明涉及导航电子地图领域，尤其涉及一种导航数据离线更新方法、装置及混合导航系统。
背景技术：
现有的导航数据更新需要在外业数据采集过程中，在线更新导航数据，将数据采集和数据更新同时完成，加重了外业数据采集人员的工作任务，并且降低了外业数据采集的效率。
进一步地，导航数据采集制作平台可以图像识别技术进行部分交通标牌的离线生产，通过图像识别技术可以在自然场景照片中采集更新部分导航要素，这种采集方式可以减少现场作业员的采集压力，分担在复杂路况作业时的采集项，使作业员能够更关注复杂数据的作业品质。
本发明的发明人发现：现有基于web端的采集制作平台不能实时读取相机的视频序列，不能进行实时图像处理，无法进行导航要素的采集更新。
在导航数据中，点限速是导航数据的重要参数，而在识别的交通标牌中的限速标牌可以作为导航数据更新的依据，但现有技术中尚无根据离线生产的交通标牌来对导航数据进行离线更新。
尽管交通标牌的类型很多，但对于限速标牌的格式比较确定，在公共道路上设置的标牌遵守国家的交通标志规范，一般外周为红色，呈圆形，中心有数字，如图1所示。通过图像识别技术，能够识别出用于限速的交通标牌。
此外，对于有一些内部的道路，其所使用的标牌可能还会出现“限速”之类的文字，限速标牌的形状也可能不符合国家规定的交通标志规范，但根据交通标牌中的数字以及文字能够将限速信息提取出来。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种导航数据离线更新方法及装置，以提高外业数据采集的效率，减少外业数据采集的时间。
其中，该方法包括：
获取外业采集的影像文件中每一帧影像及对应的坐标；
提取影像帧中的标牌的限速信息；
根据标牌对应的影像帧的坐标在导航数据中确定标牌对应的道路线；
根据所述标牌对应的道路线上的点限速以及所述标牌的限速信息确定是否更新所述标牌对应的道路线上的点限速。
可选地，根据所述标牌对应的道路线上的点限速以及所述标牌的限速信息确定是否更新所述标牌对应的道路线上的点限速包括：
在所述标牌对应的道路线上的点限速存在的情况下，比较所述标牌对应的道路线上的点限速和所述标牌的限速信息，并根据比较结果确定是否更新所述标牌对应的道路线上的点限速；
在所述标牌对应的道路线上的点限速不存在的情况下，根据所述标牌的限速信息更新所述标牌对应的道路线上的点限速。
可选地，根据比较结果确定是否更新所述标牌对应的道路线上的点限速包括：
在比较结果为所述标牌对应的道路线上的点限速和所述标牌的限速信息不一致的情况下，根据所述标牌的限速信息更新所述标牌对应的道路线上的点限速；
在比较结果为所述标牌对应的道路线上的点限速和所述标牌的限速信息一致的情况下，不更新所述标牌对应的道路线上的点限速。
可选地，在所述标牌对应的道路线上的点限速存在的情况下，所述标牌对应的道路线和/或所述标牌的限速信息满足如下条件：
所述标牌对应的道路线对应的道路等级为k1-k8；
所述标牌对应的道路线不是内部道路的道路线；
在所述标牌对应的道路线为单向的情况下，所述标牌对应的道路线的方向与行车方向相同；
在所述标牌对应的道路线对应的道路为辅路的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于60km/小时；
在所述标牌对应的道路线对应的道路为匝道的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于60km/小时；
在所述标牌前方第一预定范围以内存在收费站的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于80km/小时且大于20km/小时；
在所述标牌前方第二预定范围以内存在出口、匝道或者分歧的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于60km/小时。
可选地在所述标牌对应的道路线上的点限速不存在的情况下，根据所述标牌的限速信息更新所述标牌对应的道路线上的点限速包括：
在所述标牌对应的道路线仅为一条道路线的情况下，根据标牌的限速信息在道路线上增加点限速；
在所述标牌对应的道路线为二条以上道路线的情况下，根据标牌的限速信息在与行车方向相同的道路线上增加点限速；
在所述标牌对应的道路线为二条以上与行车方向相同的道路线的情况下，根据标牌的限速信息与预先设定的速度值之间的比较结果，根据标牌的限速信息在距离道路中心线远或距离道路中心近的道路线上增加点限速；
在标牌前方第三预定范围内具有路口的情况下，根据标牌的限速信息在路口后的道路线上增加点限速；
在所述标牌的前方第四预定范围内具有与当前标牌相同的限速信息的情况下，标牌时，仅根据标牌的限速信息对其中一个标牌对应的道路线增加点限速；
其中，所述标牌对应的道路线和/或所述标牌的限速信息满足如下条件：
所述标牌对应的道路线对应的道路等级为k1-k8；
所述标牌对应的道路线不是内部道路的道路线；
在所述标牌的同一位置具有多个标牌时，所述标牌的限速信息为多个标牌的限速信息的最大值。
相应地，本发明提供了一种导航数据离线更新装置，该装置包括：
获取模块，用于获取外业采集的影像文件中每一帧影像及对应的坐标；
提取模块，用于提取影像帧中的标牌的限速信息；
道路线确定模块，用于根据标牌对应的影像帧的坐标在导航数据中确定标牌对应的道路线；
更新模块，用于根据所述标牌对应的道路线上的点限速以及所述标牌的限速信息确定是否更新所述标牌对应的道路线上的点限速。
可选地，所述更新模块，还用于：
在所述标牌对应的道路线上的点限速存在的情况下，比较所述标牌对应的道路线上的点限速和所述标牌的限速信息，并根据比较结果确定是否更新所述标牌对应的道路线上的点限速；
在所述标牌对应的道路线上的点限速不存在的情况下，根据所述标牌的限速信息更新所述标牌对应的道路线上的点限速。
可选地，所述更新模块，还用于：
在比较结果为所述标牌对应的道路线上的点限速和所述标牌的限速信息不一致的情况下，根据所述标牌的限速信息更新所述标牌对应的道路线上的点限速；
在比较结果为所述标牌对应的道路线上的点限速和所述标牌的限速信息一致的情况下，不更新所述标牌对应的道路线上的点限速。
可选地，在所述标牌对应的道路线上的点限速存在的情况下，所述标牌对应的道路线和/或所述标牌的限速信息满足如下条件：
所述标牌对应的道路线对应的道路等级为k1-k8；
所述标牌对应的道路线不是内部道路的道路线；
在所述标牌对应的道路线为单向的情况下，所述标牌对应的道路线的方向与行车方向相同；
在所述标牌对应的道路线对应的道路为辅路的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于60km/小时；
在所述标牌对应的道路线对应的道路为匝道的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于60km/小时；
在所述标牌前方第一预定范围以内存在收费站的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于80km/小时且大于20km/小时；
在所述标牌前方第二预定范围以内存在出口、匝道或者分歧的情况下，所述标牌的限速信息小于或等于60km/小时。
可选地，所述更新模块，还用于在所述标牌对应的道路线上的点限速不存在的情况下：
在所述标牌对应的道路线仅为一条道路线的情况下，根据标牌的限速信息在道路线上增加点限速；
在所述标牌对应的道路线为二条以上道路线的情况下，根据标牌的限速信息在与行车方向相同的道路线上增加点限速；
在所述标牌对应的道路线为二条以上与行车方向相同的道路线的情况下，根据标牌的限速信息与预先设定的速度值之间的比较结果，根据标牌的限速信息在距离道路中心线远或距离道路中心近的道路线上增加点限速；
在标牌前方第三预定范围内具有路口的情况下，根据标牌的限速信息在路口后的道路线上增加点限速；
在所述标牌的前方第四预定范围内具有与当前标牌相同的限速信息的情况下，标牌时，仅根据标牌的限速信息对其中一个标牌对应的道路线增加点限速
其中，所述标牌对应的道路线和/或所述标牌的限速信息满足如下条件：
所述标牌对应的道路线对应的道路等级为k1-k8；
所述标牌对应的道路线不是内部道路的道路线；
在所述标牌的同一位置具有多个标牌时，所述标牌的限速信息为多个标牌的限速信息的最大值。
本发明利用外业采集的自然场景影像进行导航要素的采集制作，可以将数据源扩展为非专业采集渠道，可以减少现场作业员的采集压力，分担在复杂路况作业时的采集项，使作业员能够更关注复杂数据的作业品质，并且同步补充知识库，避免数据源的浪费。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是限速标牌示意图；
图2是本发明实施例提供的导航地图数据离线更新方法示意图；
图3是本发明实施例提供的导航地图数据离线更新详细流程图；
图4是本发明实施例提供的完整图像识别离线工艺流程图；
图5是本发明实施例提供的导航地图数据离线更新装置示意图；
图6为本发明实施例提供的混合导航系统的组成框图。
附图标记说明
405数据获取工具410图像识别处理工具
415采集平台420正确率验证工具
505获取模块510提取模块
515道路线确定模块520更新模块
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
图1示出了本发明实施例提供的导航数据离线更新方法示意图，具体包括：
步骤205，获取外业采集的影像文件中每一帧影像及对应的坐标；具体而言，可以通过外业采集的街景照片库，通过影像文件序列与gps信号进行授时处理，得到每帧影像及相应的坐标信息。
步骤210，提取影像帧中的标牌的限速信息；具体而言，可以通过现有的图像识别技术提取标牌中的限速信息，例如限速值；此外，该步骤中还可以提取标牌与行车方向的夹角，通过夹角可以判断出行车方向与标牌之间的关系。
步骤215，根据标牌对应的影像帧的坐标在导航数据中确定标牌对应的道路线(link)；为了对导航数据进行更新，需要将标牌所在的位置在导航数据中进行定位，以便在相应位置的道路线上设置点线速；
步骤220，根据标牌对应的道路线上的点限速以及标牌的限速信息确定是否更新标牌对应的道路线上的点限速。
进一步地，步骤205中，可以使用数据获取工具来获取视频或者照片序列以及坐标文件，视频或照片序列以及坐标文件可以来由地图数据提供者自行采集，也可以由其他人提供。
进一步地，步骤210中，可以使用图像识别工具读取文件以后，例如软件开发工具包(sdk)进行处理，并输出处理结果，例如限速值、坐标、时间、角度等等信息。
图2给出了本发明实施例提供的导航数据离线更新的详细流程图，具体包括：
步骤305，通过图像识别技术识别出标牌的点限速，即标牌的限速值；此外，还通过对标牌的图像进行gps授时得到标牌的坐标；
步骤310，根据标牌的坐标在导航数据中定位标牌对应的link；
步骤315，判断该link上是否存在点限速，如果存在的话执行步骤325，否则执行步骤320；
步骤320，执行新增点限速的流程，在下面详述；
步骤325，将标牌的限速值与该link上的原限速值比较；
步骤330，判断标牌的限速值是否与该link上的原限速值一致，如果一致的话，执行步骤335，否则执行步骤340；
步骤335，不处理，即不更新导航地图数据；
步骤340，执行更新流程，在下面详述。
上述步骤320中，在新增点限速时，需要进一步确认是否有必要新增点限速以及在哪个link上新增点限速，具体的原则如下：
a、当地图数据中标牌仅对应一条link时(不区分方向)，自动在标牌对应的位置新增点限速；
b、当地图数据中标牌对应两条及以上link时，区分行驶方向，在顺行方向自动新增点限速。
c、当地图数据中标牌对应两条及以上同顺向link时，需要先判断link的种别：
c.1当link都为高速时：
限速值≥60km，自动增加到距离道路中心线近高速的link上；
限速值＜60km，自动增加到距离道路中心线远高速的link上；
c.2当link只有1条是高速时：
限速值≥80km，自动增加到种别为高速的link上；
限速值＜80km，自动增加到距离道路中心线远普通的link上；
c.3当link中没有高速时：
限速值≥50km，自动增加到距离道路中心线近的link上；
限速值＜50km，自动增加到距离道路中心线远的link上；
d、对应的link如果为内部道路，则不新增点限速。
e、道路级别为8级及以上道路(k1-k8)才增加点限速，标牌的限速值大于或等于20km/小时才增加点限速。
f、沿车辆行驶方向，地图数据中标牌所在位置范围内(例如20-100m)有路口时，自动增加到路口后的link上。
g、在同一位置有多个标牌时，取最大限速值。
h、地图数据中两个标牌所在位置前后距离小于100米时，且两个标牌的点限速值相同时，只在地图数据中新增一个点限速。
步骤340中，在执行更新流程时，还需要进一步确定是否有必要更新，具体的原则如下：
1、过滤掉k8以下的道路，只保留种别k1-k8的道路，即只更新高级别的道路；
2、过滤掉内部道路的link，即不更新内部道路；
3、判断单向link与行车方向是否顺向，过滤掉逆向link，即更新顺行方向的道路；
4、如果更新的是辅路，辅路的限速值应当小于或等于60；
5、如果更新的是匝道，匝道的限速值应当小于或等于50；
6、如果标牌所在位置前方500米内有收费站，标牌的限速值应当大于20km/小时且等于或低于80km/小时；
7、如果标牌所在位置前方500米内有出口，标牌的限速值应当等于或低于60km/小时；
上述的新增流程以及更新流程中，会涉及到标牌前方一定距离内的标志物，在根据标牌位置在地图数据中定位link时，可以设置半径为10-100米的缓冲区，在定位link的同时，还对前方100米内的标志进行识别，例如是否存在标牌或者根据文字或者标识确定500米内是否存在高速收费站或出口。可以在半径10-100米的缓冲区，查找该区域的所有点限速牌，判断限速标牌关联的道路方向与车行驶方向是否通向，即其夹角小于一定范围，取挂接道路离推算点(根据标牌的坐标计算的位置)最近的道路。在导航数据中，限速牌具有既定基准方向，即在特定道路上的作用方向，车行方向可以为根据gps获得的角度。
通过上述的技术方案可以实现对导航地图数据的离线更新。此外，本实施例还可以对变化的数据和图像识别遗漏的数据进行人工质检来确保数据品质，包括：通过图像识别修改的现场变化、新增的限速标牌；未识别的标牌；人工确认筛选出需要制作知识库的图片。在筛选出需要制作知识库的图片后，可以进行知识库制作，例如可选择天气条件、时间条件、标牌类型等来制作知识库，并输出知识库以及相关的元数据信息，例如限速值:40km/小时、天气条件:雨天、时间条件:8:00-18:00、标牌类型:限速标牌、位置：(经度:116.464391；纬度:116.464391)。
在知识库制作完成以后，可以依据知识库对外业采集的图片或者视频资料中的标牌进行识别，提高识别的效率。
此外，还可以依据利用已定评价指标，对图像识别结果评估正确率。例如，人工确认识别结果并进行标注，在前期可以进行标注处理，积累到一定程度后作为标准测试数据集。通过公式计算识别正确率，例如在人工标注的特定路段上的标牌的限速值与通过图像识别技术识别的标牌的限速值比较，检查图像识别技术识别的标牌的限速值的正确率作为评价结果。
图4示出了本发明实施例提供的完整图像识别离线工艺流程，通过四个部分来实现。数据获取工具405可以获取视频文件或者照片序列文件以及坐标文件，图像识别处理工具410读取视频文件或者照片序列文件以及坐标文件，调用sdk，通过对视屏文件或照片序列文件中的每帧影像进行授时处理，确定每帧影像的坐标，输出识别日志(log)文件以及图片文件，图片文件可能包含识别结果带框，也可能不带框，日志文件包括：识别类型、坐标、时间、角度等，识别类型包含限速值，坐标、时间、角度都可以从gps信息中获取，是否带框可以根据需要选择，带框的话可以便于识别结果的正确性。采集凭条可以根据识别后的结果进行匹配更新，在人工确认后可以制作知识库，并将更新后的数据提交到服务器用于更新导航地图数据。同时，还可以人工确认的特定路段的标牌的限速值，并根据该的特定路段识别后的标牌的限速值和人工确认的标牌的限速值，计算图像识别标牌的限速值的正确率。例如特定路段中经过标注的路牌有60个，图像识别技术正确识别了其中的58个，则正确率为58/60＝97％。
相应地，本发明施例提供了一种导航数据离线更新装置，如图5所示，包括获取模块505、提取模块510、道路线确定模块515、更新模块516，其中获取模块505和提取模块510可以由图像识别处理工作410实现，道路线确定模块以及更新模块可以由采集平台415实现。关于各模块详细的技术方案在此不再赘述。
此外，本发明实施例提供了一种混合导航系统，如图6所示，该混合导航系统包括：数据模块605、搜索模块610、导航模块615、娱乐模块620、通信模块625、车载趣驾操作系统600、传感系统650以及用户交互模块。可选地，用户交互模块包括信息入口模块630、智能语音交互模块635、分析模块640及显示模块645。其中：
数据模块605，用于存储并更新电子地图数据，该电子地图数据为上述任一相关实施例中公开的地图数据的自动生成装置处理后的导航电子地图数据；
搜索模块610，用于根据用户指令执行搜索操作并输出搜索结果；
导航模块615，用于根据得到的导航指令为用户提供二维/三维路径规划及导航服务；
娱乐模块620，用于提供游戏、音乐及其他影音娱乐项目；通信模块625，用于获取更新的地图数据、动态交通信息、一对一或群组的语音/视频通讯；
信息入口模块630，用于接收用户通过触屏或按键手动输入的指令；
智能语音交互模块635，用于接收用户语音指令、进行语音唤醒和语音控制，以及用于语音输出执行用户语音指令的结果；
分析模块640，用于对用户语音指令进行语音识别、语意分析及指令转换，并用于通知相应的模块执行识别出来的用户语音指令；其中，用户语音指令为任意语种的任意一种句型的表达；
显示模块645，用于显示搜索模块提供的搜索结果，导航模块提供的导航路径、数据模块提供的地图数据、以及通信模块提供的动态交通信息，采用语音、二维/三维图示、和/或文字的方式显示；
车载趣驾操作系统600，用于为上述各模块提供运行环境和支持；
传感系统650，用于监测车辆状态和路况信息，为所述趣驾操作系统提供实时动态信息。
需要说明的是，由于前述任一实施例所述的在地图数据的自动生成方法及装置具有上述技术效果，因此，采用了前述任一实施例所述的地图数据的自动自动生成方法及装置的混合导航系统也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
上述说明示出并描述了本发明的若干具体实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。