基于曲率半径计算的弯道判断方法、终端设备及存储介质与流程

本发明涉及电子导航领域，尤其涉及一种基于曲率半径计算的弯道判断方法、终端设备及存储介质。

背景技术：

在导航电子地图中，道路是由各个点组成的，由点构成一条条离散化的数字曲线。道路曲直属性是通过其曲率半径数值大小来区分该段道路是直道还是弯道，弯道具有左、右方向属性。

现有的曲率半径的估算过程为：首先通过距离粗略计算曲率半径，而后将道路大致划分左弯道、右弯道和直道三种类型；其次利用二次抛物线去拟合弯道曲线，采用极值点计算出曲率半径。由于二次抛物线在拟合弯道曲线时要求水平轴具有单调性，因此，需要对道路点集进行坐标旋转变换。其过程将会降低数据精度，且计算过程涉及矩阵高阶求解计算，对系统运行效率有一定的影响，同时，二次抛物线对该段道路首点和末点的计算误差较大。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于曲率半径计算的弯道判断方法、终端设备及存储介质，基于局部离散点的相对位置关系，能够简易快速地和精确地估算出道路的曲率半径。

具体方案如下：

一种基于曲率半径计算的弯道判断方法，包括以下步骤：

s100：提取道路的离散点的坐标，剔除重复的离散点，存储为一个有序点集；

s200：根据待测点与其前一点和后一点的坐标，计算待测点的一阶导数和二阶导数，并根据一阶导数和二阶导数，计算该待测点的曲率，进而根据曲率计算该待测点的曲率半径；

s300：遍历道路的所有离散点，计算得到道路的曲率半径，进而根据道路的曲率半径判断道路是否为弯道即弯道的类型。

进一步的，设定待测点的坐标为pi(xi，yi)，该待测点的前一点和后一点的坐标分别为pi-1(xi-1，yi-1)和pi+1(xi+1，yi+1)，设定该待测点与其前一点之间的距离为li，该待测点与其后一点之间的距离为li+1；

则该待测点的一阶导数为(x'i，y'i)：

该待测点的二阶导数为(x”i，y”i)：

其中，

进一步的，所述曲率为ci：

进一步的，所述曲率半径为ri：

一种基于曲率半径计算的弯道选择终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。

本发明采用如上技术方案，无需对道路进行分类划分、坐标旋转、矩阵计算等方式，减少了处理步骤，提高了运行效率，提高了计算结果的精度，能够快速获得道路曲率半径，对整个导航系统地性能提高有很大的意义。

附图说明

图1所示为本发明实施例一的流程示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。

现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。

实施例一：

参考图1所示，本发明实施例一提供了一种基于曲率半径计算的弯道选择方法，用于在导航中通过计算曲率半径来对弯道进行判断。

所述方法包括以下步骤：

s100：由于道路是离散化的点构成，因此，提取道路的离散点的坐标，记为pm(xm，ym)，m＝0，1，2……n，其中xm和ym分别为离散点在x轴和y轴的坐标(即经度和纬度)，剔除重复点，存储为一个有序点集。

s200：根据待测点与其前一点和后一点的坐标，计算待测点的一阶导数和二阶导数，并根据一阶导数和二阶导数，计算该待测点的曲率，进而根据曲率计算该待测点的曲率半径。

该实施例中，设定待测点的坐标为pi(xi，yi)，设定该待测点的前一点和后一点的坐标分别为：pi-1(xi-1，yi-1)和pi+1(xi+1，yi+1)，设定待测点与其前一点之间的距离为li，待测点与其后一点之间的距离为li+1。

需要说明的是，所述距离均为直线距离，所述距离的计算通过现有公式中的两点之间的坐标来计算。

则该待测点的一阶导数(x'i，y'i)：

该实施例中，用弦长来近似表示弧长。

该待测点的二阶导数(x”i，y”i)：

其中，

根据一阶导数和二阶导数，计算该待测点的曲率ci：

根据曲率，计算该待测点的曲率半径ri：

s300：遍历道路的所有离散点，可以得到道路的曲率半径，进而根据曲率半径判断道路弯道(直路、左弯或右弯)，进而通过导航系统给与人们提示，即提示人们前方应该左转弯道、右转弯道或者左转急弯、右转急弯，还是直行。

实施例二：

本发明还提供一种基于曲率半径计算的弯道选择终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。

进一步地，作为一个可执行方案，所述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备可以是计算机、笔记本、手机、车载电脑、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备的组成结构仅仅是基于曲率半径计算的弯道选择终端设备的示例，并不构成对基于曲率半径计算的弯道选择终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。

进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个基于曲率半径计算的弯道选择终端设备的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smartmediacard,smc)，安全数字(securedigital,sd)卡，闪存卡(flashcard)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。

所述基于曲率半径计算的弯道选择终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)以及软件分发介质等。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。