生成车辆用安全导航路径的方法及其系统与流程

本发明涉及车辆导航。本发明尤其但不仅涉及一种生成车辆用安全导航路径的方法和系统。

背景技术：

车辆，尤其自动驾驶车辆(无人驾驶车辆)或半自动驾驶车辆使用从各种传感器获得的数据进行路径导航。此外，还利用各种技术检测车辆四周的障碍物。自动驾驶车辆或半自动驾驶车辆的中央控制单元对从传感器获得的数据进行分析，并帮助车辆沿路径从起始地点到达目的地点。此外，所述中央控制单元还可检测障碍物，并通过改变车辆路径而避开所检测到的障碍物。现有自动驾驶和半自动驾驶车辆采用专用路径规划模块所确定的路径。然而，在一些情形中，即使可沿道路中央生成路径，现有自动驾驶和半自动驾驶车辆的路径规划模块也可能会生成靠近路边分隔物或障碍物的路径。此外，当所生成的路径靠近障碍物时，现有自动驾驶和半自动驾驶车辆可能发生因空间不够而难以避开障碍物的问题。另外，当车辆行驶的路径中存在急转弯时，如果所生成的路径不位于该急转弯的中央，则车辆可能难于穿过该转弯。因此，现有自动驾驶车辆未能为上述问题提供一种有效的解决方案。

本背景技术部分公开的信息仅用于促进对本发明一般背景的理解，不应视为承认或以任何形式暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。

技术实现要素：

在一种实施方式中，本发明涉及一种生成车辆用安全导航路径的方法。该方法包括由导航路径生成系统接收起始地点和目的地点之间的参考路径。该参考路径局限于左边界和右边界之间。所述方法还包括生成自所述参考路径相对于预设定向轴线延伸的多条左扫描线和多条右扫描线。所述多条左扫描线中的每条左扫描线的端点与所述左边界相交，而且所述多条右扫描线当中的每条右扫描线的端点与所述右边界相交。所述方法还包括根据所述多条左扫描线中的每条左扫描线的端点，沿所述左边界生成一条或多条左线段，并根据所述多条右扫描线中的每条右扫描线的端点，沿所述右边界生成一条或多条右线段。此外，该方法还包括自所述一条或多条左线段当中的每条左线段的中心向所述右边界投射垂直线，并自所述一条或多条右线段中的每条右线段的中心向所述左边界投射垂直线。在此之后，该方法包括确定自所述一条或多条左右线段中每条线段的中心投射出的垂直线的中点。最后，该方法包括根据自所述一条或多条左右线段的中心投射出的垂直线的中点，为所述车辆生成安全导航路径。

在一种实施方式中，本发明涉及一种生成车辆用安全导航路径的导航路径生成系统，该导航路径生成系统包括电子控制单元(ecu)。该ecu用于接收起始地点和目的地点之间的参考路径。该参考路径局限于左边界和右边界之间。所述ecu还用于生成自所述参考路径相对于预设定向轴线延伸的多条左扫描线和多条右扫描线。所述多条左扫描线中的每条左扫描线的端点处与所述左边界相交，而且所述多条右扫描线中的每条右扫描线的端点处与所述右边界相交。所述ecu还用于根据所述多条左扫描线中的每条左扫描线的端点，沿所述左边界生成一条或多条左线段，并根据所述多条右扫描线中的每条右扫描线的端点，沿所述右边界生成一条或多条右线段，在此之后：自所述一条或多条左线段中的每条左线段的中心向所述右边界投射垂直线，并自所述一条或多条右线段中的每条右线段的中心向所述左边界投射垂直线；确定自所述一条或多条左右线段当中每条线段的中心投射出的垂直线的中点；并且根据自所述一条或多条左右线段中每条线段的中心投射出的垂直线的中点，生成所述车辆用安全导航路径。

在一种实施方式中，本发明涉及一种非暂时性计算机可读介质，该介质包括存于其上的指令，该指令在由至少一个处理器处理时，使得导航路径生成系统接收起始地点和目的地点之间的参考路径。该参考路径局限于左边界和右边界之间。所述指令可使得所述处理器生成自所述参考路径相对于预设定向轴线延伸的多条左扫描线和多条右扫描线。所述多条左扫描线中的每条左扫描线的端点与所述左边界相交，所述多条右扫描线中的每条右扫描线的端点与所述右边界相交。所述指令可使得所述处理器：根据所述多条左扫描线中的每条左扫描线的端点，沿所述左边界生成一条或多条左线段，并根据所述多条右扫描线中的每条右扫描线的端点，沿所述右边界生成一条或多条右线段；自所述一条或多条左线段中的每条左线段的中心向所述右边界投射垂直线，并自所述一条或多条右线段中的每条右线段的中心向所述左边界投射垂直线；确定自所述一条或多条左右线段中每条线段的中心投射出的垂直线的中点；并且根据自所述一条或多条左右线段的中心投射出的垂直线的中点，为所述车辆生成安全导航路径。

以上概略描述仅旨在说明，并不在于构成任何限制。通过参考附图和以下具体描述，上述说明性方面、实施方式和特征之外的其他方面、实施方式和特征将变得容易理解。

附图说明

本发明的新颖特征和特点在权利要求书中给出，而对本发明本身及其优选使用方式和其他目的和优点的最佳理解方式为，结合附图，阅读以下对说明性实施方式的详细描述。以下，将参考附图，对一种或多种实施方式进行描述，该描述仅旨在于例示目的。附图中，相同附图标记表示相同元件。

图1为根据本发明一些实施方式用于生成车辆用安全导航路径的导航路径生成系统的例示框图。

图2为根据本发明一些实施方式用于生成车辆用安全导航路径的电子控制单元(ecu)的内部结构框图。

图3为根据本发明一些实施方式生成车辆用安全导航路径的方法步骤流程图。

图4、图5、图6、图7a、图7b和图8所示为根据本发明一些实施方式生成车辆用安全导航路径的实施例以及其中涉及的步骤。

图9为用于实施本发明实施方式的例示计算机系统框图。

本领域技术人员应当理解的是，本文中的任何框图均表示秉承本技术方案原理的说明性系统的概念图。同样地，还应当理解的是，任何的作业图、流程图、状态跃迁图以及伪代码等均表示可实质表现于计算机可读介质中且由计算机或处理器(无论该计算机或处理器明确示出与否)执行的各种过程。

附图标记列表

100导航路径生成系统

101感测单元

102车辆定位单元

103参考路径生成单元

104电子控制单元

105导航单元

201i/o接口

202存储器

203处理器

204数据

205参考路径数据

206阈值数据

207其他数据

208模块

209通信模块

210扫描线生成器

211线段生成器

212垂直线生成器

213中点确定模块

214安全路径生成模块

215其他模块

400起始地点

401目的地点

402参考路径

403a左边界

403b右边界

501多条左扫描线

502多条右扫描线

601一条或多条左线段

602一条或多条右线段

700参考线段

801垂直线

802安全导航路径

900计算机系统

901例示计算机系统的i/o接口

902例示计算机系统的处理器

903网络接口

904存储接口

905例示计算机系统的存储器

906例示计算机系统的用户接口

907操作系统

908网页浏览器

909通信网络

910a，……，910n输入设备

911a，……，911n输出设备

912例示计算机系统的感测单元

913例示计算机系统的导航单元

具体实施方式

本文中，“例示”一词用于表示“作为示例、实例或例证”。此处，描述为“例示”的本技术方案任何实施方式或实现方式并不一定理解为比其他实施方式更为优选或更为有利的实施方式。

虽然本发明可做出各种修饰和替代形式，但附图中已以例示方式对其具体实施方式进行了展示，并将在以下进行详细描述。然而，应该理解的是，本发明并不旨在局限于所公开的具体形式，相反，本发明意在涵盖落入其精神和范围内的所有修改、等同及替代形式。

“包括”一词或其任何其他变形旨在涵盖非排除性的纳入关系。如此，对于包括一系列部件或步骤的体系、装置或方法而言，其并不只包括已列出的部件或步骤，而是还可能包括其他未明确列出的部件或步骤，或者包括该体系、装置或方法的无需明言的固有部件或步骤。换言之，在“包括……”这一表述之后描述的系统或装置中的一个或多个元件，在没有其他限制的情况下，并不排除其他或额外元件在该系统或装置中的存在。

本发明的实施方式涉及生成车辆用安全导航路径。该安全导航路径由导航路径生成系统生成。该导航路径生成系统接收从起始地点延伸至目的地点的参考路径。此外，该导航路径生成系统生成自所述参考路径延伸至位于该参考路径两侧(左侧和右侧)边界的扫描线。此外，该导航路径生成系统还根据所述扫描线和路径特性，生成沿所述参考路径两侧边界延伸的线段。此外，该导航路径生成系统还自所述线段当中每条线段的中心向位于该线段相反一侧的边界画出垂直线。利用各垂直线的中点，该导航路径生成系统生成延伸于所述参考路径两侧边界之间的安全导航路径。

图1为根据本发明一些实施方式用于生成车辆用安全导航路径的导航路径生成系统100的例示框图。导航路径生成系统100包括感测单元101、车辆定位单元102、参考路径生成单元103、电子控制单元(ecu)104及导航单元105。在一种实施方式中，感测单元101可包括用于感测车辆四周环境的各种传感器。所述各种传感器所采用各种技术可包括但不限于摄像头成像、无线电检测和测距(radar)、激光检测和测距(lidar)、全球定位系统(gps)、测程法及计算机视觉。感测单元101所采用的各种技术提供车辆的四周环境信息。该信息可包括但不限于车辆位置、车辆周围障碍物的位置、障碍物与车辆的距离以及任何其他环境参数。地图生成单元(未图示)可从感测单元101接收数据，以利用上述各种感测技术当中的一种生成静态地图。在一种实施方式中，可利用lidar数据生成所述静态地图。此外，该静态地图可通过现有技术生成，或者通过任何用于生成静态地图的技术生成。车辆定位单元102可从感测单元101获取信息，而且可从导航单元105接收车辆速度信息，从而确定车辆的初始位置。此外，车辆定位单元102可根据车辆初始位置和所生成的静态地图确定车辆路径。该路径可用于车辆导航。此外，车辆定位单元102还可确定车辆相对于所述路径的朝向。此处提到的所述静态地图可以指从感测单元101获得的基于lidar的静态地图。参考路径生成单元103除了从感测单元101接收所述静态地图，还从车辆定位单元102接收数据。此外，参考路径生成单元103可根据所述静态地图生成从起始地点至目的地点的参考路径。该起始地点自车辆定位单元102获得。在一种实施方式中，所述目的地点还可从用户输入中获得。参考路径生成单元103可根据从感测单元101和车辆定位单元102获得的参数生成所述起始地点和目的地点之间的参考路径。所述参数可包括但不限于车辆速度、车辆初始位置、车辆朝向、感测单元101中所采用传感器的视场角(fov)等。

在一种实施方式中，可对连接所述起始地点和目的地点的道路加以考虑。路径生成单元103生成的参考路径可以为沿连接所述起始地点和目的地点的道路延伸的随机导航路径。所生成的该参考路径可局限于左侧边界和右侧边界之间。该左侧边界可称为左边界，该左边界可以为沿道路左缘延伸的路径。所述右侧边界可称为右边界，该右边界可以为沿道路右缘延伸的路径。

在一种实施方式中，由ecu104接收所述参考路径及左右边界。ecu104生成从所述参考路径延伸至左右边界的扫描线。此外，ecu104还确定出沿所述左右边界延伸的一条或多条线段。此外，ecu104利用该一条或多条线段生成沿所述道路中央延伸的安全导航路径。该安全导航路径可以为沿连接所述起始地点和目的地点的所述道路中央延伸的路径，并可用于将所述车辆从所述起始地点安全地导航至所述目的地点。在一种实施方式中，所述安全导航路径可以为笔直路径，弯曲路径或笔直路径、弯曲路径及其他任何类型路径的组合。然而，该安全路径可始终为沿上述两边界之间的道路中央延伸的路径。导航单元105接收该安全导航路径，并使得车辆能够从所述起始地点行驶至所述目的地点。

在一种实施方式中，感测单元101所采用的一个或多个传感器可包括但不限于lidar传感器、超声传感器、摄像头、接近传感器等。

图2为根据本发明一些实施方式的ecu104内部结构图。ecu104可包括至少一个中央处理单元(“cpu”或“处理器”)203及存储器202，该存储器存有可由所述至少一个处理器203执行的指令。处理器203可包括至少一个用于执行程序组件的数据处理器，该程序组件用于执行用户或系统生成的请求。存储器202以可通信方式连接于处理器203。ecu104进一步包括输入/输出(i/o)接口201。i/o接口201与用于传达输入信号或/和输出信号的处理器203连接。

在一种实施方式中，数据204可存储于存储器202内。数据204可例如包括参考路径数据205、阈值数据206及其他数据207。

在一种实施方式中，参考路径数据205可包括与参考路径生成单元103所生成的所述参考路径相关的信息。参考路径数据205可包括所述起始地点、目的地点、所生成参考路径的长度、该参考路径至左右边界的距离以及所生成参考路径形成过程中涉及的各个点的坐标。

在一种实施方式中，阈值数据206可包括与所述安全导航路径生成过程中所使用的不同阈值相关的信息。阈值数据206可包括用于生成所述扫描线的参考路径长度间隔、角度阈值及线段长度阈值。在一种实施方式中，用于生成所述扫描线的参考路径长度间隔、角度阈值及线段长度阈值可称为路径特性。所述参考路径长度间隔表示用于生成自所述参考路径延伸至该参考路径左右两侧边界的扫描线的参考路径长度间隔。所述角度阈值表示所述一条或多条左线段当中任意两条线段之间及所述一条或多条右线段当中任何两条线段之间的最大角度偏差。所述一条或多条左右线段当中的每条线段均可以为根据该一条或多条左右线段与相应参考线段之间的偏差角生成的笔直线段。所述线段长度阈值表示所述一条或多条左右线段当中的每条线段的最大长度极限。

在一种实施方式中，其他数据207可包括但不限于障碍物数据、交通状况信息、地形信息等。所述障碍物数据可表示与所述参考路径沿途障碍物相关的信息。举例而言，位于所述参考路径或安全导航路径中的一个或多个障碍物可以为墙壁或分隔物。在另一实施方式中，所述一个或多个障碍物可以为人或其他车辆。

在一种实施方式中，存储器202中的数据204由ecu104的各模块208进行处理。在本文中，“模块”一词是指提供所需功能的专用集成电路(asic)、电子电路、现场可编程门阵列(fpga)、可编程片上系统(psoc)组合逻辑电路和/或其他合适部件。当模块208配备了本发明所定义的功能时，其即形成一种新的硬件。

在一种实施方式中，模块208可例如包括通信模块209、扫描线生成器210、线段生成器211、垂直线生成器212、中点确定模块213、安全路径生成模块214及其他模块215。可以理解的是，上述各模块208既可为单一模块，也可为不同模块的组合。此外，本领域技术人员可理解的是，在一种实施方式中，模块208可与存储器202集成。

通信模块209促进ecu104与车辆其他单元(图中未示出)之间的通信。在一种实施方式中，所述其他单元可包括但不限于感测单元101、车辆定位单元102、参考路径生成单元103及导航单元105。举例而言，通信模块209可从参考路径生成单元103接收参考路径。在一种实施方式中，通信模块209可辅助所述各其他单元之间的通信。

在一种实施方式中，扫描线生成器210生成扫描线。扫描线生成器210从通信模块209接收参考路径。该参考路径局限于所述左右边界之间。扫描线生成器210生成自所述参考路径相对于预设旋转轴线向外延伸的多条左扫描线和多条右扫描线。在一种实施方式中，所述多条左扫描线和右扫描线的生成中还可将所述参考路径的朝向纳入考虑。假设道路在笔直路径之后朝左急转，则在此情形中，由于该道路存在朝左的急转弯，因此所述参考路径也可朝向左方。如此，可沿所述转弯生成自参考路径向外竖向延伸的多条左右扫描线(即分别沿传统x-y坐标平面的正负y向延伸)。假设道路为笔直路径，则可沿该笔直路径生成自参考路径向外横向延伸的多条左右扫描线(即分别沿正负x向延伸)。此外，所述多条左扫描线当中的每条扫描线均在其端点处与所述左边界相交，而所述多条右扫描线当中的每条扫描线均在其端点处与所述右边界相交。也就是说，所述多条左扫描线当中的每条扫描线的端点位于所述左边界上，而所述多条右扫描线当中的每条扫描线的端点位于所述右边界上。

在一种实施方式中，可以规则的间隔在所述参考路径上生成所述多条左右扫描线。该长度间隔可从阈值数据206中获得。在另一实施方式中，可以随机的间隔在所述参考路径上生成所述多条左右扫描线。

在一种实施方式中，线段生成器211生成一条或多条左线段和一条或多条右线段。其中，至少根据所述多条左扫描线当中的每条左扫描线与所述左边界相交的端点，沿该左边界生成所述一条或多条左线段，而且至少根据所述多条右扫描线当中的每条右扫描线与所述右边界相交的端点，沿该右边界生成所述一条或多条右线段。此外，通过以笔直线段连接所述多条左扫描线的至少两个端点的方式生成左线段，并以笔直线段连接所述多条右扫描线的至少两个端点的方式生成右线段。所述一条或多条左右线段的生成过程中涉及阈值数据206中的角度阈值和线段长度阈值。所述一条或多条左右线段当中的每条线段均可以为根据该一条或多条左右线段当中的每条线段与相应参考线段之间的偏差角生成的笔直线段。所述一条或多条左右线段当中的每条线段与所述相应参考线段之间的所述偏差角可限制于所述角度阈值以内。此外，所述一条或多条左右线段当中的每条线段的长度均可限制于所述线段长度阈值以内。

在一种实施方式中，垂直线生成器212进行垂直线投射。其中，垂直线生成器212接收分别沿所述左右边界延伸的所述一条或多条左右线段，并从所述一条或多条左线段当中的每条左线段的中心向所述右边界投射一条垂直线，并从所述一条或多条右线段当中的每条右线段的中心向所述左边界投射一条垂直线。在一种实施方式中，可从所述一条或多条左线段当中的每条左线段内的任何点向所述右边界投射垂直线，而且可从所述一条或多条右线段当中的每条右线段内的任何点向所述左边界投射垂直线。

在一种实施方式中，当所述一条或多条右线段当中的至少一条右线段与所述右边界一致时，垂直线生成器212可从所述一条或多条左线段当中的每条左线段的中心向所述一条或多条右线段当中的至少一条右线段投射垂直线。此外，当所述一条或多条左线段当中的至少一条左线段与所述左边界一致时，垂直线生成器212可从所述一条或多条右线段当中的每条右线段的中心向所述一条或多条左线段当中的至少一条左线段投射垂直线。

在一种实施方式中，中点确定模块213进行中点确定。中点确定模块213确定出从所述一条或多条左线段当中的每条左线段的中心投射至所述一条或多条右线段当中的至少一条右线段的垂直线及从所述一条或多条右线段当中的每条右线段的中心投射至所述一条或多条左线段当中的至少一条左线段的垂直线当中每条垂直线的中点。如此，该垂直线即形成一个或多个中点。

在一种实施方式中，安全路径生成模块214进行安全路径的生成。该安全路径可通过将中点确定模块213所确定的一个或多个中点的方式按顺序连接的方式生成。在一种实施方式中，可通过对所述一个或多个中点进行曲线拟合而生成沿所述左右边界之间的道路中央延伸的安全路径。

在一种实施方式中，其他模块215可包括但不限于用于显示ecu104所生成的安全路径的显示模块等模块。该显示模块可将所生成的安全路径显示给用户。该显示模块可以为，但不限于，液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器和/或能够进行输出显示的任何其他模块当中的一个。在一种实施方式中，所述显示模块可位于用户设备内，其中，用户可利用所述安全路径进行导航。

图3所示为根据本发明一些实施方式生成车辆用安全导航路径的例示方法步骤。

如图3所示，根据本发明一些实施方式，方法300可包括用于生成车辆用安全导航路径的一个或多个步骤。其中，可以在一般的计算机可执行指令背景下，对方法300进行描述。一般而言，计算机可执行指令可包括用于执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块和功能。

方法300的描述顺序并不旨在被理解为限制，而且为了实施该方法，可将该方法的任意数目的部分以任意顺序组合。另外，在不脱离本文所述技术方案的精神和范围的前提下，可将该方法的各个部分分别单独从该方法中删除。此外，该方法可在任何合适的硬件、软件、固件或其组合中实施。

在步骤301中，通信模块209接收参考路径生成单元103所生成的参考路径。该参考路径包括左右两个边界。通信模块209所接收的参考路径示于图4。

图4所示为通信模块209所接收的参考路径。图4包括起始地点400、目的地点401、从起始地点400至目的地点401的生成参考路径402、左边界403a以及右边界403b。起始地点400与目的地点401之间有道路连接。左边界403a表示道路左缘，右边界403b表示道路右缘。沿道路生成的参考路径402可局限于左边界403a和右边界403b之间。在图4中，左边界403a和右边界403b以虚线表示。参考路径402可以为生成于起始地点400和目的地点401之间的随机路径。

再次参考图3，在步骤302中，扫描线生成器210生成自所述参考路径相对于预设旋转轴线向外延伸的多条左扫描线和多条右扫描线。所述多条左扫描线位于所述参考路径的左侧，所述多条右扫描线位于该参考路径的右侧。在所述参考路径的任意一点上，所述左右扫描线均与所述参考路径垂直，并分别朝所述左右边界延伸。在一种实施方式中，所述多条左右扫描线的生成中还可将所述参考路径的朝向考虑在内。

在一种实施方式中，假设道路在笔直路径之后朝左急转，则在此情形中，由于该道路存在朝左的急转弯，因此所述参考路径也可朝向左方。如此，可沿所述转弯生成自参考路径向外竖向延伸的多条左右扫描线(即分别沿传统x-y坐标平面的正负y向延伸)。假设道路为笔直路径，即参考路径相对于道路具有竖向轴线，则可沿该笔直路径生成自参考路径向外横向延伸的多条左右扫描线(即分别沿正负x向延伸)。此外，所述多条左扫描线当中的每条扫描线均在其端点处与所述左边界相交，而所述多条右扫描线当中的每条扫描线均在其端点处与所述右边界相交。也就是说，所述多条左扫描线当中的每条扫描线的端点位于所述左边界上，而所述多条右扫描线当中的每条扫描线的端点位于所述右边界上。所生成的扫描线示于图5。

图5所示为导航路径生成系统100所生成的扫描线。图5包括起始地点400，目的地点401，参考路径402，左边界403a，右边界403b，第一左扫描线501a，……，第n左扫描线501n，第一右扫描线502a，……，第n右扫描线502n。第一左扫描线501a，……，第n左扫描线501n可统称为多条左扫描线501。第一右扫描线502a，……，第n右扫描线502n可统称为多条右扫描线502。如图4所示局限于左边界403a和右边界403b之间的参考路径402由扫描线生成器210接收。扫描线生成器210生成位于参考路径401左侧的所述多条左扫描线501，以及位于参考路径401右侧的所述多条右扫描线502。如图5所示，所述多条左扫描线501横向生成(负y向)，所述多条右扫描线502也横向生成。此外，如图5所示，所述多条左扫描线501均始自参考路径402，而且该多条左扫描线当中的每条左扫描线501均在其端点处与左边界403a相交，或者说终于左边界403a。类似地，如图5所示，所述多条右扫描线502均始自参考路径402，而且该多条右扫描线502当中的每条右扫描线501均在其端点处与右边界403b相交，或者说终于右边界403b。

再次参考图3，在步骤303中，线段生成器211生成一条或多条左线段和一条或多条右线段。其中，至少根据所述多条左扫描线当中的每条左扫描线与所述左边界相交的端点，沿该左边界生成所述一条或多条左线段，而且至少根据所述多条右扫描线当中的每条右扫描线与所述右边界相交的端点，沿该右边界生成所述一条或多条右线段。

在一种实施方式中，通过以笔直线段连接所述多条左扫描线的至少两个端点的方式生成左线段，并以笔直线段连接所述多条右扫描线的至少两个端点的方式生成右线段。所述一条或多条左右线段的生成过程中涉及阈值数据206中的角度阈值和线段长度阈值。所述一条或多条左右线段当中的每条线段均可以为根据该一条或多条左右线段当中的每条线段与相应参考线段之间的偏差角生成的笔直线段。在一种情形中，为了生成第一左线段，首先考虑第一左扫描线的端点及其他扫描线的端点，而且将沿竖轴或横轴(取决于所述参考路径的朝向)延伸的假想参考线段选作用于生成所述第一左线段的参考。之后，将第一左扫描线位于所述左边界上的端点与该左边界上至少一个其他端点笔直连接，从而形成所述第一左线段。在该第一左线段的生成过程中，对该第一左线段相对于所述参考线段的偏差角加以考虑。当所述第一左线段与所述参考线段之间的偏差角小于所述角度阈值时，可生成所述第一左线段。类似地，在生成一条线段的过程中，首先将该待生成的线段与相应参考线段之间的角度偏差加以考虑，如果该偏差小于预设阈值，则可生成该线段。

在一种实施方式中，还以上述情形为例，所生成的第一左线段使得所述一条或多条左扫描线的端点当中有尽可能多的端点落于该第一左线段上。此外，假设该第一左线段为通过连接所述左边界上的四个端点而形成的线段，则在生成该连接四个端点的第一左线段时，需保证该第一左线段(连接四个端点)与参考线段之间的偏差角度处于上述角度阈值之内，而且该第一左线段的长度不超出上述线段长度阈值。类似地，在生成所述第二左线段时，将所述第一左线段作为参考线段，而且将该第一左线段的终点作为所述第二左线段的起点。

在另一实施方式中，通过相互连接而形成所述线段的一个或多个端点当中的每一个端点并非一定位于该线段之上。该线段的生成只要使得尽量多的端点位于其上即可。所生成的一条或多条左右线段示于图6，图7a和图7b。

图6所示为所生成的一条或多条左线段及一条或多条右线段。图6包括起始地点400，目的地点401，参考路径402，左边界403a，右边界403b，所述多条左扫描线501，所述多条右扫描线502，第一左线段601a，……，第n左线段601n，第一右线段602a，……，第n右线段602n。所述第一左线段601a，……，第n左线段601n可统称为所述一条或多条左线段601。所述第一右线段602a，……，第n右线段602n可统称为所述一条或多条右线段602。所述一条或多条左线段601沿左边界403a生成，所述一条或多条右线段602沿右边界403b生成。

图7a，图7b所示为所生成的第一左线段601a。其中，如图7a所示，可将自第一左扫描线501a端点延伸的竖轴选作假想参考线段700，并通过将第一左扫描线501a端点与第二扫描线501b的端点(左边界403a上的下一端点)相连接，形成第一左线段601a。设第一左线段601a与参考线段700之间的偏差角度为θ，上述角度阈值为θth，则在如图7a所示的所形成的第一线段中，θ小于θth。

由于θ小于θth，因此如图7b所示，可将第一左线段601a延长至使其通过第三扫描线501c的端点(左边界403a上的下一端点)。如此，通过延长第一线段601a，可增加落于第一线段601a上的端点数。此时，延长后的第一左线段与参考线段700之间的偏差角θ等于角度阈值θth。如此，如图7b所示，所生成的第一左线段601a即连接三个端点。如果延长后的第一左线段601a的偏差角θ大于上述角度阈值时，则将放弃该第一左线段的延长线，从而生成图7a所示的第一左线段601a。

在一种实施方式中，将第一左线段601a的终点作为起点，并将第一左线段601a作为参考线段，以与图7a和图7b所示类似的方式，生成第二左线段。

再次参考图3，在步骤304中，垂直线生成器212进行垂直线投射。在沿左边界403a生成所述一条或多条左线段601，并沿右边界403b生成所述一条或多条右线段602后，垂直线生成器212自所述一条或多条左线段601当中的每条左线段的中心向右边界403b投射垂直线，并自所述一条或多条右线段602当中的每条右线段的中心向左边界403a投射垂直线，从而生成一条或多条垂直线。

在步骤305中，中点确定模块213确定出所述一条或多条垂直线当中每条垂直线的中点，从而生成一个或多个中点。所生成的各垂直线及所确定的所述一条或多条垂直线当中每条垂直线的中点示于图8。

图8所示为所投射的垂直线及所生成的安全路径。图8包括起始地点400，目的地点401，参考路径402，左边界403a，右边界403b，所述一条或多条左线段601，所述一条或多条右线段602，第一垂直线801a，第二垂直线801b，……，第n垂直线801n，安全导航路径802。所述第一垂直线801a，第二垂直线801b，……，第n垂直线801n可统称为各垂直线801。如图8所示，第一垂直线801a自第一右线段602a的中心投射至左边界403a。类似地，第二垂直线801b自第一左线段601a的中心投射至右边界403b。类似地，如图8所示，自所述一条或多条右线段602当中的每条右线段的中心均向左边界403a投射一条垂直线，而且自所述一条或多条左线段601当中的每条左线段的中心均向右边界403b投射一条垂直线。此外，还确定出所述垂直线当中每条垂直线的中点，这些中点在图8中以十字标记(x)示出。

在一种实施方式中，可自所述一条或多条右线段602当中的每条右线段的中心向所述一条或多条左线段601当中的至少一条左线段投射垂直线，而且可自所述一条或多条左线段601当中的每条左线段的中心向所述一条或多条右线段602当中的至少一条右线段投射垂直线。

在步骤306中，安全路径生成模块214进行安全路径的生成。其中，可通过将中点确定模块213所确定的一个或多个中点相互连接的方式生成所述安全路径。在一种实施方式中，可通过对所述一个或多个中点进行曲线拟合的方式，生成沿具有确定的左边界403a和右边界403b且连接起始地点400和目的地点401的道路中央延伸的安全路径。所生成的安全导航路径示于图8。

如图8所示，可通过对所述一条或多条垂直线当中每条垂直线的中点进行曲线拟合的方式，生成安全导航路径802。

计算机系统

图9为用于实施各种实施方式的例示计算机系统900的框图。在一种实施方式中，计算机系统900用于实现导航路径生成系统100。计算机系统900可包括中央处理单元(“cpu”或“处理器”)902。处理器902可包括至少一个用于生成车辆用安全导航路径的数据处理器。处理器902可包括集成系统(总线)控制器、内存管理控制单元、浮点单元、图形处理单元、数字信号处理单元等专用处理单元。

处理器902可设置为通过输入/输出(i/o)接口901与一个或多个i/o设备(未图示)进行通信。i/o接口901可采用通信协议/方法，例如但不限于，音频、模拟、数字、单声道、rca、立体声、ieee-1394、串行总线、通用串行总线(usb)、红外、ps/2、bnc、同轴、组件、复合、数字视觉接口(dvi)、高清晰度多媒体接口(hdmi)、射频天线、s-video，vga、ieee802.n/b/g/n/x、蓝牙、蜂窝(例如码分多址(cdma)、高速分组接入(hspa+)、移动通信全球系统(gsm)、长期演进(lte)、wimax等)等。

计算机系统900可通过i/o接口901与一个或多个i/o设备通信。举例而言，输入设备910可以为天线、键盘、鼠标、操纵杆、(红外)遥控、摄像头、读卡器、传真机、加密狗、生物计量阅读器、麦克风、触摸屏、触摸板、轨迹球、触控笔、扫描仪、存储设备、收发器、视频设备/视频源等。输出设备911可以为打印机、传真机、视频显示器(如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)、等离子、等离子显示面板(pdp)，有机发光二极管显示器(oled)等)、音频扬声器等。

在一些实施方式中，计算机系统900由导航路径生成系统100构成。处理器902可设置为通过网络接口903与通信网络909通信。网络接口903可与通信网络909通信。网络接口903可采用连接协议，包括但不限于，直接连接，以太网(例如双绞线10/100/1000baset)，传输控制协议/网际协议(tcp/ip)，令牌环，ieee802.11a/b/g/n/x等。通信网络909可包括，但不限于，直接互连、局域网(lan)、广域网(wan)、无线网络(例如使用无线应用协议)、因特网等。通过网络接口903和通信网络909，计算机系统900可与感测单元912和导航单元913通信。网络接口903可采用连接协议，包括但不限于，直接连接、以太网(例如双绞线10/100/1000baset)、传输控制协议/网际协议(tcp/ip)、令牌环、ieee802.11a/b/g/n/x等。

通信网络909可包括，但不限于，直接互连、电子商务网络，点对点(p2p)网络，局域网(lan)、广域网(wan)、无线网络(例如使用无线应用协议)、因特网、wi-fi等。所述第一网络和第二网络既可以为专用网络，也可以为共享网络，该共享网络指使用超文本传输协议(http)、传输控制协议/因特网协议(tcp/ip)、无线应用协议(wap)等各种协议彼此通信的不同类型网络的联合体。此外，所述第一网络和第二网络可包括各种网络设备，这些网络设备包括路由器、网桥、服务器、计算装置、存储设备等。

在一些实施方式中，处理器902可设置为通过存储接口904与存储设备905(例如ram、rom等，图9中未示出)通信。存储接口904可采用串行高级技术连接(sata)、集成驱动电子设备(ide)、ieee1394、通用串行总线(usb)、光纤通道、小型计算机系统接口(scsi)等连接协议连接至存储器505，该存储器包括，但不限于，存储驱动器、可移除磁盘驱动器等。所述存储驱动器还可包括磁鼓、磁盘驱动器、磁光驱动器、光盘驱动器、独立磁盘冗余阵列(raid)、固态存储设备、固态驱动器等。

存储器905可存储一系列程序或数据库组件，包括但不限于，用户接口906、操作系统907、网页浏览器908等。在一些实施方式中，计算机系统900可存有用户/应用程序数据906(例如，本发明中所述的任何数据、变量或数据记录)等。所述数据库可以为甲骨文或赛贝斯等容错、关系、可扩展、安全数据库。

操作系统907可促进计算机系统900的资源管理和运行。操作系统例如包括，但不限于，苹果osx、类unix系统套件(例如伯克利软件套件^tm(bsd)、freebsd^tm、netbsd^tm、openbsd^tm等)、linux套件^tm(如redhat^tm、ubuntu^tm、kubuntu^tm等)、ibm^tmos/2、微软^tmwindows^tm(xp^tm，vista^tm/7/8/10等)、ios^tm、谷歌安卓(android^tm)、黑莓操作系统等。

在一些实施方式中，计算机系统900可执行网页浏览器908存储的程序组件。网页浏览器908可以为internetexplorer^tm、chrome^tm、谋智火狐(firefox^tm)、safari^tm等超文本浏览应用程序。此外，还可通过https(安全超文本传输协议)、安全套接字层(ssl)、安全传输层(tls)等实现安全网页浏览。网页浏览器908可使用ajax^tm、dhtml^tm、flash^tm、javascript^tm、java^tm、应用程序编程接口(api)等工具。在一些实施方式中，计算机系统900可执行邮件服务器存储的程序组件。所述邮件服务器可以为微软exchange等因特网邮件服务器。所述邮件服务器可使用asp^tm、activex^tm、ansi^tmc++/c#、net^tm、cgi脚本^tm、java^tm、javascript^tm、perl^tm、php^tm、python^tm、webobjects^tm等工具。所述邮件服务器还可使用因特网信息访问协议(imap)，邮件应用程序编程接口(mapi)，微软exchange，邮局协议(pop)，简单邮件传输协议(smtp)等通信协议。在一些实施方式中，计算机系统900可执行邮件客户端存储的程序组件。所述邮件客户端可为mail^tm、entourage^tm、outlook^tm、thunderbird^tm等邮件查看程序。

此外，一个或多个计算机可读存储介质可用于实施符合本发明的实施方式。计算机可读存储介质是指可对处理器可读取的信息或数据进行存储的任何类型的物理存储器。因此，计算机可读存储介质可对用于由一个或多个处理器执行的指令进行存储，这些指令包括用于使处理器执行符合本申请实施方式的步骤或阶段的指令。“计算机可读介质”一词应理解为包括有形物件且不包括载波及瞬态信号，即为非临时性介质，例如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、易失性存储器、非易失性存储器、硬盘驱动器、只读光盘存储器(cd-rom)、dvd、闪存驱动器、磁盘以及其他任何已知物理存储介质。

在一种实施方式中，方法步骤300可实时执行。

在一种实施方式中，本发明公开了一种生成车辆用沿道路中央延伸的安全路径的方法。通过将车辆沿所述安全路径导航，可确保车辆，尤其自动驾驶或半自动驾驶车辆，以及车内人员的安全。

在一种实施方式中，本发明公开了一种沿道路中央生成安全导航路径的方法和系统。

除非另有明确说明，“实施方式”，“各实施方式”，“所述实施方式”，“所述各实施方式”，“一种或多种实施方式”，“一些实施方式”以及“一种实施方式”等词均表示“本发明的一种或多种(而非全部)实施方式”的意思。

除非另有明确说明，“包括”，“包含”以及“具有”各词及其变形形式均表示“包括，但不限于”的意思。

除非另有明确说明，对项目的枚举罗列并不意味着其中的任何或所有项目具有相互排他关系。除非另有明确说明，无复数意义的不定指或定指均表示“一个或多个”的意思。

描述为具有多个相互间有联系的部件的实施方式并不意味着所有此类部件均为必需部件。相反地，其描述的是，还具有多种可选组件用于实现本发明的各种各样的可能实施方式。

本文中，一旦有对单个设备或物件的描述，则可随即明白的是，所述单个设备/物件可由多于一个的所述设备/物件(无论其之间是否均有协作关系)代替。类似地，本文中一旦有对多于一个的设备或物件(无论其之间是否均有协作关系)的描述，则可随即明白的是，所述多于一个的设备或物件可由单个设备/物件代替，或者所示数量的设备或程序可由不同数量的设备/物件代替。此外，某个设备的功能和/或特征可由一个或多个未明确描述为具有此类功能/特征的其他设备代为实现。因此，本发明的其它实施方式无需包括该设备本身。

图3所示各操作展示了以某一顺序发生的特定事件。在替代实施方式中，可按照不同顺序执行其中的某些操作，或者修改或去除其中的某些操作。其次，可在上述逻辑中加入数个步骤的同时，仍使其符合所述实施方式。再次，本文所述的操作既可按顺序逐次发生，也可将当中的某些操作并行处理。再者，操作既可由单个处理单元执行，也可由分布式处理单元执行。

最后，本说明书所选的行文方式主要在于可读性和教示目的，其可并不在于细述或限制本发明技术方案。因此，本发明范围并不意在由此具体实施方式部分限制，而是由基于此部分提出申请的任何权利要求所界定。相应地，本发明实施方式的公开内容意在于说明而非限制本发明范围，而且本发明范围如下附权利要求所述。

虽然本文公开了各个方面及各种实施方式，但是对于本领域技术人员而言，其他方面及实施方式为容易获得的。本文所公开的各个方面及各种实施方式出于说明而非限制目的，本发明的真正范围及精神如权利要求所述。