基于高精度定位定姿数据超低时延地图车道匹配算法、软件的制作方法

本申请涉及信息，尤其涉及一种基于高精度定位定姿数据超低时延地图车道匹配算法、软件。

背景技术：

1、伴随着车路协同技术的快速发展，应用于智能网联车辆的自动驾驶技术也被广泛应用于日常交通的方方面面。其中，在自动驾驶技术的应用场景中，往往需要获取当前车辆所在车道等信息，并且我们希望对应的应用软件的底层算法能够高效、准确地获取这些信息。这些信息比如可以是车道方位信息、车道宽度信息、车道限速信息、基于该车道是否允许直行的信息、基于该车道是否允许左转的信息等等。

2、相关技术中，一般通过表征车道位置走向的车道点迹坐标序列描述车道的方位，如图1所示。常见的实现自车所在车道的匹配定位的方法大致包括：循环遍历map消息中的每个节点，一般一个节点对应一个路口；对每个当前所访问的节点，循环遍历该节点下的每一条道路；对每一条道路，循环遍历其下的每一条车道；对每一个当前考察的车道，循环遍历用于描述车道位置走向的车道点迹坐标序列；对车道点迹坐标序列中每对相邻的两点坐标，计算当前车辆的坐标到相邻的两点坐标的连线的垂线距离，并判断该垂线距离是否小于预设距离，若所述垂线距离小于指定预设距离，且车辆行驶方向与车道方向夹角小于或者等于预设角度，同时垂足落在当前考察的两点之间，则认为当前车辆与此两点所在的车道相匹配。

3、然而，发明人发现相关技术的方案具有直观、易于实现的特点，但是也至少存在如下技术问题：

4、多重循环遍历的方式决定了相关技术的方案的计算复杂度较高。理论上，假设表征车道位置走向的车道点迹坐标序列共包括n个序列点，n为大于或者等于1的整数，那么每进行一次车道匹配，平均要进行n/2次车辆的坐标到相邻两个坐标点的连线的垂线距离的计算才能找到匹配的车道，即计算复杂度为o(n)。这样的计算复杂度对于实时性要求不高的低速自动驾驶应用场景或者交通环境较简单的需求来说勉强可以满足，但无法满足对于实时性要求较高、更新计算频率较快的应用场景。

技术实现思路

1、本申请的一个目的是提供一种基于高精度定位定姿数据超低时延地图车道匹配算法、软件，至少用以解决相关技术的方案中无法满足对于实时性要求较高、更新计算频率较快的应用场景的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请的一些实施例提供了一种空间索引的构建方法，所述方法包括：获取车道宽度和用于表征车道位置走向的车道点迹坐标序列中的各相邻坐标；根据所述车道宽度和所述相邻坐标，确定可能与车道匹配的矩形区域；确定用于包围所述矩形区域的、长宽边分别与经纬度坐标系相平行的外接矩形，并获取所述外接矩形的其中一组对角线的顶点坐标数据；基于所述顶点坐标数据确定目标地址；根据所述顶点坐标数据和所述目标地址生成索引项添加至空间索引；循环执行上述各步骤，直至遍历完成所述车道点迹坐标序列中的所有相邻坐标，完成所述空间索引的构建。

3、本申请的一些实施例还提供了一种车道匹配方法，所述方法应用于根据如上所述的空间索引的构建方法构建得到的空间索引，所述方法包括：获取车辆当前的定位数据；从所述空间索引检索出包括所述定位数据的三元组的集合；遍历所述三元组以进行验证；根据验证结果进行车道匹配。

4、本申请的一些实施例还提供了一种电子设备，所述设备包括：一个或多个处理器；以及存储有计算机程序指令的存储器，所述计算机程序指令在被执行时使所述处理器执行如上任意一项所述的方法。

5、本申请的一些实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令可被处理器执行以实现所述的方法。

6、相较于现有技术，本申请实施例提供的方案中，本申请实施例提供的空间索引的构建方法，首先获取车道宽度和用于表征车道位置走向的车道点迹坐标序列中的各相邻坐标；然后根据所述车道宽度和所述相邻坐标，确定可能与车道匹配的矩形区域；之后进一步确定用于包围所述矩形区域的、长宽边分别与经纬度坐标系相平行的外接矩形，并获取所述外接矩形的其中一组对角线的顶点坐标数据；基于所述顶点坐标数据确定目标地址；根据所述顶点坐标数据和所述目标地址生成索引项添加至空间索引，以根据构建好的空间索引进行车道匹配。这样，当需要进行车道匹配时，仅需要使用实时获取到的车辆定位数据在所述空间索引进行检索即可。这样，使用所述空间索引进行检索的速度很快，以所述空间索引算法为rtree索引结构为例，其检索的平均计算复杂度为o(logn)，可以实现快速匹配车辆所在车道。

技术特征：

1.一种空间索引的构建方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取车道宽度和用于表征车道位置走向的车道点迹坐标序列中的各相邻坐标，具体为：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述相邻坐标分别为第一坐标和第二坐标；所述根据所述车道宽度和所述相邻坐标，确定可能与车道匹配的矩形区域包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将进行归一化处理后的向量以所述第一坐标为起点旋转90°得到目标向量具体为：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述外接矩形的其中一组对角线的顶点坐标数据具体为：所述外接矩形的左下角的坐标数据和所述外接矩形的右上角的坐标数据；

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述顶点坐标数据和所述目标地址生成索引项添加至空间索引包括：

7.一种车道匹配方法，其特征在于，所述方法应用于根据权利要求1至6中任意一项所述的空间索引的构建方法构建得到的空间索引，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述遍历所述三元组以进行验证包括：

9.一种电子设备，其特征在于，所述设备包括：

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令可被处理器执行以实现如权利要求1至8任意一项所述的方法。

技术总结
本申请提供了一种基于高精度定位定姿数据超低时延地图车道匹配算法、软件，其中，空间索引的构建方法包括：获取车道宽度和用于表征车道位置走向的车道点迹坐标序列中的各相邻坐标；根据车道宽度和相邻坐标，确定可能与车道匹配的矩形区域；确定用于包围矩形区域的、长宽边分别与经纬度坐标系相平行的外接矩形，并获取外接矩形的其中一组对角线的顶点坐标数据；基于顶点坐标数据确定目标地址；根据顶点坐标数据和目标地址生成索引项添加至空间索引；循环执行上述各步骤，直至遍历完成车道点迹坐标序列中的所有相邻坐标，完成空间索引的构建，可以至少用以解决相关技术的方案中无法满足对于实时性要求较高、更新计算频率较快的应用场景的技术问题。

技术研发人员：闫学亮,王卓,左练鹏,黄亮
受保护的技术使用者：云控智行（上海）汽车科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14