一種獲取導航數據的方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種獲取導航數據的方法及系統，首先獲取高速公路的全景照片和激光點云，然后解算全景照片的空間姿態信息，生成路面正射影像，確定路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；根據全景照片，獲取標牌的像素坐標，并結合激光點云，確定標牌在高速公路上的空間位置信息。本發明專利技術實現了通過以相機拍照及照片處理為主，以低端激光器掃描為輔，也能夠獲取高端的導航數據；另外，采用本發明專利技術的方法，在獲取高端導航數據時，所采用的設備主要是相機、低端激光器，且后續數據處理并沒有依賴大量的激光點云數據，因此，本發明專利技術還具有成本低，輕量化，數據處理簡單、精度可滿足要求的優點。

Method and system for acquiring navigation data

The invention discloses a method and a system for acquiring navigation data, panoramic photos and laser point cloud obtained highway, space attitude information and calculating panorama generation, pavement orthophoto, road signs and markings on the highway to determine the space position information; according to the panoramic image pixel coordinates acquisition signs. Combined with the laser point cloud, determine the signs on the highway spatial position information. The invention realizes through the camera and photo processing mainly in the low-end laser scanning auxiliary navigation data can also get high; in addition, the method of the invention, in the acquisition of high-end navigation data, the equipment is mainly low-end cameras, lasers, and the subsequent data processing and not rely on a large number of laser cloud data, therefore, the invention has the advantages of low cost, light weight, simple data processing and precision can meet the requirements of the advantages.

【技術實現步驟摘要】
一種獲取導航數據的方法及系統
本專利技術涉及獲取導航數據
，特別是涉及一種獲取導航數據的方法及系統。
技術介紹
高端導航數據主要用于自動駕駛。國外部分城市正在測試自動駕駛，國內大的導航公司，如四維圖新、高德等，也都正在采集高端導航數據(據悉某導航公司2016年有5萬公里的高端導航數據采集任務)。目前，為了獲取高端導航數據，常采用的方案是利用移動測量系統(MMS)(如高德公司采用進口的VMX-450移動掃描系統或四維圖新公司采用國產的SSW-IV移動建模測量系統)進行數據采集，采集的數據為激光點云和全景影像。其中，點云提供目標的空間位置，全景影像主要提供標牌的紋理，并根據采集的數據，進行手動或半自動的導航數據生成。但是上述方案存在很多不足，例如，一移動測量系統(MMS)系統造價昂貴，此系統的成本(不含車)在200萬左右，其中激光器占100萬左右；二激光點云數據處理復雜度大，自動生成標線和標牌的成果正確率不高；三后期交互處理復雜。綜合上述方案的不足，急需提供一種新的導航數據獲取方法。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種獲取導航數據的方法及系統，該方法顛覆目前的高端激光器采集和處理的方案，改為以相機拍照及照片處理為主，低端激光掃描為輔的技術方案，具有低成本、輕量化、后處理簡單、精度可滿足要求的優點。為實現上述目的，本專利技術提供了如下方案：一種獲取導航數據的方法，所述方法包括：獲取高速公路的全景照片和激光點云；解算所述全景照片的空間姿態信息；根據所述空間姿態信息，生成路面正射影像；根據所述路面正射影像，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；根據所述全景照片，獲取標牌的像素坐標；根據所述標牌的像素坐標和所述激光點云，確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息。可選的，所述獲取高速公路的全景照片和激光點云，具體包括：采用移動測量裝置，獲取高速公路的全景照片和激光點云；所述移動測量裝置包括激光器，慣性測量裝置、里程計、相機以及定位設備?？蛇x的，所述生成路面正射影像，具體包括：構造虛擬路面；根據所述虛擬路面和所述空間姿態信息，計算所述虛擬路面上任意位置在所述全景照片中相應的像素值；根據所述像素值，生成路面正射影像?？蛇x的，所述確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息，具體包括：提取所述路面正射影像上的標志標線，再根據所述路面正射影像的分辨率和空間變換關系，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；或者，將所述路面正射影像旋轉到車行方向，然后采用模板匹配方式，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息?？蛇x的，所述方法還包括：根據所述虛擬路面和所述路面正射影像，建立路面三維模型；根據所述路面三維模型，校正所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息。可選的，所述確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息，具體包括：根據所述標牌的像素坐標，計算所述標牌的球面坐標；根據從相機中心到所述球面坐標的射線與所述激光點云的交點，確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息。本專利技術還提供一種獲取導航數據的系統，所述系統包括：全景照片和激光點云獲取模塊，用于獲取高速公路的全景照片和激光點云；空間姿態信息解算模塊，用于解算所述全景照片的空間姿態信息；路面正射影像生成模塊，用于根據所述空間姿態信息，生成路面正射影像；路面標志標線空間位置信息確定模塊，用于根據所述路面正射影像，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；標牌像素坐標獲取模塊，用于根據所述全景照片，獲取標牌的像素坐標；標牌空間位置信息確定模塊，根據所述標牌的像素坐標和所述激光點云，確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息。可選的，所述路面正射影像生成模塊，具體包括：虛擬路面構造單元，用于構造虛擬路面；像素值計算單元，用于根據所述虛擬路面和所述空間姿態信息，計算所述虛擬路面上任意位置在所述全景照片中相應的像素值；路面正射影像生成單元，用于根據所述像素值，生成路面正射影像?？蛇x的，所述路面標志標線空間位置信息確定模塊，具體包括：路面標志標線空間位置信息第一確定單元，提取所述路面正射影像上的標志標線，再根據所述路面正射影像的分辨率和空間變換關系，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；路面標志標線空間位置信息第二確定單元，用于將所述路面正射影像旋轉到車行方向，然后采用模板匹配方式，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息?？蛇x的，所述標牌空間位置信息確定模塊，具體包括：球面坐標計算單元，用于根據所述標牌的像素坐標，計算所述標牌的球面坐標；標牌空間位置信息確定單元，根據從相機中心到所述球面坐標的射線與所述激光點云的交點，確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息。根據本專利技術提供的具體實施例，本專利技術公開了以下技術效果：本專利技術公開了一種獲取導航數據的方法及系統，該方法和系統首先獲取高速公路的全景照片和激光點云，然后解算算全景照片的空間姿態信息，生成路面正射影像，確定路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；根據全景照片，獲取標牌的像素坐標；并結合激光點云，確定標牌在高速公路上的空間位置信息，實現了以相機拍照及照片處理為主，以低端激光器掃描為輔，也能夠獲取高端的導航數據。由于本專利技術提供的技術方案是以相機拍照及照片處理為主，以低端激光器掃描為輔，因此本專利技術提供的技術方案的具有低成本、輕量化的優點；且后續照片處理并沒有依賴大量的激光點云數據，因此本專利技術提供的技術方案還具有數據處理簡單、精度可滿足要求的優點。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術實施例的獲取導航數據方法流程圖；圖2為本專利技術實施例的虛擬路面；圖3為本專利技術實施例的虛擬路面誤差示意圖；圖4為本專利技術實施例的虛擬路面誤差修正示意圖；圖5為本專利技術實施例的路面正射影像的預處理示意圖；圖6為本專利技術實施例的路面正射影像的變換示意圖圖7為本專利技術實施例的路面三維模型示意圖；圖8為本專利技術實施例的獲取標牌的空間位置信息示意圖；圖9為本專利技術實施例的獲取導航數據系統結構圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。本專利技術的目的是提供了一種獲取導航數據的方法及系統，實現了通過以相機拍照及照片處理為主，以低端激光器掃描為輔，也能夠獲取高端的導航數據，同時采用本專利技術的方法，在獲取高端導航數據時，所采用的設備具有成本低，輕量化的優點，且后續數據處理并沒有依賴大量的激光點云數據，因此，本專利技術還具有數據處理簡單、精度可滿足要求的優點。為使本專利技術的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術作進一步詳細的說明。實施例一圖1為本專利技術實施例的獲取導航數據方法流程圖，如圖1所示，所述方法包括：步驟101：獲取高速公路的全景照片和激光點云；其中，獲取高速公路的全景照片和激光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種獲取導航數據的方法，其特征在于，所述方法包括：獲取高速公路的全景照片和激光點云；解算所述全景照片的空間姿態信息；根據所述空間姿態信息，生成路面正射影像；根據所述路面正射影像，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；根據所述全景照片，獲取標牌的像素坐標；根據所述標牌的像素坐標和所述激光點云，確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息。

【技術特征摘要】
1.一種獲取導航數據的方法，其特征在于，所述方法包括：獲取高速公路的全景照片和激光點云；解算所述全景照片的空間姿態信息；根據所述空間姿態信息，生成路面正射影像；根據所述路面正射影像，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；根據所述全景照片，獲取標牌的像素坐標；根據所述標牌的像素坐標和所述激光點云，確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息。2.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述獲取高速公路的全景照片和激光點云，具體包括：采用移動測量裝置，獲取高速公路的全景照片和激光點云；所述移動測量裝置包括激光器，慣性測量裝置、里程計、相機以及定位設備。3.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述生成路面正射影像，具體包括：構造虛擬路面；根據所述虛擬路面和所述空間姿態信息，計算所述虛擬路面上任意位置在所述全景照片中相應的像素值；根據所述像素值，生成路面正射影像。4.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息，具體包括：提取所述路面正射影像上的標志標線，再根據所述路面正射影像的分辨率和空間變換關系，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息；或者，將所述路面正射影像旋轉到車行方向，然后采用模板匹配方式，確定所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息。5.根據權利要求4所述方法，其特征在于，所述方法還包括：根據所述虛擬路面和所述路面正射影像，建立路面三維模型；根據所述路面三維模型，校正所述路面標志標線在高速公路上的空間位置信息。6.根據權利要求1所述方法，其特征在于，所述確定所述標牌在高速公路上的空間位置信息，具體包括：根據所述標牌的像素坐標，計算所述標牌的球面坐標；根據從相機中心到所述球面坐標的射線與所述激光點云的交點，確定所述標牌在高...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏占營，陳學霞，鐘若飛，
申請(專利權)人：首都師范大學，
類型：發明
國別省市：北京,11