一种基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法

1.本发明涉及高精度地图技术领域，特别是涉及一种基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法。


背景技术：

2.随着技术的发展，高精度地图成为智能驾驶的重要工具，其能精确刻画道路与交通信息，通过与高精度定位系统的结合，能准确感知车辆的实时位置和所处环境，有助于进一步开发导航、驾驶行为识别等功能。
3.高精度地图对于真实道路数据的要求极高，目前的高精度地图生成技术以实地采集道路信息为主，一方面多源数据难以保证地图数据的一致性，费工费时；另一方面采集设备、环境天气等外界因素均会影响到高精度地图采集的数据质量。因此，亟需提供一种新的高精度地图生成方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，并提供一种基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法。
5.本发明所采用的具体技术方案如下：
6.准备创建高精度地图分层模型所需的道路基础设计资料；
7.采用国际通用的opendrive标准格式制作高精度地图，遵从opendrive标准格式，利用elementtree构建opendrive标准格式的节点与嵌套结构(即高精度地图模型)，按照道路层
→
道路参考线层
→
车道层
→
标志标线层
→
照明及安全设施层生成高精度地图分层模型，即按照依次构建道路层、道路参考线层、车道层、标志标线层、照明及安全设施层的顺序生成高精度地图分层模型；
8.根据从道路基础设计资料中提取的有效原始数据，部分数据经数学计算转换为与高精度地图创建相对应的有效数据。
9.利用easygui设计交互窗口，从easygui窗口输入属性数据，对道路层、道路参考线层、车道层、标志标线层、照明及安全设施层中的各项属性进行填充，生成opendrive标准格式下的高精度地图；
10.对生成的高精度地图进行校验，通过opendrive开发工具opendrive viewer校验高精度地图中横纵坐标、高程、车道等元素与真实道路基础设计资料的一致性，当判断指标均为一致时，则完成高精度地图的制作，否则重新进行上述步骤。
11.进一步的，作为优选技术方案，所述高精度地图生成所需的道路基础资料主要包括但不限于道路设计总体说明书、路线说明书、安全设施说明书、照明工程施工设计说明等说明书，路线平纵面缩图、路线平面图、路线纵断面图、路基横断面设计图、超高方式图、交通工程设施横断面布置图、沿线标志标线平面布置图、照明平面设计图等cad制图，以及直线、曲线及转角表、竖曲线表、控制测量成果表等表格。
12.进一步的，作为优选技术方案，所述高精度地图分层模型的构建包括：
13.高精度地图地理坐标定义，根据道路设计总体说明书确定道路设计资料的坐标系，一般地，为高斯平面投影坐标系，由(x/y/z)表示，x坐标向东，y坐标向北，z坐标向上，高精度地图应与该坐标系保持一致。其次，高精度地图中存在参考线坐标系，由(s/t/h)表示，s坐标表示里程，从道路参考线的起点开始测量，道路延伸多少米，则s从该起点增加相应的距离，s方向跟随着参考线的切线方向；t坐标表示与道路参考线(即道路基础设计资料中的道路中心线)的垂直距离，t坐标从s坐标处的道路参考线开始测量，垂直向左延伸，为正值，递增，向右延伸，为负值，递减。h坐标垂直于s/t平面向上。
14.道路层定义，根据道路设计资料中所涉及的所有道路，按照车辆行驶方向确定道路编号(即道路id)顺序与连接情况，生成道路层，同时生成道路层中的每条道路的属性；
15.道路参考线层定义，选定道路层中每条道路，根据该道路下的道路参考线的曲率特性分割为多个参考线段(直线、缓和曲线、圆曲线)，参考线段按照道路行驶方向后延，生成道路参考线层，同时生成道路参考线层的每个参考线段的属性；
16.车道层定义，根据车道变化情况分割车道段，若一条道路上车道形式发生改变则需要进行分割，分割时多个车道段根据道路行驶方向后延。对每个车道段构建中心车道作为参考车道，中心车道编号(即车道id)为0，右侧车道id向右为降序，左侧车道id向左为升序，同时生成车道层中每条车道的属性。车道层中的车道段及其包含的车道共同构成车道层；
17.标志标线层定义，选定车道层中某个车道，定义标志标线层中的车道边缘线，生成车道边缘线属性；选定道路层中某个道路，定义标志标线层中的交通岛线、停车位线及特殊道路标线等，并生成其属性；选定道路层中某个道路，定义标志标线层中的标志，并生成标志的属性；
18.照明及安全设施层定义，选定道路层中的某个道路，定义栏杆、栏杆柱等安全设施及照明设施等，并生成其属性。
19.进一步的，作为优选技术方案，所述高精度地图分层模型的构建还包括：
20.高精度地图分层模型中道路层至少包含1个道路元素，每个道路元素均有唯一的道路id，当道路的元素无法在先前定义的道路元素中得到描述时，添加一个新的道路元素，道路id递增。高精度地图分层模型中道路层每条道路都沿着一条道路参考线延伸，即每个道路元素至少包含1个道路参考线段。每个道路元素至少包含1个车道段，每个车道段至少包含1个宽度大于0的车道。
21.进一步的，作为优选技术方案，所述高精度地图标准格式文件的生成包括：
22.依据opendrive标准格式制作高精度地图，opendrive标准格式以可扩展标记语言(xml)为基础，能够提供统一的方法来描述和交换独立于应用程序或供应商的结构化地理信息数据，增强高精度地图文件的可读性和扩展性。xml格式以节点描述高精度地图分层模型的各元素，元素之间的包含关系由节点之间的嵌套结构进行表示，可被视为节点树结构；
23.高精度地图分层模型转化为opendrive标准格式时的主要节点如下：道路层可包含多个并列道路节点，每个道路节点下包含道路参考线层节点、车道层节点、标志标线层节点、照明及安全设施层节点，车道层节点下包含标志标线层的车道边缘线节点；
24.elementtree为用于处理树结构的python包，最常用于处理xml文件。利用
elementtree编写程序，构建xml文件树结构，生成高精度地图文件中所有节点及对应嵌套结构，并创建每个节点的属性；
25.easygui为python中的图形界面化工具，可以提供简单的gui交互接口，利用easygui编写交互窗口的程序，通过用户手动输入参数或批量文件读取，可自动填充对应节点的对应属性，生成符合xml语言规范的opendrive标准格式文件，实现高精度地图文件的快速生成。
26.进一步的，作为优选技术方案，所述节点属性有效数据的数学计算转换包括：
27.opendrive标准格式中每条道路的里程桩号由s坐标表示，由直线、曲线及转角表中的缓和曲线/圆曲线起终点里程桩号计算。opendrive标准格式中每条道路高程由三次多项式函数表示，通过道路基础设计资料中竖曲线表，应用高程计算方法进行求解。道路的超高和超高渐变段，均利用三次多项式函数来表示，需根据道路基础设计资料中的超高坡度以及超高渐变率进行换算。道路的横断面由包含t坐标的三次多项式函数表示，需根据路拱横坡、超高坡度以及超高渐变率进行转换。
28.进一步的，作为优选技术方案，所述生成的高精度地图的校验包括：
29.opendrive viewer为高精度地图开发工具，通过基础可视化功能校验高精度地图的生成效果，可在以下方面校验高精度地图中道路模型与真实道路基础设计资料是否一致：
30.校验道路整体走向、形状与真实道路基础设计资料是否一致；
31.校验道路主要控制点位置(x坐标、y坐标、z坐标)与真实道路基础设计资料是否一致；
32.校验道路中的车道种类、车道数量、车道宽度与真实道路基础设计资料是否一致；
33.校验道路中车道边缘线类型、形状，标志标线位置、类型，照明及安全设施位置、范围与真实道路基础设计资料是否一致。
34.本发明相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
35.本发明专门针对国际opendrive标准格式下的高精度地图模型，提出基于道路基础设计资料的地图生成方式，通过格式转化程序实现从道路基础设计资料数据到高精度地图数据存储方式的转化。本发明可以很大程度上简化高精度地图制作过程，减少实测数据时外界因素的不利影响，使高精度地图制作专注于道路本身，简化地图生成过程，进而有效提升高精度地图生成效率，为未来大规模的高精度地图制作建立基础。
附图说明
36.结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它效果显而易见；
37.图1为本发明提出的高精度地图生成方法的主要步骤流程图；
38.图2为本发明中高精度地图模型主要元素示意图；
39.图3为本发明中高精度地图分层模型中的坐标系示意图；
40.图4为本发明中高精度地图分层模型生成的原理示意图；
41.图5为本发明中道路设计高程基点(即路基设计标高位置)定义示意图，其中，(a)为有中央分隔带的道路横断面，(b)为无中央分隔带的道路横断面；
42.图6为本发明中道路超高及超高缓和段定义示意图；
43.图7为本发明中道路横断面定义与计算示意图，其中，(a)为路拱横断面，(b)为超高横断面；
44.图8为本发明中高精度地图校验时的可视化示意图；
45.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；为了更好说明本实施例，附图某些元素会有省略、放大或缩小，不能理解为对本发明的限制。
具体实施方式
46.下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。本发明中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。
47.本发明实施例提供一种高精度地图生成方法，用于生成opendrive标准格式下的高精度地图，为车辆导航、驾驶行为识别等提供精确地图数据，如图1所示，包括如下步骤：遵从opendrive标准格式，基于elementtree编写程序，按照道路层
→
道路参考线层
→
车道层
→
标志标线层
→
照明及安全设施层构建高精度地图分层模型，通过分层模型将高精度地图元素按类别创建，并添加每种元素的属性。依据道路基础设计资料中的不同类别数据，利用easygui交互窗口输入分层模型中各种元素的对应属性值，生成opendrive标准格式下的高精度地图。通过高精度地图可视化工具对高精度地图与道路设计资料进行一致性校验。
48.s10.基于道路基础设计资料确定高精度地图所需原始文件。
49.为获得高精度地图的所需原始文件，需获得尽可能多的道路基础设计资料，作为主要地图数据和辅助参考性数据，本技术仅给出实施例必须使用和参考的设计资料文件，在一般场景中不限制于以下文件：
50.说明书类文件：总体说明书、路线说明书、安全设施说明书、照明工程施工设计说明书；cad制图类文件：路线平纵面缩图、公路平面总体设计图、路线平面图、路线纵断面图、路及标准横断面图、超高方式图、沿线标志、标线平面布置图、交通工程设施横断面布置图、护栏一般布置图、道路横断面照明布置图；表格类文件：直线、曲线及转角表、竖曲线表、逐桩坐标表、控制测量成果表、标线设置一览表、护栏设置一览表；
51.s20.按道路层
→
道路参考线层
→
车道层
→
标志标线层
→
照明及安全设施层构建高精度地图分层模型。
52.高精度地图分层模型中主要元素，如图2所示，具体说明如下：
53.在创建高精度地图分层模型前，需确定高精度地图坐标系，这是道路基础设计资料与高精度地图有效转换的基础，道路基础设计资料与高精度地图中的地理信息数据需要保持二维投影坐标上的一致。为了更好地表达道路元素的方位，在opendrive标准格式下的高精度地图中地理信息数据主要以两种坐标系进行表示，如图3所示。一种为高斯平面投影坐标系(x/y/z)，另一种为参考线坐标系(s/t/h)。
54.高精度地图定义了参考线坐标系，s坐标沿着道路参考线，即道路设计资料中的道路中心线，t坐标表示相对于道路参考线的侧向位置，与道路参考线垂直。
55.道路层：根据道路设计资料中所涉及的所有道路，按照车辆行驶方向确定道路id顺序与连接情况，生成道路层。道路层中至少包含一条道路。
56.参照opendrive标准，道路的主要元素及属性说明如下表：
57.表1
58.属性元素属性说明name道路道路名称length道路道路长度id道路道路编号，唯一标识junction道路-1，1，是否为属于流入交叉口的道路
59.对于每条道路，定义道路下的其他元素，如道路限速、高程、横向高程(横断面和超高)。参照opendrive标准，其主要元素及属性说明如下：
60.表2
[0061][0062][0063]
道路参考线层：与道路基础设计资料相对应，道路参考线即道路设计资料中的道路中心线。道路参考线层决定着道路的位置、道路的平面形状。道路参考线段根据曲率分为直线参考线段、缓和曲线参考线段、圆曲线参考线段，一条道路中心线可以由单个参考线段或其组合线段构成。每个道路参考线段均有起点坐标s属性、起点x/y坐标属性、长度属性、航向角(方位角)属性，通过这些属性决定道路参考线段的位置和方向。多个参考线段根据上述属性值进行连接，这些属性值必须有效，否则多个参考线段无法连接为一条道路中心线。
[0064]
参照opendrive标准，参考线层的主要元素及属性说明如下表：
[0065]
表3
[0066][0067]
车道层：一条道路的车道层至少包含一个车道段，一条道路中的车道数量、车道类型并不是固定的，在交叉口、匝道进出口等可能会发生变化，将固定车道类型、数量的路段归为一个车道段中。一个车道段包含了至少一条车道，车道以参考线的位置定义了中心车道用于分隔左右车道，中心车道id为0，右侧车道id向右为降序，左侧车道id向左为升序。
[0068]
参照opendrive标准，车道层的主要元素及属性说明如下表：
[0069]
表4
[0070][0071]
标志标线层：车道边缘线虽然逻辑上被分为标志标线层，但实际上遵从opendrive标准，由车道层下的车道边缘线元素进行定义；其它标志标线均在标志标线层中进行定义，
地面箭头、交通岛、人行横道、及其他特殊道路标线等，需要定义其位置、形状；交通标志(警告标志、指示标志等)、交通信号灯及为规范道路交通所设的标志，需要定义其位置、所属哪条道路或车道以及它们的生效点。
[0072]
参照opendrive标准，标志标线层的主要元素及属性说明如下表：
[0073]
表5
[0074][0075][0076]
照明及安全设施层：对于路灯、护栏等照明及安全设施，往往有着连续性和重复性两种特性，因此在照明及安全设施节点下生成一个重复性节点来表示该特性，并创建了重复物体的属性对重复元素的覆盖长度、间距等进行描述。
[0077]
参照opendrive标准，照明及安全设施层的主要元素及属性说明如下表：
[0078]
表6
[0079][0080]
在opendrive标准格式中对部分元素与高精度地图分层模型的称呼不同，如标志标线层的地面箭头、交通岛与照明及安全设施层等在opendrive里统称为物体，但为属性填充方便，本发明提出的高精度地图分层模型对其进行了整合，但所指实体一致，对高精度地图生成无影响。
[0081]
在高精度地图分层模型基础上，需要转换为符合opendrive标准的xml语言规范文件，因此将通过节点构建地图元素。opendrive标准的规范文件由节点、节点属性、节点嵌套结构构成，以样例说明：
[0082][0083][0084]
在opendrive标准规范文件中所有元素节点均封闭在《opendrive》节点中，即所有节点均为《opendrive》节点的子节点。道路元素由《road》节点表示，道路层可包含多个《road》节点，节点后的name、length等均为道路节点的属性。车道层元素由《lanes》节点表示，《lanes》节点封闭在《road》节点内，即《lanes》节点为《road》节点的子节点。此样例仅展示了两个基本节点，若节点数量增多，则手动完成opendrive标准规范文件十分复杂繁琐，因此需要借助格式转化程序生成；
[0085]
elementtree可以自动生成xml文件，其原理如图4所示，利用elementtree中的dom.createelement()函数生成高精度地图分层模型中包含的节点，通过setattribute()函数为节点增添属性，通过appendchild()函数为节点增加下一级子节点。通过上述简单流程的组合，生成高精度地图文件中所有节点及对应嵌套结构，并创建每个节点的属性。
[0086]
s30.填充高精度地图分层模型中的各项属性，生成opendrive标准下的高精度地图。
[0087]
道路基础设计资料中部分数据可以直接应用于属性的填充，但由于opendrive标准对元素的位置和几何形状有其规定的表示方法，因此部分数据需要经数学计算转换为与高精度地图创建相对应的有效数据；
[0088]
opendrive标准格式中每条道路的里程桩号由s坐标表示，沿道路延伸方向后续参考线段的起点s坐标递增，由直线、曲线及转角表中的缓和曲线/圆曲线起终点里程桩号计算；
[0089]
如图5所示，在道路基础设计资料中，路线纵断面上的设计高程基点位置(即路基设计标高位置)有以下规定：(1)新建公路，高速公路、一级公路采用中央分隔带外侧边缘(图中a点)；二、三、四级公路采用路基边缘(图中b点)，在设置超高、加宽地段为设超高、加宽前该处边缘。(2)改建公路的设计高程基点，一般按新建公路的规定办理，也可视具体情况而采用道路中心线(图中c点)。(3)新建城市道路的设计高程基点为机动车道边缘(图中d点)。(4)改建城市道路的设计高程基点可采用机动车道边缘，也可采用道路中心线。在opendrive标准格式中纵断面设计高程基点设在道路参考线(即道路中心线)上。为了与opendrive标准格式保持一致，设计高程基点若采用道路中心线其位置保持不变，仍是c点；
若采用中央分隔带外侧边缘的须由图中a点平移至c点；采用路基边缘的由b点平移至b
′
点，采用机动车道边缘的由d点平移至d
′
点。在opendrive标准格式中，沿道路参考线处的高程由三次多项式表示：
[0090]
z(δs)＝a+b*δs+c*δs2+d*δs3[0091]
其中，δs为沿参考线给定位置与高程定义起点的距离，z(δs)为参考线处给定位置的高程，a，b，c，d为拟合参数。在道路基础设计资料中道路纵断面设计线是由直线坡段和竖曲线构成，对于直线坡段部分，a为高程定义起点的高程，b为纵坡值，c、d为0；对于竖曲线部分，一般道路基础设计资料中使用二次抛物线，其中a、b、c需应用高程计算方法进行求解，d为0。求解所需的原始数据由道路基础设计资料中的竖曲线表提供；
[0092]
超高是在圆曲线上行驶时，在该路段横断面上设置的外侧高于内侧的单向横坡。超高缓和段指的是为了使道路从直线段的双坡面顺利转换到圆曲线段的具有超高的单向横坡(或相邻两个圆曲线段之间的超高横坡渐变)，需要的一个横坡渐变段。在opendrive标准格式中，圆曲线上的超高和起过渡作用的超高缓和段，均通过下述三次多项式函数进行定义，如图6所示：
[0093]
i(δs)＝a+b*δs+c*δs2+d*δs3[0094]
其中，δs为沿参考线上给定位置与超高/缓和段定义起点的距离，i(δs)是给定位置上的超高坡度，a、b、c、d为拟合参数。对于圆曲线上的超高，单项横坡坡度值固定，因此a为道路基础设计资料中的超高横坡值，b、c、d均为0；对于超高缓和段，给定位置的横坡与缓和段定义起点的距离有关，i(δs)随着δs的改变而改变，在道路基础设计资料中超高缓和段一般为线性渐变，因此a为超高缓和段起点的初始横坡，b为超高渐变率，c、d均为0；
[0095]
为了更好地描述道路横断面的复杂形状，在opendrive标准格式中，对横断面上的给定点与设计高程基点的高差进行定义，将道路横断面分为不同横坡的多个部分，即对于某s坐标处的横断面，根据横坡变化处的t坐标划分为多个部分，每个部分可称为一个横坡段，每个横坡段利用三次多项式来表示，计算出道路横断面上给定点处相对于道路设计高程基点的高差，其三次多项式表示为：
[0096]
h(δt)＝a+b*δt+c*δt2+d*δt3[0097]
h(δt)是横断面上给定点处相对于道路设计高程基点的高差，δt为给定点与所在横坡段起点的横向距离。当横断面的横坡发生了多次变化，则构建多个三次多项式分别对每一段进行描述。如图7和表7所示，展示了路拱横断面(如图7a和表7a所示)和超高横断面(如图7b和表7b所示)的定义和计算方式。
[0098]
表7(a)
[0099]
t30-3-4a0.030.090.030b-0.03-0.020.020.03c0000d0000
[0100]
表7(b)
[0101]
t-4a-0.01
b0.04c0d0
[0102]
对于正常道路上的路拱横断面，可根据道路设计资料中提供的路拱横坡直接转换为参数，t为坡度变化处的横向距离，a为坡度变化处的初始高差，b为该部分的横坡值；在圆曲线或缓和曲线上，横断面会逐渐向单向横坡过渡，需要在道路基础设计资料中的路拱横坡基础上，考虑超高或超高渐变率，实现参数上的计算转换。
[0103]
利用easygui编写交互窗口的程序，编写提示窗口对高精度地图属性输入程序的启动与完成进行提示，编写用户选择窗口(单选或多选)进行非必要元素的创建，用于选择是否创建一些元素，编写用户输入窗口进行属性输入，用于填充元素的属性，编写浏览文件窗口选择所需数据文件，用于批量读取数据以填充元素的属性。
[0104]
s40.通过高精度地图可视化对高精度地图进行验证。
[0105]
在ubuntu虚拟机上启动opendrive viewer软件，导入生成的高精度地图文件，如图8所示。在可视化窗口中可以直观查看高精度地图的整体形状、车道状况、标志标线，以及照明及安全设施的安装范围和位置，同时可视化窗口定量提供所需控制点的二维投影坐标、参考系坐标、所属道路和所属车道，可实现道路主要控制点位置与真实道路基础设计资料的一致性校验；道路中的车道种类、车道数量、车道宽度与真实道路基础设计资料的一致性校验；道路中车道边缘线类型、形状，标志标线位置、类型，照明及安全设施位置、范围与真实道路基础设计资料的一致性校验。
[0106]
本发明遵从opendrive格式按道路层
→
道路参考线层
→
车道层
→
标志标线层
→
照明及安全设施层的顺序构建高精度地图分层模型，利用elementtree工具编写程序，生成高精度地图分层模型。从高精度地图所需的原始文件中提取高精度地图分层模型中所需的属性数据，利用easygui工具自动填充高精度地图分层模型中的属性值，生成高精度地图。通过高精度地图可视化对高精度地图进行校验，完成高精度地图的制作流程。本方法大大降低了传统高精度地图制作的时间和人力成本，实现opendrive格式的高精度地图生成，使以后更大规模的高精度地图制作成为可能。
[0107]
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，具体如下：利用elementtree构建opendrive标准格式的高精度地图模型；基于所述高精度地图模型，按照依次构建道路层、道路参考线层、车道层、标志标线层、照明及安全设施层的顺序生成高精度地图分层模型；利用easygui设计交互窗口，从所述交互窗口导入根据道路基础设计资料获得的属性数据，对所述高精度地图分层模型中的各项属性进行填充，生成opendrive标准格式下的高精度地图；通过opendrive开发工具opendrive viewer校验所得高精度地图中各元素与道路基础设计资料的一致性，若一致性符合要求，则完成高精度地图的制作，否则重新进行上述步骤。2.根据权利要求1所述的基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，所述道路基础设计资料包括道路设计总体说明书、路线说明书、安全设施说明书、照明工程施工设计说明书、路线平纵面缩图、路线平面图、路线纵断面图、路基横断面设计图、超高方式图、交通工程设施横断面布置图、沿线标志标线平面布置图、照明平面设计图以及直线、曲线及转角表、竖曲线表、控制测量成果表。3.根据权利要求1所述的基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，所述高精度地图模型的构建方法具体如下：利用elementtree编写程序，构建xml文件树结构，生成opendrive标准格式的节点及对应嵌套结构，并创建每个节点的属性，得到高精度地图模型。4.根据权利要求1所述的基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，所述高精度地图分层模型的构建方法具体如下：根据道路设计总体说明书确定坐标系，高精度地图分层模型中的所有地理信息属性与该坐标系保持一致；根据道路基础设计资料中所涉及的所有道路，按照车辆行驶方向确定道路编号顺序与连接情况，生成道路层，同时生成道路层中的每条道路的属性；选定道路层中每条道路，根据该道路下的道路参考线的曲率特性分割为多个参考线段，参考线段按照道路行驶方向后延，生成道路参考线层，同时生成道路参考线层的每个参考线段的属性；选定道路层中每条道路，定义车道层中的车道段和车道；根据车道变化情况分割车道段，多个车道段根据道路行驶方向后延；一个车道段内的车道分为左、中和右车道，其中，中心车道被构建为参考车道且其车道编号为0，右侧车道编号向右为降序，左侧车道编号向左为升序，同时生成车道层中每条车道的属性；选定车道层下的某个车道段中的某个车道，定义标志标线层中的车道边缘线，生成车道边缘线属性；选定道路层中某个道路，定义标志标线层中的交通岛线、停车位线及特殊道路标线，并生成其属性；选定道路层中某个道路，定义标志标线层中的标志，并生成标志的属性；选定道路层中的某个道路，定义照明及安全设施，并生成其属性。5.根据权利要求4所述的基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，还包括：高精度地图分层模型中道路层至少包含1个道路元素，每个道路元素均有唯一的道路编号，当道路的元素无法在先前定义的道路元素中得到描述时，添加一个新的道路元素，道
路编号递增；高精度地图分层模型中道路层每条道路都沿着一条道路参考线延伸，即每个道路元素至少包含1个道路参考线段；高精度地图分层模型中车道层至少包含1个车道段，每个车道段至少包含1个宽度大于0的车道。6.根据权利要求1所述的基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，所述属性数据一部分是根据道路基础设计资料提取得到的原始数据，其余部分是原始数据经数学计算转换后所得；所述数学计算转换包括：opendrive标准格式中每条道路的里程桩号由s坐标表示，沿道路延伸方向后续参考线段的起点s坐标递增，由直线、曲线及转角表中的缓和曲线或圆曲线起终点里程桩号计算；opendrive标准格式中每条道路的高程由三次多项式函数表示，通过道路基础设计资料中的竖曲线表，应用高程计算方法进行求解，转化为三次多项式；opendrive标准格式中超高与超高缓和段，利用三次多项式来函数表示，需根据道路基础设计资料中的超高坡度及超高渐变率进行换算；opendrive标准格式中道路上某一点与参考线的横向距离由t坐标表示，参考线左侧t坐标为正，且向左升序，参考线右侧t坐标为负，且向右降序；道路的横断面横坡与t坐标相关，需根据路拱坡度、超高坡度以及超高渐变率换算。7.根据权利要求1所述的基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，其特征在于，校验所得高精度地图中各元素与道路基础设计资料的一致性的方法如下：校验所得高精度地图中道路整体走向、形状与道路基础设计资料是否一致；校验所得高精度地图中道路主要控制点位置与道路基础设计资料是否一致；所述道路主要控制点位置包括高斯平面投影坐标系中的x坐标、y坐标和z坐标；校验所得高精度地图道路中的车道种类、车道数量、车道宽度与道路基础设计资料是否一致；校验所得高精度地图道路中车道边缘线类型和形状、标志标线位置和类型、照明及安全设施位置和类型与道路基础设计资料是否一致。

技术总结
本发明公开了一种基于道路基础设计资料的高精度地图生成方法，包括以道路基础设计资料为基础，确定创建高精度地图所需文件。遵从OpenDRIVE格式按道路层


技术研发人员：王福建 贾胜强 程慧玲 梅振宇 曾佳棋 卢一笑 洪侨波
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2022.05.09
技术公布日：2022/7/5