[发明专利]一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及系统，该方法包括以下几个步骤，步骤1：使用设备获取需导航区域的经纬度信息；步骤2：使用ArcGIS工具创建绘制二维矢量地图及岔路口路段文本文件；步骤3：使用路径规划工具获取最短路径，从路径中提取轨迹；步骤4：对轨迹进行坐标系转换；在进行自主导航时，使用5米插值算法，得到的路径点很平滑，增加路经点数目，提高该路段的路径精度，确保行驶平稳；同时路径搜索在时间上没有明显增加；该方法能保证在使用同样复杂度的地图时，为智能车自主导航提供更精确更密集的轨迹跟踪点，并且把轨迹点转化为智能车坐标系下的坐标，降低了曲线拟合的难度。

技术领域

本发明属于智能车自动驾驶领域，尤其涉及一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法及系统。

背景技术

在智能车研究领域，跟踪经纬度坐标是实现智能车自主导航的主流方法，在没有感知数据的情况下，智能车只能通过经纬度信息来确认当前位置，然后通过路径点的经纬度坐标来进行跟踪。

目前，许多智能车导航系统依托高精度导航设备实现了车道级别的轨迹跟随，但是在岔路口处，部分导航系统中地图没有专为左转或者右转而储存的轨迹点，仅仅通过地图提供的间距较大的路径点，这会影响智能车辆行驶轨迹的平滑稳定；部分导航系统中的地图的绘制时使用短距离的线段，这虽然得到了间距较小的路径点，保证了路径的精度，但是这增加了地图的节点数目，会增大路径规划带来的时间成本，使得路径规划的实时性降低。

在复杂的城市环境中，车辆在岔路口等复杂道路处，依靠目前的导航地图，无法得到最优轨迹实现车辆的转弯行为。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了快速、精准的户外环境下的基于ArcGIS的地图创建与智能车自主导航方法及系统。

一种基于ArcGIS的地图创建与智能车辆自主导航方法，包括以下步骤：

步骤1：在待导航区域中，利用车载GPS采集设备依次沿所有路段行驶，采集路段线上各点的经纬度，并获取对应点的GPS信息；

所述GPS信息包括导航信息头、GNSS发送时间、GNSS接收时间、朝北速度、朝东速度、垂直速度、横滚角、俯仰角、横摆角、GPS搜星状态、CRC校验码；

所述沿所有路段行驶包括在岔路口所有方向行驶一次；

步骤2：利用ArcGIS工具基于步骤1获取的信息，沿车辆同一朝向获取的数据创建待导航区域的二维矢量地图，同时构建道路岔路口标注文件；

道路岔路口标注文件即为特殊路段的路径点的相关信息，岔路口路段称之为特殊路段，其余直行路段称之为一般路段；

沿着直行车道纵向的中心线位置匀速行驶采集数据(采集频率为20Hz)，为一般路段的原始数据；

特殊路段的数据采集：

在岔路口，根据直行、左转、右转、上匝道、下匝道行为(包含从直行路段置换至指定车道的行为，直行则没有换道过程)，分别采集存储数据(采集频率为20Hz)，作为特殊路段的原始数据。

所述道路岔路口标注文件是指经过岔路口的路口转弯路段的标注文件，每一条路口转弯路段的标注文件包括路口起点和终点的经纬度信息、起点和终点在岔路口的位置序号，并以岔路口标记、起点岔路口位置序号以及终点岔路口位置序号对路口转弯路段命名；

步骤3：利用路径规划工具获取目标路径，将目标路径对应至二维矢量地图上，提取路径轨迹点；

其中，目标路径对应在二维矢量地图上的直行路段的轨迹点依次通过对直行路段的两个端点进行插值计算获得；