[发明专利]一种适用于车道级导航定位的交叉路口路网模型

说明书

本发明提出了一种适用于车道级导航定位的交叉路口路网模型。该模型以现有地图的路网模型和数据结构为基础，针对车道级导航定位的应用需求设计了交叉路口的路网模型。其主要由基础属性集、虚拟车道线集两部分组成，并使用一种具有保形功能的分段三次埃尔米特插值算法来插值虚拟车道线。本发明所提出的交叉路口模型，具有结构简明完整、精度高、信息量全和适用性广等优点，能够很大程度上提高车道级数字地图的精度，改善车辆导航在交叉路口的连续性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种数字地图的路网模型，尤其是涉及一种适用于车道级导航定位的交叉路口路网模型，其目的在于为车道级数字地图的制作提供更加完善、更加精确的交叉路口路网模型，为车道级导航定位打下基础，属于车辆导航领域。

背景技术

近年来，高级驾驶辅助系统(Advanced Driver Assistant Systems,ADAS)及车辆自主驾驶系统等智能交通系统(Intelligent Transport System,ITS)受到了极大的关注。其旨在借助通信技术，车辆定位等现代高科技来改善交通状况，合理利用现有道路，充分发挥其效率，提高通行能力，综合解决交通运输目前存在的诸多问题。智能交通系统(ITS)的不断发展，对车辆导航定位的精度要求越来越高，只有在车辆准确、实时定位的前提下，才能确保ITS功能实现，改善交通，保证车辆安全行驶。

现代车辆导航定位系统中涉及的地图匹配、路径规划等都依赖于数字地图对应的空间数据库。然而由于自身精度的限制，传统的道路级数字地图已经不能满足智能交通系统(ITS)对定位精度的需求。因此，精度能够达到亚米级的车道级数字地图正在被广泛研究。

车道级数字地图是指相对于普通的数字地图具有更高的精度和更丰富数据信息的新型数字地图，不同的定位系统可以根据环境和需要的不同在一般的数字地图的基础上增加系统需要的信息(如车道数量、车道线种类、交通标识符等)，以达到车道级定位的需要。车道级数字地图相对于普通道路级数字地图具有更加复杂的路网结构。要构建完善的车道级数字地图，交叉路口的路网模型设计是不可忽视的关键问题。

然而，目前大多数的交叉路口模型都不够详细完善，都存在信息量少、数据结构冗余、精度低和适用性差等问题，甚至有些数字地图中直接忽略交叉路口的建模问题。这些不足制约了数字地图精度的提高，进而会导致车辆在交叉路口无法准确进行地图匹配，影响定位精度。

为了解决上述缺陷，本发明提出了一种适用于车道级导航定位的交叉路口路网模型。该发明以现有地图的数据结构和路网模型为基础，针对车道级导航定位的应用需求设计了交叉路口的路网模型。该交叉路口模型主要由基础属性集、虚拟车道线集两部分组成。该模型中使用一种分段三次埃尔米特(Hermite)插值算法来插值虚拟车道线，此插值方法具有保形性，能保持数据形状和单调性，能很好的避免龙格(Runge)现象，使虚拟车道线更加逼近现实行车轨迹。本发明所提出的交叉路口模型，具有结构简明、精度高、信息量全、适用性广等优点，能够很大程度上提高车道级数字地图的精度，进而改善车辆导航在交叉路口的连续性和可靠性。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提出一种适用于车道级导航定位的交叉路口路网模型，所提出的交叉路口模型，具有结构简明、精度高、信息量全、适用性广等优点，该模型能够很大程度上提高车道级数字地图的精度，对于改善车辆导航在交叉路口的连续性、可靠性和精度有很大作用。

技术方案：本交叉路口模型以现有地图的路网模型和数据结构为基础，针对车道级导航定位的应用需求来设计，主要由基础属性集、虚拟车道线集两部分组成，并使用一种具有保形功能的分段三次Hermit插值算法来插值虚拟车道线；具有结构简明完整、精度高、信息量全和适用性广等优点；本发明所提出的具体模型如下：

该模型M由两部分组成：基础属性集Q，虚拟车道线集V，即：

M＝(Q,V) (1)

1)基础属性集Q