[发明专利]一种基于特征点采样和曲线拟合的道路坡度数据处理方法

说明书

本发明提出一种基于特征点采样和曲线拟合的道路坡度数据处理方法，属于现代城市交通数据处理技术领域。该方法首先对待测量坡度的道路采集数据，得到样本点；利用样本点组成试验车辆的行驶轨迹图，然后在行驶轨迹图上对待测量坡度的道路进行路段划分；对每个路段的样本点进行拟合，生成待测量坡度的道路的拟合曲线并生成网格；将每个网格内样本点的坡度均值作为网格坡度值；最后确定每个网格的坡度方向，完成该道路坡度的数据处理。本发明通过对所采集到的道路坡度数据进行处理，使得汽车的控制系统能够获得整条道路每个位置的精确的道路坡度值。

技术领域

本发明属于现代城市交通数据处理技术领域，特别涉及一种基于特征点采样和曲线拟合的道路坡度数据处理方法。

背景技术

现今汽车制造商越来越重视汽车的节能以及安全性能，对于这二者来说，包括车辆行驶速度、在所行驶路线上的道路坡度变化、以及交通状况等等因素都能造成很大的影响。而其中道路坡度是影响车辆行驶安全及其电控系统准确控制的重要参数。另外随着智能汽车的发展，现今对智能汽车的智能控制的算法都非常依赖于所获得的道路坡度数据的精度。因此，获得一条道路完整的道路坡度数据对于汽车的控制非常重要。

而目前，对于道路坡度数据的采集，大致有两种方法，一是利用水箱或钟摆等仪器直接读取倾斜角作为道路的坡度角，二是在实验车上装陀螺仪等仪器来采集道路坡度值。但是对于这两种方法而言，所采集到的坡度值都是离散的，而且都只是某一个点的道路坡度值，难以获得整个路段的坡度值。因此，所采集到的坡度值难以作为数据被汽车的控制系统所利用。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种基于特征点采样和曲线拟合的道路坡度数据处理方法。本发明通过对所采集到的道路坡度数据进行处理，获得一整条路的道路坡度曲线，使得汽车的控制系统能够获得整条道路每个位置的精确的道路坡度值。

本发明提出的一种基于特征点采样和曲线拟合的道路坡度数据处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对待测量坡度的道路采集数据，得到样本点；

使用试验车辆行驶在待测量坡度的道路上，按照固定的间隔时间采集道路数据，每一条数据包括GPS坐标、坡度值和坡度符号；其中，坡度符号+1代表上坡，-1代表下坡；

试验车辆在待测量坡度的道路上重复行驶若干次，使得试验车辆所走的轨迹覆盖整条道路，并将采集的每一条数据中的GPS坐标记为一个样本点；

2)利用样本点组成试验车辆的行驶轨迹图，然后在行驶轨迹图上对待测量坡度的道路进行路段划分；具体步骤如下：

2-1)利用步骤1)采集的样本点，组成待测量坡度的道路上的试验车辆行驶轨迹图，利用该行驶轨迹图表示待测量坡度的道路路线；

2-2)对试验车辆行驶轨迹图进行划分，完成对待测量坡度的道路路段划分，并用编号依次标记每一个路段；

3)对每个路段的样本点进行拟合，生成待测量坡度的道路的拟合曲线并生成网格；具体步骤如下：

3-1)对步骤2)划分得到的每个路段，使用属于该路段的样本点进行从1次到4次逐次拟合：若拟合的坐标值与实际样本点的坐标值相关系数大于0.98，则拟合终止，得到的曲线即为该路段的拟合曲线；否则选取相关系数最大时的多项式为最优拟合多项式，该最优拟合多项式对应的曲线即为该路段的拟合曲线；

3-2)将步骤3-1)得到的每一个路段的拟合曲线，按照地图中的位置，从西到东从南到北，依次画出与拟合曲线垂直的线段，两个相邻的线段即组成一个网格，按生成网格的顺序对网格进行id编号；

4)将每个网格内样本点的坡度均值作为网格坡度值；