CN104210439A

CN104210439A - 使用车辆位置传感器数据生成道路地图的方法和系统

Info

Publication number: CN104210439A
Application number: CN201310721740.XA
Authority: CN
Inventors: 金珉奭
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2014-12-17
Anticipated expiration: 2033-11-27
Also published as: US20140358436A1; CN104210439B; US9170115B2

Abstract

本发明提供了使用车辆位置传感器数据生成道路地图的方法和系统。所述方法包括：由控制器从布置在车辆内用于感测车辆的位置的位置传感器收集数据；由控制器分析所收集的位置传感器的数据；以及由控制器使用所分析的数据自动地生成地图。

Description

使用车辆位置传感器数据生成道路地图的方法和系统

技术领域

本发明涉及使用车辆的位置传感器数据生成地图的方法和系统，其通过收集车辆中的位置传感器的数据生成地图。

背景技术

本领域熟知的是，近来，车辆越来越多地配备有ADAS(高级驾驶者辅助系统)，其预先识别并防止事故的危险、或者为驾驶者提供更方便的驾驶。ADAS的实例包括LDWS(车道偏离警告系统)、LKAS(车道保持辅助系统)、BSD(盲点检测)和ACC(自适应巡航控制系统)等。

为了适当地操作ADAS，需要道路地图，首先应该生成和／或实现由ADAS使用的地图(在下文中被称为“ADAS地图”)。在现有技术中，测绘公司通过使用测绘设备和测绘车辆测绘各个单独的道路来以半自动方式构建ADAS地图(例如，道路曲率半径和坡度等)，以便制作或实现ADAS地图。该地图的生成过程相当昂贵、并且需要数天来更新数据。另一方面，车辆配备有定位车辆的传感器。例如，位置传感器可以包括GPS(全球定位系统)传感器和陀螺仪传感器。然而，位置传感器被用于定位车辆，并且不能够提供用于生成ADAS地图的数据。

本部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明的背景的理解，并且因此可能包含不构成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明提供了通过收集车辆中的位置传感器的数据，使用位置传感器的数据生成ADAS地图的方法和系统。

本发明的一个示例性实施例提供了使用车辆的位置传感器的数据生成地图的方法，其可以包括：从布置在车辆内用于感测车辆的位置的位置传感器收集数据；分析所收集的位置传感器的数据；以及使用所分析的数据自动地生成地图。位置传感器可以包括GPS传感器和陀螺仪传感器。

对位置传感器数据的分析可以由连接到远程信息处理中心(例如，TMS中心；远程信息处理多媒体系统中心)的数据分析／地图生成控制器执行，并且位置传感器的数据可以经由车辆内的远程信息处理终端发送到远程信息处理中心。特别地，数据分析／地图生成控制器可以配置成通过并行处理位置传感器的数据，自动地生成ADAS(高级驾驶者辅助系统)地图。

数据分析／地图生成控制器可以配置成执行以下操作：从GPS传感器的数据中按每个区域划分数据，然后按每条道路分割数据；通过把按每条道路链划分的位置传感器的数据与各道路链进行地图匹配，以道路中心线为基准在每个预定距离处统计地计算三维(3D)坐标和道路坡度；以道路的纵截面和平面为基准，使用统计方法划分线性曲线区段和直线区段；为了计算纵截面和平面曲线区段的曲率半径，通过应用道路线性设计方法，以位置传感器的数据作为各测量值使用最小二乘法计算曲率半径；以及通过按每条道路链以道路中心线为基准把平面和纵截面分开地存储3D坐标以及曲率起点、终点和曲率半径作为地图的属性值。

本发明的另一示例性实施例提供了使用车辆的位置传感器的数据生成地图的系统，其可以包括：位置传感器，其布置在车辆内并且配置成感测车辆的位置；TMS终端，其配置成收集并发送来自位置传感器的数据到远程信息处理中心；远程信息处理中心，其配置成接收从TMS终端发送的位置传感器的数据；以及数据分析／地图生成控制器，其连接到远程信息处理中心，配置成分析所收集的位置传感器的数据，并且基于所分析的数据自动地生成地图，其中数据分析／地图生成控制器可以通过程序操作，所述程序由用于执行使用车辆的位置传感器的数据生成地图的方法的一系列命令组成，所述方法可以包括：从布置在车辆内用于感测车辆的位置的位置传感器收集数据；分析所收集的位置传感器的数据；以及使用所分析的数据自动地生成地图。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，由于可以通过收集车辆内的各种位置传感器的数据(例如，信息)生成ADAS地图，所以可以降低构建ADAS地图的成本并且可以几乎实时地更新地图。换句话说，根据本发明的示例性实施例，由于配备有TMS终端的车辆可以连续地发送位置传感器的数据、并且可以使用该数据自动地构建道路的3D ADAS地图，所以可以降低现有技术的通过实地测绘来构建地图的成本。此外，根据本发明的示例性实施例，通过从道路上的车辆实时接收位置传感器的数据并且自动地生成与地图相关的构建数据，可以改善用于控制车辆和警告的ADAS地图中数据的更新速度。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的使用车辆内的位置传感器数据生成地图的系统的示例图；

图2是根据本发明的示例性实施例的使用车辆内的位置传感器数据生成地图的方法的示例性流程图；

图3是根据本发明的示例性实施例的数据分析／地图生成控制器的示例性详细框图；并且

图4-8是示出根据本发明的示例性实施例的使用车辆内的位置传感器数据生成地图的系统和方法的操作的示例性视图。

附图标记的说明

10：车辆 100：位置传感器

110：GPS传感器 120：陀螺仪传感器

200：TMS终端 300：TMS中心

500：数据分析／地图生成控制器

具体实施方式

应理解的是，本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括一般的机动车辆(诸如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的客车)、包括各种艇和船在内的水运工具、飞行器等，并且包括混合动力车、电动车、插电式混合电动车、氢动力车以及其它代用燃料车(例如从除石油以外的资源中取得的燃料)。

尽管示例性实施例被描述为使用多个单元来执行示例性处理，但应理解的是，所述示例性处理也可以由一个或多个模块来执行。另外，应理解的是，术语“控制器／控制单元”是指包括存储器和处理器的硬件装置。所述存储器被配置成存储各模块，并且所述处理器被具体地配置成执行所述模块以执行下面进一步描述的一个或多个处理。

此外，本发明的控制逻辑可以实施为包含由处理器、控制器／控制单元等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、压缩盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可以分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质以分布式方式(例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN))被存储和执行。

本文中所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且并非旨在对本发明进行限制。如本文中所使用的那样，单数形式的“一”旨在也包括复数形式，除非文中清楚地指出。还应理解的是，术语“包括”在本说明书中被使用时，指的是所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和／或组件的存在，而并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和／或其组合的存在或附加。如本文中使用的那样，术语“和／或”包括一个或多个相关列出条目的任何和全部组合。

在下文中，将参考示出本发明的示例性实施例的附图更充分地描述本发明。然而，本发明不限于本文中描述的示例性实施例，并且可以以其他方式实施。

图1是根据本发明的示例性实施例的使用车辆内的位置传感器数据生成地图的系统的示例性框图。使用布置在车辆内的位置传感器的数据生成地图的系统可以是通过收集布置在车辆内的各种位置传感器(例如，GPS传感器和陀螺仪传感器)的数据(例如，信息)生成地图的系统。

特别地，使用位置传感器数据生成地图的系统可以包括：位置传感器100，其布置在车辆10内以感测车辆的位置；TMS(远程信息处理)终端200，其收集并发送位置传感器100的数据到TMS(远程信息处理)中心300；TMS中心300，其可以接收从TMS终端200发送的位置传感器的数据；以及连接到TMS中心300的数据分析／地图生成控制器500，其可以配置成分析所收集的位置传感器100的数据，并且基于所分析的数据自动地生成地图。

位置传感器100可以包括GPS传感器110和陀螺仪传感器120。虽然在本发明的示例性实施例中位置传感器100包括GPS传感器和陀螺仪传感器，但应理解的是本发明并不限于此。除了GPS传感器和陀螺仪传感器以外，本发明的范围还可以适用于能够检测有关车辆位置的信息(例如，数据)的任何传感器。此外，TMS终端200和TMS中心300可以等同于现有技术中的TMS终端和TMS中心。

数据分析／地图生成控制器500可以通过有线或无线方式连接到TMS中心300。数据分析／地图生成控制器500可以包括由设定的程序操作的一个或多个微处理器或者含有微处理器的硬件，所述程序可以由用于执行使用车辆位置传感器数据生成地图的方法的一系列命令构成。此外，数据分析／地图生成控制器500可以被包括在TMS中心300中。数据分析／地图生成控制器500可以包括基于预定的位置数据自动地生成3D ADAS地图的现有技术ADAS地图生成系统。

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的示例性实施例的使用车辆位置传感器数据生成地图的方法。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的使用车辆内的位置传感器数据生成地图的方法的示例性流程图。

GPS传感器110是布置在车辆内的位置传感器，可以配置成检测和发送车辆的当前3D GPS信息到TMS终端200，并且陀螺仪传感器120可以配置成检测和发送3D陀螺仪信息和道路坡度到TMS终端200。对于这种配置，数据分析／地图生成控制器500可以配置成通过TMS中心300操作TMS终端200。换句话说，TMS终端200可以配置成在数据分析／地图生成控制器500的操作下，以预订周期收集来自GPS传感器110和陀螺仪传感器120的数据。

由GPS传感器110和陀螺仪传感器120检测的数据可以是大量数据。当在TMS终端200中收集到GPS传感器110和陀螺仪传感器120所检测的数据时，TMS终端200可以配置成以预定周期或者在特定事件发生时发送所收集的数据到TMS中心300。当在TMS终端200中收集的位置传感器100的数据发送到TMS中心300时，TMS中心300可以配置成发送所接收的位置传感器100的数据到数据分析／地图生成控制器500。

当发送位置传感器100的数据到数据分析／地图生成控制器500时，TMS中心300可以由数据分析／地图生成控制器500操作。当数据分析／地图生成控制器500通过TMS中心300接收到位置传感器100的数据时，数据分析／地图生成控制器500可以配置成通过并行处理和分析所接收的位置传感器100的大量数据，来自动地生成3D ADAS地图(S300)。数据分析／地图生成控制器500通过分析数据自动地生成3DADAS地图的技术可以是自动地生成ADAS地图的现有技术，但是应理解的是本发明并不限于此。

换句话说，根据本发明的示例性实施例的数据分析／地图生成控制器500可以配置成通过以下处理来自动地生成3D ADAS地图：按每个区域划分位置传感器100的数据并且按每条道路分割该数据；通过把按每条道路链划分的位置传感器100的数据与各道路链进行地图匹配，以道路中心线为基准在多个预定距离中的每个预定距离处统计地计算3D坐标和道路坡度；以道路的纵截面和平面为基准使用统计方法划分线性曲线和直线区段；为了计算纵截面和平面曲线区段的曲率半径，通过应用道路线性设计方法，从作为各测量值的位置传感器100的数据使用最小二乘法计算产生最小误差的曲率半径；以及通过按每条道路链以道路中心线为基准，把平面和纵截面分开地存储3D坐标以及曲率起点、终点和曲率半径作为地图的属性值。对于该配置，如图3所示的根据本发明的示例性实施例的数据分析／地图生成控制器500可以包括数据处理器520、3D ADAS地图自动生成单元530(由控制器执行)、和3D ADAS地图存储单元512(例如，存储器)。

图4示出本发明的示例性实施例的操作处理。数据分析／地图生成控制器500的数据处理器520可以配置成从原始数据提取位置传感器100中的信息(例如，数据)，并且按每条道路链分割该数据，其中所述原始数据是从若干个车辆收集的车辆信息。数据处理器520可以改善处理类似非规范化数据(unstructured data)之类的数据的速度，并且并行处理大量数据以便进行实时处理。

并行处理大量数据的数据处理器520的实例可以提供如下。由数据处理器520并行处理大量数据的顺序可以遵循图5中所示的顺序。

参照图5，数据处理器520可以配置成从车辆的原始数据提取位置传感器的信息，执行基于X和Y坐标的空间索引化(space indexing)，并且按每条道路链分割该信息。数据处理器520可以配置成执行数据解析、数据净化(data cleansing)、地理编码、空间索引化、道路链地图匹配以及数据存储，以便并行处理大量数据。

因此，可以使用数据解析从具有各种格式(例如，文本和二进制)的非规范化数据中提取布置在车辆内的位置传感器的信息。还可以检查数据的兼容性并使用数据净化来去除重复的数据。此外，可以采用地理编码使用位置传感器信息中的X和Y坐标来将车辆的位置传感器信息转换为空间数据。可以执行空间索引化以便并行地分区域地处理每个网格的数据。可以在道路链地图匹配中使用位置传感器数据和网格中的道路链之间的地图匹配，来按每条道路链执行数据分割。位置传感器数据、空间索引化信息和链信息可以存储在3D ADAS地图存储单元512中。

此外，3D ADAS地图自动生成单元530可以由控制器执行，以便自动地从按每条道路链划分的位置传感器信息中提取ADAS地图数据中的各道路的曲线区段、曲率半径和坡度信息。图6至8示出执行上述操作的3D ADAS地图自动生成单元530的操作状态。

参照图6至8，3D ADAS地图自动生成单元530可以配置成：对道路平面／纵截面线性提取生成样条贝塞尔(Spline Bezier)统计曲线；关于直线区段／曲线区段的划分，通过以均等间隔划分道路线性(A1，A2，A3，...)、并比较各点之间的斜率差异，来划分直线区段／曲线区段；并且可以配置成在曲率半径的计算方面使用最小二乘法计算使测量值之间的误差最小的曲率。因此，根据本发明的示例性实施例，可以通过收集布置在车辆内的位置传感器的数据(例如，信息)生成ADAS地图。

尽管本发明已经结合当前被认为是实用的示例性实施例的实施例进行了描述，但应理解的是，本发明并不限于所公开的示例性实施例。相反，本发明旨在覆盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种改型和等效配置。

Claims

1.一种使用车辆的位置传感器的数据生成地图的方法，所述方法包括：

由控制器从布置在车辆内用于感测车辆的位置的所述位置传感器收集数据；

由所述控制器分析所收集的所述位置传感器的数据；以及

由所述控制器使用所分析的数据自动地生成所述地图。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述位置传感器包括全球定位系统(GPS)传感器和陀螺仪传感器。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述控制器被连接到远程信息处理中心(TMS中心；远程信息处理多媒体系统中心)，并且通过车辆内的远程信息处理终端将所述位置传感器的数据发送给所述远程信息处理中心。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：

由所述控制器通过并行处理所述位置传感器的数据，自动地生成高级驾驶者辅助系统(ADAS)地图。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：

由所述控制器从GPS传感器的数据中按每个区域划分数据，并按每条道路分割所述数据；

由所述控制器通过把按每条道路链划分的所述位置传感器的数据与各道路链进行地图匹配，以道路中心线为基准在多个预定距离中的每个预定距离处统计地计算三维(3D)坐标和道路坡度；

由所述控制器以道路的纵截面和平面为基准，使用统计方法划分线性曲线和直线区段；

为了计算所述纵截面和车道曲线区段的曲率半径，由所述控制器通过应用道路线性设计方法，作为每个测量值使用最小二乘法计算曲率半径；以及

由所述控制器通过按每条道路链以所述道路中心线为基准，划分所述平面和截面的3D坐标以及曲率起点、终点和曲率半径，来存储所述地图的属性值。

6.一种用于生成车辆的地图的系统，所述系统包括：

位置传感器，其布置在车辆内以感测车辆的位置；

远程信息处理多媒体系统(TMS)终端，其配置成收集并发送所述位置传感器的数据到远程信息处理中心；以及

连接到远程信息处理中心的控制器，其配置成：

从布置在车辆内的所述位置传感器收集数据；

分析所收集的所述位置传感器的数据；以及

基于所分析的数据自动地生成所述地图。

7.如权利要求6所述的系统，其中所述位置传感器包括GPS传感器和陀螺仪传感器。

8.如权利要求6所述的系统，其中所述位置传感器的数据通过车辆内的远程信息处理终端被发送给所述远程信息处理中心。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器配置成通过并行处理所述位置传感器的数据来自动地生成ADAS(高级驾驶者辅助系统)地图。

10.如权利要求9所述的系统，其中所述控制器还配置成：

从GPS传感器的数据中按每个区域划分数据，并按每条道路分割所述数据；

通过把按每条道路链划分的所述位置传感器的数据与各道路链进行地图匹配，以道路中心线为基准在多个预定距离中的每个预定距离处统计地计算三维(3D)坐标和道路坡度；

以道路的纵截面和平面为基准，使用统计方法划分线性曲线和直线区段；

为了计算所述纵截面和车道曲线区段的曲率半径，通过应用道路线性设计方法，作为每个测量值使用最小二乘法计算曲率半径；以及

通过按每条道路链以所述道路中心线为基准，划分所述平面和截面的3D坐标以及曲率起点、终点和曲率半径，来存储所述地图的属性值。

11.一种包含由控制器执行的程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：

从布置在车辆内用于感测车辆的位置的位置传感器收集数据的程序指令；

分析所收集的所述位置传感器的数据的程序指令；以及

使用所分析的数据自动地生成地图的程序指令。

12.如权利要求11所述的非暂时性计算机可读介质，所述位置传感器包括全球定位系统(GPS)传感器和陀螺仪传感器。

13.如权利要求12所述的非暂时性计算机可读介质，还包括：通过并行处理所述位置传感器的数据来自动地生成高级驾驶者辅助系统(ADAS)地图的程序指令。

14.如权利要求13所述的非暂时性计算机可读介质，还包括：

从GPS传感器的数据中按每个区域划分数据，并按每条道路分割所述数据的程序指令；

通过把按每条道路链划分的所述位置传感器的数据与各道路链进行地图匹配，以道路中心线为基准在多个预定距离中的每个预定距离处统计地计算三维(3D)坐标和道路坡度的程序指令；

以道路的纵截面和平面为基准，使用统计方法划分线性曲线和直线区段的程序指令；

为了计算所述纵截面和车道曲线区段的曲率半径，通过应用道路线性设计方法，作为每个测量值使用最小二乘法计算曲率半径的程序指令；以及

通过按每条道路链以所述道路中心线为基准，划分所述平面和截面的3D坐标以及曲率起点、终点和曲率半径，来存储所述地图的属性值的程序指令。