[发明专利]一种提取道路的线形参数的方法

权利要求书

1.一种提取道路的线形参数的方法，应用于导航装置，其特征在于，方法包括：

步骤一，采用从图像空间到参数空间的变换对道路中心线坐标进行线形检测，获得初步道路线形单元；

步骤二，利用最小二乘与总体最小二乘混合法对各个所述初步道路线形单元进行平差，得出线形参数；

步骤三，对所述线形参数循环执行前后延伸以及平差，直至将所述线形参数划分到各个对应的数据组；

步骤四，利用带参数的条件平差对各个所述数据组中的线形参数进行整体平差，得到符合预定条件的优化线形参数；采用所述优化线形参数在导航电子地图上描述道路状况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一之前还包括：

步骤A，采集道路的原始数据，包括：道路等级、道路宽度、道路边线和行车线坐标；所述道路边线包括道路两边的坐标，并用于在计算道路中心线时进行检核；

对所述道路的原始数据进行数据初处理，包括：

根据所述道路的原始数据形成原始道路坐标，描述完整独立的道路；

采用四参数坐标转化或者七参数坐标转化对所述原始道路坐标进行转化，生成对应的当地坐标系中的当地道路坐标。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

步骤B，利用三次样条函数计算出所述道路中心线坐标，包括：

步骤B1，输入存放所述道路边线的数据文件，形成矢量：X＝[x₁，x₂，...，x_n+1]^T，Y＝[y₁，y₂，...，y_n+1]^T，矢量中各个元素描述所述道路边线的坐标；

计算中间量h_i＝x_i+1-x_i，i＝1，2，...，n；若h_i＝0，去掉所述矢量中相应的点，形成更新后的矢量；

步骤B2，计算f[xi,xi+1]=yi+1-yixi+1-xi,]]>i＝1，2，...，n；

步骤B3，计算起点边界条件d₁：

f(x1,x2,x3)=f[x2,x3]-f[x1,x2]x3-x1,]]>f(x2,x3,x4)=f[x3,x4]-f[x2,x3]x4-x2,]]>

f(x1,x2,x3,x4)=f[x2,x3,x4]-f[x1,x2,x3]x4-x1,]]>d₁＝-{(h₁+h₂)f[x₁，x₂，x₃，x₄]-f[x₁，x₂，x₃]}；

计算终点边界条件d_n+1：

f(xn-2,xn-1,xn)=f[xn-1,xn]-f[xn-2,xn-1]xn-xn-2,]]>f(xn-1,xn,xn+1)=f[xn,xn+1]-f[xn-1,xn]xn+-xn-1,]]>

f(xn-2,xn-2,xn,xn+1)=f[xn-1,xn,xn+1]-f[xn-2,xn-1,xn]xn+1-xn-2,]]>

d_n+1＝-{(h_n-1+h_n)f[x_n-2，x_n-1，x_n，x_n+1]+f[x_n-1，x_n，x_n+1]}；

步骤B4，计算d_i＝f[x_i，x_i+1]-f[x_i-1，x_i]，i＝2，3，...，n，

计算矩阵：A(i，i-1)＝h_i-1，A(i，i)＝2×(h_i-1+h_i)，A(i，i+1)＝h_i，i＝2，3，...，n，A(1，1)＝2，A(1，2)＝1，A(n+1，n)＝1，A(n+1，n+1)＝2；

步骤B5，利用三对角算法计算m₁，m₂，...，m_n，L(1，1)＝A(1，2)，U(1，2)＝A(1，2)/L(1，1)，L(i，i)＝A(i，i)-A(i，i-1)×U(i-1，i)，U(1，i+1)＝A(i，i+1)/L(i，i)，i＝2，3，...，n，L(n+1，n+1)＝A(n+1，n+1)-A(n+1，n)×U(n，n+1)，Y₁＝6d₁/L(1，1)，i＝2，3，...，n+1：Y(i，1)＝(6d_i-A(i，i-1)×Y_i-1)/L(i，i)；

步骤B6，计算三次样条函数的各系数：

Co_ai=mi+1-mi6hi,]]>Co_bi=mixi+1-mi+1xi2hi,]]>

Co_ci=yi+1-yihi-hi6(mi+1-mi)-mixi+12-mi+1xi22hi,]]>

Co_di=yi-mihi26+mixi+13-mi+1xi36hi-xi(yi+1-yihi-hi6(mi+1-mi));]]>

步骤B7，求出各个子区间的一阶导数各个系数：

fd_a_i＝3Co_a_i，fd_b_i＝2Co_b_i，fd_c_i＝Co_c_i；

计算各个子区间的一阶导数：fd1=fd_a1×x12+fd_b1×x1+fd_c1,]]>

fdn+1=fd_an×xn+12+fd_bn×xn+1+fd_cn,]]>

fdi=((fd_ai-1+fd_ai)/2)×xi2+((fd_bi-1+fd_bi)/2)×x,]]>

fdi=((fd_ai-1+fd_ai)/2)×xi2+((fd_bi-1+fd_bi)/2)×xi+(fd_ci-1+fd_ci)/2;]]>

步骤B8，计算所述道路中心线坐标：C_xi=xi+W2×cos(arctan(fdi)+π2)C_yi=yi+W2×sin(arctan(fdi)+π2),]]>i＝1，2，...，n。