(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111662498.4 (22)申请日 2021.12.3 0 (71)申请人 中智行 （上海） 交通科技有限公司 地址 201400 上海市奉贤区金海公路6 055 号28幢1层 (72)发明人 黄洁　赵灿　王劲　 (74)专利代理 机构 上海凯玛顿知识产权代理事 务所(普通 合伙) 31359 专利代理师 谈倩 (51)Int.Cl. G08G 1/01(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G01C 21/32(2006.01) (54)发明名称 一种路口车道拓扑连接关系生成方法 (57)摘要 本发明公开了一种路口车道拓扑连接关系 生成方法， 涉及道路交通技术领域， 通过收集车 辆轨迹数据， 对数据统计分析， 自动得到所有拓 扑连接和其出现概率， 可以选出其中出现概率比 较高的拓扑连接作为地图上的车道连接线生成 的依据， 充分考虑了人类驾驶员的驾驶习惯， 比 机械地使用简单的固定规则去生成车道拓扑更 加合理， 可以让其他交通参与者比较容易地预测 当前车辆的意图和路线， 有利于安全驾驶， 减少 交通事故， 提高路口通行效率。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 114495489 A 2022.05.13 CN 114495489 A 1.一种路口车道拓扑 连接关系生成方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 一、 路口车道形态参数化 对每个路口， 根据 车道方向， 确定车道是进入还是离开该路口， 将车道分为驶出车道和 驶入车道， 将同一个车道方向且左右相 邻、 并排在一起的车道构成路段， 然后分为驶出路段 和驶入路段； 对每个路口生成车道拓扑关系的时候， 依次对每个驶出路段到所有驶入路段之间的拓 扑关系进行计算， 确定每个车道之间是否应该生成拓扑连接， 对所有驶出路段计算完成之 后， 则整个路口内部的所有拓扑 连接得以确定； 二、 计算单个驶出路段与驶入路段之间的关系 对某个驶出路段， 从驶出路段开始， 在 路口中沿着逆时针方向或者顺 时针方向， 依次找 到所有的驶入路段， 得到一个列表， 设为 驶入路段列表； 对于已知驶出路段和驶入路段列表， 对参数做归一 化处理； 依次计算路口中所有驶出路段与对应的驶入路段列表之间的车道拓扑连接， 得到整个 路口所有车道拓扑 连接； 三、 收集路口车辆轨迹信 息， 转换为车道拓扑连接信息， 统计每个车道拓扑连接出现的 次数， 并计算 其概率 对于某个路口， 收集车辆轨迹信息， 得到车辆轨迹信息之后， 计算每个轨迹进入路口点 和离开路口点， 根据坐标分别计算这2个点属于哪条车道， 从而 得到当前轨迹对应的车道拓 扑连接； 对同一个路口做大量的轨迹收集之后， 统计每个车道拓扑连接出现的次数， 然后对于 同一个驶出车道计算其所有车道拓扑连接的次数作为总数， 计算其中每个车道拓扑连接出 现的概率， 即每个车道拓扑 连接的次数除以对应的总数； 四、 方法一： 对数据集进行参数离散化， 在数据集中直接查询出需要的结果， 经过处理 和数据收集之后， 对 任意未知路口进行 结果计算； 方法二： 使用数据集对神经网络模型进行训练， 使用训练后的神经网络模型计算出需 要的结果， 经 过处理和数据收集之后， 对 任意未知路口进行 结果计算。 2.根据权利要求1所述的一种路口车道拓扑连接关系生成方法， 其特征在于： 对驶出路 段进行参数化的方法是： 对当前驶出路段中所有车道 的车道边线， 取其终点， 进行直线拟合， 得到的直线， 其角 度设定为车道从左到右的方向， 与x轴 正方向作为0度方向， 之间的夹角， 设为v0， 作为驶出 路段的横向角度； 计算这条直线与 最左侧车道边线延长线之间的交点， 设定为P0(x0， y0)， 作 为驶出路段 的参考点； 计算所有车道边线在终点处的方向角， 即对每条边线， 计算终点前一点与终点之间构 成的角度， 然后对得到的所有方向角取平均值， 作为 驶出路段的纵向角度h 0； 计算车道方向列表， 设定车道方向值： 用0表示没有方向， 1表示直行， 2表示左转， 4表示 右转， 8表示掉头， 可以对多个方向计算复合值， 对每个车道根据地面标线和道路标识情况 设定一个车道方向值， 然后得到当前整个驶出路段的车道方向列表{t0， t1， t 2， ...}； 计算车道类型列表， 设定车道类型值： 用0表示未知类型， 1表示机动车道， 2表示非机动权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114495489 A 2车道， 4表 示公交专用道， 可以设定复合值， 对每个车道 根据实际情况设定一个车道类型值， 然后得到当前整个驶出路段的车道方向列表{c 0， c1， c2， . ..}； 计算车道宽度列表， 对每个车道计算其终点处的车道宽度值， 设为w， 单位为米， 然后得 到当前整个驶出路段的车道宽度列表{w0， w1， w2， . ..}。 3.根据权利要求2所述的一种路口车道拓扑连接关系生成方法， 其特征在于： 对驶入路 段进行参数化的方法是： 计算驶入路段的横向角度v1， 方法与上述驶出路段中v0计算方法相似， 不同是取所有 车道起点进行直线拟合， 得到直线； 计算驶入路段的参 考点P1， 方法与上述 驶出路段中P0相同； 计算驶入路段的纵向角度h1， 方法与上述驶入路段中h1计算方法相似， 不同是计算起 点处的角度， 然后求平均值； 计算车道方向列表， 驶入路段的车道方向统一都设置为0， 即 没有方向； 计算车道类型列表， 同上述 驶出路段； 计算车道宽度列表， 同上述 驶出路段中相似， 不同的是计算 起点处的车道宽度。 4.根据权利要求1所述的一种路口车道拓扑连接关系生成方法， 其特征在于： 归一化的 方法是： 对驶出路段， 将P0平移到坐标原点(0， 0)， 将v0旋转到0度， 对h0做同样的旋转， 然后 对驶入路段列表中所有的参考点做同样的平移， 对所有的横向角度和纵向角度做同样的旋 转， 所有角度的范围设定为0 到360度， 或者 ‑180度到180度。 5.根据权利要求1所述的一种路口车道拓扑连接关系生成方法， 其特征在于： 进入路口 点和离开路口点的计算方法是： 计算轨迹与第1步中拟合得到的横向直线之 间的交点， 同时 计算所有车道边线与该横向直线之间的交点， 再计算轨迹交点与车道边线交点之间的关 系， 计算其在哪两个车道边线交点之间， 即属于哪个车道。 6.根据权利要求1所述的一种路口车道拓扑连接关系生成方法， 其特征在于： 车辆轨迹 信息有两种收集方法： ①车辆自身装备有定位装置， 包括卫星定位接收器、 陀螺仪、 加速度 计、 轮速计、 摄像头、 激光雷达在内的多种传感器， 帮助进 行自身定位， 得到自身的车辆轨迹 信息， 将不同车辆的轨迹收集到一起， 然后已知当前路口的坐标范围， 计算哪些段轨迹是在 当前路口中， 得到每个路口对应的车辆轨迹信息； ②通过车辆上装备 的传感器进行移动测 量， 或者通过路边单元上装备 的传感器进行固定测量， 传感器包括摄像头、 激光雷达、 毫米 波雷达， 对道路上其他车辆的轨迹信息进 行计算， 并收集到一起， 然后计算每个路口对应的 车辆轨迹信息。 7.根据权利要求1所述的一种路口车道拓扑 连接关系生成方法， 其特 征在于： 方法一： 对数据集进行参数离散化， 在数据集中直接查询出需要的结果， 经过处理和数 据收集之后， 下面对 任意未知路口进行 结果计算： 对路口车道形态参数化结果进行离 散化； 对大量不同路口收集数据构成的路口数据集， 用对应的离散化参数构建所有(驶出路 段， 驶入路段列表)， 然后统计完全相同的(驶出路段， 驶入路段列表)对应的所有车道拓扑 连接出现的总次数， 计算 其中每个车道拓扑 连接出现的总概 率； 设定概率阈值T， 对数据集中车道拓扑连接的概率值小于T的， 删除该车道拓扑连接， 然 后更新数据集， 得到新的离散化输入参数(驶出路段， 驶入路段列表)与输出参数之间的对权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114495489 A 3