技術(shù)特征：

1.一種面向高速公路的車道級(jí)增強(qiáng)型矢量數(shù)字地圖制作方法，其特征在于，包含如下步驟：

步驟一：選擇需要測(cè)繪的路段并將其定義為目標(biāo)道路，確定目標(biāo)道路的起點(diǎn)和終點(diǎn)；

目標(biāo)道路的選取范圍為我國(guó)的高速公路，并且目標(biāo)道路應(yīng)光滑連續(xù)、不包含交叉路口；鑒于步驟二中所采用的高斯-克呂格投影在小范圍內(nèi)精度較高，且誤差會(huì)隨著投影范圍的增大而不斷變大，故本發(fā)明中所選目標(biāo)道路的長(zhǎng)度不超過(guò)5km。

步驟二：在目標(biāo)道路上選擇一條車道并將其定義為目標(biāo)車道，確定目標(biāo)車道的起點(diǎn)和終點(diǎn)，利用信息采集車輛采集目標(biāo)車道的位置信息；

所述信息采集車輛搭載了組合導(dǎo)航系統(tǒng)，水平定位精度的圓概率誤差小于0.02m，輸出頻率為20Hz，可以實(shí)時(shí)輸出車輛所在位置的經(jīng)緯度信息P_i(L_i,B_i)，其中L_i表示信息采集車輛在目標(biāo)車道上采集到的第i組車道位置信息中的經(jīng)度信息，B_i表示信息采集車輛在目標(biāo)車道上采集到的第i組車道位置信息中的緯度信息，i＝1,2,3…。車道位置信息采集過(guò)程中為了使信息采集點(diǎn)盡可能的分布均勻，將車速控制在60-70km/h(16.67-19.44m/s)，并保持在目標(biāo)車道的中心勻速行駛。

步驟三：將目標(biāo)車道上的車道位置信息采集點(diǎn)P_i(L_i,B_i)定義為車道的節(jié)點(diǎn)，假設(shè)從目標(biāo)車道起點(diǎn)到目標(biāo)車道終點(diǎn)之間有m個(gè)節(jié)點(diǎn)。通過(guò)3度帶高斯-克呂格投影對(duì)上述m個(gè)節(jié)點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)進(jìn)行大地坐標(biāo)系到高斯平面直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換；

本發(fā)明根據(jù)起始節(jié)點(diǎn)P₁(L₁,B₁)選定P₀(L₀,B₀)作為高斯-克呂格投影的原點(diǎn)，其中L₀＝3A，A為(L₁/3)四舍五入取整的值，B₀＝0°；坐標(biāo)轉(zhuǎn)換公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{x}_i=X_{B_i}+\frac{1}{2}{\mathrm{Ntl}}^2{\cos }^2{B}_i+\frac{1}{24}Nt(5-t^2+9{\mathrm{\η}}^2+4{\mathrm{\η}}^4)l^4{B}_i\\ +\frac{1}{720}Nt(61-58t^2+t^4+270{\mathrm{\η}}^2-330{\mathrm{\η}}^2{t}^2)l^6{\cos }^6{B}_i+...\\ y_i=Nl\cos B_i+\frac{1}{6}N(1-t^2+{\mathrm{\η}}^2)l^3{\cos }^3{B}_i\\ +\frac{1}{120}N(5-18t^2+t^4+14{\mathrm{\η}}^4-58{\mathrm{\η}}^2{t}^2)l^5{\cos }^5{B}_i+...\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，x_i為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)在高斯平面直角坐標(biāo)系下的縱坐標(biāo)(北向位置)，y_i為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)在高斯平面直角坐標(biāo)系下的橫坐標(biāo)(東向位置)，l為所求點(diǎn)的經(jīng)度L_i與L₀之差，t＝tanB_i，η＝e'cosB_i，e'為橢球第二偏心率，N為通過(guò)所求點(diǎn)的卯酉圈曲率半徑，為赤道至緯度B_i的子午線弧長(zhǎng)，且其中C₀，C₁，C₂，C₃，C₄為與點(diǎn)位無(wú)關(guān)的系數(shù)，僅有橢球體長(zhǎng)半軸、短半軸、第一偏心率等參數(shù)確定；

步驟四：利用最小二乘直線分段擬合目標(biāo)車道的平面線形，并根據(jù)擬合結(jié)果對(duì)上述目標(biāo)車道的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行篩選；

具體篩選流程如下：

①、定義經(jīng)篩選后剩余的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)為R，R的初始值為m，即R＝m；設(shè)定閾值D_THR；

本發(fā)明中閾值D_THR取0.00256；目標(biāo)車道的節(jié)點(diǎn)在未經(jīng)篩選的情況下相鄰的節(jié)點(diǎn)處車道行進(jìn)方向的角度差遠(yuǎn)小于0.1°，然而經(jīng)過(guò)本篩選流程后將達(dá)到相鄰的節(jié)點(diǎn)處車道行進(jìn)方向的角度相差約0.1°的效果，能較好的實(shí)現(xiàn)在道路彎曲程度較大的地方節(jié)點(diǎn)較密集、在道路彎曲程度較小的地方節(jié)點(diǎn)較稀疏的要求。

②、從目標(biāo)車道的第1個(gè)節(jié)點(diǎn)開(kāi)始將每10個(gè)相鄰的節(jié)點(diǎn)(不考慮已經(jīng)被刪除的節(jié)點(diǎn))分為一個(gè)節(jié)點(diǎn)集Q，定義節(jié)點(diǎn)集序列指針j，假設(shè)經(jīng)篩選后剩余的R個(gè)節(jié)點(diǎn){P₁,P₂,P₃,…,P_i,…,P_R},(1≤i≤R)以每10個(gè)為一組的方式共被分成了n個(gè)節(jié)點(diǎn)集{Q₁,Q₂,Q₃,…,Q_j,…,Q_n},(1≤j≤n)，則n為(R/10)向下取整的值，其中Q_j＝{P_10j-9,P_10j-8,P_10j-7,…,P_10j}；

③、將j賦值為1，即j＝1；

④、用最小二乘法求取第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集中10個(gè)節(jié)點(diǎn)的擬合直線，并計(jì)算擬合誤差；

設(shè)第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集的最小二乘擬合直線的函數(shù)表達(dá)式為：

y＝a_j+b_jx (2)

其中，a_j和b_j為待定常數(shù)；

則擬合誤差D_j可由下式獲得：

$D_j=\underset{i=10j-9}{\overset{10j}{\mathrm{\Σ}}}{\left(y_i-Y_j+\frac{S_j-X_j{Y}_j}{T_j-X_j^2}{X}_j-\frac{S_j-X_j{Y}_j}{T_j-X_j^2}{x}_i\right)}^2---\left(3\right)$

其中，Y_j為第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)縱坐標(biāo)的均值，X_j為第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)橫坐標(biāo)的均值，S_j為第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)積的均值，T_j為第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)節(jié)點(diǎn)橫坐標(biāo)平方的均值，為X_j的平方，即：

⑤、將D_j與閾值D_THR進(jìn)行比較：當(dāng)D_j小于閾值D_THR時(shí)刪除第j個(gè)節(jié)點(diǎn)集內(nèi)下標(biāo)為偶數(shù)的節(jié)點(diǎn)，并將R的值減5，即R＝R-5；當(dāng)D_j大于或等于閾值D_THR時(shí)不刪除節(jié)點(diǎn)且R的值不變；

⑥、將j的值加一，即j＝j(luò)+1，若此時(shí)j＞n則進(jìn)行⑦，反之則跳轉(zhuǎn)至④；

⑦、若n個(gè)節(jié)點(diǎn)集{Q₁,Q₂,Q₃,…,Q_j,…,Q_n},(1≤j≤n)中沒(méi)有任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)被刪除則跳出該篩選流程至步驟五。

若n個(gè)節(jié)點(diǎn)集{Q₁,Q₂,Q₃,…,Q_j,…,Q_n},(1≤j≤n)中有節(jié)點(diǎn)被刪除則跳轉(zhuǎn)至②繼續(xù)進(jìn)行檢測(cè)和篩選。

步驟五：按照步驟一至步驟四所述方法得到目標(biāo)道路上其它車道經(jīng)篩選后的最終矢量數(shù)據(jù)，并通過(guò)相關(guān)數(shù)字地圖制作軟件完成整條道路的車道級(jí)增強(qiáng)型矢量數(shù)字地圖的制作。