地图道路的绘制方法及装置技术领域
本发明实施例涉及地理信息数据处理领域，尤其涉及一种地图道路的绘制
方法及装置。
背景技术
随着信息技术的不断发展，电子地图逐渐成为人们日常生活中不可或缺的
工具之一，为了给用户提供准确的信息，道路信息数据需要进行不定期的更新。
现有地图数据中的道路信息构建，需要外业原始数据采集和内业道路形态
绘制配合完成。首先由外业作业员实地采集道路相关的原始轨迹数据，图1a是
现有技术中外业作业员采集到的道路原始轨迹数据。然后将原始轨迹数据交付
内业，内业作业员参考外业原始轨迹数据，人工画出道路形态，图1b是现有技
术中内业作业人员人工绘制的道路形状。
现有技术的道路信息构建方案中，由于外业作业员进行采集作业时，只能
采集运动轨迹点的地理坐标，无法直接采集得到道路边沿的地理坐标；此外采
集设备也会根据实际路况改变车道，所以，采集设备采集的原始轨迹信息不能
直接用于地图道路的绘制中，仅能作为人工道路绘制的参考，导致无法实现道
路形状的自动化作业，作业效率比较低。
发明内容
本发明提供一种地图道路的绘制方法及装置，以实现道路形状的自动化绘
制，提高作业效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种地图道路的绘制方法，包括：
基于道路数据采集工具，获取与待绘道路对应的道路测量数据；
根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应的道路边沿地理坐标
集；
根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地理坐标集；
根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地图中生
成所述道路。
第二方面，本发明实施例还提供了一种地图道路的绘制装置，包括：
数据获取模块，用于基于道路数据采集工具，获取与待绘道路对应的道路
测量数据；
坐标确定模块，用于根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应
的道路边沿地理坐标集；
坐标生成模块，用于根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地理坐
标集；
道路生成模块，用于根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理
坐标集，在地图中生成所述道路。
本发明实施例提供的技术方案，通过使用道路数据采集工具，获取与待绘
道路对应的道路测量数据，根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对
应的道路边沿地理坐标集，根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地理
坐标集，并根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地
图中生成所述道路，实现了道路以及道路中线在地图上的自动绘制，提升了地
图数据的作业效率。
附图说明
图1a是现有技术中外业作业员采集到的道路原始轨迹数据；
图1b是现有技术中内业作业人员人工绘制的道路形状；
图2是本发明实施例一提供的地图道路的绘制方法流程示意图；
图3是本发明实施例二提供的地图道路的绘制方法流程示意图；
图4a是本发明实施例三提供的地图道路的绘制方法流程示意图；
图4b是本发明实施例三提供的道路中线上点的地理坐标获取过程示意图；
图5是本发明实施例四提供的地图道路的绘制装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此
处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需
要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结
构。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部
分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示
例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或
步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同
时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可
以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于
方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
实施例一
图2是本发明实施例一提供的地图道路的绘制方法流程示意图。本实施例
可适用于地图道路的自动绘制，所述地图道路的绘制方法可以由地图道路的绘
制装置执行。该装置可通过硬件和/或软件的方式实现，并一般可集成于用于绘
制地图道路的服务器中。参见图2，本实施例提供的地图道路的绘制方法具体
可以包括如下：
S110、基于道路数据采集工具，获取与待绘道路对应的道路测量数据。
道路数据采集工具包括至少两种数据采集设备，根据采用算法需要的数据
类别选择对应的设备。示例性的，对于地图道路数据的采集，常用的数据采集
设备包括GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)接收机、激光雷达
设备以及全景相机。在本实施例中，可以仅使用GPS接收机和激光雷达设备，
或使用上述三种设备共同参与道路测量数据的采集。对应的，道路测量数据包
括地理坐标和点云数据，或地理坐标、点云数据和图像数据。需要说明的是，
上述三种设备均为单点采集特性，即隔一段时间采集一个时间点的数据，为确
保获取到数据的关联性，道路数据采集工具包括的数据采集设备同时进行数据
采集。此外，本实施例设置中控计算机，用于接收和处理道路数据采集工具采
集到的数据。
S120、根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应的道路边沿地
理坐标集。
道路测量数据携带待绘道路的相关信息，包括点云数据携带的三维形态、
地理坐标携带的地理坐标以及图像数据携带的二维图像中的至少两种。根据上
述信息和相关算法即可确定与所述道路的边沿对应的道路边沿地理坐标集。其
中，道路边沿的位置可在二维图像中确定，也可以在三维形态中确定。
S130、根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地理坐标集。
道路中线地理坐标集是由待绘道路中线上的点坐标组成的集合。在本实施
例中，假设垂直于道路延伸方向的直线与道路边沿对应的两条曲线的两个交点
处的切线是平行的，此时，位于两条切线中间位置的点即在道路中线上。基于
上述思想，并结合道路边沿地理坐标集生成道路中线地理坐标集。
S140、根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地
图中生成所述道路。
根据道路边沿地理坐标集以及道路中线地理坐标集，在地图上标注对应的
各点，其中，位于第一道路边沿上的点、位于第二道路边沿上的点以及位于中
线上的点各为一组，并顺次连接同组各点即得到两条道路边沿曲线和一条道路
中线。连接同组各点的方法包括多种，可以为直线连接或曲线连接，由于实际
道路一般不是笔直的，所以使用曲线连接各组相邻点，以得到连贯的曲线道路
形状。
本实施例提供的技术方案，通过使用道路数据采集工具，获取与待绘道路
对应的道路测量数据，根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应的
道路边沿地理坐标集，根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地理坐标
集，并根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地图中
生成所述道路，实现了道路以及道路中线在地图上的自动绘制，提升了地图数
据的作业效率。
实施例二
本实施例在上述实施例一的基础上提供了一种地图道路的绘制方法。图3
是本发明实施例二提供的地图道路的绘制方法流程示意图，如图3所示，本实
施例提供的地图道路的绘制方法具体可以包括如下：
S210、使用GPS接收机，获取与所述道路上的各运动轨迹点对应的轨迹地
理坐标集。
本实施例使用采集车放置GPS接收机，采集车在待绘道路上匀速行驶，GPS
接收机周期性获取当前位置处采集车的地理坐标，并确定当前位置为一个运动
轨迹点，进而得到与各运动轨迹点对应的轨迹地理坐标集。
S220、使用激光雷达设备，获取所述道路两侧与各所述运动轨迹点对应的
点云数据。
激光雷达设备包括雷达探测器和雷达接收机，放置在采集车上，且为避免
遮挡，将其设置在采集车的顶部。激光雷达设备周期性获取当前位置处采集车
两侧物体的点云数据。预先调整激光雷达设备的采集角度，以使道路边沿在激
光雷达的数据采集范围内。
S230、根据所述点云数据，获取与所述道路的边沿对应的点云相对坐标集；
点云数据与物体的三维形态对应，包含所述物体表面各点的三维坐标信息。
每个采集位置对应的点云数据中，各点的三维坐标是以采集车当前位置为原点
的，因此属于点云相对坐标。
在本实施例中，从每个轨迹点对应的点云数据中获取道路边沿点云数据的
方法可以包括但不限于角点检测技术，道路边沿点云数据携带道路边沿上多个
点的点云相对坐标信息，这里可以理解为每个轨迹点对应一个道路边沿点云相
对坐标子集，各运动轨迹点对应的即为点云相对坐标集。
S240、根据所述轨迹地理坐标集，将所述点云相对坐标集转换为道路边沿
地理坐标集。
轨迹地理坐标集是由各运动轨迹点的地理坐标组成的集合，包括每个运动
轨迹点的经纬度信息。如上所述，每个运动轨迹点对应一个道路边沿点云相对
坐标子集，而该点云相对坐标子集中的各点坐标是以对应的运动轨迹点为原点
进行标记的，因此，在各运动轨迹点的地理坐标以及对应的点云相对坐标集已
知的情况下，可以通过简单的运算将所述点云相对坐标集转换为道路边沿地理
坐标集。
具体的，根据所述轨迹地理坐标集，将所述点云相对坐标集转换为道路边
沿地理坐标集可以包括：
依次获取一个运动轨迹点以及与所述运动轨迹点对应的点云相对坐标子集；
根据所述运动轨迹点的地理坐标，将所述点云相对坐标子集转换为道路边
沿地理坐标子集；
将与各运动轨迹点对应的各道路边沿地理坐标子集进行合并，生成第一集
合；
将所述第一集合进行去重处理后，生成所述道路边沿地理坐标集。
或者，根据所述轨迹地理坐标集，将所述点云相对坐标集转换为道路边沿
地理坐标集可以包括：
依次获取一个运动轨迹点以及与所述运动轨迹点对应的点云相对坐标子集；
以所述运动轨迹点为坐标原点，构造一条经过所述运动轨迹点且与所述运
动轨迹点的运动方向垂直的直线，其中，所述运动方向由相邻两个运动轨迹点
的地理坐标确定；
将所述点云相对坐标子集中，位于所述直线上的点云相对坐标，作为待调
整坐标；
根据所述运动轨迹点的地理坐标对所述待调整坐标进行调整，生成与所述
运动轨迹点对应的道路边沿地理坐标；
将与各运动轨迹点分别对应的道路边沿地理坐标的集合，作为所述道路边
沿地理坐标集。
上述为形成道路边沿地理坐标集的两种具体方式。第一种方式是先获取每
个运动轨迹点对应的道路边沿地理坐标子集，然后将各运动轨迹点对应的道路
边沿地理坐标子集的集合作为道路边沿地理坐标集；第二种方式是先获取每个
运动轨迹点对应的道路边沿上一个点的地理坐标，然后将各运动轨迹点对应的
各道路边沿上点的地理坐标集合作为道路边沿地理坐标集。
需要说明的是，第一种方式中，由于采集车运动速度以及激光雷达设备的
采集范围不同，相邻一个或多个运动轨迹点对应的道路边沿地理坐标子集可能
会出现重复，因此需要进行去重处理。本实施例首先将每个运动轨迹点对应的
点云相对坐标子集转换为道路边沿地理坐标子集，然后再将所述道路边沿地理
坐标子集的集合作为道路边沿地理坐标集。可选的，也可以先将运动轨迹点对
应的点云相对坐标子集的集合作为道路边沿点云相对坐标集，然后将道路边沿
点云相对坐标集转换为道路边沿地理坐标集。
第二种方式中，在进行数据采集时，采集车的运动方向一般是与道路的延
伸方向一致的，为避免第一种方式中可能出现的重复现象，第二种方式针对每
个运动轨迹点只选取两个点进行数据记录，包括每个运动轨迹点对应的两个道
路边沿上各一个点。为保证各相邻运动轨迹点在同一侧道路边沿上选取点的点
间距是大致相等的，过各运动轨迹点做垂直与采集车运动方向的直线，并将所
述直线与道路边沿对应的曲线交点，作为各运动轨迹点对应选取的点。值得注
意的是，每个运动轨迹点对应的采集车运动方向是不一样的，做所述直线时应
参考当前运动轨迹点处采集车的运动方向。然后将这些点的点云相对坐标转换
为地理坐标进行数据存储，最后将与各运动轨迹点分别对应的各点道路边沿地
理坐标集合，作为所述道路边沿地理坐标集。可选的，也可以先将与各运动轨
迹点分别对应的各点点云相对坐标集合作为道路边沿点云相对坐标集，然后将
所述道路边沿点云相对坐标集转换为道路边沿点地理坐标集。
S250、根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地理坐标集。
S260、根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地
图中生成所述道路。
进一步的，基于道路数据采集工具，获取与待绘道路对应的道路测量数据
还可以包括：
使用至少两个全景相机，获取所述道路两侧与各所述运动轨迹点对应的图
像数据。
相应的，根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应的道路边沿
地理坐标集，可以包括：
识别所述道路的边沿在图像数据中的位置；
将所述图像数据与所述点云数据融合得到影像点云数据；
根据识别出的所述道路的边沿位置，获取所述影像点云数据中与所述道路
的边沿对应的点云相对坐标集；
根据所述轨迹地理坐标集，将所述点云相对坐标集转换为道路边沿地理坐
标集。
点云数据不携带物体的颜色信息，而现有地图中的三维全景技术发展迅速，
成为电子地图中越来越不可缺少的数据。因此，为配合后续地图局部实景的呈
现，本实施例还提供了一种结合图像数据和点云数据来获取各轨迹点对应的道
路边沿点云相对坐标子集的方法。相对于上述只采用点云数据获取各轨迹点对
应的道路边沿点云相对坐标子集的方式，该方法需要增加图像数据采集设备，
这里使用全景相机，为获得道路两侧物体的图像数据并配合后续地图数据的制
作，采用至少两个全景相机，并对称配置，全景相机采集的全景图像即为所述
图像数据。具体的，首先通过图像识别在各运动轨迹点对应的全景图像中识别
出道路边沿的位置，然后将各运动轨迹点对应的全景图像和点云数据融合获得
对应的影像点云。需要说明的是，影像点云的获得过程中，全景图像和点云数
据需要进行配准，以使得到的影像点云清晰准确。这样各运动轨迹点对应的各
影像点云中道路边沿的位置和全景图像中道路边沿的位置相关，在已确定全景
图像中道路边沿位置的情况下，即可对应得到各影像点云中道路边沿的位置，
进而获取各运动轨迹点对应的道路边沿点云相对坐标子集，并把各点云相对坐
标子集的集合作为道路边沿点云相对坐标集。最后，根据各运动轨迹点的地理
坐标，将所述点云相对坐标集转换为道路边沿地理坐标集。
本实施例提供的技术方案，通过使用GPS接收机和激光雷达设备分别获取
与所述道路上的各运动轨迹点对应的地理坐标集以及点云数据，根据上述两种
数据得到道路边沿地理坐标集，进而生成道路中线地理坐标集，并根据所述道
路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地图中生成所述道路，实
现了道路以及道路中线在地图上的自动绘制，提升了地图数据的作业效率。
实施例三
本实施例以上述实施例为基础，对生成中线地理坐标集过程作进一步的解
释。图4a是本发明实施例三提供的地图道路的绘制方法流程示意图，如图4a
所示，本实施例提供的地图道路的绘制方法具体可以包括如下：
S310、基于道路数据采集工具，获取与待绘道路对应的道路测量数据。
S320、根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应的道路边沿地
理坐标集。
S330、根据所述道路边沿地理坐标集，生成与所述道路的边沿对应的第一
边沿曲线m和第二边沿曲线n。
道路边沿地理坐标集包括所述道路的两个边沿上各点的地理坐标信息，在
进行道路边沿地理坐标存储时，将第一道路边沿上的各点地理坐标分为一组，
将第二道路边沿上的各点地理坐标分为一组。具体的，以点与采集车的相对位
置确定该点所属组别。例如，以采集车前进的方向为正前方，点在采集车的左
侧确定为属于第一组，点在采集车右侧确定为属于第二组。根据道路边沿地理
坐标集，在地图上标注对应的各点，然后将同一组中的点顺次连接，即可得到
道路的边沿对应的第一边沿曲线m和第二边沿曲线n。
S340、依次选取曲线m上的一点o做曲线m的切线l，并在o点上做切线
l的垂线k。
与采集车前进方向垂直的直线和第一边沿曲线m以及第二边沿曲线n分别
交与一点，已假设这两个交点处对应的两条切线平行，则认为两个交点确定的
线段中点在道路的中线上。基于上述思想，在曲线m上任取一点o，并以o为
切点做曲线m的切线l，并在o点上做切线l的垂线k。
S350、获取垂线k与曲线n的交点p。
获取垂线k与曲线n的交点p，以备后续确定长度与对应位置道路宽度相
等的线段op。
S360、计算线段op的中点坐标。
o点位于曲线m上，p点位于曲线n上，故o点和p点的地理坐标均为已
知，根据上述两点的地理坐标，即可计算出线段op的中点地理坐标。
S370、将根据m上的各点所生成的各中点坐标的集合，作为所述道路中线
地理坐标集。
在曲线m上选取多个点，并分别获取对应的中点地理坐标，即可得到道路
中线地理坐标集。值得注意的是，曲线m上选取点的个数一般越密集越好，这
样对道路中线地理坐标集对应的点进行拟合时得到的曲线更为平滑，但也与拟
合时采用的算法相关，本实施例对此不做具体限定。
图4b是本发明实施例三提供的道路中线上点的地理坐标获取过程示意图。
图4b中的a点为中线上的点，结合上述说明，可对中线上点的地理坐标获取过
程有更清楚的理解。
S380、根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在地
图中生成所述道路。
本实施例提供的技术方案，通过使用道路数据采集工具，获取与待绘道路
对应的道路测量数据，根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿对应的
道路边沿地理坐标集，根据所述道路边沿地理坐标集，生成与所述道路的边沿
对应的两条道路边沿曲线，依次选取其中一条曲线上的一点做该曲线的切线，
并在所述点上做所述切线的垂线，计算所述垂线与两条曲线交点确定线段的中
点坐标，将所述曲线上的各点生成的各中点坐标的集合，作为所述道路中线地
理坐标集，并根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线地理坐标集，在
地图中生成所述道路，实现了道路以及道路中线在地图上的自动绘制，提升了
地图数据的作业效率。
实施例四
图5是本发明实施例四提供的地图道路的绘制装置结构示意图。本实施例
提供的地图道路的绘制装置可设置在服务器中。参见图5，该地图道路的绘制
装置的具体结构如下：
数据获取模块410，用于基于道路数据采集工具，获取与待绘道路对应的
道路测量数据；
坐标确定模块420，用于根据所述道路测量数据，确定与所述道路的边沿
对应的道路边沿地理坐标集；
坐标生成模块430，用于根据所述道路边沿地理坐标集，生成道路中线地
理坐标集；
道路生成模块440，用于根据所述道路边沿地理坐标集以及所述道路中线
地理坐标集，在地图中生成所述道路。
在本实施例中，所述数据获取模块可以包括：
轨迹获取单元，用于使用GPS接收机，获取与所述道路上的各运动轨迹点
对应的轨迹地理坐标集；
点云获取单元，用于使用激光雷达设备，获取所述道路两侧与各所述运动
轨迹点对应的点云数据。
在本实施例中，所述坐标确定模块可以包括：
坐标获取单元，用于根据所述点云数据，获取与所述道路的边沿对应的点
云相对坐标集；
坐标转换单元，用于根据所述轨迹地理坐标集，将所述点云相对坐标集转
换为道路边沿地理坐标集。
在本实施例中，所述数据获取模块还可以包括：
图像获取单元，用于使用至少两个全景相机，获取所述道路两侧与各所述
运动轨迹点对应的图像数据。
在本实施例中，所述坐标确定模块可以包括：
位置识别单元，用于识别所述道路的边沿在图像数据中的位置；
数据融合单元，用于将所述图像数据与所述点云数据融合得到影像点云数
据；
边沿获取单元，用于根据识别出的所述道路的边沿位置，获取所述影像点
云数据中与所述道路的边沿对应的点云相对坐标集；
坐标转换单元，用于根据所述轨迹地理坐标集，将所述点云相对坐标集转
换为道路边沿地理坐标集。
在本实施例中，所述坐标转换单元具体可以用于：
依次获取一个运动轨迹点以及与所述运动轨迹点对应的点云相对坐标子集；
根据所述运动轨迹点的地理坐标，将所述点云相对坐标子集转换为道路边
沿地理坐标子集；
将与各运动轨迹点对应的各道路边沿地理坐标子集进行合并，生成第一集
合；
将所述第一集合进行去重处理后，生成所述道路边沿地理坐标集。
在本实施例中，所述坐标转换单元具体可以用于：
依次获取一个运动轨迹点以及与所述运动轨迹点对应的点云相对坐标子集；
以所述运动轨迹点为坐标原点，构造一条经过所述运动轨迹点且与所述运
动轨迹点的运动方向垂直的直线，其中，所述运动方向由相邻两个运动轨迹点
的地理坐标确定；
将所述点云相对坐标子集中，位于所述直线上的点云相对坐标，作为待调
整坐标；
根据所述运动轨迹点的地理坐标对所述待调整坐标进行调整，生成与所述
运动轨迹点对应的道路边沿地理坐标；
将与各运动轨迹点分别对应的道路边沿地理坐标的集合，作为所述道路边
沿地理坐标集。
在本实施例中，所述坐标生成模块可以包括：
曲线生成单元，用于根据所述道路边沿地理坐标集，生成与所述道路的边
沿对应的第一边沿曲线m和第二边沿曲线n；
垂线生成单元，用于依次选取曲线m上的一点o做曲线m的切线l，并在
o点上做切线l的垂线k；
交点获取单元，用于获取垂线k与曲线n的交点p；
坐标计算单元，用于计算线段op的中点坐标；
中线确定单元，用于将根据m上的各点所生成的各中点坐标的集合，作为
所述道路中线地理坐标集。
本实施例提供的地图道路的绘制装置，与本发明任意实施例所提供的地图
道路的绘制方法属于同一发明构思，可执行本发明任意实施例所提供的地图道
路的绘制方法，具备相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的
技术细节，可参见本发明任意实施例提供的地图道路的绘制过程。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员
会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进
行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽
然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以
上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，
而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。