(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 202211148794.7 (22)申请日 2022.09.20 (71)申请人 浙江大学 地址 310058 浙江省杭州市西湖区余杭塘 路866号 (72)发明人 曾文杰　王勇　潘银斌　李传武　 史治国　陈积明　 (74)专利代理 机构 杭州求是专利事务所有限公 司 33200 专利代理师 刘静 (51)Int.Cl. G08G 1/01(2006.01) H04L 67/12(2022.01) H04L 67/10(2022.01) H04L 67/52(2022.01)G06K 9/62(2022.01) G01D 21/02(2006.01) G01C 21/34(2006.01) (54)发明名称 一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服 务系统 (57)摘要 本发明公开了一种用于车辆安全驾驶的路 面精确信息服务系统， 包括数据采集终端、 云端 服务器和安全导航应用三部分； 云端服务器包括 用户管理模块、 路面精确信息检测识别模块和数 据点匹配下发模块， 路面精确信息检测识别模块 用于进行路面异常检测和弯道曲率识别， 构建得 到路面精确信息数据库； 数据点匹配下发模块用 于接收安全导航应用上传的路径 规划信息， 匹配 路径包含的路面精确信息数据点并将其下发到 安全导航应用； 安全导航应用进行路径规划， 针 对云端服务器下发的路面精确信息数据点， 进行 车辆安全驾驶相关的使用。 本发 明构建用于车辆 安全驾驶的路面精确信息服务系统， 提供从数据 采集、 处理到应用的全流程， 提高车辆驾驶过程 中的安全性。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115512541 A 2022.12.23 CN 115512541 A 1.一种用于车辆安全驾驶的路面精确信 息服务系统， 其特征在于， 包括数据采集终端、 云端服务器和安全导 航应用： 所述数据采集终端用于采集车辆运行时数据， 并通过通信模块上传到云端服 务器； 所述云端服务器包括用户管理模块管理、 路面精确信 息检测识别模块和数据点匹配下 发模块； 所述用户管理模块用于管理安全导 航应用中用户的注 册和登录； 所述路面精确信息检测识别模块用于根据数据采集终端上传的数据进行路面异常检 测和弯道曲率识别， 将路面异常检测和弯道曲率识别形成的数据点加入方向属 性， 用于标 识数据点所属的车道方向， 并将数据点聚类后构建得到路面精确信息数据库； 所述数据点匹配下发模块用于接收安全导航应用上传的路径规划信 息， 根据路径规划 信息中的经纬度组， 按经纬度和方向两个因素， 在路面精确信息数据库中筛选出该路径中 包含的路面精确信息数据点， 最后将所有满足条件的数据点打包下发给安全导 航应用； 所述安全导航应用根据选择的起点终点进行路径规划， 将规划的路径转发到云端服务 器进行数据点匹配， 针对云端服务器下发的路面精确信息数据点， 进行车辆安全驾驶相关 的使用。 2.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述数据采集 终端采集的数据包括线性加速度计、 陀螺仪和安卓定位服务的数据； 线性 加速度计和陀螺仪均有3轴方向上的数据； 安卓定位服务的经纬度采用WGS84地球坐标系， 同时提供此数据采集 终端的运动速度； 所述数据采集 终端能够将数据保存到本地SQLite数 据库； 同时针对TCP协议， 采用Net ty架构将数据上传到云端服 务器中。 3.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述路面精确信息检测识别模块在检测识别 之前进行移动平均滤波， 降低路面固有的 不平整和车辆的机 械抖动产生的数据噪声； 通过移动窗口长度m控制滤波效果。 4.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述路面异常检测， 基于加速度数据和车速数据检测路面的异常 凸起和凹陷； 首先依据 车速数据， 排除非行驶状态下的抖动， 其次设定Z轴加速度的阈值Zt， 只有Z轴加速度达到该 阈值的冲击才判定为有效， 形成数据点。 5.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述弯 道曲率识别， 使用陀螺 仪数据和车速数据进行计算， 计算公式如下： 其中， C为曲率， ωr为横摆角速度， V为车速， R为弯道半径； 设定阈值Ct， 只有曲率达到该 阈值的弯 道才进行记录， 形成数据点。 6.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述路面精确信息检测识别模块中， 当数据采集 终端的采集点A经过路面异常检测和弯 道曲率识别被标注为数据点后， 同其前序采集点B组成矢量BA进行方向判断， 方向属性 direction长度为2bit； 第1位为0： 由南到北， 第1位为1： 由北到南； 第2位为0： 由西到东， 第2 位为1： 由东到西。 7.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115512541 A 2于， 所述路面精确信息数据库由路面异常检测和弯道曲率识别形成的数据点聚类得到； 具 体为， 不同的数据采集 终端对于同一个路面异常和弯道曲率， 由于定位精度原因， 其经纬度 并不相同； 采用DBSCA N算法， 将空间上相近的数据点聚类， 之后对同一簇的数据点经纬度进 行平均得到一个数据点， 最后将聚类后得到的数据点通过绑路服务API进 行纠偏， 存入路面 精确信息数据库。 8.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述数据点匹配下发模块中， 按经纬度筛选数据点具体为： 先通过初筛， 提取出该路线 构成的大矩形范围， 即[最西经度， 最东经度， 最北纬度， 最南纬度]构成的大矩形， 从路面精 确信息数据库中初筛出该大矩形内的数据点； 再进行细筛选， 通过路径规划信息中邻近的 两个经纬度点， 根据其指定的方向及定义好的扩展距离参数tolerance， 构建出一个个小矩 形， 具体而言， 由两个经纬度点构成一条线段， 计算该线段的方向θ； 由于实际为球面， 方向 需要进行修正， 如下： 其中Δ λ为两点经度差的弧度值， 为两点的纬度的弧度值； 再通过现有的2个经纬度 点、 自定义的扩展距离参数tolerance及线段方向， 扩展得到4 个新的经纬度点， 形成小矩形； 由于实际为球面， 需要对已知一点经纬度、 方向、 距离， 计算 另一点经纬度进行修 正， 如下： 其中δ为t olerance/R， R为地球赤道的平均半径6371393， 单位为米； λ1、 λ2为两点的经度 的弧度值； 最终形成长为原线段长度s+2*tolerance， 宽为2*tolerance的小矩形； 通过射线 法判断路面精确信息数据库中的数据点是否在这些区域中。 9.根据权利要求8所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述数据点匹配下发模块中， 按方向筛选数据点在按经纬度筛选数据点之后， 具体为： 当路径规划信息中邻近的两个经纬度点A和B构成的小矩形中包含了路面精确信息数据库 中的数据点C时， 通过AB两点构成矢量AB， 计算并比较AB两点的经度差绝对值与纬度差绝对 值大小， 取较大者作为其方向显著性， 并根据方向显著性计算得到矢量AB的1位方向属性 bearing； 具体而言， 若方向显著性为经度， bearing为0表示B点经度大于A点经度， bearing 为1表示B点经度小于A点经度； 若方向显著性为纬度， bearing为0表示B点纬度大于A点纬 度， bearing为1表示B点纬度小于A点纬度； 最后根据AB的方向显著性比较矢量AB的方向属 性bearing与数据点C的方向属性direction， 当AB的方向显著性为纬度时， bearing与 direction第1位比较； 当AB的方向显著性为经度时， bearing与direction第2位比较； 比较 结果为相同时， 数据点C通过筛 选， 包含在该路径中。 10.根据权利要求1所述的一种用于车辆安全驾驶的路面精确信息服务系统， 其特征在 于， 所述安全导航应用包括注册登录模块和导航检索模块； 用户必须登录后才可使用导航 检索功能； 导航检索 模块在转发路径规划信息并接收到数据点匹配下发模块下发的数据点 后， 不断发送当前经纬度及数据点经纬度到高德Web  API获得当前位置和数据点之间的距 离， 方便用于后续的安全 控制。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115512541 A 3