專利名稱：一種三維道路模型生成方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實(shí)中的三維道路建模領(lǐng)域，尤其涉及一種三維道路模型的生成方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在很多應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)的二維QD)顯示已經(jīng)越來越讓人感到枯燥、乏味和單一， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了由于時(shí)代進(jìn)步所帶來的各種需求。虛擬現(xiàn)實(shí)和三維(3D)技術(shù)的出現(xiàn)，給人們的視覺以革命性的改變。三維技術(shù)所帶來的生動(dòng)、逼真和豐富的虛擬現(xiàn)實(shí)世界，使得人們能更直觀的在計(jì)算機(jī)上觀察到現(xiàn)實(shí)世界的真實(shí)場(chǎng)景。在電子地圖導(dǎo)航領(lǐng)域，傳統(tǒng)的二維地圖是采用“點(diǎn)”和“線”來抽象描繪客觀世界的。這種方法雖然能夠簡(jiǎn)單、快速和及時(shí)的提供用戶所需要的信息，但是它也存在著致命的弱點(diǎn)——它反映的只是一個(gè)平面的二維世界，不能真實(shí)的、生動(dòng)的反映客觀世界。如今，三維地圖已經(jīng)成為新的焦點(diǎn)，受到了廣泛的關(guān)注。三維地圖不僅能夠提供二維地圖所需的一切信息，而且它能夠創(chuàng)造一個(gè)立體的、逼真的、生動(dòng)的虛擬世界，帶給用戶全新的、身臨其境的感覺，帶給我們豐富的、真實(shí)的體驗(yàn)。三維場(chǎng)景重現(xiàn)采用的是三維網(wǎng)格化和材質(zhì)紋理映射的方法。三維網(wǎng)格描述物體的形狀輪廓，材質(zhì)紋理描述物體的顏色和材質(zhì)(如透射，反射等)以及外觀信息。利用三維網(wǎng)格和材質(zhì)紋理，可以非常真實(shí)的、清晰的反映現(xiàn)實(shí)物體。在三維場(chǎng)景中，通過創(chuàng)建網(wǎng)格化模型，能夠非常細(xì)膩地、真實(shí)地表現(xiàn)出物體與世界的空間關(guān)系，瀏覽三維場(chǎng)景就相當(dāng)于進(jìn)入了一個(gè)由真實(shí)世界映射而成的虛擬世界。三維地圖包含地形地貌、道路、橋梁，建筑物以及其它景觀等多個(gè)層次的信息，其中道路是三維地圖最重要的核心組成部分，相當(dāng)于整個(gè)地圖的骨骼和脈絡(luò)。傳統(tǒng)的三維道路建模方法非常單一，基本上采用的是通過使用一些三維建模軟件 (例如3Dmax)進(jìn)行人工建模的方法。人工建模耗時(shí)耗力，效率極其低下。尤其是進(jìn)行大批量建模時(shí)，人工建模的缺點(diǎn)與弊端暴露無遺，由此產(chǎn)生的時(shí)間限制和效率限制，嚴(yán)重影響了三維道路模型在電子地圖及其它領(lǐng)域中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有人工三維道路建模中效率低下的技術(shù)問題，提供一種高效的三維道路模型生成方法及系統(tǒng)。一種三維道路模型生成方法，包括如下步驟(1)、對(duì)道路中心線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(2)、解析道路結(jié)構(gòu)特征，建立相應(yīng)的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；(3)、解析二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，分離出普通路段中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；
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(4)、調(diào)用所述道路模型對(duì)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化，生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)， 所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)包括普通路段邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)；(5)、連接所述邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)，生成三維網(wǎng)格道路模型；(6)、依據(jù)道路的屬性數(shù)據(jù)將生成的三維網(wǎng)格道路模型貼上相應(yīng)的紋理，得到三維道路實(shí)體模型。一種三維道路模型生成系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)道路中心線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；道路模型建立模塊，用于解析道路結(jié)構(gòu)特征，建立相應(yīng)的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；數(shù)據(jù)分離模塊，用于解析所述二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，分離出普通路段中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)模型化模塊，用于調(diào)用所述道路模型對(duì)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化，生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)包括普通路段邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)；三維網(wǎng)格道路模型生成模塊，用于連接所述邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)，生成三維網(wǎng)格道路模型；三維道路實(shí)體模型生成模塊，用于依據(jù)道路的屬性數(shù)據(jù)將生成的三維網(wǎng)格道路模型貼上相應(yīng)的紋理，得到三維道路實(shí)體模型。本發(fā)明的三維道路模型生成方法及系統(tǒng)全自動(dòng)的生成三維道路模型，避免了人工干預(yù)，因此可以提高建模效率。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的三維道路模型生成方法的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的用于確定道路走向的方位圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的圓弧曲線模擬道路彎道示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的貝塞爾曲線模擬道路彎道示意圖；圖5(a)是本發(fā)明實(shí)施例提供的確定路口邊緣曲線段示意圖；邊緣特征點(diǎn)生成方法示意圖；圖5(b)是本發(fā)明實(shí)施例提供的確定路口單個(gè)彎道處外擴(kuò)點(diǎn)和內(nèi)擴(kuò)點(diǎn)示意圖；圖5(c)是本發(fā)明實(shí)施例提供的去掉路口外擴(kuò)點(diǎn)、保留路口內(nèi)擴(kuò)點(diǎn)示意圖；圖5(d)本發(fā)明實(shí)施例提供的路口邊緣特征點(diǎn)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的道路中心線數(shù)據(jù)示意圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的分離普通路段中心線數(shù)據(jù)和路口中心線數(shù)據(jù)的方法流程圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的根據(jù)路口節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查找其它包含該節(jié)點(diǎn)的多鏈路的方法流程圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的三維網(wǎng)格道路模型示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的貼上道路紋理后的三維道路實(shí)體模型局部效果示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例提供的貼上道路紋理后的三維道路實(shí)體模型效果示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施提供的一種三維道路模型生成系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。為了解決人工三維道路建模中效率低下的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種三維道路模型生成方法，如圖1所示，包括如下步驟(1)、對(duì)道路中心線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(2)、解析道路結(jié)構(gòu)特征，建立相應(yīng)的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；(3)、解析二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，分離出普通路段中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(4)、調(diào)用所述道路模型對(duì)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化，生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)， 所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)包括普通路段邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)；(5)、連接所述邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)，生成三維網(wǎng)格道路模型；(6)、依據(jù)道路的屬性數(shù)據(jù)將生成的三維網(wǎng)格道路模型貼上相應(yīng)的紋理，得到三維道路實(shí)體模型。上述步驟(1)得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可以采用如下兩種方法。方法一，首先導(dǎo)入航拍位圖，然后在航拍位圖上提取道路中心線節(jié)點(diǎn)信息，最后， 將道路中心線的信息抽象化成二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。在航拍圖上提取道路中心線信息采用取點(diǎn)法，即在道路中心線的每個(gè)拐點(diǎn)處取點(diǎn)，得到道路中心線節(jié)點(diǎn)信息。利用取點(diǎn)法實(shí)現(xiàn)二維的道路中心線信息的采集。采集時(shí)可遵循以下規(guī)則對(duì)于普通路段，即不含路口的路段，從道路的一端開始取點(diǎn)，以道路中心線為基準(zhǔn)，若道路的方向有偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)的角度大于α，則在發(fā)生偏轉(zhuǎn)的位置取點(diǎn)，α為自定義的最大偏轉(zhuǎn)角度值； 對(duì)于路口，以道路中心線為基準(zhǔn)，按照順序先取任意一條道路的最靠近路口的兩點(diǎn)，然后再取另外一條道路最靠近路口的兩點(diǎn)，依次類推取點(diǎn)。方法二，直接讀取存儲(chǔ)道路中心線信息數(shù)據(jù)的各種格式的文件，例如KIWI (—種地圖信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式)文件、或工程文件、或其它自定義文件等。然后對(duì)其歸一化處理。文件中中心線信息數(shù)據(jù)記錄的是道路中心線的經(jīng)緯度坐標(biāo)，其精度可能高達(dá)小數(shù)點(diǎn)后十位之多，因而在數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理方面帶來很多的不便。為了達(dá)到優(yōu)化數(shù)據(jù)、便于處理的目的，提出一種簡(jiǎn)便的歸一化方法。首先對(duì)中心線信息數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，將整個(gè)數(shù)據(jù)劃分成網(wǎng)格型數(shù)據(jù)，對(duì)網(wǎng)格型數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)號(hào)處理；其次，依次處理每個(gè)網(wǎng)格型數(shù)據(jù)，找到處于網(wǎng)格內(nèi)最左下方的數(shù)據(jù)點(diǎn)A ；然后將其它數(shù)據(jù)點(diǎn)的坐標(biāo)全部減去數(shù)據(jù)點(diǎn)A的坐標(biāo)，獲得關(guān)于數(shù)據(jù)點(diǎn)A的相對(duì)坐標(biāo)，并將得到的坐標(biāo)乘以M，M為坐標(biāo)放大的倍數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的精度確定，這樣就得到了經(jīng)過初步歸一化處理的坐標(biāo)，即二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。道路可以簡(jiǎn)單的劃分成普通路段和路口。一條完整的道路可以由多個(gè)路口和普通路段拼合而成。由此提出如下建立道路模型的方法。普通路段模型及路口模型都是根據(jù)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型得到。建立普通路段模型及路口模型的方法具體步驟如下A、從所述二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中按順序取出三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型；B、剔除第一點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，選擇與第三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)相鄰的下一個(gè)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)加入，并根據(jù)這三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型；C、重復(fù)步驟B，直到取到最后一個(gè)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)束。接下來是通過三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型并和后續(xù)生成的道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型無縫無重疊銜接。普通路段模型可分為直線路段模型和彎道路段模型。對(duì)于普通路段模型中的直線路段模型，直接根據(jù)其道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)及單向路寬W確定。從中心中心線節(jié)點(diǎn)向兩邊擴(kuò)展單向路寬W，得到直線路段道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型。對(duì)于彎道路段，利用如下方法得到其道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型。方法步驟如下a、計(jì)算彎道處第一點(diǎn)和第二點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的第一線段的走向及斜率，及第二點(diǎn)和第三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的第二線段的走向及斜率；并計(jì)算第一線段和第二線段構(gòu)成的夾角；b、根據(jù)所述夾角、單向路寬、及彎道精度確定中心線上彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)的位置；C、根據(jù)彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)外擴(kuò)成外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)，外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)為彎道處道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型。為了詳細(xì)說明得到彎道路段道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型的方法，下面結(jié)合附圖對(duì)其進(jìn)行說明。如圖2所示，為彎道路段中心線數(shù)據(jù)點(diǎn)位于方位圖中的位置。1、首先確定路段0P、路段OQ的走向及斜率，以及路段0P、路段OQ之間的夾角α。 夾角α利用如下公式求得。
/ 、 OPxOQ公式中&為路段OP的向量，為向量@的模，為路段OQ的向量，為向量
OG的模。對(duì)C0s(JI-CI)進(jìn)行反余弦處理得到α的值，α取值范圍為^)，π ]。2、通過路段OP、路段OQ的夾角α、單向路寬W、及彎道精度S確定中心線上彎道起始點(diǎn)A和彎道結(jié)束點(diǎn)B的位置。AB段生成弧，其他部分生成直路面。彎道精度是用于控制曲線平滑的因子，即規(guī)定用直線段可替代的最大弧度數(shù)。AB點(diǎn)的位置計(jì)算很重要，取的過小，則彎道過渡不自然，也容易出現(xiàn)內(nèi)部折疊的狀況；取的過大，則可能影響前后路斷的連接，造成前后路段重疊。彎道起始點(diǎn)A和彎道結(jié)束點(diǎn)B坐標(biāo)計(jì)算如下
通過向量Oi確定彎道起始點(diǎn)A的位置；通過向量確定彎道結(jié)束點(diǎn)B的位置。
權(quán)利要求
1.一種三維道路模型生成方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)、對(duì)道路中心線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；O)、解析道路結(jié)構(gòu)特征，建立相應(yīng)的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；(3)、解析二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，分離出普通路段中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(4)、調(diào)用所述道路模型對(duì)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化，生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)包括普通路段邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)；(5)、連接所述邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)，生成三維網(wǎng)格道路模型；(6)、依據(jù)道路的屬性數(shù)據(jù)將生成的三維網(wǎng)格道路模型貼上相應(yīng)的紋理，得到三維道路實(shí)體模型。
2.如權(quán)利要求1所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟(6)之后還包括如下步驟(7)、對(duì)三維道路模型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)或?qū)С觥?br> 3.如權(quán)利要求2所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟(7)之后還包括如下步驟(8)、對(duì)導(dǎo)出的三維道路實(shí)體模型增加路燈、交通標(biāo)志、防護(hù)欄紋理；(9)、對(duì)所述增加了路燈、交通標(biāo)志、防護(hù)欄紋理的三維道路實(shí)體模型進(jìn)行顯示。
4.如權(quán)利要求1所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟(1)包括采集航拍位圖，然后在航拍位圖上提取二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；或讀取存儲(chǔ)道路中心線信息的文件，對(duì)道路中心線信息數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求4所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟( 建立道路模型的方法包括如下步驟A、從所述二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)中按順序取出三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，并根據(jù)這三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型；B、剔除第一點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，選擇與第三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)相鄰的下一個(gè)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)加入，并根據(jù)這三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型；C、重復(fù)步驟B，直到取到最后一個(gè)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)束。
6.如權(quán)利要求5所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型包括普通路段彎道處道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型，所述得到普通路段彎道處道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型的方法包括a、計(jì)算彎道處第一點(diǎn)和第二點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的第一線段的走向及斜率，及第二點(diǎn)和第三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的第二線段的走向及斜率；計(jì)算第一線段和第二線段構(gòu)成的夾角；b、根據(jù)所述夾角、單向路寬、及彎道精度確定中心線上彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)的位置；C、根據(jù)彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)外擴(kuò)成外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)，外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)為普通路段彎道處道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型。
7.如權(quán)利要求5所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)模型包括路口道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型，建立路口道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型的方法包括h、計(jì)算路口道路每條道路第一點(diǎn)和第二點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的第一線段的走向及斜率，及第二點(diǎn)和第三點(diǎn)道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成的第二線段的走向及斜率；計(jì)算第一線段和第二線段構(gòu)成的夾角；i、根據(jù)所述夾角、單向路寬、及彎道精度確定中心線上彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)的位置；j、根據(jù)彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)外擴(kuò)成外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)，外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)為彎道處道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型；k、將路口所有彎道處曲線生成，再將彎道處外弧曲線點(diǎn)去掉，保留內(nèi)弧曲線點(diǎn)，得到路口道路特征邊緣點(diǎn)數(shù)據(jù)模型。
8.如權(quán)利要求6或7所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述彎道起始點(diǎn)和彎道結(jié)束點(diǎn)的確定采用如下方法通過向量Oi確定彎道起始點(diǎn)A的位置；通過向量確定彎道結(jié)束點(diǎn)B的位置； OA-X * OP/ ,.
9.如權(quán)利要求8所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)用圓弧模擬或貝塞爾曲線模擬。
10.如權(quán)利要求9所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述用圓弧模擬的方法模擬外弧曲線點(diǎn)和內(nèi)弧曲線點(diǎn)的方法包括I、過彎道起始點(diǎn)A做&的垂線，過彎道結(jié)束點(diǎn)B做的垂線，兩垂線相交于點(diǎn)Τ，所述 T為圓心T AT為半徑R，R加上單向路寬W為外弧半徑，R減去單向路寬W為內(nèi)弧半徑；·11.依據(jù)向量Of、向量的走向，確定起始角度Φ； aIII、以y為步進(jìn)，依次算出度數(shù)，采用公式ct+ZF*S*n計(jì)算，ZF為第一系數(shù)，由Q點(diǎn)與向 量0^的位置關(guān)系確定，ZF取值為1或者-1，η為圓弧分段數(shù)，η的取值為[1，〒取整加1]。IV、根據(jù)內(nèi)弧半徑 R-W 及角度 <t+ZF*S*n，采用公式 χ = (R-W) *cos ( Φ+ZF*S*n)，y = (R-W)*sin((j5+ZF*S*n)計(jì)算內(nèi)弧上的每個(gè)特征點(diǎn)；根據(jù)外弧半徑R-W及角度Φ+ZF^S*!!，采用公式 χ = (R-W)*cos(<ji+ZF*S*n)，y = (R-W) *sin ( Φ+ZF*S*n)計(jì)算外弧上的每個(gè)特征點(diǎn)ο
11.如權(quán)利要求1所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟(3)中分離普通路段和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的方法如下(一)、順序讀取一條多鏈路；(二)、順序讀取多鏈路中的一條鏈路；(三)、讀取鏈路中的節(jié)點(diǎn)；(四)、判斷節(jié)點(diǎn)是否屬于多條鏈路；如果否，根據(jù)路口節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查找其它包含該節(jié)點(diǎn)的多鏈路；(五)、將其歸類為普通路段中心線節(jié)點(diǎn)信息；(六)、判斷此鏈路是否為多鏈路中最后一條鏈路，如果否，跳轉(zhuǎn)到步驟(二)；(七)、判斷此多鏈路是否為最后一條多鏈路，如果否，跳轉(zhuǎn)到步驟(一)；如果是，結(jié)束ο
12.如權(quán)利要求11所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟(四)根據(jù)路口節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)查找其它包含該節(jié)點(diǎn)的多鏈路包括如下步驟a、根據(jù)路口中心線信息節(jié)點(diǎn)查找相關(guān)聯(lián)的多鏈路；b、逐次讀取多鏈路；C、判斷節(jié)點(diǎn)所屬鏈路是否屬于起始或結(jié)束鏈路，如果是，獲取一個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果否，獲取兩個(gè)節(jié)點(diǎn)；d、判斷此多鏈路是否為最后一條多鏈路，如果否，跳轉(zhuǎn)到步驟b，如果是，則結(jié)束。
13.如權(quán)利要求1所述的三維道路模型生成方法，其特征在于，所述步驟(6)具體為 依據(jù)車道數(shù)目信息對(duì)三維網(wǎng)格道路模型貼車道紋理，對(duì)道路路口的過渡段、斑馬線段、中心區(qū)域貼上相應(yīng)紋理，得到三維道路實(shí)體模型。
14.一種三維道路模型生成系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于對(duì)道路中心線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)； 道路模型建立模塊，用于解析道路結(jié)構(gòu)特征，建立相應(yīng)的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；數(shù)據(jù)分離模塊，用于解析所述二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，分離出普通路段中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)模型化模塊，用于調(diào)用所述道路模型對(duì)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化，生成道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)，所述道路邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)包括普通路段邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)和路口邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)；三維網(wǎng)格道路模型生成模塊，用于連接所述邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)，生成三維網(wǎng)格道路模型；三維道路實(shí)體模型生成模塊，用于依據(jù)道路的屬性數(shù)據(jù)將生成的三維網(wǎng)格道路模型貼上相應(yīng)的紋理，得到三維道路實(shí)體模型。
15.如權(quán)利要求14所述的三維道路模型生成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)輸出模塊，用于對(duì)所述三維道路模型數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)或?qū)С觥?br> 16.如權(quán)利要求15所述的三維道路模型生成系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括 道路鋪裝模塊，用于對(duì)導(dǎo)出的三維道路實(shí)體模型增加路燈、交通標(biāo)志、防護(hù)欄紋理； 顯示模塊，用于對(duì)所述增加了路燈、交通標(biāo)志、防護(hù)欄紋理的三維道路實(shí)體模型進(jìn)行顯示。
全文摘要
一種三維道路模型生成方法，屬于三維道路建模領(lǐng)域。該方法包括如下步驟(1)、對(duì)道路中心線數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，得到二維道路中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(2)、解析道路結(jié)構(gòu)特征，建道路模型；(3)、從二維道路中心線數(shù)據(jù)中分離出普通路段和路口中心線節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)；(4)、調(diào)用所述道路模型對(duì)所述節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模型化，生成普通路段和路口邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)；(5)、連接所述邊緣特征點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)生成三維網(wǎng)格道路模型；(6)、依據(jù)道路的屬性數(shù)據(jù)將生成的三維網(wǎng)格道路模型貼上相應(yīng)的紋理，得到三維道路實(shí)體模型。本發(fā)明還提供了一種三維道路模型生成系統(tǒng)。本發(fā)明的三維道路模型生成方法全自動(dòng)的生成三維道路模型，避免了人工干預(yù)，提高了建模效率。
文檔編號(hào)G06T17/05GK102436678SQ20101050343
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者任偉, 張偉鵬, 曹旭, 肖承柳 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司