公路养护路面三维模型简化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及计算机图形处理技术领域，尤其涉及一种公路养护路面三维模型简化方法和装置，该方法包括：接收用户输入的原始路面三维模型；提取所述原始路面三维模型中路面的几何信息；其中，所述几何信息包括路面宽度、路面厚度以及表征公路走向的空间曲线；将所述空间曲线划分为若干连续的原始线段；利用预设的简化阈值和递归方法，简化每个所述原始线段，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段；根据所有的所述简化线段、所述路面宽度和所述路面厚度，整合成简化后的路面三维模型。本发明专利技术的目的是解决采用现有的三维模型进行公路养护管理时，现有的三维模型对计算机的硬件要求高和存在明显的过载或信息冗余的问题。高和存在明显的过载或信息冗余的问题。高和存在明显的过载或信息冗余的问题。

【技术实现步骤摘要】
公路养护路面三维模型简化方法和装置


[0001]本专利技术涉及计算机图形处理
，尤其涉及一种公路养护路面三维模型简化方法和装置。

技术介绍

[0002]近年来，数字孪生技术在智慧城市、数字智造、智慧建造、智慧运维等领域广泛应用。其主要特征是通过建筑信息模型软件(BIM软件)、CAD制图软件或激光扫描建立目标物，如城市和生产线等目标物的三维数字化模型，随后通过物联感知和管控建立物理实体与数字化虚拟体之间的映射，从而可以实现各类设备设施的状态感知、辅助决策和智能操控。
[0003]目前，建立能有效表征真实路面和桥梁等物理实体的三维数字模型是数字孪生系统的主要工作之一。如中国公开号为CN115222792A公开的一种铁路桥梁数字孪生建模方法，该方法基于机器视觉和图形学技术、利用图卷积和Nerf的深度学习技术的铁路桥梁数字孪生模型构建方法，实现数字孪生体与物理实体之间实时信息交互与虚拟监控。再如中国公开号为CN111210030A公开的一种基于BIM的公路养护管理方法及系统，该方法包括：按照BIM规范形成桥梁的BIM构件分类信息，存入数据库；根据养护所需的检查程度不同，对所属构筑物的构件类型描述对应的病害数据；创建构件类型对应的构件属性菜单以及养护列表实现项目养护的管理。该方法通过记录构件的养护信息，从而可更极致的反应出构件所对应的载体的健康状况，为养护管理提供更可靠、精准的数据。
[0004]然而，由于计算机系统从BIM软件、CAD软件或激光扫描等途径获取的公路数字化的三维模型只能采用离散的网格来表示实际中的连续曲折路面，因此每一条公路都是由小路段模型组成，小路段模型通常可视为长方体结构。通过BIM软件或其他途径建立的三维模型为了实现对路面结构的精准表达，在公路设计或施工阶段应用的三维模型，类似的最小单元长方体通常比较小，即需要大量的长方体单元来表示一段路面。使得现有的三维模型普遍存在体量过大，在数字孪生应用中，对存储、内存和显卡等计算机硬件有较高的要求。但对于公路养护应用而言，对三维模型精准度的要求大幅降低。
[0005]并且，公路养护管理对三维模型的需求与公路设计或施工过程不同，关注的基本单元是养护路段，现有的三维模型中除了包括几何信息外，还包括对公路养护管理业务不相关的如编号、材料属性、建成日期等大量附加信息，采用现有的BIM软件或其他途径建立的三维模型进行公路养护管理时，存在明显的过载或信息冗余的情况。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种公路养护路面三维模型简化方法和装置，用以解决采用现有的三维模型进行公路养护管理时，现有的三维模型对计算机的硬件要求高和存在明显的过载或信息冗余的问题。
[0007]本专利技术提供一种公路养护路面三维模型简化方法，包括：
[0008]接收用户输入的原始路面三维模型；
[0009]提取所述原始路面三维模型中路面的几何信息；其中，所述几何信息包括路面宽度、路面厚度以及表征公路走向的空间曲线；
[0010]将所述空间曲线划分为若干连续的原始线段；
[0011]利用预设的简化阈值和递归方法，简化每个所述原始线段，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段；
[0012]根据所有的所述简化线段、所述路面宽度和所述路面厚度，整合成简化后的路面三维模型。
[0013]根据本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法，所述空间曲线以所述原始路面三维模型中沿所述公路走向方向的若干原始点连接后构成。
[0014]根据本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法，所述若干原始点为所述原始路面三维模型中的每个网格中位于相同位置的点构成；
[0015]其中，每个网格的点包括顶部中点、底部中点或中心点。
[0016]根据本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法，所述利用预设的简化阈值和递归方法，简化每个所述原始线段，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段，包括：
[0017]标识所述原始线段中的所有原始点为未简化，得到所有的未简化原始点；
[0018]连接所述原始路段中首尾的未简化原始点，得到参考线段；
[0019]计算所述所有的未简化原始点到参考线段的距离值，得到所有的未简化原始点到参考线段的最大距离值；
[0020]根据所述最大距离值和所述预设的简化阈值，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段。
[0021]根据本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法，根据所述最大距离值和所述预设的简化阈值，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段，包括：
[0022]利用简化规则，根据所述最大距离值和所述预设的简化阈值，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段；其中，所述简化规则包括：
[0023]若所述最大距离值小于所述简化阈值，则将所有的未简化原始点标识为已简化原始点；
[0024]若所述参考线段中仅有首尾的未简化原始点，则将首尾的未简化原始点均标识为已简化原始点；
[0025]若所述最大距离值大于或等于所述简化阈值，则根据所述最大距离值的未简化原始点，将所述原始线段拆分为两个新的原始线段，再分别简化所述两个新的原始线段。
[0026]根据本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法，所述计算所述所有的未简化原始点到参考线段的距离值，得到所有的未简化原始点到参考线段的最大距离值的步骤中，计算方法包括面积计算法。
[0027]根据本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法，所述预设的简化阈值小于或等于所述路面宽度。
[0028]本专利技术还提供一种公路养护路面三维模型简化装置，包括：
[0029]接收模块，用于接收用户输入的原始路面三维模型；
[0030]提取模块，用于提取所述原始路面三维模型中路面的几何信息；其中，所述几何信
息包括路面宽度和路面厚度以及表征公路走向的空间曲线；
[0031]划分模块，用于将所述空间曲线划分为若干连续的原始线段；
[0032]简化模块，用于利用预设的简化阈值和递归方法，简化每个所述原始线段，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段；
[0033]整合模块，用于根据所述简化线段、所述路面宽度和所述路面厚度，整合成简化后的路面三维模型。
[0034]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种的所述公路养护路面三维模型简化方法。
[0035]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述公路养护路面三维模型简化方法公路养护路面三维模型简化方法。
[0036]本专利技术提供的一种公路养护路面三维模型简化方法和装置，通过公路养护路面三维模型简化方法，提取原始路面三维模型中路面的几何信息后，利用预设的简化阈值和递归方法对每个所述原始线段进行简化，得到每个所述原始线段对应的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路养护路面三维模型简化方法，其特征在于，包括：接收用户输入的原始路面三维模型；提取所述原始路面三维模型中路面的几何信息；其中，所述几何信息包括路面宽度、路面厚度以及表征公路走向的空间曲线；将所述空间曲线划分为若干连续的原始线段；利用预设的简化阈值和递归方法，简化每个所述原始线段，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段；根据所有的所述简化线段、所述路面宽度和所述路面厚度，整合成简化后的路面三维模型。2.根据权利要求1所述的公路养护路面三维模型简化方法，其特征在于，所述空间曲线以所述原始路面三维模型中沿所述公路走向方向的若干原始点连接后构成。3.根据权利要求2所述的公路养护路面三维模型简化方法，其特征在于，所述若干原始点为所述原始路面三维模型中的每个网格中位于相同位置的点构成；其中，每个网格的点包括顶部中点、底部中点或中心点。4.根据权利要求1至3中任一项的公路养护路面三维模型简化方法，其特征在于，所述利用预设的简化阈值和递归方法，简化每个所述原始线段，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段，包括：标识所述原始线段中的所有原始点为未简化，得到所有的未简化原始点；连接所述原始路段中首尾的未简化原始点，得到参考线段；计算所述所有的未简化原始点到参考线段的距离值，得到所有的未简化原始点到参考线段的最大距离值；根据所述最大距离值和所述预设的简化阈值，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段。5.根据权利要求4所述的公路养护路面三维模型简化方法，其特征在于，根据所述最大距离值和所述预设的简化阈值，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段，包括：利用简化规则，根据所述最大距离值和所述预设的简化阈值，得到每个所述原始线段对应的至少一条简化线段；其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳红，姜宏维，仝鑫隆，侯芸，戴建华，田佳磊，孙天成，王志，周晶，贾非，李宇轩，何建彬，杨松，
申请(专利权)人：中咨公路养护检测技术有限公司，
类型：发明
国别省市：