车道线级别道路三维模型的构建方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种车道线级别道路三维模型的构建方法、装置及电子设备，包括：获取待建道路对应的道路矢量数据集；对交通路口和车道主体对应的道路矢量数据进行三角化处理，构建空间三角网格面片，并生成基准底层模型；基于车道线、地面定位设施和道路控制设施对应的道路矢量数据，构建空间四边形网格面片，并生成道路标识模型；基于路侧定位设施对应的道路矢量数据，构建路侧定位六面体模型；基于基准底层模型、道路标识模型和路侧定位六面体模型，得到待建道路对应的道路三维模型。本发明专利技术实现了车道线级别城市道路三维模型的自动化重建，而且还可以较好地复原城市道路细节特征，以及能够与城市实景三维模型完美叠加。能够与城市实景三维模型完美叠加。能够与城市实景三维模型完美叠加。

【技术实现步骤摘要】
车道线级别道路三维模型的构建方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术涉及道路建模
，尤其是涉及一种车道线级别道路三维模型的构建方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]高精度的城市道路三维模型是实景三维城市空间数字底座的重要组成部分之一，通常采用以下半自动化的方法快速重建道路模型：（1）基于光学卫星影像的道路三维模型重建方法，该方法通常仅能生成对称的道路模型，而且生成的道路三维模型的高程值精度较低，需要大量人工修正才能与城市实景三维模型叠加；（2）基于无人机倾斜摄影重建的道路三维模型重建方法，该方法在重建模型几何结构的过程中需要专业的软件和较高的人力成本，而且对纹理贴图要求较高，需要采用人工方法进行修饰，也存在人力成本较高的问题，若采用统一的纹理贴图则将会损失车道线等信息。
[0003]综上所述，现有道路三维模型重建方法的自动化程度较低，需要耗费较高的人力成本。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种车道线级别道路三维模型的构建方法、装置及电子设备，实现了车道线级别城市道路三维模型的自动化重建，显著提高了构建道路三维模型的自动化程度，从而有效降低构建道路三维模型所需的人力成本，而且还可以较好地复原城市道路细节特征，以及能够与城市实景三维模型完美叠加。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供了一种车道线级别道路三维模型的构建方法，包括：获取待建道路对应的道路矢量数据集；其中，所述道路矢量数据集包括多种道路细节对应的道路矢量数据，所述道路细节包括交通路口、车道主体、车道线、地面定位设施、道路控制设施和路侧定位设施中的一种或多种；对所述交通路口对应的所述道路矢量数据和所述车道主体对应的所述道路矢量数据进行三角化处理，以构建空间三角网格面片，并基于所述空间三角网格面片生成基准底层模型；基于所述车道线对应的所述道路矢量数据、所述地面定位设施对应的所述道路矢量数据和所述道路控制设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的空间四边形网格面片，并基于所述空间四边形网格面片生成道路标识模型；其中，所述道路标识模型位于所述基准底层模型之上；基于所述路侧定位设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的路侧定位六面体模型；其中，所述路侧定位六面体模型位于所述基准底层模型之上；基于所述基准底层模型、所述道路标识模型和所述路侧定位六面体模型，得到所述待建道路对应的道路三维模型。
[0006]在一种实施方式中，对所述交通路口对应的所述道路矢量数据和所述车道主体对应的所述道路矢量数据进行三角化处理，以构建空间三角网格面片，并基于所述空间三角网格面片生成基准底层模型，包括：基于所述交通路口对应的所述道路矢量数据，确定多个所述交通路口一一对应的第一空间多边形；利用具备水密特性的三角化算法，对每个所述第一空间多边形进行三角化处理，以构建每个所述交通路口对应的第一空间三角网格面片，并基于每个所述第一空间三角网格面片生成交通路口三角网格模型；以及，基于所述车道主体对应的所述道路矢量数据，确定多个车道线组分别对应的至少一个第二空间多边形；其中，每个所述车道线组均采用分段连续成组的折线段表达车道线，每个所述车道线组均包括多个分段车道线，所述车道线组中相邻的两个所述分段车道线之间形成所述第二空间多边形，每个所述第二空间多边形构成所述待建道路对应的车道主体；利用具备水密特性的三角化算法，对每个所述第二空间多边形进行三角化处理，以构建每个所述车道线组对应的至少一个第二空间三角网格面片，并基于每个所述第二空间三角网格面片生成车道主体三角网格模型；将所述交通路口三角网格模型和所述车道主体三角网格模型，作为基准底层模型。
[0007]在一种实施方式中，利用具备水密特性的三角化算法，对每个所述第一空间多边形进行三角化处理，以构建每个所述交通路口对应的第一空间三角网格面片，并基于每个所述第一空间三角网格面片生成交通路口三角网格模型，包括：对于每个所述第一空间多边形，将该第一空间多边形垂直投影至二维平面，形成二维投影多边形；以所述二维投影多边形的边界作为约束边，以及基于最小三角形内角约束和最大三角形面积约束，在所述二维投影多边形内生成第一空间三角网格面片，并将所述第一空间三角网格面片中每个三角形的顶点作为边界插值点或内插值点；对于每个所述边界插值点，则基于所述边界插值点所在边界的两个端点之间的长度，和所述边界插值点与所述边界插值点所在边界中任一端点之间的长度，确定所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标；对于每个所述内插值点，基于所述内插值点与所述二维投影多边形的边界上的点之间的长度，确定所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标；基于每个所述三角形的顶点之间的拓扑关系、所述边界插值点对应的所述几何坐标、所述内插值点对应的所述几何坐标，生成该第一空间多边形对应的三角化结果；基于每个所述第一空间多边形对应的三角化结果，得到交通路口三角网格模型。
[0008]在一种实施方式中，基于所述边界插值点所在边界的两个端点之间的长度，和所述边界插值点与所述边界插值点所在边界中任一端点之间的长度，确定所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，包括：按照如下公式确定所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标：；
；；其中，（，，）为所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，（，）为所述边界插值点在所述二维平面上的平面坐标，、（）分别为两个端点在该第一空间多边形上的几何坐标，为所述边界插值点与所述边界插值点所在边界中任一端点之间的长度，为所述边界插值点所在边界的两个端点之间的长度；基于所述内插值点与所述二维投影多边形的边界上的点之间的长度，确定所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，包括：按照如下公式确定所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标：；；；其中，（，，）为所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，（，）为所述内插值点在所述二维平面上的平面坐标，为所述二维投影多边形的边界上的点，为所述二维投影多边形的边界上的点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，为所述内插值点与所述二维投影多边形的边界上的点之间的长度。
[0009]在一种实施方式中，基于所述车道线对应的所述道路矢量数据、所述地面定位设施对应的所述道路矢量数据和所述道路控制设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的空间四边形网格面片，并基于所述空间四边形网格面片生成道路标识模型，包括：基于所述车道线对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的第一空间四边形网格面片，并确定所述第一空间四边形网格面片对应的车道线属性值，将所述车道线属性值对应的车道线纹理贴图映射至所述第一空间四边形网格面片，以得到车道线标识模型；基于所述地面定位设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的第二空间四边形网格面片，并确定所述第二空间四边形网格面片对应的地面定位属性值，将所述地面定位属性值的地面定位纹理贴图映射至所述第二空间四边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车道线级别道路三维模型的构建方法，其特征在于，包括：获取待建道路对应的道路矢量数据集；其中，所述道路矢量数据集包括多种道路细节对应的道路矢量数据，所述道路细节包括交通路口、车道主体、车道线、地面定位设施、道路控制设施和路侧定位设施中的一种或多种；对所述交通路口对应的所述道路矢量数据和所述车道主体对应的所述道路矢量数据进行三角化处理，以构建空间三角网格面片，并基于所述空间三角网格面片生成基准底层模型；基于所述车道线对应的所述道路矢量数据、所述地面定位设施对应的所述道路矢量数据和所述道路控制设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的空间四边形网格面片，并基于所述空间四边形网格面片生成道路标识模型；其中，所述道路标识模型位于所述基准底层模型之上；基于所述路侧定位设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的路侧定位六面体模型；其中，所述路侧定位六面体模型位于所述基准底层模型之上；基于所述基准底层模型、所述道路标识模型和所述路侧定位六面体模型，得到所述待建道路对应的道路三维模型。2.根据权利要求1所述的车道线级别道路三维模型的构建方法，其特征在于，对所述交通路口对应的所述道路矢量数据和所述车道主体对应的所述道路矢量数据进行三角化处理，以构建空间三角网格面片，并基于所述空间三角网格面片生成基准底层模型，包括：基于所述交通路口对应的所述道路矢量数据，确定多个所述交通路口一一对应的第一空间多边形；利用具备水密特性的三角化算法，对每个所述第一空间多边形进行三角化处理，以构建每个所述交通路口对应的第一空间三角网格面片，并基于每个所述第一空间三角网格面片生成交通路口三角网格模型；以及，基于所述车道主体对应的所述道路矢量数据，确定多个车道线组分别对应的至少一个第二空间多边形；其中，每个所述车道线组均采用分段连续成组的折线段表达车道线，每个所述车道线组均包括多个分段车道线，所述车道线组中相邻的两个所述分段车道线之间形成所述第二空间多边形，每个所述第二空间多边形构成所述待建道路对应的车道主体；利用具备水密特性的三角化算法，对每个所述第二空间多边形进行三角化处理，以构建每个所述车道线组对应的至少一个第二空间三角网格面片，并基于每个所述第二空间三角网格面片生成车道主体三角网格模型；将所述交通路口三角网格模型和所述车道主体三角网格模型，作为基准底层模型。3.根据权利要求2所述的车道线级别道路三维模型的构建方法，其特征在于，利用具备水密特性的三角化算法，对每个所述第一空间多边形进行三角化处理，以构建每个所述交通路口对应的第一空间三角网格面片，并基于每个所述第一空间三角网格面片生成交通路口三角网格模型，包括：对于每个所述第一空间多边形，将该第一空间多边形垂直投影至二维平面，形成二维投影多边形；以所述二维投影多边形的边界作为约束边，以及基于最小三角形内角约束和最大三角
形面积约束，在所述二维投影多边形内生成第一空间三角网格面片，并将所述第一空间三角网格面片中每个三角形的顶点作为边界插值点或内插值点；对于每个所述边界插值点，则基于所述边界插值点所在边界的两个端点之间的长度，和所述边界插值点与所述边界插值点所在边界中任一端点之间的长度，确定所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标；对于每个所述内插值点，基于所述内插值点与所述二维投影多边形的边界上的点之间的长度，确定所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标；基于每个所述三角形的顶点之间的拓扑关系、所述边界插值点对应的所述几何坐标、所述内插值点对应的所述几何坐标，生成该第一空间多边形对应的三角化结果；基于每个所述第一空间多边形对应的三角化结果，得到交通路口三角网格模型。4.根据权利要求3所述的车道线级别道路三维模型的构建方法，其特征在于，基于所述边界插值点所在边界的两个端点之间的长度，和所述边界插值点与所述边界插值点所在边界中任一端点之间的长度，确定所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，包括：按照如下公式确定所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标：；；；其中，（，，）为所述边界插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，（，）为所述边界插值点在所述二维平面上的平面坐标，、（）分别为两个端点在该第一空间多边形上的几何坐标，为所述边界插值点与所述边界插值点所在边界中任一端点之间的长度，为所述边界插值点所在边界的两个端点之间的长度；基于所述内插值点与所述二维投影多边形的边界上的点之间的长度，确定所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，包括：按照如下公式确定所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标：；；；其中，（，，）为所述内插值点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，（，）为所述内插值点在所述二维平面上的平面坐标，为所述二维投影多边形的边界上的点，为所述二维投影多边形的边界上的点反投影至该第一空间多边形上的几何坐标，为所述内插值点与所述二维投影多边形的边界上的点之间的长度。5.根据权利要求1所述的车道线级别道路三维模型的构建方法，其特征在于，基于所述
车道线对应的所述道路矢量数据、所述地面定位设施对应的所述道路矢量数据和所述道路控制设施对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的空间四边形网格面片，并基于所述空间四边形网格面片生成道路标识模型，包括：基于所述车道线对应的所述道路矢量数据，构建与所述基准底层模型的高程相匹配的第一空间四边形网格面片，并确定所述第一空间四边形网格面片对应的车道线属性值，将所述车道线属性值对应的车道线纹理贴图映...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇翔，王涛，张森，张辉，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：