一种三维道路模型化方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三维道路模型化方法，所述方法包括以下步骤：Ａ）获取二维道路坐标数据；Ｂ）根据道路宽度和所述二维道路坐标数据获取与所述二维道路坐标数据相对应的道路边缘特征点；Ｃ）根据所述道路边缘特征点确定三维道路的路面区域；以及Ｄ）对所述路面区域进行网格化，以获得三维道路模型。本发明专利技术可以根据二维的地图道路数据实时动态地生成具有高仿真度的３Ｄ虚拟道路模型，大大加快３Ｄ道路模型化的速度。因此，极大提高了地图道路的可使用性和３Ｄ道路建模的工作效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及三维导航和建模领域，尤其涉及一种三维道路模型化的方法及装置。
技术介绍
在很多应用领域，传统的二维地图是采用点和线结合的方法来描绘客观世界，这 中方法虽然能快速及时地提供用户基本需求，但是它反映的是一个平面的信息，传统的二 维地图已经越来越不能满足需求了，取而代之的是能产生身临其境之感的3D地图。随着电 子产品硬件的升级，地图三维化已经成为可能。3D地图不仅能够提供二维地图所需的一切 信息，更重要的是它能反应一个立体的世界，能够给用户提供更加丰富直观的视觉效果，让 人产生身临其境之感。3D地图包括地形、道路、建筑、景观等多个层次的信息，其中3D道路是3D地图最重 要的组成部分，而不具有岔口的路面是道路最基本的、重要的组成部分。现有的3D道路一 般都采用手工建模的方法，通过使用一些例如maya、3dmax等3D建模软件人工手动地建立 道路的网格模型。人工手动建模的方法能够是模型非常细腻真实，但其最大的缺点是手动 建模工作量大，效率极其低下，严重影响了 3D道路模型在各个领域中应用。同时模型的存 储需要很大的容量空间，这样就大大的限制了 3D地图的发展。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决现有技术中的上述问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种自动、快速地实现三维道路的模型化方法和装置。根据本专利技术的一个方面，本专利技术实施例提出了一种三维道路的模型化方法，所述 方法包括以下步骤A)获取二维道路坐标数据；B)根据道路宽度和所述二维道路坐标数据 获取与所述二维道路坐标数据相对应的道路边缘特征点；C)根据所述道路边缘特征点确 定三维道路的路面区域；以及D)对所述路面区域进行网格化，以获得三维道路模型。根据本专利技术的另一方面，本专利技术的实施例提出一种三维道路模型化装置，所述装 置包括数据单元，所述数据单元获得二维道路坐标数据；确定单元，根据道路宽度和所述 二维道路坐标数据获得与所述二维道路坐标数据相对应的道路边缘特征点，并根据所述道 路边缘特征点确定三维道路的路面区域；以及网格化单元，所述网格化单元对所述三维道 路的路面区域进行网格化，以获得三维道路模型。本专利技术可以根据二维的地图道路数据实时动态地生成具有高仿真度的3D虚拟道 路模型，大大加快3D道路模型化的速度。因此，极大提高了地图道路的可使用性和3D道路 建模的工作效率。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变 得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变 得明显和容易理解，其中图1为本专利技术实施例的三维道路的模型化装置结构图；图2为本专利技术实施例的三维道路的模型化方法步骤流程图；图3为本专利技术具体实施例的二维道路示意图；图4(a)为本专利技术具体实施例的一种获取道路边缘特征点的处理示意图；图4(b)为本专利技术具体实施例的另一种一种获取道路边缘特征点的处理示意图；图5为本专利技术具体实施例的三维道路的路面区域模型示意图；图6为图4(a)所示本专利技术具体实施例的三维模型化中后道路边缘特征点坐标计 算示意图；图7为图4(b)所示本专利技术具体实施例的三维模型化中后道路边缘特征点坐标计 算示意图；图8(a)和图8(b)为本专利技术具体实施例的三维道路路面区域三角网格化示意图；图9为本专利技术具体实施例的三维道路纹理铺装后的效果示意图；图10为本专利技术实施例的二维道路坐标数据密集时，一种修正二维道路坐标数据 密集的处理示意图；图11为本专利技术实施例的二维道路坐标数据稀疏密集时，一种修正二维道路坐标 数据稀疏的过程示意图；图12为图11所示修正二维道路坐标数据稀疏后的效果示意图。图13为本专利技术实施例的二维道路坐标数据不合格时，三维道路模型畸形的示意 图；图14为相应于图13的本专利技术实施例的二维道路坐标数据合格时，三维道路模型 正常的示意具体实施例方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。首先参考图1，该图为本专利技术实施例的三维道路的模型化装置结构图。如图所示，本专利技术的模型化装置包括数据单元12、确定单元14以及网格化单元 16。数据单元12获得二维道路坐标数据。二维道路一般用点和线段来表示，二维道路坐标数据中至少包括道路的起点和终 点的坐标信息，除此以外，二维道路坐标数据还可以包括道路的一些其他关键位置，例如道 路交叉点、道路的转折点等的坐标信息等。如图3所示，表示的二维道路中，曲线AB⑶E表示一条道路，曲线FDG表示另一条 道路，两条道路相交于中心一点D，本专利技术所涉及的三维道路建模是指单独建立道路AB⑶E 或者道路FDG的三维道路模型，不涉及上述两条道路交叉点模型的建立。 二维道路坐标数据可以通过从实际道路上采集获得，或者可以通过其它的途径获得，例如从其它的地图/道路数据中提取或直接从地图数据供应商购买等。确定单元14根据道路宽度和所述二维道路坐标数据获得与所述二维道路坐标数 据相对应的道路边缘特征点，并根据所述道路边缘特征点确定三维道路的路面区域。网格 化单元16则对所述三维道路的路面区域进行网格化，以获得三维道路模型。在一个实施例中，本专利技术的模型化装置还可以包括纹理铺装单元18以及显示单 元22。纹理铺装单元18可利用道路属性数据对上述三维道路模型进行纹理铺装，给三维网 格道路模型贴上相应的纹理就形成了简单的具有较好视觉效果的道路。道路属性数据包括道路的名称、等级、性质、宽度、车道数、任务、功能等信息。此外， 道路属性还包括了一些点，这些点可以用来表示地图中餐馆、邮政、银行、服务区等功能区，也 可以包括道路的立体交叉点、平面交叉点、道路出口入口等道路中的特殊点。纹理铺装单元 18主要利用例如公路等级、车道数等道路属性数据对上述三维道路模型进行纹理铺装本专利技术的模型化装置将上述处理后的三维道路模型输入到显示单元22中，利用 网格和对应的纹理，显示单元22能够非常细腻真实的反映现实客观的物体。网格反映道路的位置形状，材质纹理则反映了道路的颜色信息和材质，如反射、透 射等信息。通过网格化的模型，道路能够非常清晰地在计算机屏幕中显示出来，从而达到浏 览3D场景的目的。在一个实施例中，模型化装置还可以包括存储单元20，利用存储单元20将三维道 路模型对应的数据进行静态存储。由道路边缘特征点和二维道路坐标数据中的位置点构成的网格模型是三维模型 的外观表现，输入显示单元22或存储单元20的三维模型数据是模型中所有网格顺序组织 起来的数据块。另外，本专利技术还提供了一种三维道路模型化方法，该方法的具体实施例如图2所7J\ ο首先，获得二维道路坐标数据(步骤102)。然后，根据道路宽度和所述二维道路坐 标数据获取与所述二维道路坐标数据相对应的道路边缘特征点(步骤104)。根据所述道路 边缘特征点确定三维道路的路面区域的步骤(步骤106)。最后，对所述路面区域进行网格 化，从而获得三维道路模型(步骤108)。如上文所述，二维道路坐标数据可以通过从实际道路上采集获得，或者可以通过 其它的途径获得，例如从其它的道路数据中提取或直接从地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维道路模型化方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：获取二维道路坐标数据的步骤；根据道路宽度和所述二维道路坐标数据获取与所述二维道路坐标数据相对应的道路边缘特征点的步骤；根据所述道路边缘特征点确定三维道路的路面区域的步骤；以及对所述路面区域进行网格化，以获得三维道路模型的步骤。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴国，唐远流，邓高伟，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]