一种三维道路模型生成方法及系统技术方案

一种三维道路模型生成方法，属于三维道路建模领域。该方法包括如下步骤：(1)、对道路中心线数据进行采集，得到二维道路中心线节点数据；(2)、解析道路结构特征，建道路模型；(3)、从二维道路中心线数据中分离出普通路段和路口中心线节点数据；(4)、调用所述道路模型对所述节点数据进行模型化，生成普通路段和路口边缘特征点数据；(5)、连接所述边缘特征点数据对应的每个点生成三维网格道路模型；(6)、依据道路的属性数据将生成的三维网格道路模型贴上相应的纹理，得到三维道路实体模型。本发明专利技术还提供了一种三维道路模型生成系统。本发明专利技术的三维道路模型生成方法全自动的生成三维道路模型，避免了人工干预，提高了建模效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于虚拟现实中的三维道路建模领域，尤其涉及一种三维道路模型的生成方法及系统。
技术介绍
在很多应用领域，传统的二维QD)显示已经越来越让人感到枯燥、乏味和单一， 远远满足不了由于时代进步所带来的各种需求。虚拟现实和三维(3D)技术的出现，给人们的视觉以革命性的改变。三维技术所带来的生动、逼真和丰富的虚拟现实世界，使得人们能更直观的在计算机上观察到现实世界的真实场景。在电子地图导航领域，传统的二维地图是采用“点”和“线”来抽象描绘客观世界的。这种方法虽然能够简单、快速和及时的提供用户所需要的信息，但是它也存在着致命的弱点——它反映的只是一个平面的二维世界，不能真实的、生动的反映客观世界。如今，三维地图已经成为新的焦点，受到了广泛的关注。三维地图不仅能够提供二维地图所需的一切信息，而且它能够创造一个立体的、逼真的、生动的虚拟世界，带给用户全新的、身临其境的感觉，带给我们丰富的、真实的体验。三维场景重现采用的是三维网格化和材质纹理映射的方法。三维网格描述物体的形状轮廓，材质纹理描述物体的颜色和材质(如透射，反射等)以及外观信息。利用三维网格和材质纹理，可以非常真实的、清晰的反映现实物体。在三维场景中，通过创建网格化模型，能够非常细腻地、真实地表现出物体与世界的空间关系，浏览三维场景就相当于进入了一个由真实世界映射而成的虚拟世界。三维地图包含地形地貌、道路、桥梁，建筑物以及其它景观等多个层次的信息，其中道路是三维地图最重要的核心组成部分，相当于整个地图的骨骼和脉络。传统的三维道路建模方法非常单一，基本上采用的是通过使用一些三维建模软件 (例如3Dmax)进行人工建模的方法。人工建模耗时耗力，效率极其低下。尤其是进行大批量建模时，人工建模的缺点与弊端暴露无遗，由此产生的时间限制和效率限制，严重影响了三维道路模型在电子地图及其它领域中的应用。
技术实现思路
本专利技术为解决现有人工三维道路建模中效率低下的技术问题，提供一种高效的三维道路模型生成方法及系统。一种三维道路模型生成方法，包括如下步骤(1)、对道路中心线数据进行采集，得到二维道路中心线节点数据；(2)、解析道路结构特征，建立相应的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；(3)、解析二维道路中心线节点数据的拓扑关系，分离出普通路段中心线节点数据和路口中心线节点数据；6(4)、调用所述道路模型对所述节点数据进行模型化，生成道路边缘特征点数据， 所述道路边缘特征点数据包括普通路段边缘特征点数据和路口边缘特征点数据；(5)、连接所述边缘特征点数据对应的每个点，生成三维网格道路模型；(6)、依据道路的属性数据将生成的三维网格道路模型贴上相应的纹理，得到三维道路实体模型。一种三维道路模型生成系统，包括数据采集模块，用于对道路中心线数据进行采集，得到二维道路中心线节点数据；道路模型建立模块，用于解析道路结构特征，建立相应的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；数据分离模块，用于解析所述二维道路中心线节点数据的拓扑关系，分离出普通路段中心线节点数据和路口中心线节点数据；数据模型化模块，用于调用所述道路模型对所述节点数据进行模型化，生成道路边缘特征点数据，所述道路边缘特征点数据包括普通路段边缘特征点数据和路口边缘特征点数据；三维网格道路模型生成模块，用于连接所述边缘特征点数据对应的每个点，生成三维网格道路模型；三维道路实体模型生成模块，用于依据道路的属性数据将生成的三维网格道路模型贴上相应的纹理，得到三维道路实体模型。本专利技术的三维道路模型生成方法及系统全自动的生成三维道路模型，避免了人工干预，因此可以提高建模效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的三维道路模型生成方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的用于确定道路走向的方位图；图3是本专利技术实施例提供的圆弧曲线模拟道路弯道示意图；图4是本专利技术实施例提供的贝塞尔曲线模拟道路弯道示意图；图5(a)是本专利技术实施例提供的确定路口边缘曲线段示意图；边缘特征点生成方法示意图；图5(b)是本专利技术实施例提供的确定路口单个弯道处外扩点和内扩点示意图；图5(c)是本专利技术实施例提供的去掉路口外扩点、保留路口内扩点示意图；图5(d)本专利技术实施例提供的路口边缘特征点示意图；图6是本专利技术实施例提供的道路中心线数据示意图；图7是本专利技术实施例提供的分离普通路段中心线数据和路口中心线数据的方法流程图；图8是本专利技术实施例提供的根据路口节点数据查找其它包含该节点的多链路的方法流程图；图9是本专利技术实施例提供的三维网格道路模型示意图；图10是本专利技术实施例提供的贴上道路纹理后的三维道路实体模型局部效果示意图；图11是本专利技术实施例提供的贴上道路纹理后的三维道路实体模型效果示意图；图12是本专利技术实施提供的一种三维道路模型生成系统示意图。具体实施例方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了解决人工三维道路建模中效率低下的技术问题，本专利技术提供了一种三维道路模型生成方法，如图1所示，包括如下步骤(1)、对道路中心线数据进行采集，得到二维道路中心线节点数据；(2)、解析道路结构特征，建立相应的道路模型，所述道路模型包括普通路段模型和路口模型；(3)、解析二维道路中心线节点数据的拓扑关系，分离出普通路段中心线节点数据和路口中心线节点数据；(4)、调用所述道路模型对所述节点数据进行模型化，生成道路边缘特征点数据， 所述道路边缘特征点数据包括普通路段边缘特征点数据和路口边缘特征点数据；(5)、连接所述边缘特征点数据对应的每个点，生成三维网格道路模型；(6)、依据道路的属性数据将生成的三维网格道路模型贴上相应的纹理，得到三维道路实体模型。上述步骤(1)得到二维道路中心线节点数据可以采用如下两种方法。方法一，首先导入航拍位图，然后在航拍位图上提取道路中心线节点信息，最后， 将道路中心线的信息抽象化成二维道路中心线节点数据。在航拍图上提取道路中心线信息采用取点法，即在道路中心线的每个拐点处取点，得到道路中心线节点信息。利用取点法实现二维的道路中心线信息的采集。采集时可遵循以下规则对于普通路段，即不含路口的路段，从道路的一端开始取点，以道路中心线为基准，若道路的方向有偏转且偏转的角度大于α，则在发生偏转的位置取点，α为自定义的最大偏转角度值； 对于路口，以道路中心线为基准，按照顺序先取任意一条道路的最靠近路口的两点，然后再取另外一条道路最靠近路口的两点，依次类推取点。方法二，直接读取存储道路中心线信息数据的各种格式的文件，例如KIWI (—种地图信息数据的存储格式)文件、或工程文件、或其它自定义文件等。然后对其归一化处理。文件中中心线信息数据记录的是道路中心线的经纬度坐标，其精度可能高达小数点后十位之多，因而在数据的计算和处理方面带来很多的不便。为了达到优化数据、便于处理的目的，提出一种简便的归一化方法。首先对中心线信息数据进行分块，将整个数据划分成网格型数据，对网格型数据进行标号处理；其次，依次处理每个网格型数据，找到处于网格内最左下方的数据点A ；然后将其它数据点的坐标全部减去数据点A的坐标，获得关于数据点A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖承柳，曹旭，任伟，张伟鹏，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：