[發明專利]一種基于點云的交通安全道路特征圖成圖方法

在審

• 申請號: 201410509688.6
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104281746A
• 公開（公告）日: 2015-01-14
• 發明（設計）人: 吳杭彬;劉春;姚連璧;姚文馳;李亞云;劉程;李正寧;張舒航;汪志飛;李茂
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及交通測繪領域，尤其是涉及一種基于點云的交通安全道路特征圖成圖方法。

背景技術

主動交通道路特征圖是指按照各項繪圖標準要求描述包括道路路口以及路段的道路特征平面專題圖，反映了一定范圍內有關道路標線、標志、地物等相關位置等信息，它包含各類道路地物的圖形信息和屬性信息，尤其是道路的標志標線信息，從其比例尺分類來看，它屬于城市大比例尺平面圖范疇，綜合反映道路位置、交通島、交通標志、標線等信息。這些信息構成了交叉路口的詳細渠化圖。道路渠化信息一方面可以減少交通事故與交通堵塞，另一方面也是主動交通安全模型中車輛定位所需的智能道路信息基礎數據。

繪制主動交通道路特征圖是主動交通安全預警的必要數據準備環節，其成圖周期與圖形質量直接影響主動交通安全模型的正確計算與分析、地圖應用與推廣。我國現階段，傳統的主動交通安全道路特征圖的制作處理手段仍然較為繁瑣，即先封鎖事故現場小范圍內的全部或部分車道，然后進行詳細路口圖的測量。其中，路口圖一般采用全站儀結合人工現場繪制草圖方式完成，主要內容包括：現場地形、現場交通元素及相互關系、現場數據注記等路口信息。現場草圖包含的地物較多，繪制時間較長，該種方式很大程度上影響主動交通道路特征圖的制作。

根據現有的技術，可以總結出如下四種主動交通道路特征圖制作方法，其中第一種為基于全站儀測量的作圖法，具有高精度、靈活性強等優點，有很好的一致性，但是工作量大，成本較高，第二種為基于市政建設地圖的作圖法，具有工作量小、高精度、速度快的優點，但是數據來源比較困難，第三種為基于攝影測量的作圖法，安全性好，單是作圖復雜，成本較高，第四種為基于GPS測量的作圖法，具有覆蓋范圍廣、成本低、定位精度高等優點，但是易受地形影響，可靠性不高。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種快速、準確、成圖質量高的基于點云的交通安全道路特征圖成圖方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于點云的交通安全道路特征圖成圖方法，包括以下步驟：

1)采用激光掃描儀獲取選定交通區域多幅畫面的點云數據；

2)對點云數據進行預處理；

3)將預處理后的點集導入CAD中進行分層處理，完成交通道路特征平面圖；

4)將交通道路特征平面圖逐層完成CAD向ArcGIS格式的轉換；

5)創建ArcGIS符號庫，并根據數據庫屬性對各種地圖要素進行自動匹配，完成交通安全道路特征圖。

所述的步驟1)中的點云數據包括位置數據和顏色數據。

所述的步驟2)具體包括以下步驟：

21)對獲取的多幅畫面的點云進行上色拼接；

22)對拼接后的點云數據進行高程濾波，將道路地面和地面上的干擾點分離；

23)區分道路交通特征點集，包括道路路面、道路標線、道路邊線和道路標志的點集；

24)根據道路法規以及濾波后點云數據確定所區分的道路交通特征點集的顏色。

所述的步驟3)具體包括以下步驟：

31)根據預處理后的點集信息將區分好的點集劃分為不同的圖層；

32)進行道路邊線、標志標線、道路路面和道路標志的提取；

33)制作道路標志和道路標線相應的符號以及命令函數，進行道路標志和道路標線的擬合。

所述的步驟22)中分離道路地面和地面上的干擾點的方法為：

設定一個道路面閾值h，根據點的三維坐標信息(x，y，z)，若其z＞h，則表明該點是道路面之上的干擾點；反之，則是道路面上的點。

所述的步驟23)中確定道路路面的方法為：

獲得一個路面回波反射率的范圍U，若獲取的點回波反射率在范圍U之內，則表明該點是瀝青道路表面點。

所述的步驟23)中確定道路標線點集的方法為：

獲得一個路面標線回波反射率的范圍T，若獲取的點回波反射率在范圍T之內，則表明該點是道路標線點。

所述的步驟5)包括以下步驟；

51)利用CAD畫出符合比例要求的符號圖形；

52)把符號圖形縮放到一致的大小，將繪制好的符號按照統一的尺寸轉成圖片；

53)利用Font?Creator字體編輯軟件，把轉換后的一致的圖片導入其中；

54)調整符號，保存字庫文件，將制作好的TrueType字體文件安裝到系統中；