[發明專利]一種基于Reeb圖的立交橋三維建模方法

有效

• 申請號: 201710123511.6
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106920278B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 丁建勛;吳曉東;周玨;秦瑞科;李棒;鐘業文;唐飛;陳一鍇;龍建成;石琴
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于Reeb圖的立交橋三維建模方法，包括：1、獲取任意的立交橋三維的離散坐標；2、提取立交橋相互遮擋的結構并對這些結構進行投影；3、確定投影的散點的邊界；4、進行Delaunay三角劃分、5、在三角網的基礎上進行Reeb圖生成；6、判斷Reeb圖的關鍵點，分割Reeb圖；7、填充Reeb圖并擬合散點。本發明通過立交橋三維建模方法，來實現電子地圖中立交橋等復雜路段的三維建模，使得電子地圖中高效地表現出地圖中各種復雜路段的道路信息，從而使得導航系統能夠與電子地圖相互銜接，更加豐富和完善當前電子地圖中的道路信息，為用戶出行提供更加準確的道路信息。

技術領域

本發明屬于立交橋三維建模領域，具體的說是一種基于Reeb圖的立交橋三維建模方法。

背景技術

近幾年來，隨著人們生活水平的提高，家庭的汽車擁有量逐步增多。在駕駛過程中，人們對于導航地圖的需求和要求都越來越高，對于導航地圖中最基本的就是要顯示所駕駛的車輛在地圖中的位置以及地圖中各個道路結構的完整信息情況。目前一般的電子地圖對于高速路網等比較簡單的道路形式都有非常完善的建模方法，它們都能通過簡單的平面建模方式將現實中的道路信息描述出來，再通過GPS導航技術對于車輛進行定位，并且把車輛的位置信息告訴駕駛員。但是目前的電子地圖對于現實中立交橋這些復雜的道路路段的模型建立還不完善，不能在電子地圖中體現立交橋等這些復雜路段的完整道路信息。

現在的電子地圖中立交橋的模型一般采用平面模型進行表示，這種表現形式會給導航地圖在向駕駛人發送位置信息，導致駕駛人不能夠清晰地判斷車輛位于立交橋中遮擋結構的哪個位置。此外在很多的立交橋的三維建模方法中都是將立交橋整體進行擬合，這種方式容易使得立交橋模型的結構與現實立交橋存在很大的差異，無法準確地描述立交橋的結構細節。

發明內容

本發明是為了克服現有技術存在的不足之處，提供一種基于Reeb圖的立交橋三維建模方法，以期通過立交橋三維建模方法，來實現電子地圖中立交橋等復雜路段的三維建模，使得在電子地圖中高效地表現出地圖中各種復雜路段的道路信息，從而使得導航系統能夠與電子地圖相互銜接，更加豐富和完善當前電子地圖中的道路信息，為用戶出行提供更加準確的道路信息。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：

本發明一種基于Reeb圖的立交橋三維建模方法的特點是按如下步驟進行：

步驟1、立交橋橋面數據的提取：

通過機載LIDAR空間測量系統得到立交橋橋面的三維坐標點集合，記為 W＝{w₁,w₂,…,w_n,…,w_N}，w_n表示第n個三維坐標點，并有w_n(x_n,y_n,z_n)；x_n表示第n個三維坐標點的x軸坐標，y_n表示第n個三維坐標點的y軸坐標，z_n表示第n個三維坐標點的z軸坐標，n＝1,2,…,N；

步驟2、立交橋橋面遮擋結構數據的提取：

步驟2.1、在三維坐標點集合W中尋找所有x軸坐標和y軸坐標都相同三維坐標點組成點集，記為W′＝{w′₁,w′₂,…,w′_i,…,w′_M}；w′_i表示第i個x軸坐標和y軸坐標都相同的三維坐標點集；并有w″_ij表示第i個三維坐標點集中第j個三維坐標點； i＝1,2,…,M；j＝1,2,…,K_i；M表示所有x軸坐標和y軸坐標都相同的三維坐標點集的個數， K_i表示第i個三維坐標點集中x軸坐標和y軸坐標都相同三維坐標點的個數；

步驟2.2、初始化i＝1；初始化三維坐標點集W和三維坐標點集w′_i；