[發(fā)明專利]一種從復(fù)雜城市道路網(wǎng)絡(luò)提取簡化拓撲關(guān)系的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910168342.7
• 申請日: 2019-03-06
• 公開（公告）號: CN110119740B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王煒;楊洋;李欣然
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06V10/34
• 分類號: G06V10/34;G06V10/24;G06V10/28;G06V10/44
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

1.一種從復(fù)雜城市道路網(wǎng)絡(luò)提取簡化拓撲關(guān)系的方法，包括如下步驟，其特征在于：

步驟(1)讀取根據(jù)實際城市道路網(wǎng)絡(luò)拓撲關(guān)系輸出的圖像，比例尺范圍為1像素：10米—1像素：25米，依次進行旋轉(zhuǎn)、灰度化、二值化處理，并對圖像的二值像素矩陣進行孔洞填充和骨架提取，得到細化的二值圖像，并輸出像素點的數(shù)字矩陣P₄∈R²；

步驟(2)將P₄擴展為(m+2)*(n+2)的數(shù)字矩陣P₅∈R²，擴展規(guī)則如下：

步驟(3)遍歷P₅，識別P₅中表示道路網(wǎng)絡(luò)平面投影交點、路段轉(zhuǎn)向拓撲點和中間點的三類像素點，并分別將其像素值修改為3、2、1，得到數(shù)字矩陣P₆；

步驟(4)遍歷P₆，統(tǒng)計匯總標(biāo)記為3的像素點周圍8個像素點中標(biāo)記為3的像素點位置，記為P_around3-3，識別道路網(wǎng)絡(luò)中全部交點類像素點簇P_c＝{P_c1,P_c2,,P_ci,…,P_ca}，其中a表示交點類像素點簇的數(shù)量，即道路網(wǎng)絡(luò)平面投影的交點數(shù)量，p_ci為像素點簇P_ci中第一個被識別的交點類像素點；

步驟(5)遍歷P₆，統(tǒng)計標(biāo)記為3的像素點周圍8個像素點中標(biāo)記為1的像素點位置，并按照交點類像素點簇匯總，記為P_around3-1；統(tǒng)計匯總標(biāo)記為2的像素點周圍8個像素點中標(biāo)記為1的像素點位置，記為P_around2-1；統(tǒng)計匯總標(biāo)記為1的像素點周圍8個像素點中標(biāo)記非0的像素點位置，并剔除與該像素點具有重復(fù)臨近交點類像素點簇的標(biāo)記為1的像素點，保證屬于同一簇標(biāo)記為3的像素點其臨近的標(biāo)記為1的像素點互相不在對方索引范圍內(nèi)，記為P_around1；

步驟(6)基于上述三類像素點間的8鄰接關(guān)系依次識別不同簇的交點類像素點間的拓撲走向；

步驟(7)將節(jié)點和拓撲點從平面像素坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化到實際平面坐標(biāo)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從復(fù)雜城市道路網(wǎng)絡(luò)提取簡化拓撲關(guān)系的方法，其特征在于：所述步驟(1)中，道路網(wǎng)絡(luò)圖像處理包含以下步驟：

步驟(1.1)將圖像順時針旋轉(zhuǎn)90°，經(jīng)灰度化處理得到僅含有亮度信息的灰度圖；二值化處理：設(shè)定全局二值化閾值R，灰度圖中像素值大于或等于閾值R的像素點像素值設(shè)為0，低于閾值R的像素點像素值設(shè)為1，即得到僅含0、1的二維數(shù)字矩陣P₁∈R²，取值為0表示圖像背景黑色，否則表示道路白色，m*n為原始圖像的分辨率；

步驟(1.2)對道路像素點進行膨脹處理，填充主輔路、雙向路段以及大型交叉口等復(fù)雜拓撲結(jié)構(gòu)形成的孔洞，即實際屬于道路區(qū)域但標(biāo)記為0的像素區(qū)域，得到數(shù)字矩陣P₂∈R²；

步驟(1.3)對非道路像素點進行膨脹處理，糾正道路像素點膨脹過程中對實際非道路區(qū)域的覆蓋，得到數(shù)字矩陣P₃∈R²

步驟(1.4)提取P₃中的道路骨架，得到經(jīng)過細化的數(shù)字矩陣P₄∈R²，此時道路的連通區(qū)域細化成一個像素的寬度。