[發(fā)明專利]一種可實時交互的三維微觀公路網(wǎng)生成方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010311559.1
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111535099B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張林逸達(dá);王曉光;徐育毅
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州優(yōu)云軟件有限公司;北京廣通優(yōu)云科技股份有限公司
• 主分類號: E01C1/00
• 分類號: E01C1/00;G06F30/13;G06F30/18;G06T19/20
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳繼亮

1.一種可實時交互的三維微觀公路網(wǎng)生成方法，其特征在于：主要包括前端交互部分和框架部分，框架是一個由節(jié)點、路段和車道結(jié)合形成的有向圖，節(jié)點部分表示道路的端點，具有道路銜接處和交叉路口的處理功能；路段部分是定義在兩個節(jié)點之間的貝塞爾曲線，以控制該路段下車道的整體形狀；車道則分為兩種，一是在節(jié)點中用于銜接兩個路段的車道，二是在路段中用來銜接兩個節(jié)點的車道；框架主要包含以下內(nèi)容：

(1)路段生成：路段形狀由三階貝塞爾曲線控制，四個控制點順次表示為A、B、C、D，端點位置A、D即為節(jié)點位置，把AB延長線和DC延長線的交點E作為新的控制點，只需控制E的位置，根據(jù)比例k在AE和DE上求出新的BC的位置，生成平滑合理的曲線形狀，在需要得到直線時，則直接設(shè)置E為AD的中點；

(2)路段中車道的生成：采用直接獲取近似曲線的策略，方法為：

對路段的右側(cè)某車道，對于原路段曲線B(·)及其控制點ABCDE，要得到其所包含某右側(cè)車道曲線B′(·)，首先獲取起點A和終點D的等距偏移點A′和D′，偏移的方向通過右手法則或左手法則叉乘得到，偏移的距離為該車道的累計寬度，在A′處的切向為或在D′處的切向為或由此求出在A′處方向為的直線和在D′處方向為直線的交點E′，最后在上求出B′，在上求出C′，得到B′(·)的全部控制點A′B′C′D′E′，左側(cè)車道的生成方法與之類似；

計算得到的每條車道曲線進(jìn)行距離采樣、建立距離表，為計算曲線上到起點路程為x的點，在車道方程B_L(t)中求得t＝1/16，2/16，3/16…15/16,16/16時的累計路程并建表，并根據(jù)x所在的區(qū)間范圍進(jìn)行四次二分查找，并對最后的t_min和t_max進(jìn)行插值，得到最終位置；

(3)節(jié)點的生成：節(jié)點是所連路段的端點，其直徑為所連路段中寬度的最大值，當(dāng)節(jié)點僅連接一條路段時，不需對節(jié)點進(jìn)行任何操作；當(dāng)節(jié)點所連路段不止一條時，則需要在節(jié)點處生成平滑的銜接車道來連接不同路段；

所述節(jié)點處生成平滑的銜接車道主要步驟有四步：

(1)求出道路兩側(cè)和其他道路的交點；

(2)根據(jù)交點的連線在車道上截取端點；

(3)根據(jù)車道曲線端點生成子曲線；

(4)根據(jù)子曲線生成節(jié)點內(nèi)的銜接車道。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實時交互的三維微觀公路網(wǎng)生成方法，其特征在于：所述路段生成中比例k值的計算原理為：用貝塞爾曲線擬合圓弧，僅考慮1/4圓弧，使得曲線能近似半徑為R的圓弧，則由三階貝塞爾的表達(dá)式:

B(t)＝(1-t)³A+3t(1-t²)B+3t²(1-t)C+t³D，t∈[0，1]

得，在t＝0.5時，曲線上的點需對應(yīng)圓弧上的中點由此可列出方程并求解得：

k值作為默認(rèn)值用于所有路段中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可實時交互的三維微觀公路網(wǎng)生成方法，其特征在于：所述前端交互部分使用Unity引擎實現(xiàn)，通過自定義Editor在編輯模式下實時查看結(jié)果。