[发明专利]一种基于Reeb图的立交桥三维建模方法

说明书

本发明公开了一种基于Reeb图的立交桥三维建模方法，包括：1、获取任意的立交桥三维的离散坐标；2、提取立交桥相互遮挡的结构并对这些结构进行投影；3、确定投影的散点的边界；4、进行Delaunay三角划分、5、在三角网的基础上进行Reeb图生成；6、判断Reeb图的关键点，分割Reeb图；7、填充Reeb图并拟合散点。本发明通过立交桥三维建模方法，来实现电子地图中立交桥等复杂路段的三维建模，使得电子地图中高效地表现出地图中各种复杂路段的道路信息，从而使得导航系统能够与电子地图相互衔接，更加丰富和完善当前电子地图中的道路信息，为用户出行提供更加准确的道路信息。

技术领域

本发明属于立交桥三维建模领域，具体的说是一种基于Reeb图的立交桥三维建模方法。

背景技术

近几年来，随着人们生活水平的提高，家庭的汽车拥有量逐步增多。在驾驶过程中，人们对于导航地图的需求和要求都越来越高，对于导航地图中最基本的就是要显示所驾驶的车辆在地图中的位置以及地图中各个道路结构的完整信息情况。目前一般的电子地图对于高速路网等比较简单的道路形式都有非常完善的建模方法，它们都能通过简单的平面建模方式将现实中的道路信息描述出来，再通过GPS导航技术对于车辆进行定位，并且把车辆的位置信息告诉驾驶员。但是目前的电子地图对于现实中立交桥这些复杂的道路路段的模型建立还不完善，不能在电子地图中体现立交桥等这些复杂路段的完整道路信息。

现在的电子地图中立交桥的模型一般采用平面模型进行表示，这种表现形式会给导航地图在向驾驶人发送位置信息，导致驾驶人不能够清晰地判断车辆位于立交桥中遮挡结构的哪个位置。此外在很多的立交桥的三维建模方法中都是将立交桥整体进行拟合，这种方式容易使得立交桥模型的结构与现实立交桥存在很大的差异，无法准确地描述立交桥的结构细节。

发明内容

本发明是为了克服现有技术存在的不足之处，提供一种基于Reeb图的立交桥三维建模方法，以期通过立交桥三维建模方法，来实现电子地图中立交桥等复杂路段的三维建模，使得在电子地图中高效地表现出地图中各种复杂路段的道路信息，从而使得导航系统能够与电子地图相互衔接，更加丰富和完善当前电子地图中的道路信息，为用户出行提供更加准确的道路信息。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于Reeb图的立交桥三维建模方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、立交桥桥面数据的提取：

通过机载LIDAR空间测量系统得到立交桥桥面的三维坐标点集合，记为 W＝{w₁,w₂,…,w_n,…,w_N}，w_n表示第n个三维坐标点，并有w_n(x_n,y_n,z_n)；x_n表示第n个三维坐标点的x轴坐标，y_n表示第n个三维坐标点的y轴坐标，z_n表示第n个三维坐标点的z轴坐标，n＝1,2,…,N；

步骤2、立交桥桥面遮挡结构数据的提取：

步骤2.1、在三维坐标点集合W中寻找所有x轴坐标和y轴坐标都相同三维坐标点组成点集，记为W′＝{w′₁,w′₂,…,w′_i,…,w′_M}；w′_i表示第i个x轴坐标和y轴坐标都相同的三维坐标点集；并有w″_ij表示第i个三维坐标点集中第j个三维坐标点； i＝1,2,…,M；j＝1,2,…,K_i；M表示所有x轴坐标和y轴坐标都相同的三维坐标点集的个数， K_i表示第i个三维坐标点集中x轴坐标和y轴坐标都相同三维坐标点的个数；

步骤2.2、初始化i＝1；初始化三维坐标点集W和三维坐标点集w′_i；