[发明专利]实景三维道路重建方法及装置、存储介质、电子设备

权利要求书

1.一种实景三维道路重建方法，其特征在于，包括：

获取目标区域的倾斜摄影影像，基于所述倾斜摄影影像生成倾斜三维模型，并根据所述倾斜三维模型生成点云模型和正射影像图；

沿道路矢量线从所述点云模型中提取道路区域的点云数据；

从所述点云数据中提取道路特定区域的道路几何特征，从所述正射影像图中提取所述道路几何区域对应的纹理特征；

对所述道路矢量线进行分段处理，采用所述道路几何特征对每个分段进行三角构网，重建三维道路，采用所述纹理特征对所述三维道路依次进行纹理贴图，并进行附属设施建模和语义信息建模，生成实景三维道路；

基于地球瓦片金字塔结构和四叉树剖分，对所述三维道路进行索引组织，以实现所述目标区域的道路三维可视化；

其中，采用所述纹理特征对所述三维道路依次进行纹理贴图，并进行附属设施建模和语义信息建模，包括：

确定所述三维道路当前分段道路的长度L，纹理对应的真实道路长度D，相邻贴图采样点C_i+1和C_i的距离为d，采用以下公式计算贴图采样点C_i+1的UV纹理坐标：

；

确定实例化的附属设施的实例数量，根据所述实例数量计算相应实例的目标区域的面积，采用以下公式根据所述四叉树分块组织的图形参数查找与所述附属设施的实例匹配的下一层级Level：

；

其中，S为金字塔顶层瓦片的大小，T为目标区域的面积，Floor为向下取整函数；

获取语义属性信息，并将所述语义属性信息过载到所述三维道路的模型部件上；

其中，沿道路矢量线从所述点云模型中提取道路区域的点云数据包括：基于预设二维数据中的道路中心线矢量，以预设缓冲区半径进行缓冲区裁剪，从所述点云模型中过滤得到第一道路区域点云；获取所述第一道路区域点云的最高点H，从所述最高点H开始，以固定步长d为单位逐步减小过滤高度，对所述第一道路区域点云进行过滤，得到第二道路区域点云；获取所述第二道路区域点云的道路路面点云高度，基于所述道路路面点云高度过滤所述第二道路区域点云中道路地面的地物点云。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述道路几何特征包括道路路肩线，从所述点云数据中提取道路特定区域的道路几何特征包括：

对所述点云数据进行分块，以所述道路矢量线中道路中心线上的矩形块作为种子点，根据所述种子点判断道路中间是否有隔离带，并标记隔离带区域；

沿所述种子点分别向垂直于所述道路中心线两边进行生长搜索，直至种子点的平均高度高于路面高度，得到路肩线所在的路肩分块；

获取所述路肩分块及其相邻分块内的点云数据，将分块的尺寸减半后对所述路肩分块继续进行生长搜索，提取得到路肩线点云；

根据所述路肩线点云生成道路路肩线。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述路肩线点云生成道路路肩线包括：

针对直路段点云，基于以下公式对所述路肩线点云中的特征点p_i进行路肩线平滑处理，生成直路路肩线：

；

其中， t为采样参数，p_i+1为特征点p_i的相邻点，p_i+2为特征点p_i+1的相邻点；

针对转弯路段点云，基于以下转换算法将所述路肩线点云中的第i个采样点P的局部坐标点P（x_i，y_i）转换为全局笛卡尔坐标点P’，生成弯路路肩线：

；

其中，是局部坐标系原点对应的全局坐标，x_i和y_i是局部坐标系下P的坐标，和是全局坐标方向向量参数，scaleX和scaleY是缩放参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用所述道路几何特征对每个分段进行三角构网，重建三维道路，包括：

对于道路矢量线中的单条直道或弯道，从所述道路几何特征的路肩线特征点中选取每个分段的首个顶点为原点构建局部笛卡尔坐标系；

采用缩放矩阵、旋转矩阵、平移矩阵将各个分段的道路模型加载到三维地图上。