專利名稱：一種三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三維場(chǎng)景自動(dòng)生成的方法，特別是一種三維場(chǎng)景中道路生成的方法。
背景技術(shù)：
在3DMAX道路模型制作中，需要大量道路制作，以往制作一條道路的時(shí)候需要以 一條輔助線為中心線，制作出路面，行車線，箭頭，路沿，人行道，路燈，旁道樹(shù)等物體，手工 制作效率低。而道路兩邊的樹(shù)木也需要隨機(jī)大小，隨機(jī)旋轉(zhuǎn)，常規(guī)的手動(dòng)制作無(wú)法滿足制作 的需要。而如果道路資料是路的邊線，手工制作要描出中心線，并無(wú)法很好處理幾車道的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠快速、自動(dòng)地在已有路網(wǎng)拓?fù)涞那闆r 下生成道路。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法，其包括判斷路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)；判斷所述交叉點(diǎn)的類型；將路網(wǎng)在相鄰的兩個(gè)交叉點(diǎn)中點(diǎn)處打斷；依照預(yù)訂參數(shù)利用十字路口、丁字路口和道路模塊將路網(wǎng)鋪設(shè)完成。進(jìn)一步地，所述路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)類型為十字交叉和丁字交叉。進(jìn)一步地，所述路網(wǎng)線條包括單線，單線所在位置表示道路中心位置；雙線，雙線表示道路的寬度。進(jìn)一步地，所述判斷路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)步驟進(jìn)一步包括將每一條道路截?cái)喑扇舾啥危謩e從兩條道路上任取兩條線段m和n，m的兩個(gè)端 點(diǎn)三維坐標(biāo)分別為ρΑ，ρΒ, η的兩個(gè)端點(diǎn)三維坐標(biāo)分別為pC，pD ；將ρΒ減ρΑ得到矢量a，將pD減pC得矢量b，將pC減ρΑ得矢量c ；叉乘矢量a和矢量b得到矢量cl，叉乘矢量c和矢量b得到矢量c2 ；點(diǎn)乘矢量cl和矢量c2得到標(biāo)量c3 ；計(jì)算矢量cl的長(zhǎng)度的平方得到標(biāo)量c4，將標(biāo)量c3除以標(biāo)量c4得到標(biāo)量c5 ；將矢量a乘以標(biāo)量c5得到矢量c6，將矢量c6加上坐標(biāo)點(diǎn)ρΑ得到坐標(biāo)pi ；將ρΑ減pi得到得到矢量nl，將ρΒ減pi得到矢量π2，算出nl的法線向量n3，算 出n2的法線向量n4，計(jì)算π3和η4的點(diǎn)積d ；將pC減pi得到得到矢量ml，將pD減pi得到矢量m2，算出矢量ml的法線向量 m3，算出矢量m2的法線向量m4，計(jì)算m3和m4的點(diǎn)積dl ；和如果d和dl都等于0則兩個(gè)線條相交，交點(diǎn)坐標(biāo)就是pl，否則兩個(gè)線段不相交。
進(jìn)一步地，所述判斷所述交叉點(diǎn)的類型的方法進(jìn)一步包括當(dāng)pA、pB、pC和pD到pi的距離均大于閾值A(chǔ)則所述兩條道路為十字相交；當(dāng)pA、pB、pC和pD到pi的距離中有且只有一個(gè)距離小于閾值A(chǔ)則所述兩條道路 為丁字相交；進(jìn)一步地，當(dāng)pA、pB、pC和pD到pi的距離中有且只有一個(gè)距離小于閾值A(chǔ)大于閾 值B則所述兩條道路為丁字相交。進(jìn)一步地，所述路網(wǎng)中生成元素包括路面、行車線、中心分界線、行人斑馬線、導(dǎo)向 箭頭、路牙、路燈、配景。進(jìn)一步地，所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠右行駛規(guī)則或靠左行駛規(guī)則。進(jìn)一步地，當(dāng)所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠右行駛時(shí)，所述路燈朝向方向?yàn)檠刂缆非?進(jìn)方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；當(dāng)所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠左行駛時(shí)，所述路燈朝向方向?yàn)檠刂?路前進(jìn)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。進(jìn)一步地，所述路燈的間距為等距布設(shè)在兩個(gè)路口之間或單獨(dú)道路兩端之間；所 述配景包括行道樹(shù)或園林景觀，其采用隨機(jī)數(shù)序列在道路兩旁隨機(jī)生成。本發(fā)明三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法，在復(fù)雜路網(wǎng)中能自動(dòng)找到線條的交點(diǎn)，并據(jù)此 生成十字或丁字路口。本發(fā)明還可以自動(dòng)識(shí)別兩條路的邊線，并算出每車道的寬度，生成符 合要求的行車線，箭頭等。


圖1是本發(fā)明一種三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法一個(gè)具體的實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參看圖1所示，本發(fā)明提供了一種三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法，其包括步驟101，判斷路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述路網(wǎng)線條包括單線，單線所在位置表示道路中心位置；雙線，雙線表示道路的寬度?？梢栽陔p線框定的范圍內(nèi)鋪設(shè)道路。所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠右行駛規(guī)則或靠左行駛規(guī)則。在3DMAX中，交叉點(diǎn)并不能夠直接由軟件得到，即便是在同一平面中繪制的兩條 交叉線也不能直接得到交叉點(diǎn)的位置坐標(biāo)。因此本發(fā)明在一個(gè)具體的實(shí)施例中利用算法得 到了交叉點(diǎn)的坐標(biāo)為自動(dòng)實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)生成創(chuàng)造了條件。所述交叉點(diǎn)判斷的方法具體包括步驟201，將每一條道路截?cái)喑扇舾啥?，分別從兩條道路上任取兩條線段m和n，m 的兩個(gè)端點(diǎn)三維坐標(biāo)分別為pA，pB, η的兩個(gè)端點(diǎn)三維坐標(biāo)分別為pC，pD。將道路截?cái)嗟脑瓌t包括很多種，其中在一個(gè)具體的實(shí)施例中，可以將道路依照實(shí) 際走向分割成若干直線線段。在道路為直路的部分采用一條直線，而在道路彎曲部分采用 數(shù)條折線近似替代。步驟202，將pB減pA得到矢量a，將pD減pC得矢量b，將pC減pA得矢量c ；步驟203，叉乘矢量a和矢量b得到矢量cl，叉乘矢量c和矢量b得到矢量c2 ；步驟204，點(diǎn)乘矢量cl和矢量c2得到標(biāo)量c3 ；
步驟205，計(jì)算矢量Cl的長(zhǎng)度的平方得到標(biāo)量c4，將標(biāo)量c3除以標(biāo)量c4得到標(biāo) 量c5 ；步驟206，將矢量a乘以標(biāo)量c5得到矢量c6，將矢量c6加上坐標(biāo)點(diǎn)pA得到坐標(biāo) Pl ；步驟207，將pA減pi得到得到矢量nl，將pB減pi得到矢量n2，算出nl的法線向 量π3，算出π2的法線向量η4，計(jì)算π3和η4的點(diǎn)積d ；步驟208，將pC減pi得到得到矢量ml，將pD減pi得到矢量m2，算出矢量ml的法 線向量m3，算出矢量m2的法線向量m4，計(jì)算m3和m4的點(diǎn)積dl ；和步驟209，如果d和dl都等于0則兩個(gè)線條相交，交點(diǎn)坐標(biāo)就是Pl，否則兩個(gè)線段 不相交。當(dāng)所有不在同一道路中的線段兩兩計(jì)算即可得出所述路網(wǎng)中的所有交叉點(diǎn)。步驟102，判斷所述交叉點(diǎn)的類型。所述路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)類型為十字交叉和丁字交 叉。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，當(dāng)pA、pB、pC和pD到pi的距離均大于閾值A(chǔ)則所述兩條 道路為十字相交；當(dāng)PA、pB、pC和pD到pi的距離中有且只有一個(gè)距離小于閾值A(chǔ)則所述 兩條道路為丁字相交。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述閾值A(chǔ)為50米。在另一個(gè)具體的實(shí)施例中，當(dāng)pA、pB、pC和pD到pi的距離中有且只有一個(gè)距離小 于閾值A(chǔ)大于閾值B則所述兩條道路為丁字相交。所述閾值A(chǔ)為50米，閾值B為30米。步驟103，將路網(wǎng)在相鄰的兩個(gè)交叉點(diǎn)中點(diǎn)處打斷。將路網(wǎng)在相鄰兩個(gè)交叉點(diǎn)中點(diǎn) 處打斷可以利用最少的模塊完成一個(gè)路網(wǎng)。步驟104，依照預(yù)訂參數(shù)利用十字路口、丁字路口和道路模塊將路網(wǎng)鋪設(shè)完成。一 個(gè)路網(wǎng)一般是以平交路口、快速路、高速公路組成，因此采用十字路口、丁字路口和道路三 種模塊就可以基本完成路網(wǎng)的鋪設(shè)。所述路網(wǎng)中生成元素包括路面、行車線、中心分界線、行人斑馬線、導(dǎo)向箭頭、路 牙、路燈、配景。所述中心分界線位于單線路網(wǎng)線條處或雙線路網(wǎng)中心處。所述行車線位置為依據(jù) 要求將路面寬度和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半幅路面均分后的位置。所述行人斑馬線位于路口四周。所 述導(dǎo)向箭頭位于路口處車輛即將進(jìn)入路口處。所述路牙、路燈、配景位于道路兩旁。當(dāng)所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠右行駛時(shí)，所述路燈朝向方向?yàn)檠刂缆非斑M(jìn)方向逆時(shí) 針旋轉(zhuǎn)90度；當(dāng)所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠左行駛時(shí)，所述路燈朝向方向?yàn)檠刂缆非斑M(jìn)方向 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。所述路燈的間距為等距布設(shè)在兩個(gè)路口之間或單獨(dú)道路兩端之間。所述配景包括 行道樹(shù)或園林景觀，其采用隨機(jī)數(shù)序列在道路兩旁隨機(jī)生成。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法，其包括判斷路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)；判斷所述交叉點(diǎn)的類型；將路網(wǎng)在相鄰的兩個(gè)交叉點(diǎn)中點(diǎn)處打斷；依照預(yù)訂參數(shù)利用十字路口、丁字路口和道路模塊將路網(wǎng)鋪設(shè)完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)類型為十字交叉和 丁字交叉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述路網(wǎng)線條包括 單線，單線所在位置表示道路中心位置；雙線，雙線表示道路的寬度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述判斷路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)步驟進(jìn)一步包括將每一條道路截?cái)喑扇舾啥?，分別從兩條道路上任取兩條線段m和n，m的兩個(gè)端點(diǎn)三 維坐標(biāo)分別為ρΑ，ρΒ, η的兩個(gè)端點(diǎn)三維坐標(biāo)分別為pC，pD ；將ρΒ減ρΑ得到矢量a，將pD減pC得矢量b，將pC減ρΑ得矢量c ； 叉乘矢量a和矢量b得到矢量cl，叉乘矢量c和矢量b得到矢量c2 ； 點(diǎn)乘矢量cl和矢量c2得到標(biāo)量c3 ；計(jì)算矢量cl的長(zhǎng)度的平方得到標(biāo)量c4，將標(biāo)量c3除以標(biāo)量c4得到標(biāo)量c5 ； 將矢量a乘以標(biāo)量c5得到矢量c6，將矢量c6加上坐標(biāo)點(diǎn)ρΑ得到坐標(biāo)pi ； 將ρΑ減pi得到得到矢量nl，將ρΒ減pi得到矢量n2，算出nl的法線向量n3，算出η2 的法線向量η4，計(jì)算π3和η4的點(diǎn)積d ；將pC減pi得到得到矢量ml，將pD減pi得到矢量m2，算出矢量ml的法線向量m3，算 出矢量m2的法線向量m4，計(jì)算m3和m4的點(diǎn)積dl ；和如果d和dl都等于0則兩個(gè)線條相交，交點(diǎn)坐標(biāo)就是pi，否則兩個(gè)線段不相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述判斷所述交叉點(diǎn)的類型的方法進(jìn)一 步包括當(dāng)ρΑ、ρΒ、pC和pD到pi的距離均大于閾值A(chǔ)則所述兩條道路為十字相交； 當(dāng)ρΑ、ρΒ、pC和pD到pi的距離中有且只有一個(gè)距離小于閾值A(chǔ)則所述兩條道路為丁 字相交；
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，當(dāng)pA、pB、pC和pD到pi的距離中有且只 有一個(gè)距離小于閾值A(chǔ)大于閾值B則所述兩條道路為丁字相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述路網(wǎng)中生成元素包括路面、行車線、 中心分界線、行人斑馬線、導(dǎo)向箭頭、路牙、路燈、配景。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠右行駛規(guī)則或 靠左行駛規(guī)則。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠右行駛時(shí)，所述 路燈朝向方向?yàn)檠刂缆非斑M(jìn)方向逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度；當(dāng)所述路網(wǎng)行駛規(guī)則為靠左行駛時(shí)， 所述路燈朝向方向?yàn)檠刂缆非斑M(jìn)方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述路燈的間距為等距布設(shè)在兩個(gè)路口2之間或單獨(dú)道路兩端之間；所述配景包括行道樹(shù)或園林景觀，其采用隨機(jī)數(shù)序列在道路兩 旁隨機(jī)生成。
全文摘要
本發(fā)明一種三維場(chǎng)景自動(dòng)鋪路的方法，其包括判斷路網(wǎng)中的交叉點(diǎn)；判斷所述交叉點(diǎn)的類型；將路網(wǎng)在相鄰的兩個(gè)交叉點(diǎn)中點(diǎn)處打斷；依照預(yù)訂參數(shù)利用十字路口、丁字路口和道路模塊將路網(wǎng)鋪設(shè)完成。
文檔編號(hào)G06T17/05GK101894396SQ201010232608
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月21日
發(fā)明者汪林 申請(qǐng)人:北京水晶石數(shù)字科技有限公司