[发明专利]一种道路平面交叉口自动建模方法

权利要求书

1.一种道路平面交叉口自动建模方法，其特征是按以下步骤进行：

步骤S1、根据道路中心线计算交叉口位置信息；

步骤S2、根据道路交叉情况获取交叉口关键点；

步骤S3、根据交叉口关键点，构建交叉口部件；

步骤S4、基于交叉口部件自动生成交叉口模型；

所述步骤S1为，任取两条道路，计算道路中心线的交点信息CP{R_j,R_k,P_i(x,y,z)}；所述R_j、R_k为任意两条道路，P_i为道路交叉口位置，i＝1,2,3,...,N；j和k均为正整数；x、y为道路R_j、R_k中心线交点坐标，z为道路R_j、R_k在交点(x,y)处的标高z_j、z_k的平均值；

所述步骤S2按以下步骤进行：

步骤S21、选取交叉口的任意一条道路为进道口，并取进道口逆时针方向上第一个可驶离交叉口的方向为出道口，作为一个进出单元，计为U_i，其中i＝1,2,3,...,N；N为大于2的正整数；

步骤S22、对一个进出单元U，设定交叉口转弯半径R；

步骤S221、根据转弯半径R及道路行车道边线，计算交叉口转弯圆弧与行车道边线切点T₁(x_t1,y_t1)、T₂(x_t2,y_t2)，其中，T₁为圆弧与第一条道路R_j切点位置，T₂为圆弧与第二条道路R_k切点位置；

切点T1、T2计算过程如下：

步骤S2211、从道路R_j到R_k两条行车道边线，根据线相交公式计算交点P_jk(x_jk，y_jk)，及夹角C_r，所述夹角为∠T₁P_jkT₂，并作过P_jk的角平分线L_cr；

步骤S2212、设定R_j与R_k行车道交点P_jk到切点T₁的距离为D_t1,则

D_t1＝R/Tan(C_r/2)；

根据道路R_j的方向DIR_j及距离D_t1，计算出切点T₁的坐标值x_t1、y_t1:

x_t1＝x_jk+D_t1*Cos(DIR_j+180)

y_t1＝y_jk+D_t1*Sin(DIR_j+180)

步骤S2213、根据道路R_k的方向DIR_k及距离D_t1，计算出切点T₂的坐标值x_t2、y_t2:

x_t2＝x_jk+D_t1*Cos(DIR_k+180)

y_t2＝y_jk+D_t1*Sin(DIR_k+180)

步骤S222、根据T₁、T₂，获取道路边线转角点C₁、C₂：

过T₁，作与道路R_j的行车道垂直的线，与道路R_j的边线相交于C₁；

过T₂，作与道路R_k的行车道垂直的线，与道路R_k的边线相关于C₂；

步骤S223、根据T₁、T₂，获取交叉口的进出道口点E₁、E₂：

过T₁，作与道路R_j的行车道垂直的线，与道路R_j的中心相交于E₁；

过T₂，作与道路R_k的行车道垂直的线，与道路R_k的中心相关于E₂；

所示步骤S3包括：

步骤S31、对任意一个进出单元U_i，根据道路设计参数，计算各关键点的标高，按如下步骤进行：

步骤S311、过任意一个关键点P_k，计算其到通过交叉口的两条道路R_j、R_k的道路中心线CL_j、CL_k的垂点D_k1、D_k2；

步骤S312、根据D_k1、D_k2在道路R_j、R_k的实际位置，获取对应的标高Z_k1、Z_k2；

步骤S313、计算P_k到D_k1、D_k2的距离L_k1、L_k2，如果L_k1大于L_k2，则关键点P_k的标高为Z_k2，否则P_k的标高为Z_k1；

步骤S314、根据上述步骤，依次计算所有关键点的标高；

步骤S32、按顺序连接进出单元的关键点，即可得到该进出单元的要素部件：

步骤S321、依次连接进道口E₁、交叉口位置P、出道口位置E₂、转弯圆弧与行车道相切点T₂、转弯圆弧、转弯圆弧与行车道相切点T₁和进道口E₁，得到一个封闭的面，即为交叉口进出单元U_i的车行部件MA_i；

步骤S322、依次连接转弯圆弧与行车道相切点T₁、转弯圆弧、转弯圆弧与行车道相切点T₂、道路边线转角点C₂、道路边线转角点C₁和转弯圆弧与行车道相切点T₁，得到一个封闭的面，即为交叉口进出单元U_i的非车行部件MB_i；

步骤S33、利用相邻的进出单元计算结果，构建人行道，按如下步骤进行：

步骤S331、连接当前进出单元U_i的T₂及T₁，得到连线LW_i；

步骤S332、对LW_i向左右两侧各平移W米，得到两条平行线LWl_i、LWr_i，其中W大于零；

步骤S333、连接LWl_i、LWr_i，得到一个封闭的面，即为人行道面MW_i。

2.如权利要求1所述的一种道路平面交叉口自动建模方法，其特征是：所示步骤S4包括：

步骤S41、在三维环境中，利用创建面工具，依次生成步骤S3所构建的面MA_i、MB_i和MW_i；

步骤S42、对所构建的面，选取行道路面、人行路面和人行横道对应的贴图文件进行贴图，即得到道路平面交叉口的三维模型。