CN108563859B - 一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法 - Google Patents

一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，包括步骤S1、获取二维矢量地图中需要生成三维模型的建筑物地图，二维矢量地图包括每个建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标；S2、由轮廓各个点以及定位交叉点的地理坐标计算获得轮廓各个点以及定位交叉点的点位信息；S3、对所述点位信息进行三角剖分，生成三角形点组信息；S4、获取建筑物建模参数并计算各楼层层高，所述建模参数包括楼高、层数、特殊层位置及层高；S5、根据步骤S3获得的三角形点组信息和步骤S4获得的建模参数进行模型填充生成三维模型。本发明方法提高了生成建筑模型的快速性和轮廓精度，具有容错率高，速度快的特点。

Description

一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法
技术领域
本发明涉及一种生成筑模型的方法，特别是涉及一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，属于计算机图形处理技术领域。
背景技术
随着城市化进程的推进，城市内建筑愈来愈复杂，给消防、救援、反恐带来困难，往往单兵进入建筑内部后，外部指挥人员无法掌握单兵在建筑物的具体位置，造成指挥人员的无法精准掌控建筑物内部作战态势、无法实时指挥建筑物内部单兵行动，容易造成行动失败、人员伤亡等重大事故损失。
由于利用三维软件手动构建建筑物的不仅需要具有专业技能的人员，还需要花大量的时间去构建建筑模型。然而在复杂环境中、紧急情况下，时间是第一位，因此该方法因时间长、技能要求高并不适用。利用建筑物的CAD图纸构建建筑模型的方法也需要获取建筑物CAD图纸，并提前构建出三维建筑模型，而且目前还有很多建筑物没有CAD图纸，针对消防、救援、反恐地点的不确定性，该方法并不完全适用。
针对于消防、救援、反恐等复杂环境下，对建筑物的位置精度和实时性都有很高的要求，无论三维软件手动构建，还是CAD图纸自动构建三维建筑模型，都无法和地图经纬度匹配起来，也无法保证实时性，给消防、救援、反恐等复杂环境下单兵作战产生安全隐患。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，解决现有技术生成三维建筑模型速度慢，由CAD图纸建模必须依赖完整的CAD图纸问题，用于在复杂环境中、紧急情况下的快速建模。
本发明技术方案如下：一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，包括以下步骤：S1、获取二维矢量地图中需要生成三维模型的建筑物地图，所述二维矢量地图包括每个建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标；S2、由建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标计算获得建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的点位信息；S3、对所述点位信息进行三角剖分，生成三角形点组信息；S4、获取建筑物建模参数并计算各楼层层高，所述建模参数包括楼高、层数、特殊层位置及层高；S5、根据步骤S3获得的三角形点组信息和步骤S4获得的建模参数进行模型填充生成三维模型。
进一步的，所述步骤S3对所述点位信息进行三角剖分时是以建筑物的截面轮廓为最大边界进行三角剖分。
进一步的，所述步骤S1完成后进入步骤S1a所述判断需要生成三维模型的建筑物地图中的建筑物在模型库中是否存在对应的三维模型，若已存在三维模型，则直接调取所述模型库中三维模型，结束流程；若不存在三维模型，则进入步骤S2；所述步骤S5生成三维模型后存入模型库。
进一步的，所述步骤S1中所述二维矢量地图包括建筑物唯一识别ID，所述步骤S1a判断需要生成三维模型的建筑物地图中的建筑物在模型库中是否存在对应的三维模型时以建筑物唯一识别ID进行判断，所述步骤S5生成三维模型后存入模型库时，所述三维模型包括建筑物唯一识别ID。
优选的，所述步骤S1中二维矢量地图以平面方式展示各个建筑物并以建筑物为单位区分各个建筑的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点数据。
本发明所提供的技术方案的优点在于：利用建筑模型区域轮廓生成点位信息(与地理经纬度坐标点相对应)，通过三角剖分改进算法生成三角形点组信息，提高了生成建筑模型的快速性和轮廓精度，具有容错率高、速度快、储存资源低、操作简单，适用于多种场合、特定任务时间内快速生成建筑模型的特点。
附图说明
图1为用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法的总体流程图。
图2为建筑物截面轮廓图。
图3为获取建筑物建模参数的楼宇信息录入界面示意图。
图4为实施例生成的三维建筑模型示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请结合图1至图4所示，本实施例所涉及的用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，是基于后台指挥系统的二维矢量地图实现的，典型应用场景是消防、反恐、救援，以消防单兵作战为例，具体包括以下步骤：
S1、获取二维矢量地图中需要生成三维模型的建筑物地图，二维矢量地图中以建筑物为单位，存储有每个建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标；其中轮廓围合区域定位交叉点是指系统利用线围成建筑物截面轮廓时线与线的交叉点。本步骤二维矢量地图可以是由外部文件导入，或者直接调取系统内置的二维矢量地图，二维矢量地图以平面方式展示各个建筑物并以建筑物为单位区分各个建筑的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点数据，该数据即包含截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标。通过选取建筑物即可获取对应的三维模型的建筑物地图，该步骤除了获取截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标外还获取建筑物唯一识别ID。
S1a、判断需要生成三维模型的建筑物地图中的建筑物在模型库中是否存在对应的三维模型，若已存在三维模型，则直接调取所述模型库中三维模型，结束流程；若不存在三维模型，则进入步骤S2。该步骤具体判断可依据步骤S1中选取建筑物的建筑物唯一识别ID进行。
S2、由三维模型的建筑物地图中建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标计算获得建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的点位信息，点位信息包括了计算机绘图坐标。
S3、以建筑物的截面轮廓为最大边界，对S3获得的建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的点位信息进行三角剖分，生成三角形点组信息，如图2所示。
S4、获取建筑物建模参数，建模参数包括楼高、层数、特殊层位置及层高，同时根据楼高、层数、特殊层位置及层高计算得到普通楼层层高，如图3所示，该步骤的建模参数通过楼宇信息录入界面由外部输入得到。
S5、自动调用Unity3D建模程序插件，根据步骤S3获得的三角形点组信息和步骤S4获得的建模参数进行模型填充生成具有极高精度、可结合单兵身上的惯导技术、用于室内定位和导航的三维模型并存入模型库，同时改三维模型以建筑物唯一识别ID进行识别，所生成的模型具有平移、旋转、测量、显示一层或多层的控制，如图4所示。

Claims (5)

1.一种用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取二维矢量地图中需要生成三维模型的建筑物地图，所述二维矢量地图包括每个建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标，其中轮廓围合区域定位交叉点是指系统利用线围成建筑物截面轮廓时线与线的交叉点；S2、由建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的地理坐标计算获得建筑物的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点的点位信息；S3、对所述点位信息进行三角剖分，生成三角形点组信息；S4、获取建筑物建模参数并计算各楼层层高，所述建模参数包括楼高、层数、特殊层位置及层高；S5、根据步骤S3获得的三角形点组信息和步骤S4获得的建模参数进行模型填充生成三维模型。
2.根据权利要求1所述的用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，其特征在于，所述步骤S3对所述点位信息进行三角剖分时是以建筑物的截面轮廓为最大边界进行三角剖分。
3.根据权利要求1所述的用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，其特征在于，所述步骤S1完成后进入步骤S1a所述判断需要生成三维模型的建筑物地图中的建筑物在模型库中是否存在对应的三维模型，若已存在三维模型，则直接调取所述模型库中三维模型，结束流程；若不存在三维模型，则进入步骤S2。
4.根据权利要求3所述的用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，其特征在于，所述步骤S1中所述二维矢量地图包括建筑物唯一识别ID，所述步骤S1a判断需要生成三维模型的建筑物地图中的建筑物在模型库中是否存在对应的三维模型时以建筑物唯一识别ID进行判断，所述步骤S5生成三维模型后存入模型库时，所述三维模型包括建筑物唯一识别ID。
5.根据权利要求1所述的用于单兵室内定位导航快速生成建筑模型的方法，其特征在于，所述步骤S1中二维矢量地图以平面方式展示各个建筑物并以建筑物为单位区分各个建筑的截面轮廓各个点以及轮廓围合区域定位交叉点数据。
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