CN108734775A - 一种低成本的道路资产自动化快速建模方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低成本的道路资产自动化快速建模方法，首先获取预先建立的道路资产模型数据库，将各道路资产的模型建立参数存储到一个文本类型的配置文件中，然后使用MaxScript脚本逐行读取模型参数配置文件，逐个导入模型文件，修改其位置、Z轴旋转角度和名称，最后保存三维模型并退出程序。本发明最明显的不同在于能够实现海量道路资产模型的自动化快速建模，解决了目前道路资产建模需要人工干预，工作效率低，建模周期长的问题，本发明可以为海量道路资产建模工作节约大量的人力成本。

Description

一种低成本的道路资产自动化快速建模方法及系统

技术领域

本发明涉及三维建模领域，更具体地说，涉及一种低成本的道路资产自动化快速建模方法及系统。

背景技术

道路资产建模是实现道路资产三维信息化管理需要解决的首要问题，也是智慧城市建设中需要解决的重要问题，典型的道路资产如红绿灯、路灯等。为了解决传统手工建模效率低的问题，激光点云和倾斜摄影等新兴建模方法不仅实现了高精度数据采集，还可以在很大程度上提高建模效率，但数据需要大量的后期人工处理，当对模型的精度要求比较高时，后期人工处理的工作量与传统建模方法相比，优势不太明显。而大多数道路资产对象一般都是固定的几种类型，在道路上的不同地方重复安装，只是地理位置不同，旋转角度不同。因此，可以将每种类型的道路资产各自建一个模型文件作为模板，在采集到道路资产对象后，完全可以根据各个道路资产对象的地理位置和旋转角度，自动根据模板文件生成各个道路资产对象模型，实现海量道路资产对象的自动化快速建模。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种低成本的道路资产自动化快速建模方法及系统，设计一种海量道路资产模型文件存储规则和模型参数配置文件，采用MaxScript脚本技术，实现海量道路资产对象的自动化快速建模。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种低成本的道路资产自动化快速建模方法，包括以下步骤：

步骤1)获取预先建立的道路资产模型数据库，在数据库中每个道路资产模型使用一个文件夹单独存放；

步骤2)将要建立的各个道路资产对象的模型建立参数均存储到一个文本类型的配置文件中；模型建立参数包括obj格式的模型文件路径model_path、模型X坐标model_x、模型Y坐标model_y、模型Z坐标model_z、模型的唯一标识model_guid；其中X轴指向正东方、Y轴指向正北方、Z轴指向竖直向上；

步骤3)使用MaxScript脚本提供的readLine函数读取所述配置文件，判断读取的数据是否为空，如果为空，转步骤8，如果不为空，从读取到的数据中解析得到模型建立参数，转步骤4对解析得到的模型建立参数继续进行处理；

步骤4)使用MaxScript脚本提供的importFile函数导入一个模型文件路径model_path指向的一个模型对象，其中，在模型对象被初始导入时，是位于X轴、Y轴所在平面上且竖直放置；

步骤5)使用MaxScript脚本提供的对象选择器选择步骤4导入的模型对象，根据model_x、model_y、model_z修改该模型对象的位置变量pos；

步骤6)从建立好的道路模型中，根据model_x、model_y查找与模型对象位置最近的道路中心线，计算模型对象位置在道路中心线上的垂点，再计算垂点处道路中心线局部线段相对于Y轴方向的倾斜角度α；由观测点查看模型对象，α向右倾斜时为正值，向左倾斜时为负值，如果模型对象位置点在道路中心线右方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转α度，如果模型对象位置点在道路中心线左方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转180+α度；

步骤7)转步骤4进行下一个模型建立参数的处理。

步骤8)将建立好的各个模型对象合并作为最终的建模结果，调用MaxScript的savemaxfile函数保存最终的建模结果，再调用MaxScript的quitmax函数结束程序。

进一步地，在本发明的低成本的道路资产自动化快速建模方法中，步骤1中所述文件夹中包括：道路资产模型的mtl格式的材质信息文件、道路资产模型的obj格式模型文件和道路资产模型的材质图片文件夹。

进一步地，在本发明的低成本的道路资产自动化快速建模方法中，在步骤2中，一个道路资产对象的模型建立参数在所述配置文件中存储为一行，每个模型建立参数中所包含的各个参数值之间用空格符分隔。

进一步地，在本发明的低成本的道路资产自动化快速建模方法中，步骤7中在进行所述转步骤4进行下一个模型建立参数的处理之前，还包括：根据model_guid修改模型对象的名称变量name。

根据本发明的另一方面，本发明为解决其技术问题，还提供了一种低成本的道路资产自动化快速建模系统，包括以下模块：

模型库获取模块，用于获取预先建立的道路资产模型数据库，在数据库中每个道路资产模型使用一个文件夹单独存放；

配置文件生成模块，用于将要建立的各个道路资产对象的模型建立参数均存储到一个文本类型的配置文件中；模型建立参数包括obj格式的模型文件路径model_path、模型X坐标model_x、模型Y坐标model_y、模型Z坐标model_z、模型的唯一标识model_guid；其中X轴指向正东方、Y周指向正北方、Z轴指向竖直向上；

配置文件读取模块，用于使用MaxScript脚本提供的readLine函数读取所述配置文件，判断读取的数据是否为空，如果为空，转最终结果处理模块，如果不为空，从读取到的数据中解析得到模型建立参数，转模型对象导入模块对解析得到的模型建立参数继续进行处理；

模型对象导入模块，用于使用MaxScript脚本提供的importFile函数导入一个模型文件路径model_path指向的一个模型对象其中，在模型对象被初始导入时，是位于X轴、Y轴所在平面上且竖直放置；

位置变量修改模块，用于使用MaxScript脚本提供的对象选择器选择模型对象导入模块导入的模型对象，根据model_x、model_y、model_z修改该模型对象的位置变量pos；

模型对象旋转模块，用于从建立好的道路模型中，根据model_x、model_y查找与模型对象位置最近的道路中心线，计算模型对象位置在道路中心线上的垂点，再计算垂点处道路中心线局部线段相对于Y轴方向的倾斜角度α；由观测点查看模型对象，α向右倾斜时为正值，向左倾斜时为负值，如果模型对象位置点在道路中心线右方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转α度，如果模型对象位置点在道路中心线左方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转180+α度；

下一参数处理模块，用于转模型对象导入模块进行下一个模型建立参数的处理。

最终结果处理模块，用于将建立好的各个模型对象合并作为最终的建模结果，调用MaxScript的savemaxfile函数保存最终的建模结果，再调用MaxScript的quitmax函数结束程序。

进一步地，在本发明的低成本的道路资产自动化快速建模系统中，模型库获取模块中所述文件夹中包括：道路资产模型的mtl格式的材质信息文件、道路资产模型的obj格式模型文件和道路资产模型的材质图片文件夹。

进一步地，在本发明的低成本的道路资产自动化快速建模系统中，在配置文件生成模块中，一个道路资产对象的模型建立参数在所述配置文件中存储为一行，每个模型建立参数中所包含的各个参数值之间用空格符分隔。

进一步地，在本发明的低成本的道路资产自动化快速建模系统中，下一参数处理模块中在进行所述转模型对象导入模块进行下一个模型建立参数的处理之前，还包括：根据model_guid修改模型对象的名称变量name。

实施本发明的低成本的道路资产自动化快速建模方法及系统，有益效果是：能够基于提前构建好的各种类型的道路资产的模型文件，根据海量道路资产参数信息自动将模型文件导入到三维建模场景中，然后自动更新模型的位置，并自动计算出模型的旋转角度，将其旋转到指定的方向上，通过此方法能够实现海量道路资产的全自动化建模，不再需要人工干预建模过程，也不需要后期的人工数据处理工作，极大地提高了道路资产建模效率，为海量道路资产建模工作节约大量的人力成本，尤其是对全国、全省等大范围道路资产进行建模时，本发明的优势更为明显。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的低成本的道路资产自动化快速建模方法的原理图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，图1是本发明提供的低成本的道路资产自动化快速建模方法流程图，所述方法包括以下步骤：

步骤1)获取预先建立的道路资产模型数据库，在数据库中每个道路资产模型使用一个文件夹单独存放，每个文件夹中的文件包括mtl格式的材质信息文件、obj格式的模型文件和maps材质图片文件夹。

步骤2)将要建立的各个道路资产对象的模型建立参数均存储到一个文本类型的配置文件中，模型参数包括obj格式的模型文件路径(model_path)、模型X坐标(model_x)、模型Y坐标(model_y)、模型Z坐标(model_z)、模型的唯一标识(model_guid)。一个道路资产对象的信息参数为一行，各个参数值之间用空格符分隔，示例如下：model_lamp\1\lamp.obj 20 500 60D184DF58-81C2-4610-7BC6-372665813AE8。其中X轴指向正东方、Y轴指向正北方、Z轴指向竖直向上。

步骤3)使用MaxScript脚本提供的readLine函数逐行读取配置文件，判断读取的数据是否为空，如果为空，转步骤8)，如果不为空，从读取到的数据中解析得到步骤2)所述的各个模型参数，转步骤4)对解析得到的模型建立参数继续进行处理。

步骤4)使用MaxScript脚本提供的importFile函数导入model_path指向的模型对象，其中，在模型对象被初始导入时，是位于X轴、Y轴所在平面上且竖直放置。调用示例如下：

importFile model_path#noPrompt using:Wavefront_Object

步骤5)使用MaxScript脚本提供的对象选择器($符号)选择步骤4导入的模型对象，根据model_x、model_y、model_z修改该模型对象的位置变量(pos)。调用示例如下：

$lamp.pos＝[model_x,model_y,model_z]

步骤6)从建立好的道路模型中，根据model_x、model_y查找与模型位置最近的道路中心线，计算模型位置在道路中心线上的垂点，再计算垂点处道路中心线局部线段相对于Y轴方向的倾斜角度α(向右倾斜时为正值，向左倾斜时为负值)。由观测点查看模型对象，如果模型位置点在道路中心线右方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转α度，如果模型位置点在道路中心线左方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转180+α度，旋转的时候α为正的时候就是顺时针，负的时候就是逆时针。设上述计算得到的在MaxScript中旋转角度变量为model_z_angle，调用示例如下：

rotate$lamp(eulerAngles 0 0model_z_angle)。

步骤7)根据model_guid修改模型对象的名称变量(name)，转步骤4。调用示例如下：

$lamp.name＝model_guid

步骤8)将建立好的各个模型对象合并作为最终的建模结果，调用MaxScript的savemaxfile函数保存最终的建模结果，再调用MaxScript的quitmax函数结束程序。调用示例如下：

savemaxfile"road.max"//保存三维模型

quitmax#noprompt//退出程序

本发明最明显的不同在于能够实现海量道路资产对象的自动化建模过程，建模全过程无需人工干预，建模完成后不需要进行任何的人工处理操作，建模完成后，生成的三维模型可以直接导入到Skyline，ArcGIS等支持三维模型的软件中进行使用。解决了目前道路资产建模效率低，难以大规模推广的难题，尤其是对于海量道路资产进行建模时，本发明的优势更为明显，由于实现了建模过程的全自动化，可以节约大量的人力成本。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种低成本的道路资产自动化快速建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)获取预先建立的道路资产模型数据库，在数据库中每个道路资产模型使用一个文件夹单独存放；

步骤2)将要建立的各个道路资产对象的模型建立参数均存储到一个文本类型的配置文件中；模型建立参数包括obj格式的模型文件路径model_path、模型X坐标model_x、模型Y坐标model_y、模型Z坐标model_z、模型的唯一标识model_guid；其中X轴指向正东方、Y轴指向正北方、Z轴指向竖直向上；

步骤3)使用MaxScript脚本提供的readLine函数读取所述配置文件，判断读取的数据是否为空，如果为空，转步骤8，如果不为空，从读取到的数据中解析得到模型建立参数，转步骤4对解析得到的模型建立参数继续进行处理；

步骤4)使用MaxScript脚本提供的importFile函数导入一个模型文件路径model_path指向的一个模型对象，其中，在模型对象被初始导入时，是位于X轴、Y轴所在平面上且竖直放置；

步骤5)使用MaxScript脚本提供的对象选择器选择步骤4导入的模型对象，根据model_x、model_y、model_z修改该模型对象的位置变量pos；

步骤6)从建立好的道路模型中，根据model_x、model_y查找与模型对象位置最近的道路中心线，计算模型对象位置在道路中心线上的垂点，再计算垂点处道路中心线局部线段相对于Y轴方向的倾斜角度α；由观测点查看模型对象，α向右倾斜时为正值，向左倾斜时为负值，如果模型对象位置点在道路中心线右方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转α度，如果模型对象位置点在道路中心线左方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转180+α度；

步骤7)转步骤4进行下一个模型建立参数的处理。

步骤8)将建立好的各个模型对象合并作为最终的建模结果，调用MaxScript的savemaxfile函数保存最终的建模结果，再调用MaxScript的quitmax函数结束程序。

2.根据权利要求1所述的低成本的道路资产自动化快速建模方法，其特征在于，步骤1中所述文件夹中包括：道路资产模型的mtl格式的材质信息文件、道路资产模型的obj格式模型文件和道路资产模型的材质图片文件夹。

3.根据权利要求1所述的低成本的道路资产自动化快速建模方法，其特征在于，在步骤2中，一个道路资产对象的模型建立参数在所述配置文件中存储为一行，每个模型建立参数中所包含的各个参数值之间用空格符分隔。

4.根据权利要求1所述的低成本的道路资产自动化快速建模方法，其特征在于，步骤7中在进行所述转步骤4进行下一个模型建立参数的处理之前，还包括：根据model_guid修改模型对象的名称变量name。

5.一种低成本的道路资产自动化快速建模系统，其特征在于，包括以下模块：

模型库获取模块，用于获取预先建立的道路资产模型数据库，在数据库中每个道路资产模型使用一个文件夹单独存放；

配置文件生成模块，用于将要建立的各个道路资产对象的模型建立参数均存储到一个文本类型的配置文件中；模型建立参数包括obj格式的模型文件路径model_path、模型X坐标model_x、模型Y坐标model_y、模型Z坐标model_z、模型的唯一标识model_guid；其中X轴指向正东方、Y轴指向正北方、Z轴指向竖直向上；

配置文件读取模块，用于使用MaxScript脚本提供的readLine函数读取所述配置文件，判断读取的数据是否为空，如果为空，转最终结果处理模块，如果不为空，从读取到的数据中解析得到模型建立参数，转模型对象导入模块对解析得到的模型建立参数继续进行处理；

模型对象导入模块，用于使用MaxScript脚本提供的importFile函数导入一个模型文件路径model_path指向的一个模型对象，其中，在模型对象被初始导入时，是位于X轴、Y轴所在平面上且竖直放置；

位置变量修改模块，用于使用MaxScript脚本提供的对象选择器选择模型对象导入模块导入的模型对象，根据model_x、model_y、model_z修改该模型对象的位置变量pos；

模型对象旋转模块，用于从建立好的道路模型中，根据model_x、model_y查找与模型对象位置最近的道路中心线，计算模型对象位置在道路中心线上的垂点，再计算垂点处道路中心线局部线段相对于Y轴方向的倾斜角度α；由观测点查看模型对象，α向右倾斜时为正值，向左倾斜时为负值，如果模型对象位置点在道路中心线右方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转α度，如果模型对象位置点在道路中心线左方，则调用MaxScript的rotate函数将模型绕Z轴旋转180+α度；

下一参数处理模块，用于转模型对象导入模块进行下一个模型建立参数的处理。

最终结果处理模块，用于将建立好的各个模型对象合并作为最终的建模结果，调用MaxScript的savemaxfile函数保存最终的建模结果，再调用MaxScript的quitmax函数结束程序。

6.根据权利要求5所述的低成本的道路资产自动化快速建模系统，其特征在于，模型库获取模块中所述文件夹中包括：道路资产模型的mtl格式的材质信息文件、道路资产模型的obj格式模型文件和道路资产模型的材质图片文件夹。

7.根据权利要求5所述的低成本的道路资产自动化快速建模系统，其特征在于，在配置文件生成模块中，一个道路资产对象的模型建立参数在所述配置文件中存储为一行，每个模型建立参数中所包含的各个参数值之间用空格符分隔。

8.根据权利要求5所述的低成本的道路资产自动化快速建模系统，其特征在于，下一参数处理模块中在进行所述转模型对象导入模块进行下一个模型建立参数的处理之前，还包括：根据model_guid修改模型对象的名称变量name。