CN110675323B - 一种三维地图语义处理方法、系统、设备及计算机介质 - Google Patents

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CN110675323B CN201910972925.5A CN201910972925A CN110675323B CN 110675323 B CN110675323 B CN 110675323B CN 201910972925 A CN201910972925 A CN 201910972925A CN 110675323 B CN110675323 B CN 110675323B
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Abstract

本申请公开了一种三维地图语义处理方法、系统、设备及计算机介质，获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面；将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；基于二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定目标语义部件边界的三维坐标；通过网格变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。本申请提供的一种三维地图语义处理方法，在二维平面将局部表面及目标语义部件进行拼接，拼接简单，效率高，提高了对三维地图进行语义处理的效率。本申请提供的一种三维地图语义处理系统、设备及计算机可读存储介质也解决了相应技术问题。

Description

一种三维地图语义处理方法、系统、设备及计算机介质
技术领域
本申请涉及倾斜摄影测量技术领域，更具体地说，涉及一种三维地图语义处理方法、系统、设备及计算机介质。
背景技术
当前，城市精细三维模型已成为智慧城市建设、城市安全保障和VR/AR等智能应用的关键基础信息。倾斜摄影测量因其大范围、高精度、高清晰的复杂场景感知能力已成为城市精细化三维建模的首要手段。现有的倾斜摄影测量技术，已可从航空五镜头倾斜影像中，通过运动恢复结构(Structure From Motion，SFM)与多视密集匹配(Multi-View Stereo，MVS)自动生成实景三角网模型，然而散乱的三角网模型缺乏其精细的几何结构和功能语义信息。
另一方面，作为城市骨架内容的建筑物模型，国际开放地理信息委员会(OpenGeospatial Consortium，OGC)制定了CityGML标准，其多细节层次建筑物(LOD)不仅具有完善的拓扑结构，更重要的是具有丰富的语义信息。然而已有LOD模型建模通常依赖大量人工交互，效率低、精度差，难以满足大规模三维城市重建需求。因此，直接对自动获取的实景三角网模型插入独立的三维几何群组，并通过自动或交互编辑方式，赋予独立的几何构建以属性信息，如窗户、阳台等，丰富实景三角网模型的语义信息，具有广泛的实用价值。
上述独立群组的创建，依赖于插入部件与实景三角网模型的三角网的无缝融合，并根据插入部件自动赋予相关属性。然而三维三角网与二维平面三角网或2.5维的不规则三角网(TIN，Triangulated Irregular Network)存在本质差异，其几何拼接无法用Delaunay三角网实现，该问题在计算几何领域仍是一开放问题，未得到有效解决。例如，已有方法仅可通过边缘扩张实现无缝可视化，亦无法实现其几何拼接。目前，仅可通过将三角网表面模型进行CDT生成四面体模型，然后再反过来提取物体的三角网表面模型，该方法的空间复杂度为Ο(n^3)，难以扩展。
综上所述，如何提高对三维地图进行语义处理的效率是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种三维地图语义处理方法，其能在一定程度上解决如何提高对三维地图进行语义处理的效率的技术问题。本申请还提供了一种三维地图语义处理系统、设备及计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种三维地图语义处理方法，包括：
获取所述三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；
在所述目标三角网模型上确定与所述目标语义部件进行拼接的局部表面；
将所述局部表面及所述目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；
基于所述二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定所述目标语义部件边界的三维坐标；
通过网格变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件。
优选的，所述在所述目标三角网模模型上确定与所述目标语义部件进行拼接的局部表面，包括：
调整所述目标语义部件的姿态；
将调整后的所述目标语义部件的坐标系Z轴与所述三角网模型进行碰撞检测获得种子点；
计算所述目标语义部件的部件边界的最小外包盒对角线长度；
基于所述最小外包盒对角线长度确定局部半径；
基于所述种子点、所述局部半径，通过Dijkstra最短路径算法确定所述局部表面。
优选的，所述基于所述最小外包盒对角线长度确定局部半径，包括：
通过第一公式，基于所述最小外包盒对角线长度确定所述局部半径；
所述第一公式包括：
R＝σL；
其中，R表示所述局部半径；L表示所述最小外包盒对角线长度；σ表示使得所述部件边界位于所述局部表面内部的参数。
优选的，所述将所述局部表面及所述目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域，包括：
计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的大地线长度；
将所述目标语义部件、所述局部表面及所有的所述大地线长度参数化至所述二维平面；
在所述二维平面中，将所述部件边界、所述局部表面的边界作为约束边，将所述目标语义部件的内部视为空洞，通过CDT方法构建所述二维拼接区域。
优选的，所述计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的大地线长度，包括：
基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度。
优选的，所述基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度，包括：
通过第二公式，基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的所述反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度；
所述第二公式包括：
Figure BDA0002232697600000031
其中，p表示所述种子点；q表示所述局部表面上任一点；ri表示q对应的上层邻域点；up,q表示p与q间的大地线；ω(q,ri)表示q与ri间的反距离权重；
Figure BDA0002232697600000032
表示p与ri间的大地线；
Figure BDA0002232697600000033
表示二维旋转变换；
Figure BDA0002232697600000034
表示ri与q间的大地线。
优选的，所述基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度之前，还包括：
通过第三公式，确定所述局部表面上任一点与所述上层邻域点间的所述反距离权重；
所述第三公式包括：
Figure BDA0002232697600000041
优选的，所述计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的大地线长度，包括：
通过切平面、法向量、三维基底、叉积方向计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度。
优选的，所述通过网格变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件，包括：
通过Biharmonic变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件。
优选的，所述获取所述三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件，包括：
获取所述三维地图对应的初始三角网模型；
对所述初始三角网模型进行去噪处理，得到所述目标三角网模型；
获取所述三维地图对应的所述目标语义部件。
一种三维地图语义处理系统，包括：
第一获取模块，用于获取所述三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；
第一确定模块，用于在所述目标三角网模型上确定与所述目标语义部件进行拼接的局部表面；
第一拼接模块，用于将所述局部表面及所述目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；
第二确定模块，用于基于所述二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定所述目标语义部件边界的三维坐标；
第一还原模块，用于通过网格变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件。
一种三维地图语义处理设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上任一项所述三维地图语义处理方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述三维地图语义处理方法的步骤。
本申请提供的一种三维地图语义处理方法，获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面；将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；基于二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定目标语义部件边界的三维坐标；通过网格变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。本申请提供的一种三维地图语义处理方法，在获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件之后，先在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面，再在二维平面将局部表面及目标语义部件进行拼接，拼接简单，效率高，并且通过三角形重心坐标确定目标语义部件边界的三维坐标，使得三维坐标更加符合目标语义部件与局部表面的拼接情况，增强了目标语义部件与目标三角网模型间的无缝拼接程度，最后通过网格变形方法还原目标语义部件，以完成目标三角网模型与目标语义部件的拼接，提高了对三维地图进行语义处理的效率。本申请提供的一种三维地图语义处理系统、设备及计算机可读存储介质也解决了相应技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法的流程图；
图2为本申请提供的三维地图语义处理方法的过程示意图；
图3为计算大地线长度的过程示意图；
图4为应用本申请的方法添加窗户语义部件的过程图；
图5为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理设备的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理设备的另一结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法的流程图。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法，可以包括以下步骤：
步骤S101：获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件。
实际应用中，可以先获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件，目标语义部件指的是用于对目标三角网模型进行语义处理的部件。目标三角网模型及目标语义部件的类型均可以根据三维地图的具体类型确定，比如三维地图为城市地图时，目标语义部件可能为三角网模型中楼房上的窗户信息等。基于三维地图获取对应的目标三角网模型的方法可以参阅现有技术，在此不再赘述。
步骤S102：在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面。
实际应用中，在获取目标三角网模型及目标语义部件之后，可以先在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面，局部表面也即目标语义部件与目标三角网模型进行拼接时所应用的面。以图2所示的流程图为例，假设三角网模型的三维表面为S，目标语义部件为Q，目标语义部件的开放边界为
Figure BDA0002232697600000061
则三维表面S上与目标语义部件进行拼接的表面可以用图2中的U表示，其中
Figure BDA0002232697600000062
表示局部表面的边界。
步骤S103：将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域。
实际应用中，为了提高目标语义部件与目标三角网模型的拼接效率，本申请中将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到相应的二维拼接区域。具体应用场景中，可以采用局部表面参数化(Local Parametrization)方法将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面等。
步骤S104：基于二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定目标语义部件边界的三维坐标。
实际应用中，由于目标语义部件与目标三角网模型拼接后，目标语义部件的三维坐标可能发生变化，所以为了准确确定拼接后目标语义部件的坐标，在得到二维拼接区域后，可以基于二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定目标语义部件边界的三维坐标。
应当指出，本申请所涉及的三角形重心坐标法确定三角形重心坐标的过程可以如下：假设目标语义部件的开放边界参数化后的二维顶点p位于平面三角形ΔABC内，该三角形三个顶点的三维坐标分别为a、b、c，则p的三维坐标可以表示为ua+vb+wc，其中，u＝SΔPBC/SΔABC，v＝SΔPAC/SΔABC，w＝SΔPAB/SΔABC。
步骤S105：通过网格变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。
实际应用中，由于二维拼接区域为目标语义部件与目标三角网模型的拼接表面在二维平面内的形状，且目标语义部件拼接后的三维坐标也已知悉，所以可以通过网格变形方式，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原出目标语义部件，以实现目标语义部件与目标三角网模型的拼接。仍以图2为例，拼接后得到的三角网模型即为(S\U)∪V，其中，V中属于Q的三角形具有独立的群组语义标识。
本申请提供的一种三维地图语义处理方法，获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面；将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；基于二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定目标语义部件边界的三维坐标；通过网格变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。本申请提供的一种三维地图语义处理方法，在获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件之后，先在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面，再在二维平面将局部表面及目标语义部件进行拼接，拼接简单，效率高，并且通过三角形重心坐标确定目标语义部件的三维坐标，使得三维坐标更加符合目标语义部件与局部表面的拼接情况，增强了目标语义部件与目标三角网模型间的无缝拼接程度，最后通过网格变形方法还原目标语义部件，以完成目标三角网模型与目标语义部件的拼接，提高了对三维地图进行语义处理的效率。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法，为了快速确定局部表面，在目标三角网模模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面的过程，具体可以包括以下步骤：
调整目标语义部件的姿态；
将调整后的目标语义部件的坐标系Z轴与三角网模型进行碰撞检测获得种子点；
计算目标语义部件的部件边界的最小外包盒对角线长度；
基于最小外包盒对角线长度确定局部半径；
基于种子点、局部半径，通过Dijkstra最短路径算法确定局部表面。
实际应用中，在调整目标语义部件的姿态时，可以对目标语义部件的位置、角度、尺寸等进行调整；此外，本申请中的目标语义部件应为开曲面，即目标语义部件至少包含一条部件边界，且该边界应作为与局部表面进行融合的融合边界。此外，在基于最小外包盒对角线长度确定局部半径时，可以通过第一公式，基于最小外包盒对角线长度确定局部半径；
第一公式包括：
R＝σL；
其中，R表示局部半径；L表示最小外包盒对角线长度；σ表示使得部件边界位于局部表面内部的参数。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法，为例实现目标语义部件与目标三角网模型间的无缝拼接，可以借助大地线实现目标语义部件与目标三角网模型的拼接，则将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域的过程，具体可以为：
计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度；
将目标语义部件、局部表面及所有的大地线长度参数化至二维平面；
在二维平面中，将部件边界、局部表面的边界作为约束边，将目标语义部件的内部视为空洞，通过CDT方法构建二维拼接区域。
实际应用中，为避免按照唯一路径存在误差累积问题，在计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度的过程中，可以引入路径加权步骤，也即基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度。请参阅图3，图3为计算大地线长度的过程示意图。
具体应用场景中，基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度的过程，具体可以为：
通过第二公式，基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度；
第二公式包括：
Figure BDA0002232697600000091
其中，p表示种子点；q表示局部表面上任一点；ri表示q对应的上层邻域点；up,q表示p与q间的大地线；ω(q,ri)表示q与ri间的反距离权重；
Figure BDA0002232697600000092
表示p与ri间的大地线；
Figure BDA0002232697600000093
表示二维旋转变换；
Figure BDA0002232697600000094
表示ri与q间的大地线。
具体应用场景中，为了快速确定出反距离权重，基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度之前，还可以通过第三公式，确定局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重；
第三公式包括：
Figure BDA0002232697600000095
实际应用中，在计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度时，可以通过切平面、法向量、三维基底、叉积方向计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度。应当指出，在此过程中，可以先通过Dijkstra算法计算出种子点与局部表面上任一点间的最短路径{p0(p),p1,...,pn-2,pn-1,pn(q)}，再根据最短路径确定出大地线长度，具体的，确定pi的切平面为
Figure BDA0002232697600000096
法向量为
Figure BDA0002232697600000097
Figure BDA0002232697600000098
的三维基底为
Figure BDA0002232697600000099
将
Figure BDA00022326976000000910
沿着
Figure BDA00022326976000000911
和
Figure BDA00022326976000000912
的叉积方向旋转两法向量夹角使得
Figure BDA0002232697600000101
与
Figure BDA0002232697600000102
共面，
Figure BDA0002232697600000103
的基底变为
Figure BDA0002232697600000104
再将
Figure BDA0002232697600000105
沿着
Figure BDA0002232697600000106
方向旋转
Figure BDA0002232697600000107
对应的角度值，使得
Figure BDA0002232697600000108
与
Figure BDA0002232697600000109
具体相同的三维基底，按照上述步骤反向叠加即可得到p0到pn的大地线距离。
具体应用场景中，为了提高目标语义部件的还原效率，在通过网格变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件时，可以通过Biharmonic变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。
请参阅图4，图4为应用本申请的方法添加窗户语义部件的过程图。由图4所示的过程，可以发现本申请具有拼接效率高、简单易实现的优点。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法，由于三角网模型中可能存在噪声，以此使得三角网模型中存在孔洞、自相交等非流形结构，为了避免非流形结构对目标语义部件与目标三角网模型间拼接效果的影响，在获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件时，可以先获取三维地图对应的初始三角网模型；再对初始三角网模型进行去噪处理，得到目标三角网模型；最后再获取三维地图对应的目标语义部件。
实际应用中，在对初始三角网模型进行去噪处理时，可以采用分层、具有局部抗噪性的DEM(Digital Elevation Model，数字高程模型)内插法、自适应复杂地形结构的滤波法等方法对初始三角网模型进行去噪处理；在此过程中，可以先计算初始三角网模型的多层级尺度信息，基于多层级尺度信息进行尺度、平滑参数等自适应调整，最后再对调整后的初始三角网模型进行逐层划分；而对每层初始三角网模型应用具有局部抗噪性的DEM内插法时，可以先进行弯曲能量权重自适应调整，再对其应用具有局部抗噪性的DEM内插法进行处理；此外，在应用自适应复杂地形结构的滤波法时，可以先进行局部区域弯曲能量计算，再根据计算结果进行自适应地形特征的滤波参数选择，最后根据选择的滤波参数进行滤波等。
请参阅图5，图5为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统的结构示意图。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，可以包括：
第一获取模块101，用于获取三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；
第一确定模块102，用于在目标三角网模型上确定与目标语义部件进行拼接的局部表面；
第一拼接模块103，用于将局部表面及目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；
第二确定模块104，用于基于二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定目标语义部件边界的三维坐标；
第一还原模块105，用于通过网格变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第一确定模块可以包括：
第一调整子模块，用于调整目标语义部件的姿态；
第一碰撞子模块，用于将调整后的目标语义部件的坐标系Z轴与三角网模型进行碰撞检测获得种子点；
第一计算子模块，用于计算目标语义部件的部件边界的最小外包盒对角线长度；
第一确定子模块，用于基于最小外包盒对角线长度确定局部半径；
第二确定子模块，用于基于种子点、局部半径，通过Dijkstra最短路径算法确定局部表面。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第一确定子模块可以包括：
第一确定单元，用于通过第一公式，基于最小外包盒对角线长度确定局部半径；
第一公式包括：
R＝σL；
其中，R表示局部半径；L表示最小外包盒对角线长度；σ表示使得部件边界位于局部表面内部的参数。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第一拼接模块可以包括：
第二计算子模块，用于计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度；
第一转换子模块，用于将目标语义部件、局部表面及所有的大地线长度参数化至二维平面；
第一拼接子模块，用于在二维平面中，将部件边界、局部表面的边界作为约束边，将目标语义部件的内部视为空洞，通过CDT方法构建二维拼接区域。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第二计算子模块可以包括：
第三计算子模块，用于基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第三计算子模块可以包括：
第一计算单元，用于通过第二公式，基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度；
第二公式包括：
Figure BDA0002232697600000121
其中，p表示种子点；q表示局部表面上任一点；ri表示q对应的上层邻域点；up,q表示p与q间的大地线；ω(q,ri)表示q与ri间的反距离权重；
Figure BDA0002232697600000122
表示p与ri间的大地线；
Figure BDA0002232697600000123
表示二维旋转变换；
Figure BDA0002232697600000124
表示ri与q间的大地线。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，还可以包括：
第二确定单元，用于第一计算单元基于局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度之前，通过第三公式，确定局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重；
第三公式包括：
Figure BDA0002232697600000125
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第三计算子模块可以包括：
第二计算单元，用于通过切平面、法向量、三维基底、叉积方向计算种子点与局部表面上任一点间的大地线长度。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第一还原模块可以包括：
第一还原单元，用于通过Biharmonic变形方法，基于二维拼接区域及三维坐标在三角网模型上还原目标语义部件。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统，第一获取模块可以包括：
第一获取单元，用于获取三维地图对应的初始三角网模型；
第一处理单元，用于对初始三角网模型进行去噪处理，得到目标三角网模型；
第二获取单元，用于获取三维地图对应的目标语义部件。
本申请还提供了一种三维地图语义处理设备及计算机可读存储介质，其均具有本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法具有的对应效果。请参阅图6，图6为本申请实施例提供的一种三维地图语义处理设备的结构示意图。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理设备，包括存储器201和处理器202，存储器201中存储有计算机程序，处理器202执行计算机程序时实现如上任一实施例所描述的三维地图语义处理方法的步骤。
请参阅图7，本申请实施例提供的另一种三维地图语义处理设备中还可以包括：与处理器202连接的输入端口203，用于传输外界输入的命令至处理器202；与处理器202连接的显示单元204，用于显示处理器202的处理结果至外界；与处理器202连接的通信模块205，用于实现三维地图语义处理设备与外界的通信。显示单元204可以为显示面板、激光扫描使显示器等；通信模块205所采用的通信方式包括但不局限于移动高清链接技术(HML)、通用串行总线(USB)、高清多媒体接口(HDMI)、无线连接：无线保真技术(WiFi)、蓝牙通信技术、低功耗蓝牙通信技术、基于IEEE802.11s的通信技术。
本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例所描述的三维地图语义处理方法的步骤。
本申请所涉及的计算机可读存储介质包括随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。
本申请实施例提供的一种三维地图语义处理系统、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本申请实施例提供的一种三维地图语义处理方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种三维地图语义处理方法，其特征在于，包括：
获取所述三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；
在所述目标三角网模型上确定与所述目标语义部件进行拼接的局部表面；
将所述局部表面及所述目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；
基于所述二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定所述目标语义部件边界的三维坐标；
通过网格变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述目标三角网模型上确定与所述目标语义部件进行拼接的局部表面，包括：
调整所述目标语义部件的姿态；
将调整后的所述目标语义部件的坐标系Z轴与所述三角网模型进行碰撞检测获得种子点；
计算所述目标语义部件的部件边界的最小外包盒对角线长度；
基于所述最小外包盒对角线长度确定局部半径；
基于所述种子点、所述局部半径，通过Dijkstra最短路径算法确定所述局部表面。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述最小外包盒对角线长度确定局部半径，包括：
通过第一公式，基于所述最小外包盒对角线长度确定所述局部半径；
所述第一公式包括：
R＝σL；
其中，R表示所述局部半径；L表示所述最小外包盒对角线长度；σ表示使得所述部件边界位于所述局部表面内部的参数。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述局部表面及所述目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域，包括：
计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的大地线长度；
将所述目标语义部件、所述局部表面及所有的所述大地线长度参数化至所述二维平面；
在所述二维平面中，将所述部件边界、所述局部表面的边界作为约束边，将所述目标语义部件的内部视为空洞，通过CDT方法构建所述二维拼接区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的大地线长度，包括：
基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度，包括：
通过第二公式，基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的所述反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度；
所述第二公式包括：
Figure FDA0002232697590000021
其中，p表示所述种子点；q表示所述局部表面上任一点；ri表示q对应的上层邻域点；up,q表示p与q间的大地线；ω(q,ri)表示q与ri间的反距离权重；
Figure FDA0002232697590000022
表示p与ri间的大地线；
Figure FDA0002232697590000023
表示二维旋转变换；
Figure FDA0002232697590000024
表示ri与q间的大地线。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述局部表面上任一点与上层邻域点间的反距离权重，计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度之前，还包括：
通过第三公式，确定所述局部表面上任一点与所述上层邻域点间的所述反距离权重；
所述第三公式包括：
Figure FDA0002232697590000025
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的大地线长度，包括：
通过切平面、法向量、三维基底、叉积方向计算所述种子点与所述局部表面上任一点间的所述大地线长度。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过网格变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件，包括：
通过Biharmonic变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件，包括：
获取所述三维地图对应的初始三角网模型；
对所述初始三角网模型进行去噪处理，得到所述目标三角网模型；
获取所述三维地图对应的所述目标语义部件。
11.一种三维地图语义处理系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取所述三维地图对应的目标三角网模型及目标语义部件；
第一确定模块，用于在所述目标三角网模型上确定与所述目标语义部件进行拼接的局部表面；
第一拼接模块，用于将所述局部表面及所述目标语义部件参数化至二维平面进行拼接，得到二维拼接区域；
第二确定模块，用于基于所述二维拼接区域，通过三角形重心坐标法确定所述目标语义部件边界的三维坐标；
第一还原模块，用于通过网格变形方法，基于所述二维拼接区域及所述三维坐标在所述三角网模型上还原所述目标语义部件。
12.一种三维地图语义处理设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至10任一项所述三维地图语义处理方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至10任一项所述三维地图语义处理方法的步骤。
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