CN114037798A - 三维路口模型的生成方法及装置 - Google Patents

三维路口模型的生成方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种三维路口模型的生成方法及装置，方法包括：解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据；根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形；对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域；利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。通过上述方法，能够基于OpenDRIVE地图数据生成独立于三维物体模型的三维路口模型，当需要对交叉路口更新时，直接对三维路口模型更新即可，而无需再对三维物体模型重新进行计算，从而提高了三路口模型的更新效率，进而提高了三维路网模型的更新效率。

Description

三维路口模型的生成方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机领域，具体而言，涉及一种三维路口模型的生成方法及装置。
背景技术
自动驾驶，又称无人驾驶，该技术依靠人工智能、视觉计算、雷达、监控装置和全球定位系统协同合作，让电脑可以在没有任何人类主动的操作下，自动安全地操作机动车辆。仿真测试验证是自动驾驶系统开发流程中必不可少的一个环节。自动驾驶仿真软件一般需要先生成三维路网模型，然后基于三维渲染引擎生成仿真的三维空间动画，通过三维空间动画实现仿真测试。
其中，三维路网模型包括三维道路模型和三维物体模型，三维物体模型是指道路周围静态物体的三维模型。目前在生成三维路网模型时，会生成一个包含道路和道路周围静态物体的三维模型，且该三维模型中三维道路模型和三维物体模型是一个无法拆分的整体。因此，当三维路网模型中某条道路，尤其是交叉路口发生改变时，就需要对整个三维路网模型重新进行更新，更新效率较低。
发明内容
本发明提供了一种三维路口模型的生成方法及装置，能够基于OpenDRIVE地图数据生成独立于三维物体模型的三维路口模型，当需要对交叉路口更新时，直接对三维路口模型更新即可，而无需再对三维物体模型重新进行计算，从而提高了三路口模型的更新效率，进而提高了三维路网模型的更新效率。
具体的技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种三维路口模型的生成方法，所述方法包括：
解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据；
根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形；
对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域；
利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。
可选的，所述路网描述性数据包括交叉路口Junction节点信息和交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息，所述Junction节点信息用于对路网中的交叉路口进行说明，所述Road节点信息用于对所述连接道路进行说明。
可选的，当所述Road节点信息包括几何形状信息、高程信息、连接道路的参考线、车道信息和横向剖面信息时，根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形，包括：
根据所述路网描述性数据中的Junction节点信息确定待计算的交叉路口；
根据所述交叉路口中每条连接道路的Road节点信息中的几何形状信息和高程信息，确定所述Road节点信息中定义的对应连接道路的参考线的三维坐标；
针对每条连接道路，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，以及根据所述连接道路的所述Road节点信息中的横向剖面信息和车道信息，确定所述连接道路的边界点的垂直坐标，其中，所述水平坐标为在水平面上的坐标，所述垂直坐标为与所述水平面垂直的垂直面上的坐标；
针对每条连接道路，将确定水平坐标和垂直坐标的所述连接道路的边界点依次连接，形成所述连接道路的三维多边形。
可选的，当所述车道信息包括车道宽度信息、车道偏移量信息时，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，包括：
针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量；
确定所述参考线上每个点的切线方向，将与所述切线方向垂直且朝向所述边界线的方向确定为所述边界线相对于所述参考线的偏移方向；
根据所述横向偏移量和所述偏移方向，确定所述边界线上的边界点的水平坐标。
可选的，当所述连接道路包括多条车道时，所述连接道路包括中心车道和分别位于所述中心车道两侧的第一侧车道和第二侧车道，所述中心车道的车道宽度信息为0，所述第一侧车道的车道数与所述第二侧车道的车道数相同，所述车道偏移量为所述中心车道相对于所述参考线的偏移量。
可选的，针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量，包括：
当所述参考线为所述连接道路的中心线时，所述连接道路的第一侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述连接道路的第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和，其中，所述第一侧边界线和所述第一侧车道位于相对于所述中心线的同一侧，所述第二侧边界线和所述第二侧车道位于相对于所述中心线的同一侧；
当所述参考线为所述连接道路的第一侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为0，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和；
当所述参考线为所述连接道路的第二侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为0。
可选的，对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，包括：
若对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并后，获得内外两个合并后的三维多边形，则将位于外侧的三维多边形确定为所述交叉路口的三维边界区域。
可选的，对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，包括：
从所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形，对所述两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第一三维多边形；
按照包括未进行合并的三维多边形和所述第一三维多边形的剩余三维多边形的位置关系，从所述剩余三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形，并对当前选择的两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第二三维多边形，直至剩余三维多边形仅包括一个三维多边形时，获得所述交叉路口的三维边界区域；
其中，对所述两个待合并的三维多边形进行合并的过程中，若所述两个待合并的三维多边形存在两条边相交，则将交点确定为合并后的点，并且所述交点的三维坐标是根据所述交点所在线段上两个边界点的三维坐标进行插值计算得到的。
可选的，对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，包括：
当所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在目标三维多边形时，在所述目标三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形，其中，所述目标三维多边形是与其他三维多边形没有交集的三维多边形，或者与其他三维多边形的交集为一个点的三维多边形，所述三角形的两个顶点为所述交叉路口的边界点，第三个顶点位于所述交叉路口内；
将所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形和所述三角形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域。
第二方面，本发明实施例提供了一种三维路口模型的生成装置，所述装置包括：
解析单元，用于解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据；
计算单元，用于根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形；
合并单元，用于对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域；
切割单元，用于利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。
可选的，所述路网描述性数据包括交叉路口Junction节点信息和交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息，所述Junction节点信息用于对路网中的交叉路口进行说明，所述Road节点信息用于对所述连接道路进行说明。
可选的，所述计算单元，包括：
第一确定模块，用于根据所述路网描述性数据中的交叉路口Junction节点信息确定待计算的交叉路口；
第二确定模块，用于当所述Road节点信息包括几何形状信息、高程信息、连接道路的参考线时，根据所述交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息中的几何形状信息和高程信息，确定所述Road节点信息中定义的对应连接道路的参考线的三维坐标；
第三确定模块，用于当所述Road节点信息包括车道信息时，针对每条连接道路，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，其中，所述水平坐标为在水平面上的坐标；
第四确定模块，用于当所述Road节点信息还包括横向剖面信息时，针对每条连接道路，根据所述连接道路的所述Road节点信息中的横向剖面信息和车道信息，确定所述连接道路的边界点的垂直坐标，其中，所述垂直坐标为与所述水平面垂直的垂直面上的坐标；
连接模块，用于针对每条连接道路，将确定水平坐标和垂直坐标的所述连接道路的边界点依次连接，形成所述连接道路的三维多边形。
可选的，所述第三确定模块，用于当所述车道信息包括车道宽度信息、车道偏移量信息时，针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量；确定所述参考线上每个点的切线方向，将与所述切线方向垂直且朝向所述边界线的方向确定为所述边界线相对于所述参考线的偏移方向；根据所述横向偏移量和所述偏移方向，确定所述边界线上的边界点的水平坐标。
可选的，当所述连接道路包括多条车道时，所述连接道路包括中心车道和分别位于所述中心车道两侧的第一侧车道和第二侧车道，所述中心车道的车道宽度信息为0，所述第一侧车道的车道数与所述第二侧车道的车道数相同，所述车道偏移量为所述中心车道相对于所述参考线的偏移量。
可选的，所述第三确定模块，用于当所述参考线为所述连接道路的中心线时，所述连接道路的第一侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述连接道路的第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和，其中，所述第一侧边界线和所述第一侧车道位于相对于所述中心线的同一侧，所述第二侧边界线和所述第二侧车道位于相对于所述中心线的同一侧；
当所述参考线为所述连接道路的第一侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为0，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和；
当所述参考线为所述连接道路的第二侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为0。
可选的，合并单元，用于若对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并后，获得内外两个合并后的三维多边形，则将位于外侧的三维多边形确定为所述交叉路口的三维边界区域。
可选的，合并单元包括：
选择模块，用于从所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形；
合并模块，用于对所述两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第一三维多边形；
所述选择模块，用于按照包括未进行合并的三维多边形和所述第一三维多边形的剩余三维多边形的位置关系，从所述剩余三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形；
所述合并模块，用于对当前选择的两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第二三维多边形，直至剩余三维多边形仅包括一个三维多边形时，获得所述交叉路口的三维边界区域；
其中，对所述两个待合并的三维多边形进行合并的过程中，若所述两个待合并的三维多边形存在两条边相交，则将交点确定为合并后的点，并且所述交点的三维坐标是根据所述交点所在线段上两个边界点的三维坐标进行插值计算得到的。
可选的，合并单元，用于当所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在目标三维多边形时，在所述目标三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形，其中，所述目标三维多边形是与其他三维多边形没有交集的三维多边形，或者与其他三维多边形的交集为一个点的三维多边形，所述三角形的两个顶点为所述交叉路口的边界点，第三个顶点位于所述交叉路口内；将所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形和所述三角形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域。
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现第一方面所述的方法。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现第一方面所述的方法。
由上述内容可知，本发明实施例提供的三维路口模型的生成方法及装置，能够先解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据，然后根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形，并对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，最后利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。由于本发明实施例的三维路口模型是根据OpenDRIVE地图数据中的路网数据描述信息生成的，与三维物体模型是相互独立的，当需要对交叉路口更新时，直接对三维路口模型更新即可，而无需再对三维物体模型重新进行计算，从而提高了三路口模型的更新效率，进而提高了三维路网模型的更新效率。此外，当交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在与其他三维多边形没有交集的三维多边形或者与其他三维多边形的交集为一个点的三维多边形时，可以通过在该三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形的方式，实现所有连接道路的三维多边形的合并，从而可以解决与其他三维多边形无法合并的问题。
当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种三维路口模型的生成方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种连接道路边界线的水平坐标的确定方法示例图；
图3为本发明实施例提供的一种构造三角形的方法示例图；
图4为本发明实施例提供的一种多边形的合并方法的示例图；
图5为本发明实施例提供的一种对交叉路口边界区域进行三角化的示例图；
图6为本发明实施例提供的一种三维路口模型的生成装置的组成框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含的一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
本发明提供了一种三维路口模型的生成方法及装置，能够基于OpenDRIVE地图数据生成独立于三维物体模型的三维路口模型，当需要对交叉路口更新时，直接对三维路口模型更新即可，而无需再对三维物体模型重新进行计算，从而提高了三路口模型的更新效率，进而提高了三维路网模型的更新效率。本发明实施例所提供的方法，可以应用于任一具有计算能力的电子设备。在一种实现中，实现该方法的功能软件可以以单独的客户端软件的形式存在，也可以以目前相关的客户端软件的插件的形式存在。
下面对本发明实施例进行详细说明。
图1为本发明实施例提供的三维路口模型的生成方法的一种流程示意图。所述方法主要包括：
S100、解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据。
OpenDRIVE是一种通用的道路信息描述格式，其语法采用的是XML(ExtensibleMarkup Language，扩展标记语言)。OpenDRIVE地图数据可以通过在仿真软件中手动搭建道路场景或者根据采集的真实道路数据自动生成。因此，通过解析OpenDRIVE地图数据，可以获得用于描述道路、交叉路口、道路中车道信息等道路相关的路网描述性数据。
路网描述性数据中包括Road(道路)节点信息、Junction(交叉路口)节点信息。Road节点信息用于对路网中的道路进行说明，交叉路口中每条连接道路的Road节点信息用于对所述连接道路进行说明。Road节点信息包括geometry(几何形状)信息、elevation(高程)信息、lanes(车道)信息、连接道路的参考线、lateralprofile(横向剖面)信息等。Junction(交叉路口)节点信息用于对交叉路口进行说明，包括交叉路口的名称、ID、交叉路口中的连接道路信息(包括来路ID和去路ID)。
S110、根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形。
具体的，可以通过步骤A1-A4来获得每条连接道路的边界点形成的三维多边形。
(A1)、根据所述路网描述性数据中的交叉路口Junction节点信息确定待计算的交叉路口。根据Junction节点信息中包括的交叉路口名称或者ID确定该交叉路口是否已经生成三维路口模型，若未生成三维路口模型，则将该交叉路口确定为待计算的交叉路口。
(A2)、根据所述交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息中的几何形状信息和高程信息，确定所述Road节点信息中定义的对应连接道路的参考线的三维坐标。
交叉路口是由多条道路连接所形成的交叉区域，对于一条道路而言，其一部分道路段在交叉路口外，一部分道路段在交叉路口内，本发明实施例将在交叉路口内的道路段确定为连接道路。在Road节点信息中会为每条道路定义一个参考线，以参考线作为参考基准来描述道路其他位置相对于参考线的变化。一般情况下，参考线为道路的中心线，也可以为道路的一条边界线。
Geometry信息中提供了至少五种几何曲线用于表示参考线的形状，分别是直线、圆弧、螺旋线、三次多项式和参数三次多项式，这几种线数学表达式不同，是根据实际的道路决定用哪种表达式，比如直路用直线表达，圆弧路用圆弧表达。因此，可以利用Geometry信息计算连接道路的参考线在水平面上的水平坐标，当水平面的横轴用X轴表示，纵轴用Y轴表示时，水平面为XY平面，水平坐标为(x，y)。
Elevation信息用于描述参考线的坡度信息，因此，可以使用Elevation信息确定参考线在垂直平面上的垂直坐标，当垂直平面上的坐标轴用Z轴表示时，垂直坐标为z。
参考线的水平坐标和垂直坐标构成了参考线的三维坐标。例如，对于参考线上任意一个点，若水平坐标为(x，y)，垂直坐标为z，那么该点的三维坐标为(x，y，z)。
(A3)、针对每条连接道路，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，以及根据所述连接道路的所述Road节点信息中的横向剖面信息和车道信息，确定所述连接道路的边界点的垂直坐标。
其中，所述水平坐标为在水平面上的坐标，所述垂直坐标为与所述水平面垂直的垂直面上的坐标。确定连接道路的边界点的水平坐标的方法可以为：当所述车道信息包括车道宽度信息、车道偏移量信息时，针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量；确定所述参考线上每个点的切线方向，将与所述切线方向垂直且朝向所述边界线的方向确定为所述边界线相对于所述参考线的偏移方向；根据所述横向偏移量和所述偏移方向，确定所述边界线上的边界点的水平坐标。
连接道路内包括至少一条车道，当包括多条车道时，包括为中心车道和分别位于所述中心车道两侧的第一侧车道和第二侧车道，例如第一侧车道为左侧车道，第二侧车道为右侧车道，或者第一侧车道为右侧车道，第二侧车道为左侧车道。中心车道的车道宽度信息为0，并被用作车道编号的参考，中心车道的车道编号为0，对其他车道的编号以中心车道为出发点，车道编号向一侧呈降序，如-1、-2，向另一侧呈升序，如1、2。所述第一侧车道的车道数与所述第二侧车道的车道数相同。车道信息中包括车道偏移量(laneOffset)信息和车道宽度信息。laneOffset信息用于表示中心车道相对于参考线的偏移量，车道宽度信息包括每条车道的宽度，每条车道的宽度不一定相同。当参考线为连接道路的中心线时，连接道路的第一侧边界线与参考线之间的横向偏移量为laneOffset信息与所有第一侧车道的车道宽度信息之和，连接道路的第二侧边界线与参考线之间的横向偏移量为laneOffset信息与所有第二侧车道的车道宽度信息之和，其中，所述第一侧边界线和所述第一侧车道位于相对于所述中心线的同一侧，所述第二侧边界线和所述第二侧车道位于相对于所述中心线的同一侧，例如第一侧边界线为左边界线，第一侧车道为左侧车道，第二侧边界线为右边界线，第一侧车道为右侧车道。当参考线为连接道路的第一侧边界线时，参考线与第一侧边界线之间的横向偏移量为0，参考线与第二侧边界线之间的横向偏移量为laneOffset信息与所有第二侧车道的车道宽度信息之和；当参考线为连接道路的第二侧边界线时，参考线与第二边界线之间的横向偏移量为0，参考线与第一侧边界线之间的横向偏移量为laneOffset信息与所有第一侧车道的车道宽度信息之和。
当连接道路内只包括一条车道时，laneOffset信息为0，参考线为连接道路的第一侧边界线或者第二侧边界线。当参考线为第一侧边界线时，参考线与第一侧边界线之间的横向偏移量为0，参考线与第二侧边界线之间的横向偏移量为车道宽度信息；当参考线为第二侧边界线时，参考线与第一侧边界线之间的横向偏移量为车道宽度信息，参考线与第二侧边界线之间的横向偏移量为0。
示例性的，图2是一条连接道路，该连接道路的参考线为左边界线，参考线上的点Pref与左边界点Pleft重合，参考线在点Pref处的切线方向为向量s，偏移方向为向量t(为了直观表示，未画在点Pref处，而是在点Pref附近)，参考线与右边界线之间的横向偏移量为w1+w2，则根据横向偏移量和偏移方向，可以计算出与点Pleft对应的右边界线上的点Pright的水平坐标。
lateralprofile即横向剖面信息，包括一些列的超高程和横截面记录，这些记录定义了沿参考线的路面表面的特征。车道信息中包括用于描述车道高度的车道高度信息。因此可以根据横向剖面信息和车道高度信息来计算连接道路的边界点的垂直坐标。
(A4)、针对每条连接道路，将确定水平坐标和垂直坐标的所述连接道路的边界点依次连接，形成所述连接道路的三维多边形。
S120、对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域。
具体的，从所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形，对所述两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第一三维多边形；按照包括未进行合并的三维多边形和所述第一三维多边形的剩余三维多边形的位置关系，从所述剩余三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形，并对当前选择的两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第二三维多边形，直至剩余三维多边形仅包括一个三维多边形时，获得所述交叉路口的三维边界区域。其中，对所述两个待合并的三维多边形进行合并的过程中，若所述两个待合并的三维多边形存在两条边相交，则将交点确定为合并后的点，并且所述交点的三维坐标是根据所述交点所在线段上两个边界点的三维坐标进行插值得到的。其中，对两个三维多边形进行合并本质上就是计算两个三维多边形的并集。
可选的，当所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在目标三维多边形时，在所述目标三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形。其中，所述目标三维多边形是与其他三维多边形没有交集的三维多边形，或者与其他三维多边形的交集为一个点的三维多边形，所述三角形的两个顶点为所述交叉路口的边界点，第三个顶点位于所述交叉路口内。将所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形和所述三角形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域。
可选的，若对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并后，获得内外两个合并后的三维多边形，则将位于外侧的三维多边形确定为所述交叉路口的三维边界区域。
示例性的，图3为一个Y型交叉路口，交叉路口中包括三条连接道路形成的三维多边形的横截面，即在水平面上的多边形A、B和C，其中多边形D为空白区域。多边形A与B，B与C，C与A之间的交集分别仅为一个点，为了实现三者之间的合并，可以增加3个点，生成三个三角形E、F和G。之后依次将多边形A与三角形E合并，获得合并后的多边形如图4中的图(1)，将图4中的图(1)与三角形F合并，获得合并后的多边形如图4中的图(2)，将图4中的图2与多边形B合并，获得合并后的多边形如图4中的图(3)，依次类推，再由4中的图(3)变成图(4)、图(5)、图(6)，由于图4的图(6)中有内外两个多边形，所以去除内部多边形，获得外部多边形作为交叉路口的边界区域，如图4中的图(7)。
S130、利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。
耳切法是一种将多边形三角化的方法，可以结合图5来理解该方法的实现过程：图5中的三维边界区域包括19个点，分别为点0-点18。选取一个凸顶点，例如选取点0，与其相邻的两个点分别为点18和点1，并且0/1/18三个点构成的三角形是耳三角形，将这三个点的索引加入到索引数组中，并且后续不在用点0构建三角形。使用相同的方法可以依次切出三角形1/2/18、2/3/18、3/4/18、4/5/18、5/6/18、6/7/18、7/8/18、8/9/18、9/10/18和10/11/18，在对点11进行判断时，三角形11/12/18不是耳三角形，是因为点13在三角形内部，继续以点12作为耳尖顶点进行判断，可以切出12/13/11、13/14/11、14/15/11、15/16/11、16/17/11、17/18/11，到此多边形三角化完成，一共生成17个三角形如图5中的右侧图所示。
需要补充的是，生成不包括交叉路口的三维道路模型的过程与生成三维路口模型中的连接道路的三维多边形的过程类似。在生成三维路口模型和不包括交叉路口的三维道路模型后，可以将这两种模型相融合，并利用三维渲染引擎进行渲染生成可显示的三维道路模型。
本发明实施例提供的三维路口模型的生成方法，能够先解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据，然后根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形，并对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，最后利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。由于本发明实施例的三维路口模型是根据OpenDRIVE地图数据中的路网数据描述信息生成的，与三维物体模型是相互独立的，当需要对交叉路口更新时，直接对三维路口模型更新即可，而无需再对三维物体模型重新进行计算，从而提高了三路口模型的更新效率，进而提高了三维路网模型的更新效率。此外，当交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在与其他三维多边形没有交集的三维多边形时，可以通过在所述没有交集的三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形的方式，实现所有连接道路的三维多边形的合并，从而可以解决因与其他三维多边形没有交集而无法合并的问题。
基于上述实施例，本发明的另一实施例提供了一种三维路口模型的生成装置，如图6所示，所述装置包括：
解析单元20，用于解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据；
计算单元22，用于根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形；
合并单元24，用于对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域；
切割单元26，用于利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。
可选的，所述路网描述性数据包括交叉路口Junction节点信息和交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息，所述Junction节点信息用于对路网中的交叉路口进行说明，所述Road节点信息用于对所述连接道路进行说明。
可选的，所述计算单元22，包括：
第一确定模块，用于根据所述路网描述性数据中的交叉路口Junction节点信息确定待计算的交叉路口；
第二确定模块，用于当所述Road节点信息包括几何形状信息、高程信息、连接道路的参考线时，根据所述交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息中的几何形状信息和高程信息，确定所述Road节点信息中定义的对应连接道路的参考线的三维坐标；
第三确定模块，用于当所述Road节点信息包括车道信息时，针对每条连接道路，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，其中，所述水平坐标为在水平面上的坐标；
第四确定模块，用于当所述Road节点信息还包括横向剖面信息时，针对每条连接道路，根据所述连接道路的所述Road节点信息中的横向剖面信息和车道信息，确定所述连接道路的边界点的垂直坐标，其中，所述垂直坐标为与所述水平面垂直的垂直面上的坐标；
连接模块，用于针对每条连接道路，将确定水平坐标和垂直坐标的所述连接道路的边界点依次连接，形成所述连接道路的三维多边形。
可选，所述第三确定模块，用于当所述车道信息包括车道宽度信息、车道偏移量信息时，针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量；确定所述参考线上每个点的切线方向，将与所述切线方向垂直且朝向所述边界线的方向确定为所述边界线相对于所述参考线的偏移方向；根据所述横向偏移量和所述偏移方向，确定所述边界线上的边界点的水平坐标。
可选的，当所述连接道路包括多条车道时，所述连接道路包括中心车道和分别位于所述中心车道两侧的第一侧车道和第二侧车道，所述中心车道的车道宽度信息为0，所述第一侧车道的车道数与所述第二侧车道的车道数相同，所述车道偏移量为所述中心车道相对于所述参考线的偏移量。
可选的，所述第三确定模块，用于当所述参考线为所述连接道路的中心线时，所述连接道路的第一侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述连接道路的第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和，其中，所述第一侧边界线和所述第一侧车道位于相对于所述中心线的同一侧，所述第二侧边界线和所述第二侧车道位于相对于所述中心线的同一侧；
当所述参考线为所述连接道路的第一侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为0，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和；
当所述参考线为所述连接道路的第二侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为0。
可选的，合并单元24，用于若对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并后，获得内外两个合并后的三维多边形，则将位于外侧的三维多边形确定为所述交叉路口的三维边界区域。
可选的，合并单元24包括：
选择模块，用于从所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形；
合并模块，用于对所述两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第一三维多边形；
所述选择模块，用于按照包括未进行合并的三维多边形和所述第一三维多边形的剩余三维多边形的位置关系，从所述剩余三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形；
所述合并模块，用于对当前选择的两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第二三维多边形，直至剩余三维多边形仅包括一个三维多边形时，获得所述交叉路口的三维边界区域；
其中，对所述两个待合并的三维多边形进行合并的过程中，若所述两个待合并的三维多边形存在两条边相交，则将交点确定为合并后的点，并且所述交点的三维坐标是根据所述交点所在线段上两个边界点的三维坐标进行插值计算得到的。
可选的，合并单元24，用于当所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在目标三维多边形时，在所述目标三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形，其中，所述目标三维多边形是与其他三维多边形没有交集的三维多边形，或者与其他三维多边形的交集为一个点的三维多边形，所述三角形的两个顶点为所述交叉路口的边界点，第三个顶点位于所述交叉路口内；将所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形和所述三角形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域。
基于上述方法实施例，本发明的另一实施例提供了一种存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述方法。
基于上述实施例，本发明的另一实施例提供了一种计算设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现上述方法。
上述系统、装置实施例与方法实施例相对应，与该方法实施例具有同样的技术效果，具体说明参见方法实施例。装置实施例是基于方法实施例得到的，具体的说明可以参见方法实施例部分，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种三维路口模型的生成方法，其特征在于，所述方法包括：
解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据；
根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形；
对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域；
利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述路网描述性数据包括交叉路口Junction节点信息和交叉路口中每条连接道路的道路Road节点信息，所述Junction节点信息用于对路网中的交叉路口进行说明，所述Road节点信息用于对所述连接道路进行说明。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，当所述Road节点信息包括几何形状信息、高程信息、连接道路的参考线、车道信息和横向剖面信息时，根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形，包括：
根据所述路网描述性数据中的Junction节点信息确定待计算的交叉路口；
根据所述交叉路口中每条连接道路的Road节点信息中的几何形状信息和高程信息，确定所述Road节点信息中定义的对应连接道路的参考线的三维坐标；
针对每条连接道路，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，以及根据所述连接道路的所述Road节点信息中的横向剖面信息和车道信息，确定所述连接道路的边界点的垂直坐标，其中，所述水平坐标为在水平面上的坐标，所述垂直坐标为与所述水平面垂直的垂直面上的坐标；
针对每条连接道路，将确定水平坐标和垂直坐标的所述连接道路的边界点依次连接，形成所述连接道路的三维多边形。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述车道信息包括车道宽度信息、车道偏移量信息时，根据所述连接道路的参考线的三维坐标、所述连接道路的所述Road节点信息中的车道信息，确定所述连接道路的边界点的水平坐标，包括：
针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量；
确定所述参考线上每个点的切线方向，将与所述切线方向垂直且朝向所述边界线的方向确定为所述边界线相对于所述参考线的偏移方向；
根据所述横向偏移量和所述偏移方向，确定所述边界线上的边界点的水平坐标。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述连接道路包括多条车道时，所述连接道路包括中心车道和分别位于所述中心车道两侧的第一侧车道和第二侧车道，所述中心车道的车道宽度信息为0，所述第一侧车道的车道数与所述第二侧车道的车道数相同，所述车道偏移量为所述中心车道相对于所述参考线的偏移量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，针对所述连接道路的每条边界线，根据所述边界线与所述参考线之间包含的车道的车道信息中的车道宽度信息、车道偏移量信息，确定所述边界线与所述参考线之间的横向偏移量，包括：
当所述参考线为所述连接道路的中心线时，所述连接道路的第一侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述连接道路的第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和，其中，所述第一侧边界线和所述第一侧车道位于相对于所述中心线的同一侧，所述第二侧边界线和所述第二侧车道位于相对于所述中心线的同一侧；
当所述参考线为所述连接道路的第一侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为0，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第二侧车道的车道宽度信息之和；
当所述参考线为所述连接道路的第二侧边界线时，所述第一侧边界线与所述参考线之间的的横向偏移量为所述车道偏移量信息与所述连接道路中所有第一侧车道的车道宽度信息之和，所述第二侧边界线与所述参考线之间的横向偏移量为0。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，包括：
若对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并后，获得内外两个合并后的三维多边形，则将位于外侧的三维多边形确定为所述交叉路口的三维边界区域。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，包括：
从所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形，对所述两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第一三维多边形；
按照包括未进行合并的三维多边形和所述第一三维多边形的剩余三维多边形的位置关系，从所述剩余三维多边形中选择相邻的两个待合并的三维多边形，并对当前选择的两个待合并的三维多边形进行合并，获得合并后的第二三维多边形，直至剩余三维多边形仅包括一个三维多边形时，获得所述交叉路口的三维边界区域；
其中，对所述两个待合并的三维多边形进行合并的过程中，若所述两个待合并的三维多边形存在两条边相交，则将交点确定为合并后的点，并且所述交点的三维坐标是根据所述交点所在线段上两个边界点的三维坐标进行插值计算得到的。
9.如权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于，对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域，包括：
当所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形中存在目标三维多边形时，在所述目标三维多边形所对应的连接道路与所述交叉路口连接处增加一个三角形，其中，所述目标三维多边形是与其他三维多边形没有交集的三维多边形，或者与其他三维多边形的交集为一个点的三维多边形，所述三角形的两个顶点为所述交叉路口的边界点，第三个顶点位于所述交叉路口内；
将所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形和所述三角形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域。
10.一种三维路口模型的生成装置，其特征在于，所述装置包括：
解析单元，用于解析OpenDRIVE地图数据，获得路网描述性数据；
计算单元，用于根据所述路网描述性数据计算交叉路口中每条连接道路的边界点形成的三维多边形；
合并单元，用于对所述交叉路口中所有连接道路的三维多边形进行合并，获得所述交叉路口的三维边界区域；
切割单元，用于利用耳切法对所述三维边界区域进行切割，生成所述交叉路口的三维路口模型。
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