[发明专利]基于激光雷达技术的智慧城市3D实景地图系统

说明书

技术领域

本发明属于电子地图技术领域，具体涉及一种基于激光雷达技术的智慧城市3D实景地图系统。

背景技术

电子地图的发展为人们出行提供了非常多的便利，但目前我们广泛使用的是二维地图，而越来越多的人在使用二维地图时都遇到这样的问题，在去一个地方时，很容易通过二维地图找到方位，但如果去不著名的地方，即使在周边也不容易准确定位，在现代城市的多维立体结构道路中，经常因为高架桥或者岔口出现导航错误的情况，给完全需要导航的民众出行带来困扰。

随着三维技术的发展，三维地图技术也开始研究起来，但现有的三维电子地图准确的说是2.5D的电子地图，这种地图不能进行多角度的定位和浏览，从视觉效果上来说体现的是类3D的效果，在实际应用中，不能充分发挥三维地图的优势。

发明内容

本发明提供了一种基于激光雷达技术的智慧城市3D实景地图系统，克服现有三维地图实际为2.5D电子地图，无法进行多角度的精确定位和浏览的问题。

本发明提供的一种基于激光雷达技术的智慧城市3D实景地图系统，

包括三维地图底图生成系统，用于生成3D底图；

地图数据与地图投影系统，用于存储3D实景地图数据，完成3D底图投影以及3D实景地图投影；

三维地图数据库系统，用于存储所有3D地物的三维模型数据以及3D地物的外观属性信息供用户查询使用；

三维地图显示与浏览系统，用于用户调用3D实景地图并展示3D实景地图。

进一步的，所述3D底图通过以下方法生成：通过激光雷达采集点云数据，并将经过预处理的点云数据进行点云的相对坐标和地理位置坐标解算，解算后的点云经去噪、去杂点，拼接，三维网格重建，纹理映射，场景整体拼接，小品整饰，最终生成3D底图。

进一步的，所述3D实景地图数据包括类别、名称、三维模型数据、纹理数据以及高程信息。

更进一步的，所述3D底图投影通过平行投影方式完成，3D实景地图投影通过多视角投影的方式完成。

进一步的，所述三维地图数据库系统包括二维地图信息、二维属性信息、三维高程信息、三维高程方向属性信息、分层数据信息、分块存储后的网格数据信息以及三维模型数据信息。

进一步的，所述三维地图数据库系统采用二次数据分割与索引的方法对数据进行调用和存储。

更进一步的，所述二次数据分割的方法为对3D实景地图零高程的二维地图进行切片和编号，对每一块设置一个数据存储容量，遍历一次切割后的块的数据量的大小，如果某一块超出预设存储容量，对该块进行二次切片，遍历所有块后，直到最小块的数据量不大于预设存储量结束分割。

进一步的，所述索引的方法为按照数据量大小进行索引。

进一步的，所述三维地图显示与浏览系统通过前台显示界面、后台系统、三维地图数据库系统、3D视窗进行3D实景地图的调用和显示。

更进一步的，通过识别3D视窗和地物的距离来判别调用数据的层级和数据类型，当3D视窗和地物之间的距离超过固定阈值，所述三维地图显示与浏览系统只调用三维模型数据和最小包围盒数据，当3D视窗和地物之间的距离小于固定阈值，所述三维地图显示与浏览系统调用三维模型数据和纹理数据。

本发明的有益效果：

在导航的过程中能带给用户更加真实的城市3D体验，同时高程信息的增加增强了地图表达现实世界的能力，三维地标的引入更加真实的表达地理环境和地物，如特色建筑、道路入口等。解决导航与实际环境不够统一的最后一个环节，实现导航中的所见即所得，提高导航的准确率和可靠性，从而提高地图的效率和安全性能。

附图说明

图1是本发明3D实景地图原理框图，

图2是像空间和像平面坐标坐标转换示意图，

图3是三维地图数据库系统结构图，

图4是数据分割原理示意图，

图5是数据索引原理示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，不能理解为对本发明具体保护范围的限定。

实施例

参照图1，所述基于激光雷达技术的智慧城市3D实景地图系统，

包括三维地图底图生成系统，用于生成3D底图；

地图数据与地图投影系统，用于存储3D实景地图数据，完成3D底图投影以及3D实景地图投影；