一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法
2023-06-26 11:13:06 1
專利名稱：一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法
技術領域：
本發明涉及道路交通標誌標線的設置合理性研究，特別涉及一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法。
背景技術：
道路交通標誌標線在道路交通系統中發揮著非常重要的作用。據統計，交通標誌標線的投入還不到道路建設總造價的2%，但它所起到的作用是無法替代的。國外的相關研究也表明標誌標線與事故的相關率聞達72%,合理設直標誌標線運輸效率可以提聞30%ο在不改變現有道路線形，不進行大規模的土木工程改造的前提下，通過完善公路交通標誌標線，給駕駛人員提供必要的交通安全信息，是減少交通事故發生的有效途徑之一。交通標誌標線的顏色、尺寸、類型、安裝位置等因素對駕駛員的安全行車有重要影 響，因此，合理的設置交通標誌標線可以提高道路的安全性能。現階段交通標誌標線的安裝評判一般採用兩種方法，第一是在實際道路上進行交通標誌標線的試驗，另一種是在試驗室進行完全虛擬環境下的交通標誌標線試驗。第一種方法採用在實際道路上安裝交通標誌，鋪設交通標線，由於道路和交通標誌標線都是實際使用的，因此這種方法可以真實反應道路的實際情況，可信度高。但在試驗時需要多次、重複的安裝標誌標線，這導致試驗工作量大，成本高。試驗時需要通過駕駛員駕駛車輛在試驗道路上行駛來評判各種交通標誌標線的合理性，試驗成本高，工作量大，並且受天氣等客觀因素的影響，試驗環境條件的不斷變化，使得主觀評價的一致性難以實現。完全虛擬環境下交通標線的試驗方法，首先採用三維製作軟體設計製作出三維立體仿真道路，以及道路周邊場景和交通標誌標線，然後將交通標誌標線添加、安裝到虛擬道路上，輸入模擬駕駛系統，由駕駛員在駕駛模擬器上對所添加的標線進行測試，其成本低，工作量相對較小，可重複性高。由於試驗場景是虛擬的道路場景，因此試驗缺乏真實感，與實際應用道路聯繫不緊密，試驗效果的評價與實際道路使用的差距過大，影響了評價的可信度。
發明內容
本發明的目的在於提供特別涉及一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法，基於道路真實場景視頻，它既能反映真實道路環境，又能對道路環境進行重複性試驗。為了達到上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的。一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法，基於道路真實場景視頻，其特徵在於，包括以下步驟
首先，將攝像機放置在攝像車的駕駛位置，模擬駕駛員的視野，勻速攝製實際道路的場景視頻，作為原始視頻；
其次，將原始視頻輸入計算機，利用Adobe Premiere Pro軟體將原始視頻轉換為TIF格式的圖片，並輸入Boujou軼件中進行攝像機路徑跟蹤，獲取攝相機的路徑跟蹤參數，並將上述參數以Maya軟體格式輸出，保存輸出文件；然後，採用Maya軟體繪製試驗中所需要的各種標誌標線；並在Maya軟體中打開Boujou軟體的輸出文件,利用Maya軟體的添加攝像機功能將繪製好的標誌標線添加到原始視頻上，經過視頻合成和渲染過程後，即可得到具有虛擬標誌標線的真實場景視頻，作為模擬視頻；
最後，將上述模擬視頻輸入模擬駕駛系統，與駕駛模擬器配合，即可進行基於道路真實場景視頻的虛擬標誌標線的模擬試驗。本發明的道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法，所利用的道路真實場景是從實際道路環境中選取並處理過的，無需計算機系統根據像素信息重新創建畫面，因此，實現過程簡單、效率高且具有較強的現實感，場景中交通環境較虛擬仿真場景更逼真，同時場景可以隨意選擇、加工，並可創造出多種路段、多種交通環境的場景，具有高度的 可擴展性。本發明利用攝像機跟蹤軟體Boujou對所拍攝的原始視頻進行攝像機路徑跟蹤，記錄其路徑跟蹤參數。在參考上述參數的基礎上，將Maya軟體製作試驗中所需要的各種標誌標線與原始視頻進行視頻合成，消除了原始視頻抖動帶來的虛擬標誌標線的跳動問題，能夠使虛擬交通標誌標線與真實場景視頻緊密匹配。本發明的模擬試驗平臺的建立，不但解決了在真實道路環境下鋪設標線成本高、勞動量大、缺乏試驗靈活性的缺點，而且還能彌補在室內靜態測試下不能反映真實道路環境的不足。
具體實施例方式本發明的道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法，基於道路真實場景視頻，具體包括以下步驟
首先，將攝傺機放置在攝像車的駕駛位置，模擬駕駛員的視野，勻速攝製實際道路的場景視頻，作為原始視頻。具體為在駕駛位置的右邊布置三腳架，然後將攝像機安裝在三腳架上，使得攝像機剛好在車內後視鏡下方10釐米左右位置。選用數碼攝像機對試驗道路拍攝一段視頻錄像，錄像拍攝時車輛儘量勻速行駛在車道的中央，錄製時標註出攝像機視點的視高。同時，拍攝視點要求與駕駛員的實際視點儘量重合，這樣即符合一般駕駛員的實際視角，且有利於道路真實場景的拍攝。其次，將原始視頻輸入計算機，利用Adobe Premiere Pro軟體將原始視頻轉換為TIF格式的圖片，並輸入Boujou軟體中進行攝像機路徑跟蹤，獲取攝像機的路徑跟蹤參數，並將上述參數以Maya軟體格式輸出，保存輸出文件。具體為拍攝好原始視頻通過USB2. O連接傳輸到計算機中，利用Adobe Premiere Pro軟體對所採集的原始視頻進行轉換,將原始視頻文件轉換成TIF格式的圖片。將Adobe Premiere Pro轉換得到的TIF格式的圖片，在攝像機跟蹤軟體Boujou中打開，對其進行攝像機路徑跟蹤，計算出攝像機的運動(位置、旋轉和焦距)和許多特徵點的空間參考位置等路徑跟蹤參數，並將這些參數以Maya的格式輸出，保存輸出文件，用以解決虛擬標誌標線添加時帶來的抖動問題。然後，採用Maya軟體繪製試驗中所需要的各種標誌標線；並在Maya軟體中打開Bouj ou軟體的輸出文件,利用Maya軟體的添加攝像機功能將繪製好的標誌標線添加到原始視頻上，經過視頻合成和渲染過程後，即可得剄具有虛擬標誌標線的真實場景視頻，作為模擬視頻。具體為採用Maya三維繪圖軟體繪製試驗中所需要的各種標誌標線，如限速標誌，轉彎標誌，路面減速標線等。完成標誌標線的繪製工作後，在Maya軟體中打開Boujou軟體的輸出文件，以便接下來利用Maya軟體的添加攝像機功能將繪製好的標誌標線添加到原始視頻上。根據試驗的不同需求，可以將標誌標線設置在不同的位置上，起到對比試驗的效果。標誌標線添加完成以後，進行視頻合成，再經過渲染過程後，即可得到具有虛擬標誌標線的真實場景視頻，作為模擬視頻，存儲到計算機中。最後，將上述模擬視頻輸入模擬駕駛系統，與駕駛模擬器配合，即可進行基於道路真實場景視頻的虛擬標誌標線的模擬試驗。駕駛模擬器由方向盤，加速踏板，制動踏板，換擋手柄組成，並通過USB接口與計算機相連。計算機加載模擬駕駛系統，並輸入模擬視頻文件。啟動模擬駕駛系統後，駕駛員操作加速踏板，制動踏板來模擬車輛的加減速，通過轉動方向盤使得視頻圖像發生偏轉來模擬車輛的轉彎，通過操作換擋手柄來模擬車輛的實際換擋過程，與正常操作車輛環境基本一致，保證了試驗的逼真度。駕駛員完成某路段的試驗之後對駕駛員進行試驗情況調查，重點是調查所添加交 通標誌標線對駕駛員模擬駕駛車輛的影響情況，記錄不同標誌標線、不同安裝位置對駕駛員的影響作用，通過對整個路段進行試驗得到該路段的交通標誌標線的最佳設置方案。
權利要求
1.一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法，基於道路真實場景視頻，其特徵在於，包括以下步驟 首先，將攝像機放置在攝像車的駕駛位置，模擬駕駛員的視野，勻速攝製實際道路的場景視頻，作為原始視頻； 其次，將原始視頻輸入計算機，利用Adobe Premiere Pro軟體將原始視頻轉換為TIF格式的圖片，並輸入Boujou軟體中進行攝像機路徑跟蹤，獲取攝像機的路徑跟蹤參數，並將上述參數以Maya軟體格式輸出，保存輸出文件； 然後，採用Maya軟體繪製試驗中所需要的各種標誌標線；並在Maya軟體中打開Boujou軟體的輸出文件,利用Maya軟體的添加攝像機功能將繪製好的標誌標線添加到原始視頻上，經過視頻合成和渲染過程後，即可得到具有虛擬標誌標線的真實場景視頻，作為模擬視頻； 最後，將上述模擬視頻輸入模擬駕駛系統，與駕駛模擬器配合，即可進行基於道路真實場景視頻的虛擬標誌標線的模擬試驗。
全文摘要
本發明涉及道路交通標誌標線的設置合理性研究，特別涉及一種道路交通虛擬標誌標線的模擬試驗平臺的建立方法。它包括以下步驟首先，利用攝像機模擬駕駛員的視野，攝製實際道路的場景視頻，作為原始視頻；其次，獲取攝像機的路徑跟蹤參數；然後，利用Maya軟體的添加攝像機功能將繪製好的標誌標線添加到原始視頻上，經過視頻合成和渲染過程後，即可得到具有虛擬標誌標線的真實場景視頻，作為模擬場景；最後，將上述模擬祝頻輸入模擬駕駛系統，與駕駛模擬器配合，即可進行基於道路真實場景視頻的虛擬標誌標線的模擬試驗。
文檔編號G06F17/50GK102831257SQ20111016296
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月17日 優先權日2011年6月17日
發明者不公告發明人 申請人:上海日浦信息技術有限公司