專利名稱：一種道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及道路交通標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)置合理性研究，特別涉及一種道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法。
背景技術(shù)：
道路交通標(biāo)志標(biāo)線在道路交通系統(tǒng)中發(fā)揮著非常重要的作用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，交通標(biāo)志標(biāo)線的投入還不到道路建設(shè)總造價(jià)的2%，但它所起到的作用是無(wú)法替代的。國(guó)外的相關(guān)研究也表明標(biāo)志標(biāo)線與事故的相關(guān)率聞達(dá)72%,合理設(shè)直標(biāo)志標(biāo)線運(yùn)輸效率可以提聞30%ο在不改變現(xiàn)有道路線形，不進(jìn)行大規(guī)模的土木工程改造的前提下，通過(guò)完善公路交通標(biāo)志標(biāo)線，給駕駛?cè)藛T提供必要的交通安全信息，是減少交通事故發(fā)生的有效途徑之一。交通標(biāo)志標(biāo)線的顏色、尺寸、類型、安裝位置等因素對(duì)駕駛員的安全行車有重要影 響，因此，合理的設(shè)置交通標(biāo)志標(biāo)線可以提高道路的安全性能。現(xiàn)階段交通標(biāo)志標(biāo)線的安裝評(píng)判一般采用兩種方法，第一是在實(shí)際道路上進(jìn)行交通標(biāo)志標(biāo)線的試驗(yàn)，另一種是在試驗(yàn)室進(jìn)行完全虛擬環(huán)境下的交通標(biāo)志標(biāo)線試驗(yàn)。第一種方法采用在實(shí)際道路上安裝交通標(biāo)志，鋪設(shè)交通標(biāo)線，由于道路和交通標(biāo)志標(biāo)線都是實(shí)際使用的，因此這種方法可以真實(shí)反應(yīng)道路的實(shí)際情況，可信度高。但在試驗(yàn)時(shí)需要多次、重復(fù)的安裝標(biāo)志標(biāo)線，這導(dǎo)致試驗(yàn)工作量大，成本高。試驗(yàn)時(shí)需要通過(guò)駕駛員駕駛車輛在試驗(yàn)道路上行駛來(lái)評(píng)判各種交通標(biāo)志標(biāo)線的合理性，試驗(yàn)成本高，工作量大，并且受天氣等客觀因素的影響，試驗(yàn)環(huán)境條件的不斷變化，使得主觀評(píng)價(jià)的一致性難以實(shí)現(xiàn)。完全虛擬環(huán)境下交通標(biāo)線的試驗(yàn)方法，首先采用三維制作軟件設(shè)計(jì)制作出三維立體仿真道路，以及道路周邊場(chǎng)景和交通標(biāo)志標(biāo)線，然后將交通標(biāo)志標(biāo)線添加、安裝到虛擬道路上，輸入模擬駕駛系統(tǒng)，由駕駛員在駕駛模擬器上對(duì)所添加的標(biāo)線進(jìn)行測(cè)試，其成本低，工作量相對(duì)較小，可重復(fù)性高。由于試驗(yàn)場(chǎng)景是虛擬的道路場(chǎng)景，因此試驗(yàn)缺乏真實(shí)感，與實(shí)際應(yīng)用道路聯(lián)系不緊密，試驗(yàn)效果的評(píng)價(jià)與實(shí)際道路使用的差距過(guò)大，影響了評(píng)價(jià)的可信度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供特別涉及一種道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法，基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻，它既能反映真實(shí)道路環(huán)境，又能對(duì)道路環(huán)境進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)。為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的。一種道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法，基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻，其特征在于，包括以下步驟
首先，將攝像機(jī)放置在攝像車的駕駛位置，模擬駕駛員的視野，勻速攝制實(shí)際道路的場(chǎng)景視頻，作為原始視頻；
其次，將原始視頻輸入計(jì)算機(jī)，利用Adobe Premiere Pro軟件將原始視頻轉(zhuǎn)換為T(mén)IF格式的圖片，并輸入Boujou軼件中進(jìn)行攝像機(jī)路徑跟蹤，獲取攝相機(jī)的路徑跟蹤參數(shù)，并將上述參數(shù)以Maya軟件格式輸出，保存輸出文件；然后，采用Maya軟件繪制試驗(yàn)中所需要的各種標(biāo)志標(biāo)線；并在Maya軟件中打開(kāi)Boujou軟件的輸出文件,利用Maya軟件的添加攝像機(jī)功能將繪制好的標(biāo)志標(biāo)線添加到原始視頻上，經(jīng)過(guò)視頻合成和渲染過(guò)程后，即可得到具有虛擬標(biāo)志標(biāo)線的真實(shí)場(chǎng)景視頻，作為模擬視頻；
最后，將上述模擬視頻輸入模擬駕駛系統(tǒng)，與駕駛模擬器配合，即可進(jìn)行基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻的虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)。本發(fā)明的道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法，所利用的道路真實(shí)場(chǎng)景是從實(shí)際道路環(huán)境中選取并處理過(guò)的，無(wú)需計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)像素信息重新創(chuàng)建畫(huà)面，因此，實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單、效率高且具有較強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)感，場(chǎng)景中交通環(huán)境較虛擬仿真場(chǎng)景更逼真，同時(shí)場(chǎng)景可以隨意選擇、加工，并可創(chuàng)造出多種路段、多種交通環(huán)境的場(chǎng)景，具有高度的 可擴(kuò)展性。本發(fā)明利用攝像機(jī)跟蹤軟件Boujou對(duì)所拍攝的原始視頻進(jìn)行攝像機(jī)路徑跟蹤，記錄其路徑跟蹤參數(shù)。在參考上述參數(shù)的基礎(chǔ)上，將Maya軟件制作試驗(yàn)中所需要的各種標(biāo)志標(biāo)線與原始視頻進(jìn)行視頻合成，消除了原始視頻抖動(dòng)帶來(lái)的虛擬標(biāo)志標(biāo)線的跳動(dòng)問(wèn)題，能夠使虛擬交通標(biāo)志標(biāo)線與真實(shí)場(chǎng)景視頻緊密匹配。本發(fā)明的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立，不但解決了在真實(shí)道路環(huán)境下鋪設(shè)標(biāo)線成本高、勞動(dòng)量大、缺乏試驗(yàn)靈活性的缺點(diǎn)，而且還能彌補(bǔ)在室內(nèi)靜態(tài)測(cè)試下不能反映真實(shí)道路環(huán)境的不足。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法，基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻，具體包括以下步驟
首先，將攝傺機(jī)放置在攝像車的駕駛位置，模擬駕駛員的視野，勻速攝制實(shí)際道路的場(chǎng)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，然后將攝像機(jī)安裝在三腳架上，使得攝像機(jī)剛好在車內(nèi)后視鏡下方10厘米左右位置。選用數(shù)碼攝像機(jī)對(duì)試驗(yàn)道路拍攝一段視頻錄像，錄像拍攝時(shí)車輛盡量勻速行駛在車道的中央，錄制時(shí)標(biāo)注出攝像機(jī)視點(diǎn)的視高。同時(shí)，拍攝視點(diǎn)要求與駕駛員的實(shí)際視點(diǎn)盡量重合，這樣即符合一般駕駛員的實(shí)際視角，且有利于道路真實(shí)場(chǎng)景的拍攝。其次，將原始視頻輸入計(jì)算機(jī)，利用Adobe Premiere Pro軟件將原始視頻轉(zhuǎn)換為T(mén)IF格式的圖片，并輸入Boujou軟件中進(jìn)行攝像機(jī)路徑跟蹤，獲取攝像機(jī)的路徑跟蹤參數(shù)，并將上述參數(shù)以Maya軟件格式輸出，保存輸出文件。具體為拍攝好原始視頻通過(guò)USB2. O連接傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，利用Adobe Premiere Pro軟件對(duì)所采集的原始視頻進(jìn)行轉(zhuǎn)換,將原始視頻文件轉(zhuǎn)換成TIF格式的圖片。將Adobe Premiere Pro轉(zhuǎn)換得到的TIF格式的圖片，在攝像機(jī)跟蹤軟件Boujou中打開(kāi)，對(duì)其進(jìn)行攝像機(jī)路徑跟蹤，計(jì)算出攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)(位置、旋轉(zhuǎn)和焦距)和許多特征點(diǎn)的空間參考位置等路徑跟蹤參數(shù)，并將這些參數(shù)以Maya的格式輸出，保存輸出文件，用以解決虛擬標(biāo)志標(biāo)線添加時(shí)帶來(lái)的抖動(dòng)問(wèn)題。然后，采用Maya軟件繪制試驗(yàn)中所需要的各種標(biāo)志標(biāo)線；并在Maya軟件中打開(kāi)Bouj ou軟件的輸出文件,利用Maya軟件的添加攝像機(jī)功能將繪制好的標(biāo)志標(biāo)線添加到原始視頻上，經(jīng)過(guò)視頻合成和渲染過(guò)程后，即可得剄具有虛擬標(biāo)志標(biāo)線的真實(shí)場(chǎng)景視頻，作為模擬視頻。具體為采用Maya三維繪圖軟件繪制試驗(yàn)中所需要的各種標(biāo)志標(biāo)線，如限速標(biāo)志，轉(zhuǎn)彎標(biāo)志，路面減速標(biāo)線等。完成標(biāo)志標(biāo)線的繪制工作后，在Maya軟件中打開(kāi)Boujou軟件的輸出文件，以便接下來(lái)利用Maya軟件的添加攝像機(jī)功能將繪制好的標(biāo)志標(biāo)線添加到原始視頻上。根據(jù)試驗(yàn)的不同需求，可以將標(biāo)志標(biāo)線設(shè)置在不同的位置上，起到對(duì)比試驗(yàn)的效果。標(biāo)志標(biāo)線添加完成以后，進(jìn)行視頻合成，再經(jīng)過(guò)渲染過(guò)程后，即可得到具有虛擬標(biāo)志標(biāo)線的真實(shí)場(chǎng)景視頻，作為模擬視頻，存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中。最后，將上述模擬視頻輸入模擬駕駛系統(tǒng)，與駕駛模擬器配合，即可進(jìn)行基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻的虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)。駕駛模擬器由方向盤(pán)，加速踏板，制動(dòng)踏板，換擋手柄組成，并通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)相連。計(jì)算機(jī)加載模擬駕駛系統(tǒng)，并輸入模擬視頻文件。啟動(dòng)模擬駕駛系統(tǒng)后，駕駛員操作加速踏板，制動(dòng)踏板來(lái)模擬車輛的加減速，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)使得視頻圖像發(fā)生偏轉(zhuǎn)來(lái)模擬車輛的轉(zhuǎn)彎，通過(guò)操作換擋手柄來(lái)模擬車輛的實(shí)際換擋過(guò)程，與正常操作車輛環(huán)境基本一致，保證了試驗(yàn)的逼真度。駕駛員完成某路段的試驗(yàn)之后對(duì)駕駛員進(jìn)行試驗(yàn)情況調(diào)查，重點(diǎn)是調(diào)查所添加交 通標(biāo)志標(biāo)線對(duì)駕駛員模擬駕駛車輛的影響情況，記錄不同標(biāo)志標(biāo)線、不同安裝位置對(duì)駕駛員的影響作用，通過(guò)對(duì)整個(gè)路段進(jìn)行試驗(yàn)得到該路段的交通標(biāo)志標(biāo)線的最佳設(shè)置方案。
權(quán)利要求
1.一種道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法，基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻，其特征在于，包括以下步驟 首先，將攝像機(jī)放置在攝像車的駕駛位置，模擬駕駛員的視野，勻速攝制實(shí)際道路的場(chǎng)景視頻，作為原始視頻； 其次，將原始視頻輸入計(jì)算機(jī)，利用Adobe Premiere Pro軟件將原始視頻轉(zhuǎn)換為T(mén)IF格式的圖片，并輸入Boujou軟件中進(jìn)行攝像機(jī)路徑跟蹤，獲取攝像機(jī)的路徑跟蹤參數(shù)，并將上述參數(shù)以Maya軟件格式輸出，保存輸出文件； 然后，采用Maya軟件繪制試驗(yàn)中所需要的各種標(biāo)志標(biāo)線；并在Maya軟件中打開(kāi)Boujou軟件的輸出文件,利用Maya軟件的添加攝像機(jī)功能將繪制好的標(biāo)志標(biāo)線添加到原始視頻上，經(jīng)過(guò)視頻合成和渲染過(guò)程后，即可得到具有虛擬標(biāo)志標(biāo)線的真實(shí)場(chǎng)景視頻，作為模擬視頻； 最后，將上述模擬視頻輸入模擬駕駛系統(tǒng)，與駕駛模擬器配合，即可進(jìn)行基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻的虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及道路交通標(biāo)志標(biāo)線的設(shè)置合理性研究，特別涉及一種道路交通虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)平臺(tái)的建立方法。它包括以下步驟首先，利用攝像機(jī)模擬駕駛員的視野，攝制實(shí)際道路的場(chǎng)景視頻，作為原始視頻；其次，獲取攝像機(jī)的路徑跟蹤參數(shù)；然后，利用Maya軟件的添加攝像機(jī)功能將繪制好的標(biāo)志標(biāo)線添加到原始視頻上，經(jīng)過(guò)視頻合成和渲染過(guò)程后，即可得到具有虛擬標(biāo)志標(biāo)線的真實(shí)場(chǎng)景視頻，作為模擬場(chǎng)景；最后，將上述模擬祝頻輸入模擬駕駛系統(tǒng)，與駕駛模擬器配合，即可進(jìn)行基于道路真實(shí)場(chǎng)景視頻的虛擬標(biāo)志標(biāo)線的模擬試驗(yàn)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102831257SQ20111016296
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月17日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:上海日浦信息技術(shù)有限公司