[發(fā)明專利]一種快速建立智能交通三維場的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510049050.3
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104658036B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙新燦;金朋軒;劉耀丹;水曉樸;鄭好
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學(xué);生茂光電科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 鄭州德勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 黃軍委

本發(fā)明公開了一種快速建立智能交通三維場的方法，包括如下步驟：步驟1，建立靜態(tài)模型；靜態(tài)模型包括道路模型、建筑模型、植物模型和地形模型；步驟2，建立動態(tài)模型；步驟3，根據(jù)靜態(tài)模型和動態(tài)模型進行狀態(tài)控制、決策分析和車輛跟蹤。本發(fā)明可以快速建立三維場景，同時將動態(tài)因素引入道路交通環(huán)境，提高了虛擬交通環(huán)境的真實性，有效地逼真再現(xiàn)道路交通環(huán)境的真實狀態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能交通領(lǐng)域，尤其是涉及一種快速建立智能交通三維場的方法。

背景技術(shù)

隨著城市化進程的不斷推進，城市面貌發(fā)生了巨大變化，同時人流、車流、物流對城市道路交通管理帶來了巨大的壓力， 如交通堵塞、交通環(huán)境惡化、交通事故頻發(fā)等，已經(jīng)成為當(dāng)前世界各國面臨的共同問題。解決交通問題的傳統(tǒng)辦法是修建或擴建道路，但是隨著人口的增長，城市人均居住面積日益減少，可供修建道路的空間也越來越少。同時交通系統(tǒng)是一個復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，單獨從道路或車輛的角度來考慮很難解決交通問題，由此產(chǎn)生了智能交通系統(tǒng)。

智能交通系統(tǒng)是將先進的信息處理技術(shù)、定位導(dǎo)航技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)、圖像處理與計算機視覺技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人工智能技術(shù)、運籌管理學(xué)等有效的綜合運行于交通管理體系。虛擬現(xiàn)實有著沉浸性、交互性和構(gòu)想性等特性，因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)、計算機圖形圖像技術(shù)、人工智能等技術(shù)相結(jié)合能提高交通仿真的真實性，為交通管理控制提供更可靠的數(shù)據(jù)，對控制方案進行更科學(xué)的評估，以及對交通事故進行更合理的分析。

現(xiàn)有的交通系統(tǒng)的管理，是通過構(gòu)建三維虛擬交通場景主要是靜態(tài)物體的建立，如房屋、樹木、道路網(wǎng)，從而建立起逼真的交通環(huán)境，三維場景一般是通過3D建模軟件來建立，在此基礎(chǔ)上來進行道路交通的管理和分析。但是，現(xiàn)有的交通管理系統(tǒng)只是單純的通過三維建模和渲染技術(shù)建立視覺上逼真的交通環(huán)境，缺少了更重要的交通環(huán)境中的各種動態(tài)因素，比如道路上的汽車、交通信號、道路誘導(dǎo)信息、檢測器信息等。另外通過3D建模軟件來建立交通環(huán)境是一個需要大量人力和物力的過程，不能達到快速實施的要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種快速建立智能交通三維場的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問題，可以快速建立三維場景，同時將動態(tài)因素引入道路交通環(huán)境，提高了虛擬交通環(huán)境的真實性，有效地逼真再現(xiàn)道路交通環(huán)境的真實狀態(tài)。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種快速建立智能交通三維場的方法，包括如下步驟：

步驟1，建立靜態(tài)模型；靜態(tài)模型包括道路模型、建筑模型、植物模型和地形模型；所述道路模型的建立采用以下步驟：

（1）讀取電子地圖數(shù)據(jù)，檢測地圖數(shù)據(jù)的圖像格式，圖像格式為RGB和RGBA兩種；讀取電子地圖的范圍數(shù)據(jù)；

（2）將電子地圖數(shù)據(jù)灰度化；根據(jù)道路的灰度代表色，將電子地圖數(shù)據(jù)分割為兩個區(qū)域，道路區(qū)域和非道路區(qū)域；

（3）去除地圖數(shù)據(jù)中的孤立點；在區(qū)域分割后，根據(jù)圖像的連續(xù)性特征，檢測出如果某個像素是孤立點，將其變?yōu)槠湎喾吹膮^(qū)域；

（4）根據(jù)道路區(qū)域平滑算法，對道路區(qū)域進行平滑處理；

（5）將地圖數(shù)據(jù)向四周擴大一個非道路區(qū)域像素；使用圖像細化算法，提取道路區(qū)域的主框架；道路區(qū)域并不是對稱區(qū)域，導(dǎo)致圖像細化后的道路中心線是曲折的，使用中心線平滑算法，平滑道路中心線區(qū)域；

（6）將地圖數(shù)據(jù)向四周縮小一個像素；

（7）根據(jù)像素的連通性特性，將道路的主框架分割為若干條獨立的道路段，根據(jù)電子地圖的范圍，計算出每個像素的控件大小，將若干條的獨立道路段轉(zhuǎn)為三維空間的道路中心線數(shù)據(jù)；

（8）根據(jù)道路中心線和道路參數(shù)生成道路模型；

步驟2，建立動態(tài)模型；