[發(fā)明專利]一種三維可視化視口追蹤分級(jí)交通仿真方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210660834.X
• 申請(qǐng)日: 2022-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN115082631A
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫盛鋯;戈宇;呂勝;胥果;張國(guó)兵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都四方偉業(yè)軟件股份有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/05
• 分類號(hào): G06T17/05;G06T7/80;G06F30/20;G06F17/16
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 王會(huì)改

本發(fā)明公開了一種三維可視化視口追蹤分級(jí)交通仿真方法及裝置，所述方法包括：獲取路網(wǎng)數(shù)據(jù)和車輛參數(shù)，將其作為參數(shù)導(dǎo)入宏觀交通仿真模型中；對(duì)路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行切割；根據(jù)三維可視化視口及三維攝像頭參數(shù)，獲取可視元素；根據(jù)可視元素，將可視元素對(duì)應(yīng)的地理位置范圍內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)作為入?yún)ⅲ恢匦聢?zhí)行根據(jù)三維可視化視口及三維攝像頭參數(shù)，獲取可視元素的步驟。本發(fā)明通過追蹤三維可視化視口，將微觀交通仿真模型計(jì)算范圍縮小，使其在有限范圍下模擬車輛運(yùn)動(dòng)，大幅降低算力要求；在非可視范圍使用宏觀交通仿真模型計(jì)算，在視口切換、移動(dòng)后，能夠基于宏觀交通仿真模型計(jì)算的區(qū)域結(jié)果作為微觀交通仿真模型的輸入，快速進(jìn)行切換和呈現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及交通仿真技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種三維可視化視口追蹤分級(jí)交通仿真方法及裝置。

背景技術(shù)

在交通仿真中，按照模型與對(duì)交通細(xì)節(jié)程度不同，可分為微觀和宏觀的交通仿真模型。其中宏觀交通仿真模型主要通過將車輛視為整體，按照流量、速度建立關(guān)系模型，對(duì)大規(guī)模車流計(jì)算速度較快，但不能精確到具體車輛；微觀方法主要描述單個(gè)車輛在道路環(huán)境下相互作用的運(yùn)動(dòng)行為，通過跟蹤每輛車的運(yùn)動(dòng)方程模擬車輛的行使路線，但該模型計(jì)算時(shí)間和資源需求與車輛數(shù)目成正比，受限于硬件資源僅能計(jì)算有限規(guī)模道路和車輛的交通場(chǎng)景。

在三維可視化交通仿真系統(tǒng)中，需要基于微觀仿真模型計(jì)算每輛車的運(yùn)動(dòng)路線并在可視化窗口中播放，受限于硬件資源限制，無法滿足城域、省域級(jí)別的交通仿真需求。

在交通流分析算法中，微觀宏觀的交通仿真模型有多達(dá)上百種物理模型、數(shù)學(xué)模型和應(yīng)用程序，但沒有單一模型能夠同時(shí)解決大規(guī)模車輛計(jì)算和車輛位置實(shí)時(shí)定位的需求；有將微觀、宏觀交通仿真結(jié)模型合進(jìn)行運(yùn)算的方法，但其切入點(diǎn)為使用微觀交通仿真模型解決宏觀仿真模型在復(fù)雜道路中模擬結(jié)果不理想的問題，與可視化系統(tǒng)以用戶視角的切入點(diǎn)不同，無法適用。當(dāng)前技術(shù)方案對(duì)地圖上每輛車輛的運(yùn)行軌跡進(jìn)行計(jì)算，單臺(tái)車輛的占顯存約100KB，以當(dāng)前主流顯卡10GB顯存，可計(jì)算10萬(wàn)輛車，如需計(jì)算更多車輛，則需要增加設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，本發(fā)明提供一種三維可視化視口追蹤分級(jí)交通仿真方法及裝置，解決在大規(guī)模路網(wǎng)和車輛環(huán)境下三維可視化交通仿真問題。

本發(fā)明公開了一種三維可視化視口追蹤分級(jí)交通仿真方法，包括：

步驟1：獲取路網(wǎng)數(shù)據(jù)和車輛參數(shù)，將其作為參數(shù)導(dǎo)入宏觀交通仿真模型中；

步驟2：對(duì)路網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行切割；

步驟3：根據(jù)三維可視化視口及三維攝像頭參數(shù)，獲取可視元素；

步驟4：根據(jù)可視元素，將可視元素對(duì)應(yīng)的地理位置范圍內(nèi)的車輛數(shù)據(jù)作為入?yún)?；重新?zhí)行所述步驟3。

進(jìn)一步地，所述步驟2包括：

將路網(wǎng)數(shù)據(jù)劃分為原矩陣；所述原矩陣為n*n維的矩陣；

初始化橫縱坐標(biāo)偏移量、縮放比例。

進(jìn)一步地，所述步驟3包括：

步驟31：根據(jù)三維可視化視口及三維攝像頭參數(shù)，采用光線投影算法計(jì)算視口在矩陣的投影，在矩陣中標(biāo)記為視口元素；

步驟32：基于視口元素計(jì)算可視范圍，在矩陣中標(biāo)記為可視元素。

進(jìn)一步地，在所述步驟32中：

利用以下公式計(jì)算Nx/Ny的取值范圍，

Nx∈(Px-[vt/s+1]，Px+[vt/s+1])