[发明专利]一种高性能的车辆动态三维建模与轨迹实时渲染方法及装置

说明书

本发明公开了一种高性能的车辆动态三维建模与轨迹实时渲染方法及装置，先截取视频画面为图片，记录每张图片中车辆的屏幕坐标和车辆类型，并存储在txt文件中；预先设置好的道路模型以及车辆模型导入到MapGIS数据库中；在MapGIS桌面软件里构建三维场景，添加导入后的道路模型，并保存为地图文档；手动采集视频截图和三维场景中的四个控制点对；调用桌面二次开发接口在场景中预先添加不同类型的车辆模型，不设置模型的位置和角度信息，显示状态设为不可见；设置一定时间间隔顺序读取txt文件，根据坐标转换方法计算出车辆的三维坐标，根据车头车尾坐标，计算出车辆的角度，动态更新场景中预先添加的小车坐标、行驶角度，并设置模型的显示状态设为可见。

技术领域

本发明涉及道路视频监控图像处理领域，更具体地说，涉及一种高性能的车辆动态三维建模与轨迹实时渲染方法及装置。

背景技术

传统的道路视频监控图像是二维图像，无法反映出真实的三维道路场景，三维模型可使道路、车辆以及道路附属设施更加逼真的模拟现实场景，为了能在三维场景中实时的渲染出与道路监控视频同样的实体对象，本发明在道路三维模型的渲染基础之上，通过动态计算监控视频中车辆的位置和角度，动态加载车辆模型并进行渲染，实现三维道路场景与视频的实时同步可视化，可提升道路监控视频的真实性和交互性。

发明内容

根据本发明的其中一方面，本发明解决其技术问题所采用的高性能的车辆动态三维建模与轨迹实时渲染方法包含如下步骤：

步骤1：截取二维的道路视频监控图像的每帧视频画面，按播放顺序保存为图片；

步骤2：按照视频播放顺序，使用机器学习方法提取每张所述图片中每辆车辆的屏幕坐标以及车辆类型到txt文件中，每张图片对应一个txt文件，并对txt文件按视频播放顺序命名；所述屏幕坐标包括车头中心点坐标和车尾中心点坐标；

步骤3：导入预先设置好的道路模型以及车辆模型到MapGIS数据库中，将不同类型的车辆模型都导入到一个简单要素类，道路模型导入到另一简单要素类；并在MapGIS桌面软件里构造三维场景文档，并向三维场景文档中添加道路模型；

步骤4：手动在所述道路视频监控图像的其中一张视频画面中确定出四个控制点，并在三维场景文档的三维场景中确定出与所述四个控制点对应的四个控制点，形成四个控制点对；

步骤5：读取MapGIS数据库中的车辆模型，然后读取车辆模型的几何信息，通过桌面二次开发接口预先在三维场景中，分别添加所读取的各个车辆模型的几何信息，从而实现向三维场景中添加各个车辆模型，每个车辆模型添加一个或者多个，且不设置车辆模型的位置和角度，将各个车辆模型的显示状态设置为不可见；其中，每个类型的车辆模型在三维场景中预先添加的数量决定在三维场景中可显示出来的最大数量；

步骤6：设置一定间隔时间读取一个txt，然后读取所读取的txt中存储的每辆车辆的屏幕坐标以及车辆类型；根据读取的各个车辆的车辆类型，分别匹配预先添加到三维场景中的车辆模型；根据所述四个控制点对，采用坐标转换方法将各个车辆的屏幕坐标转换为对应的三维坐标；根据坐标转换后的车头中心点坐标和车尾中心点坐标，计算车辆的行驶角度；根据坐标转换后的三维坐标以及所述行驶角度，更新三维场景中被匹配的车辆模型的三维坐标以及模型角度，并将被匹配的车辆模型的显示状态设置为可见；按照所述一定间隔时间，依次读取所有的txt文件，动态更新车辆模型的三维坐标以及所述行驶角度和显示状态。

进一步地，在本发明的高性能的车辆动态三维建模与轨迹实时渲染方法中，步骤1具体包括：用python的读取视频画面功能读取道路视频监控图像，通过opencv的cv2.imwrite方法，设置每3帧截取一次视频画面，并保存成图片，按照视频播放顺序，顺序命名图片。

进一步地，在本发明的高性能的车辆动态三维建模与轨迹实时渲染方法中，步骤2中车辆类型包括小型汽车、卡车、货车、面包车、公交车、客车以及校车。