基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，包括考試場地模型和考車模型的建立、攝像頭安裝以及視頻圖像與考試場地模型的位置對應關系建立、考試情況攝取以及在考試場地模型中的轉化、根據考車模型和考試場地模型的幾何關系評判考試成績等過程。本發明提供的基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，有效克服了現有數字建模評判技術差分GPS定位信號因多徑效應產生的定位信號質量差帶來的場地局限性，提高了路考判斷的準確和精確性；同時該方法還能夠精確再現考試過程，方便發現駕車操作過程中存在的問題；另外還有效提高了數字建模評判的應用范圍。
【專利說明】基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，屬于駕駛員考試用的自動評判技術。
【背景技術】
[0002]數字建模的計算機駕駛員考試系統是一種較先進的駕駛員考試技術，通過項目模型和考車模型之間的幾何關系判斷碰桿和壓線，作為考試扣分依據，操作步驟主要有:在項目實施階段通過測繪技術獲得項目和考車幾何模型，通過輸入厘米級精度的差分定位信號和偏移旋轉算法實時定位考車模型，在環境條件比較差的情況下，比如有樹和樓房遮擋的考場定位效果較差，不能進入差分固定解，定位偏移大，極易造成誤判，必須濾去，大大影響了評判質量，需要改進。
【發明內容】
[0003]發明目的:為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，采用視頻圖像識別技術代替差分GPS技術定位考車位置，克服GPS信號定位方式的不足，有效提高了數字建模評判的應用范圍；同時能夠精確再現考試過程，方便發現駕車操作過程中存在的問題，為有爭議的考試結果提供回放依據。
[0004]技術方案:為實現上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0005]基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，包括如下步驟:
[0006](I)按設定比例對照實際考試場地建立考試場地模型；按照相同比例對照實際考車建立考車模型；
[0007](2)在實際考車的車頂部位設置兩個定位標記，并在考車模型中標識出該兩個定位標記，記為兩個模型基準點，其中一個基準點負責定位(偏移算法實現)，另一個基準點負責航向(旋轉算法實現)，靠兩個基準點精確定位考車模型輪廓；
[0008](3)在實際考試場地上安裝能夠捕獲實際考試場地全景的攝像頭，確定攝像頭攝取畫面中實際考試場地的各個位置點與考試場地模型中相對應的各個位置點的對應關系，具體分為兩個步驟:第一步，通過圖像識別技術識別出關鍵的點和線在圖像中的位置;第二步，通過地圖配準技術將場地模型和攝像頭攝取圖形進行配準；
[0009](4)通過攝像頭實時捕捉實際考車的視頻信息，并通過圖像識別技術識別出兩個定位標記；根據兩個定位標記在視頻中的位置確定其在考試場地模型中對應位置，即計算出兩個模型基準點在考試場地模型中的位置，并計算出考車模型在考試場地模型中的位置；
[0010](5)根據考車模型和考試場地模型的幾何關系判斷考車模型是否在考試場地模型中出現碰桿壓線信息，得出考試得分。
[0011]優選的，所述步驟(4)中，在計算出兩個模型基準點在考試場地模型中的位置后，通過偏移和旋轉算法計算出考車模型在考試場地模型中的位置，具體為:分別記兩個模型基準點為A基準點和B基準點，根據基準點A確定考車模型的偏移量，根據B基準點相對于A基準點的角度確定考車模型的旋轉量，通過偏移和旋轉算法確定考車輪廓。
[0012]優選的，所述步驟(4)中，對于攝像頭實時捕捉到的實際考車的視頻信息，在進行圖像識別時首先進行圖像的預處理和二值化預處理，通過特征值識別關鍵的點和線，通過地圖配準技術將視頻圖像的點和線與測繪幾何模型進行配準，確定項目和考車在視頻圖像中的位置與算法中模型幾何位置之間的對應關系。
[0013]有益效果:本發明提供的基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，有效克服了現有數字建模評判技術差分GPS定位信號因多徑效應產生的定位信號質量差帶來的場地局限性，有效提高了數字建模評判的應用范圍；同時該方法還能夠精確再現考試過程，為有爭議的考試結果提供回放依據。
【具體實施方式】
[0014]下面結合實例對本發明作更進一步的說明。
[0015]基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，包括如下步驟:
[0016](I)按設定比例對照實際考試場地建立考試場地模型；按照相同比例對照實際考車建立考車模型；
[0017](2)在實際考車的車頂部位設置兩個定位標記，并在考車模型中標識出該兩個定位標記，記為兩個模型基準點，其中一個基準點負責定位(偏移算法實現)，另一個基準點負責航向(旋轉算法實現)，靠兩個基準點精確定位考車模型輪廓；
[0018](3)在實際考試場地上安裝能夠捕獲實際考試場地全景的攝像頭，確定攝像頭攝取畫面中實際考試場地的各個位置點與考試場地模型中相對應的各個位置點的對應關系，具體分為兩個步驟:第一步，通過圖像識別技術識別出關鍵的點和線在圖像中的位置;第二步，通過地圖配準技術將場地模型和攝像頭攝取圖形進行配準；
[0019](4)通過攝像頭實時捕捉實際考車的視頻信息，并通過圖像識別技術識別出兩個定位標記；根據兩個定位標記在視頻中的位置確定其在考試場地模型中對應位置，即計算出兩個模型基準點在考試場地模型中的位置，并計算出考車模型在考試場地模型中的位置；
[0020](5)根據考車模型和考試場地模型的幾何關系判斷考車模型是否在考試場地模型中出現碰桿壓線信息，得出考試得分。
[0021]所述步驟(4)中，采用了 XML格式存儲模型，在軟件處理上采用了旋轉偏移算法定位模型，通過幾何關系算法，比如線與線是否相交、線與面是否相交來判斷是否碰桿和壓線。模型的測繪和自動生成采用了自主開發的軟件和GPS接收機相結合的方式，方便生成考車實時模型。
[0022]所述步驟(3)、(4)中，對于攝像頭實時捕捉到的實際考車的視頻信息，在進行圖像識別時通過預處理、二值化處理、特征值獲取的方式定位項目模型和考車模型位置，通過地圖配準技術將視頻圖像和軟件模型位置進行對準。
[0023]本案中，考試場地模型和考車模型的存儲方式都采用XML文件格式存儲，使用開發專用的測繪和模型編輯器進行編輯、自動校正和校驗。所述考試場地模型和考車模型均為幾何模型，由一組幾何形狀構成，分為點、線、矩形、多邊形四種圖元。[0024]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出:對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，其特征在于:包括如下步驟: (1)按設定比例對照實際考試場地建立考試場地模型；按照相同比例對照實際考車建立考車模型； (2)在實際考車的車頂部位設置兩個定位標記，并在考車模型中標識出該兩個定位標記，記為兩個模型基準點，其中一個基準點負責定位，另一個基準點負責航向，靠兩個基準點精確定位考車模型輪廓； (3)在實際考試場地上安裝能夠捕獲實際考試場地全景的攝像頭，確定攝像頭攝取畫面中實際考試場地的各個位置點與考試場地模型中相對應的各個位置點的對應關系，具體分為兩個步驟:第一步，通過圖像識別技術識別出關鍵的點和線在圖像中的位置；第二步，通過地圖配準技術將場地模型和攝像頭攝取圖形進行配準； (4)通過攝像頭實時捕捉實際考車的視頻信息，并通過圖像識別技術識別出兩個定位標記；根據兩個定位標記在視頻中的位置確定其在考試場地模型中對應位置，即計算出兩個模型基準點在考試場地模型中的位置，并計算出考車模型在考試場地模型中的位置； (5)根據考車模型和考試場地模型的幾何關系判斷考車模型是否在考試場地模型中出現碰桿壓線信息，得出考試得分。
2.根據權利要求1所述的基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，其特征在于:在所述步驟(4)中，在計算出兩個模型基準點在考試場地模型中的位置后，通過偏移和旋轉算法計算出考車模型在考試場地模型中的位置，具體為:分別記兩個模型基準點為A基準點和B基準點，根據基準點A確定考車模型的偏移量，根據B基準點相對于A基準點的角度確定考車模型的旋轉量，通過偏移和旋轉算法確定考車輪廓。
3.根據權利要求1所述的基于視頻定位和數字建模相結合技術的路考評判方法，其特征在于:所述步驟(4)中，對于攝像頭實時捕捉到的實際考車的視頻信息，在進行圖像識別時首先進行圖像的預處理和二值化處理，通過特征值識別關鍵的點和線，通過地圖配準技術將視頻圖像的點和線與測繪幾何模型進行配準，從而將視頻圖像獲取信息與幾何模形相對應。
【文檔編號】G09B19/16GK103606321SQ201310520175
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】錢嵊山, 劉海青 申請人:南京多倫科技股份有限公司