CN103606321B - 基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，包括考试场地模型和考车模型的建立、摄像头安装以及视频图像与考试场地模型的位置对应关系建立、考试情况摄取以及在考试场地模型中的转化、根据考车模型和考试场地模型的几何关系评判考试成绩等过程。本发明提供的基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，有效克服了现有数字建模评判技术差分GPS定位信号因多径效应产生的定位信号质量差带来的场地局限性，提高了路考判断的准确和精确性；同时该方法还能够精确再现考试过程，方便发现驾车操作过程中存在的问题；另外还有效提高了数字建模评判的应用范围。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，属于驾驶员考试用的自动评判技术。
背景技术
数字建模的计算机驾驶员考试系统是一种较先进的驾驶员考试技术，通过项目模型和考车模型之间的几何关系判断碰杆和压线，作为考试扣分依据，操作步骤主要有：在项目实施阶段通过测绘技术获得项目和考车几何模型，通过输入厘米级精度的差分定位信号和偏移旋转算法实时定位考车模型，在环境条件比较差的情况下，比如有树和楼房遮挡的考场定位效果较差，不能进入差分固定解，定位偏移大，极易造成误判，必须滤去，大大影响了评判质量，需要改进。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，采用视频图像识别技术代替差分GPS技术定位考车位置，克服GPS信号定位方式的不足，有效提高了数字建模评判的应用范围；同时能够精确再现考试过程，方便发现驾车操作过程中存在的问题，为有争议的考试结果提供回放依据。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，包括如下步骤：
（1）按设定比例对照实际考试场地建立考试场地模型；按照相同比例对照实际考车建立考车模型；
（2）在实际考车的车顶部位设置两个定位标记，并在考车模型中标识出该两个定位标记，记为两个模型基准点，其中一个基准点负责定位(偏移算法实现)，另一个基准点负责航向(旋转算法实现)，靠两个基准点精确定位考车模型轮廓；
（3）在实际考试场地上安装能够捕获实际考试场地全景的摄像头，确定摄像头摄取画面中实际考试场地的各个位置点与考试场地模型中相对应的各个位置点的对应关系，具体分为两个步骤：第一步，通过图像识别技术识别出关键的点和线在图像中的位置；第二步，通过地图配准技术将场地模型和摄像头摄取图形进行配准；
（4）通过摄像头实时捕捉实际考车的视频信息，并通过图像识别技术识别出两个定位标记；根据两个定位标记在视频中的位置确定其在考试场地模型中对应位置，即计算出两个模型基准点在考试场地模型中的位置，并计算出考车模型在考试场地模型中的位置；
（5）根据考车模型和考试场地模型的几何关系判断考车模型是否在考试场地模型中出现碰杆压线信息，得出考试得分。
优选的，所述步骤（4）中，在计算出两个模型基准点在考试场地模型中的位置后，通过偏移和旋转算法计算出考车模型在考试场地模型中的位置，具体为：分别记两个模型基准点为A基准点和B基准点，根据基准点A确定考车模型的偏移量，根据B基准点相对于A基准点的角度确定考车模型的旋转量，通过偏移和旋转算法确定考车轮廓。
优选的，所述步骤（4）中，对于摄像头实时捕捉到的实际考车的视频信息，在进行图像识别时首先进行图像的预处理和二值化预处理，通过特征值识别关键的点和线，通过地图配准技术将视频图像的点和线与测绘几何模型进行配准，确定项目和考车在视频图像中的位置与算法中模型几何位置之间的对应关系。
有益效果：本发明提供的基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，有效克服了现有数字建模评判技术差分GPS定位信号因多径效应产生的定位信号质量差带来的场地局限性，有效提高了数字建模评判的应用范围；同时该方法还能够精确再现考试过程，为有争议的考试结果提供回放依据。
具体实施方式
下面结合实例对本发明作更进一步的说明。
基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，包括如下步骤：
（1）按设定比例对照实际考试场地建立考试场地模型；按照相同比例对照实际考车建立考车模型；
（2）在实际考车的车顶部位设置两个定位标记，并在考车模型中标识出该两个定位标记，记为两个模型基准点，其中一个基准点负责定位(偏移算法实现)，另一个基准点负责航向(旋转算法实现)，靠两个基准点精确定位考车模型轮廓；
（3）在实际考试场地上安装能够捕获实际考试场地全景的摄像头，确定摄像头摄取画面中实际考试场地的各个位置点与考试场地模型中相对应的各个位置点的对应关系，具体分为两个步骤：第一步，通过图像识别技术识别出关键的点和线在图像中的位置；第二步，通过地图配准技术将场地模型和摄像头摄取图形进行配准；
（4）通过摄像头实时捕捉实际考车的视频信息，并通过图像识别技术识别出两个定位标记；根据两个定位标记在视频中的位置确定其在考试场地模型中对应位置，即计算出两个模型基准点在考试场地模型中的位置，并计算出考车模型在考试场地模型中的位置；
（5）根据考车模型和考试场地模型的几何关系判断考车模型是否在考试场地模型中出现碰杆压线信息，得出考试得分。
所述步骤（4）中，采用了XML格式存储模型，在软件处理上采用了旋转偏移算法定位模型，通过几何关系算法，比如线与线是否相交、线与面是否相交来判断是否碰杆和压线。模型的测绘和自动生成采用了自主开发的软件和GPS接收机相结合的方式，方便生成考车实时模型。
所述步骤（3）、（4）中，对于摄像头实时捕捉到的实际考车的视频信息，在进行图像识别时通过预处理、二值化处理、特征值获取的方式定位项目模型和考车模型位置，通过地图配准技术将视频图像和软件模型位置进行对准。
本案中，考试场地模型和考车模型的存储方式都采用XML文件格式存储，使用开发专用的测绘和模型编辑器进行编辑、自动校正和校验。所述考试场地模型和考车模型均为几何模型，由一组几何形状构成，分为点、线、矩形、多边形四种图元。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)按设定比例对照实际考试场地建立考试场地模型；按照相同比例对照实际考车建立考车模型；
(2)在实际考车的车顶部位设置两个定位标记，并在考车模型中标识出该两个定位标记，记为两个模型基准点，其中一个基准点负责定位，另一个基准点负责航向，靠两个基准点精确定位考车模型轮廓；
(3)在实际考试场地上安装能够捕获实际考试场地全景的摄像头，确定摄像头摄取画面中实际考试场地的各个位置点与考试场地模型中相对应的各个位置点的对应关系，具体分为两个步骤：第一步，通过图像识别技术识别出关键的点和线在图像中的位置；第二步，通过地图配准技术将场地模型和摄像头摄取图形进行配准；
(4)通过摄像头实时捕捉实际考车的视频信息，并通过图像识别技术识别出两个定位标记；根据两个定位标记在视频中的位置确定其在考试场地模型中对应位置，即计算出两个模型基准点在考试场地模型中的位置，并计算出考车模型在考试场地模型中的位置；
(5)根据考车模型和考试场地模型的几何关系判断考车模型是否在考试场地模型中出现碰杆压线信息，得出考试得分。
2.根据权利要求1所述的基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，其特征在于：在所述步骤(4)中，在计算出两个模型基准点在考试场地模型中的位置后，通过偏移和旋转算法计算出考车模型在考试场地模型中的位置，具体为：分别记两个模型基准点为A基准点和B基准点，根据基准点A确定考车模型的偏移量，根据B基准点相对于A基准点的角度确定考车模型的旋转量，通过偏移和旋转算法确定考车轮廓。
3.根据权利要求1所述的基于视频定位和数字建模相结合技术的路考评判方法，其特征在于：所述步骤(4)中，对于摄像头实时捕捉到的实际考车的视频信息，在进行图像识别时首先进行图像的预处理和二值化处理，通过特征值识别关键的点和线，通过地图配准技术将视频图像的点和线与测绘几何模型进行配准，从而将视频图像获取信息与几何模型相对应；所述几何模型包括考试场地模型和考车模型。
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