[发明专利]一种基于三维场景仿真技术的ETC系统

说明书

本发明提供一种基于三维场景仿真技术的ETC系统，其获取方法包括如下步骤：获取训练集，建立定位神经网络模型，并采用训练集对定位神经网络模型，得到训练后的定位神经网络；获取ETC实地场景的俯视图，将其输入到训练后的定位神经网络中，得到与其对应的热力图，并将该热力图设置在二维坐标系中，得到其中各光斑在该二维坐标系中的坐标，并根据各光斑在二维坐标系中的坐标得到ETC实地场景俯视图中各关键点之间的相对位置关系；建立ETC系统场景的SMPL三维模型，将ETC实地场景俯视图中各关键点之间的相对位置关系带入其中，得到基于三维场景仿真技术的ETC系统。本发明提供的技术方案能够解决现有技术中建立ETC三维模型效率时工作量大的问题。

技术领域

本发明属于ETC系统仿真技术领域，具体涉及一种基于三维场景仿真技术的ETC系统。

背景技术

全自动电子收费系统(ETC，Electronic Toll Collection)，是智能交通系统的服务功能之一，特别适合在高速公路或交通繁忙的桥隧环境下使用。

目前高速公路收费处都有专门的ETC收费通道，车主只要在车辆前挡风玻璃上安装感应卡并预存费用，在通过收费站时便不用人工缴费也无须停车，高速通行费将从卡中自动扣除，即能够实现自动收费。这种收费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通行能力是人工收费通道的5至10倍。使用全自动电子收费系统，可以使公路收费走向无纸化、无现金化管理，从根本上杜绝收费票款的流失现象，解决公路收费中的财务管理混乱问题。另外，实施全自动电子收费系统还可以节约基建费用和管理费用。

为了使用户更了解ETC系统，需要向用户展示其结构。目前向用户展示ETC系统的方法有如下几种：

第一种是通过照片或视频像用户展示ETC系统的结构，这种方法只能从特定的角度来展示ETC系统，展示效果较差。

第二种是通过ETC系统的三维模型进行展示。现有技术中建立ETC系统三维模型的方法需要先对ETC系统进行实地测量，然后根据测量结果进行建模，工作量较大过程比较繁琐，效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于三维场景仿真技术的ETC系统，以解决现有技术中建立ETC三维模型效率时工作量大的问题。

为实现上述目的，本发明的采用如下技术方案：

一种基于三维场景仿真技术的ETC系统，其获取方法包括如下步骤：

步骤一：获取训练集，建立定位神经网络模型，并采用训练集对定位神经网络模型，得到训练后的定位神经网络；

所述训练集中包括多张ETC场景的俯视图以及与各俯视图相对应的热力图，每张俯视图中标注有八个关键点，每张热力图中包括与相应俯视图中关键点位置相应的光斑；所述关键点包括驶入口的两侧、驶出口的两侧、收费中心线的两侧、摄像头和射频接收装置；

在训练所述定位神经网络的过程中，以训练集中ETC场景的俯视图为输入，以对应的热力图为输出；

步骤二：获取ETC实地场景的俯视图，将其输入到训练后的定位神经网络中，得到与其对应的热力图，并将该热力图设置在二维坐标系中，得到其中各光斑在该二维坐标系中的坐标，并根据各光斑在二维坐标系中的坐标得到ETC实地场景俯视图中各关键点之间的相对位置关系；

步骤三：建立ETC系统场景的三维模型，将ETC实地场景俯视图中各关键点之间的相对位置关系带入其中，得到基于三维场景仿真技术的ETC系统。

进一步的，所述训练集的获取方法为：通过航拍获取ETC场景的俯视图，并对其中的关键点进行标注；通过高斯核卷积对标注后的俯视图进行处理，得到各俯视图的热力图。

进一步的，所述定位神经网络模型训练时的损失函数为均方差损失函数。