[发明专利]一种基于几何模型拓扑关系的动态碰撞检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于几何模型拓扑关系的动态碰撞检测方法和装置，包括：提取驾培车辆几何特征构建车辆复合模型；提取目标位置几何特征构建目标几何模型；提取每个驾培场地的外轮廓多边形构建包含所有驾培场地的驾校几何模型；根据驾培车辆的点几何模型和驾校几何模型的拓扑关系判断驾培车辆所在的驾培场地；取驾培车辆所在的驾培场地中的道路几何模型和标记几何模型进行碰撞判断。本发明在现有定位数据精度范围框架内达到较高的准确性，可靠性强，能提供及时全面性的碰撞信息反馈。

技术领域

本发明属于驾驶培训技术领域，具体涉及驾培车辆与目标位置的动态碰撞检测方法和装置。

背景技术

目前驾培领域碰撞检测算法应用较多的是3D刚体检测法和简单空间几何关系法。首先对场地特征物进行3D建模，把建模物体放到3D游戏引擎中，利用引擎的碰撞检测机制来判断是否发生物体碰撞。该方法一则对实地场景以及物体的3D建模工作量精确度要求较高，且易受环境影响，应用成本高；二来过程较复杂，需要处理的三维信息的数据量大，对处理器的算力要求也严格。

常见的应用在驾培领域碰撞检测的简单空间几何关系法检测的逻辑如下：(1)建立二维空间坐标系，车辆定位点抽象为点模型，按照教案抽象场地标记圆形模型；(2)通过汽车点坐标与圆形模型的拓扑关系来判断是否发生碰撞。这种方法在实际中容易遗漏关键建模步骤，又因为建模工作量浩大，工程人员无所适从无法检验出碰撞到底发生与否，另外此方法也无法采集碰撞事件的全面信息和量化反馈，这对于驾培教学显然不是最佳方案。

目前驾培应用领域迫切需要一种高效技术方法，要求方法在经济性上利于快速建模；算法上节省算力，复杂度低；在教学上检测精度高，可靠性强，反馈灵敏。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种基于几何模型拓扑关系的动态碰撞检测方法，在现有定位数据精度范围框架内达到较高的准确性，且可靠性强，能提供及时全面性的碰撞信息反馈。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种基于几何模型拓扑关系的动态碰撞检测方法，应用于驾培车辆的碰撞检测，所述基于几何模型拓扑关系的动态碰撞检测方法，包括：

提取驾培车辆几何特征构建车辆复合模型，所述车辆复合模型包括点几何模型、轮廓几何模型和三角形几何模型；

提取目标位置几何特征构建目标几何模型，所述目标几何模型包括道路几何模型和标记几何模型；

提取每个驾培场地的外轮廓多边形构建包含所有驾培场地的驾校几何模型；

根据驾培车辆的点几何模型和驾校几何模型的拓扑关系判断驾培车辆所在的驾培场地；

取驾培车辆所在的驾培场地中的道路几何模型和标记几何模型进行碰撞判断，包括：

若驾培车辆的轮廓几何模型与所在驾培场地中的道路几何模型存在相交的拓扑关系，则判断驾培车辆与驾培场地中的道路边线发生碰撞；

或者，若驾培车辆的三角形几何模型与所在驾培场地中的标记几何模型存在相交的拓扑关系，则判断驾培车辆与驾培场地中的标记线发生碰撞，获取碰撞点在驾培车辆的轮廓几何模型中的所在边，以及获取碰撞点在所发生碰撞的标记线的三等分中的所在等分部分。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

作为优选，所述提取驾培车辆几何特征构建车辆复合模型，包括：

提取驾培车辆的GNSS定位点作为驾培车辆的点几何模型；

提取驾培车辆的轮廓多边形作为驾培车辆的轮廓几何模型；