[发明专利]事故现场虚拟多关注视角转换的三维动态再现方法

摘要

本发明公开了一种事故现场虚拟多关注视角转换的三维动态再现方法，步骤包括：步骤1、构建三维模型库；步骤2、收集事故现场相关数据；步骤3、构建场景；步骤4、增强事故场景的现实效果；步骤5、再现事故现场；步骤6、多视角转换，利用不同视角重现事故现场，即成。本发明的方法，实现了对车祸现场的再现还原，并在三维场景中进行全方位视角分析，使得用户能够客观公正的分析事故原因，认定事故责任，对提高交通安全意识具有积极的意义。

主权项

1.一种事故现场虚拟多关注视角转换的三维动态再现方法，其特征在于，按照以下步骤实施：步骤1、构建三维模型库，具体制作流程是，1.1)开始前需要就建模所需的数据进行预处理，二维矢量数据是三维建模的依据，绘制出三维模型的三视图，导入Dmax软件，得到轮廓构图；1.2)添加一个可编辑的正方体，参照二维视图对该正方体进行适当的拉伸、裁剪、挤压操作，初步构建三维模型；1.3)对于模型贴图，借助数据预处理阶段制作的局部贴图，在3DMAX的“材质编辑器”中实现；1.4)模型面数优化，面是3DMAX模型的基本构成单位，在满足模型虚拟表现的前提下，减少建模所采用面的数量，得到优化后的模型；步骤2、收集事故现场相关数据，对事故现场相关信息进行采集，搜集地面车辆划过的痕迹长度和所在位置，以及周边道路及环境情况的数据，对于现阶段处理问题考虑因素关系：y＝f(ma,mb,μ,sa，sb)，其中，ma，mb代表事故双方车辆质量，μ代表事故路面的摩擦系数，sa,sb代表事故双方车辆刹车痕迹的长度；步骤3、构建场景，在unity3D软件中创建道路及周边环境，导入所需模型创建虚拟事故场景，添加对应的物理属性及相关组件，设置各个模型的实际属性参数，3.1)生成初始场景，利用unity3d软件创建一块地面Terrain，把该块地面放在虚拟三维场景坐标为(0,0,0)处，大小选用默认的长宽高1千米；利用unity3d软件自带的资源库，对于地面组件进行编辑：包括山地、地面贴图、小草、树木，生成初始场景；3.2)生成道路，利用unity3d中的插件EasyRoad3D，通过多点描出道路大体走向，生成道路效果图，设置道路数据；3.3)导入车辆，添加物理组件rigidBody，设定车身质量参数、引力参数、产生的摩擦阻力参数；添加碰撞组件mesh Collider，进行碰撞检测；添加受力组件Constant Force模拟车辆动力，得到模型实际参数设置后的场景展现效果图；步骤4、增强事故场景的现实效果，利用Unity3D特有的粒子系统技术对事故场景的环境效果进行三维渲染，使事故场景虚实融合更加真实，4.1)添加火焰粒子在一个空物体上添加组件Particle System，见表1Particle System参数设置，及Renderer Module渲染器模块，表1 Particle System参数设置Duration持续时间2.74Start Lifetime初始生命17，73Start Speed初始速度5.2Start Rotation初始旋转9.16Start Color初始颜色(H,S,V,A)～(0,17,248,255)Max Particles最大粒子数 4.2)添加天空材质及气候状态，气候包括大雾、雨天状况，在设置过程中，对于关键参数的作用见表2中的RenderSettings参数设置，表2，RenderSettings的参数设置Fog雾勾选Fog Mode雾的类型Exp2Fog Density雾的浓度0.007Linear Fog End线性雾结束距离300步骤5、再现事故现场利用C sharp脚本编写程序模拟车辆的轨迹运动、碰撞检测三维动画，再现事故现场，5.1)轨迹运动新建一个空物体命名为Root，作为路径的根节点；然后新建四个新的空物体，把它们作为Root的子物体，这四个物体用于控制物体移动的路径点；在小车上添加脚本Spline Controller应用曲线样条插值算法，脚本参数参照表3的Spline Controller参数设置；Spline Root：曲线根节点，在此设置为Root物体，当把Root物体赋上之后，场景中会自动产生一个封闭的圆形路径，路径形状通过调节创建的四个空物体的位置控制，取消Auto Close的勾选，这样就能够随意调节四个物体的位置，调节出想要的路径；点击运行，小车自动沿着设置的路径移动，Duration参数用于控制物体移动整个路径需要的时间，或理解为修改物体移动的速度，得到运动轨迹效果，表3，Spline Controller参数设置5.2)碰撞检测给车辆添加C#组件，判断当与贴标签“zalan”的物体相撞时，车辆的Source Audio组件播放碰撞声，在碰撞点显示火焰效果，并且关闭ConstantForce组件，创建C#组件，编写代码；步骤6、多视角转换，利用不同视角重现事故现场，在场景中定位多个摄像头位置，用于虚拟电子警察、目击证人、事故双方驾驶员，以便从不同视角重现事故现场，6.1)设置摄像机的参数：Projection投影：切换相机的能力，以模拟透视；Field of view视野：相机的视野，沿着本地Y轴测量以度为单位；6.2)设置摄像机所处不同位置的场景坐标、视野方向、距地面高度参数；6.3)对于切换摄像头则采用uGUI的按钮功能，控制不同摄像机的关闭与打开。