一种基于AR与物联网道路车辆可视化展示系统及方法与流程

一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统及方法
技术领域
1.本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统及方法。


背景技术：

2.在大力发展增强现实技术的基础上，对于增强现实技术应用于越来越多的领域中，例如医学以及交通路况的展示中，可视化道路展示已成为智能化交通发展的重要趋势。
3.现有的道路车辆可视化展示系统对可视化道路展示主要依靠于空间信息坐标的变换，以实现虚实融合。可是，根据摄像机与真实场景的相对位置关系实现虚拟融合，往往无法理解场景信息，只能保证虚拟物体出现在场景中，而无法实现真正的虚拟物体与真实场景的融合，降低了可视化道路展示的真实性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，旨在解决现有的道路车辆可视化展示系统的可视化道路展示的真实性较低的问题。
5.为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，包括信息获取子系统、道路模拟子系统、虚实融合子系统和可视化子系统，所述信息获取子系统、所述道路模拟子系统、所述虚实融合子系统和所述可视化子系统依次连接；
6.所述信息获取子系统，用于拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；
7.所述道路模拟子系统，用于将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；
8.所述虚实融合子系统，用于将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；
9.所述可视化子系统，用于通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。
10.其中，所述信息获取子系统包括位置确定模块、角度调整模块、坐标系建立模块、拍摄模块、配准模块和信息确定模块，所述位置确定模块、所述角度调整模块、所述坐标系建立模块、所述拍摄模块、所述配准模块和所述信息确定模块依次连接；
11.所述位置确定模块，基于初步拍摄信息确定预设路段的观察位置；
12.所述角度调整模块，基于所述观察位置对所述拍摄模块的拍摄角度进行调整；
13.所述坐标系建立模块，基于以所述观察位置为原点建立虚拟空间坐标系；
14.所述拍摄模块，用于在角度调整前拍摄初步拍摄信息，在角度调整后拍摄实物道路交通信息；
15.所述配准模块，基于所述虚拟空间坐标系和所述预设路段对应的世界坐标系对所
述实物道路交通信息进行配准，得到配准信息；
16.所述信息确定模块，用于从所述配准信息中确定虚拟道路交通信息。
17.其中，所述可视化子系统包括测光模块、参数调整模块和显示模块，所述测光模块、所述参数调整模块和所述显示模块依次连接；
18.所述测光模块，用于测量当前光照强度；
19.所述参数调整模块，基于所述当前光照强度对所述显示模块的显示亮度进行调整；
20.所述显示模块，用于通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。
21.其中，所述可视化子系统还包括采集模块、预处理模块、距离确定模块和画面数量调整模块，所述采集模块、所述预处理模块、所述距离确定模块和所述画面数量调整模块依次连接；
22.所述采集模块，用于采集用户头部图片；
23.所述预处理模块，用于对所述用户头部图片进行预处理，得到眼睛位置点；
24.所述距离确定模块，用于确定所述眼睛位置点与所述显示模块之间的间距；
25.所述画面数量调整模块，基于所述间距调整所述显示模块对所述ar场景显示的画面数量。
26.其中，所述预处理模块包括特征提取子模块、阴影去除子模块和捕捉子模块，所述特征提取子模块、所述阴影去除子模块和所述捕捉子模块依次连接；
27.所述特征提取子模块，用于对所述用户头部图片进行特征提取，得到头部特征；
28.所述阴影去除子模块，用于去除所述头部特征中的面部阴影，得到最优特征；
29.所述捕捉子模块，用于捕捉所述最优特征中的眼睛位置点。
30.其中，所述特征提取子模块包括建模单元、训练单元和特征提取单元，所述建模单元、所述训练单元和所述特征提取单元依次连接；
31.所述建模单元，用于构建神经网络模型；
32.所述训练单元，用于使用公开数据集对所述神经网络模型进行训练，得到特征提取模型；
33.所述特征提取单元，用于将所述用户头部图片输入所述特征提取模型进行训练，得到头部特征。
34.第二方面，本发明提供了一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示方法，包括以下步骤：
35.信息获取子系统拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；
36.道路模拟子系统将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；
37.虚实融合子系统将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；
38.可视化子系统通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。
39.本发明的一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，首先，所述信息获取子
系统拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；接着，所述道路模拟子系统将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；然后，所述虚实融合子系统将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；最后，所述可视化子系统通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。本发明通过将真实世界的实物道路交通信息与虚拟的动态道路信息进行融合得到目标道路信息，并将目标道路信息进行可视化展示，提高了交通信息虚实融合的真实性，解决了现有的道路车辆可视化展示系统的可视化道路展示的真实性较低的问题。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是本发明提供的一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统的结构示意图。
42.图2是信息获取子系统的结构示意图。
43.图3是可视化子系统的结构示意图。
44.图4是预处理模块的结构示意图。
45.图5是特征提取子模块的结构示意图。
46.图6是动态检测模块的结构示意图。
47.图7是本发明提供的一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示方法的流程图。
48.1-信息获取子系统、2-道路模拟子系统、3-虚实融合子系统、4-可视化子系统、5-位置确定模块、6-角度调整模块、7-坐标系建立模块、8-拍摄模块、9-配准模块、10-信息确定模块、11-测光模块、12-参数调整模块、13-显示模块、14-采集模块、15-预处理模块、16-距离确定模块、17-画面数量调整模块、18-特征提取子模块、19-阴影去除子模块、20-捕捉子模块、21-建模单元、22-训练单元、23-特征提取单元、24-动态检测模块、25-启停模块、26-背景场景构建子模块、27-场景获取子模块、28-动态目标确定子模块。
具体实施方式
49.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
50.请参阅图1至图6，第一方面，本发明提供一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，包括信息获取子系统1、道路模拟子系统2、虚实融合子系统3和可视化子系统4，所述信息获取子系统1、所述道路模拟子系统2、所述虚实融合子系统3和所述可视化子系统4依次连接；
51.所述信息获取子系统1，用于拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；
52.所述道路模拟子系统2，用于将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；
53.所述虚实融合子系统3，用于将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；
54.所述可视化子系统4，用于通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。
55.具体的，首先，所述信息获取子系统1拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；接着，所述道路模拟子系统2将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；然后，所述虚实融合子系统3将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；最后，所述可视化子系统4通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。本发明通过将真实世界的实物道路交通信息与虚拟的动态道路信息进行融合得到目标道路信息，并将目标道路信息进行可视化展示，提高了交通信息虚实融合的真实性，解决了现有的道路车辆可视化展示系统的可视化道路展示的真实性较低的问题。
56.进一步的，所述信息获取子系统1包括位置确定模块5、角度调整模块6、坐标系建立模块7、拍摄模块8、配准模块9和信息确定模块10，所述位置确定模块5、所述角度调整模块6、所述坐标系建立模块7、所述拍摄模块8、所述配准模块9和所述信息确定模块10依次连接；
57.所述位置确定模块5，基于初步拍摄信息确定预设路段的观察位置；
58.所述角度调整模块6，基于所述观察位置对所述拍摄模块8的拍摄角度进行调整；
59.所述坐标系建立模块7，基于以所述观察位置为原点建立虚拟空间坐标系；
60.所述拍摄模块8，用于在角度调整前拍摄初步拍摄信息，在角度调整后拍摄实物道路交通信息；
61.所述配准模块9，基于所述虚拟空间坐标系和所述预设路段对应的世界坐标系对所述实物道路交通信息进行配准，得到配准信息；
62.所述信息确定模块10，用于从所述配准信息中确定虚拟道路交通信息。
63.具体的，所述拍摄模块8在角度调整前拍摄初步拍摄信息，所述位置确定模块5基于初步拍摄信息确定预设路段的观察位置；所述角度调整模块6基于所述观察位置对所述拍摄模块8的拍摄角度进行调整；所述坐标系建立模块7基于以所述观察位置为原点建立虚拟空间坐标系；所述拍摄模块8在角度调整后拍摄实物道路交通信息；所述配准模块9基于所述虚拟空间坐标系和所述预设路段对应的世界坐标系对所述实物道路交通信息进行配准，得到配准信息；所述信息确定模块10从所述配准信息中确定虚拟道路交通信息，根据预设路段对所述拍摄模块8的拍摄角度进行角度调整，提高了所述拍摄模块8最终拍摄的所述实物道路交通信息的精确度。
64.进一步的，所述可视化子系统4包括测光模块11、参数调整模块12和显示模块13，所述测光模块11、所述参数调整模块12和所述显示模块13依次连接；
65.所述测光模块11，用于测量当前光照强度；
66.所述参数调整模块12，基于所述当前光照强度对所述显示模块13的显示亮度进行调整；
67.所述显示模块13，用于通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。
68.所述可视化子系统4还包括采集模块14、预处理模块15、距离确定模块16和画面数量调整模块17，所述采集模块14、所述预处理模块15、所述距离确定模块16和所述画面数量调整模块17依次连接；
69.所述采集模块14，用于采集用户头部图片；
70.所述预处理模块15，用于对所述用户头部图片进行预处理，得到眼睛位置点；
71.所述距离确定模块16，用于确定所述眼睛位置点与所述显示模块13之间的间距；
72.所述画面数量调整模块17，基于所述间距调整所述显示模块13对所述ar场景显示的画面数量。
73.所述预处理模块15包括特征提取子模块18、阴影去除子模块19和捕捉子模块20，所述特征提取子模块18、所述阴影去除子模块19和所述捕捉子模块20依次连接；
74.所述特征提取子模块18，用于对所述用户头部图片进行特征提取，得到头部特征；
75.所述阴影去除子模块19，用于去除所述头部特征中的面部阴影，得到最优特征；
76.所述捕捉子模块20，用于捕捉所述最优特征中的眼睛位置点。
77.所述特征提取子模块18包括建模单元21、训练单元22和特征提取单元23，所述建模单元21、所述训练单元22和所述特征提取单元23依次连接；
78.所述建模单元21，用于构建神经网络模型；
79.所述训练单元22，用于使用公开数据集对所述神经网络模型进行训练，得到特征提取模型；
80.所述特征提取单元23，用于将所述用户头部图片输入所述特征提取模型进行训练，得到头部特征。
81.具体的，所述测光模块11测量当前光照强度；所述参数调整模块12基于所述当前光照强度对所述显示模块13的显示亮度进行调整，使得所述显示模块13在强光的环境下亮度调高，在弱光的条件下亮度降低，对用户的视力进行保护；所述显示模块13通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示；同时，所述采集模块14采集用户头部图片；所述建模单元21构建神经网络模型；所述训练单元22使用公开数据集对所述神经网络模型进行训练，得到特征提取模型；所述特征提取单元23将所述用户头部图片输入所述特征提取模型进行训练，得到头部特征；所述阴影去除子模块19去除所述头部特征中的面部阴影，得到最优特征；所述捕捉子模块20捕捉所述最优特征中的眼睛位置点；所述距离确定模块16确定所述眼睛位置点与所述显示模块13之间的间距；所述画面数量调整模块17，基于所述间距调整所述显示模块13对所述ar场景显示的画面数量，当所述间距在距离阈值外时，降低所述ar场景显示的画面数量，当所述间距在距离阈值内时，增加所述ar场景显示的画面数量。用户观看屏幕画面特点为：距离屏幕太近，眼睛容易疲劳，当人眼在疲劳状态下，对画面注意力会降低，这种情况下对画面质量要求就有所下降，而距离屏幕太远对画面的感官就有所下降。当人眼疲劳或者距离屏幕太远情况下，即便推送高质量的编码，用户也不会感觉出来的，为此，将所述间距m与所述距离阈值m比较，如果m《＝m，则说明用户距离所述显示模块13较近，当用户在所述显示模块13前停留超过时间t后，此时用户就会视觉疲劳，这个时候适当降低画面数量。如果m》m,则说明用户距离屏幕较远，用
户对画面的感观有所下降，此时应该适当降低画面数量。
82.进一步的，所述可视化子系统4还包括动态检测模块24和启停模块25，所述动态检测模块24和所述启停模块25连接；
83.所述动态检测模块24，用于检测所述显示模块13显示场景中的动态目标，得到检测结果；
84.所述启停模块25，基于所述检测结果对启动或停止所述显示模块13。
85.具体的，所述动态检测模块24检测所述显示模块13显示场景中的动态目标，得到检测结果；所述启停模块25基于所述检测结果对启动或停止所述显示模块13，如果所述检测结果为无动态目标，则停止所述显示模块13的工作，反之则启动所述显示模块13的工作，避免在无人的时候所述显示模块13工作造成电能浪费。
86.进一步的，所述动态检测模块24包括背景场景构建子模块26、场景获取子模块27、动态目标确定子模块28，所述背景场景构建子模块26和所述场景获取子模块27分别于所述动态目标确定子模块28连接；
87.所述背景场景构建子模块26，用于构建背景场景；
88.所述场景获取子模块27，用于获取所述显示模块13的当前显示场景；
89.所述动态目标确定子模块28，基于所述背景场景和所述当前显示场景确定动态目标，得到检测结果。
90.具体的，所述背景场景构建子模块26构建背景场景；所述场景获取子模块27获取所述显示模块13的当前显示场景；所述动态目标确定子模块28基于所述背景场景和所述当前显示场景确定动态目标，得到检测结果，当所述当前显示场景与所述背景场景的相似度在预设范围内时，则无动态目标，反之，则有动态目标。
91.请参阅图7，第二方面，本发明提供了一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示方法，包括以下步骤：
92.s1信息获取子系统1拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；
93.具体的，所述拍摄模块8在角度调整前拍摄初步拍摄信息，所述位置确定模块5基于初步拍摄信息确定预设路段的观察位置；所述角度调整模块6基于所述观察位置对所述拍摄模块8的拍摄角度进行调整；所述坐标系建立模块7基于以所述观察位置为原点建立虚拟空间坐标系；所述拍摄模块8在角度调整后拍摄实物道路交通信息；所述配准模块9基于所述虚拟空间坐标系和所述预设路段对应的世界坐标系对所述实物道路交通信息进行配准，得到配准信息；所述信息确定模块10从所述配准信息中确定虚拟道路交通信息，根据预设路段对所述拍摄模块8的拍摄角度进行角度调整，提高了所述拍摄模块8最终拍摄的所述实物道路交通信息的精确度。
94.s2道路模拟子系统2将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；
95.s3虚实融合子系统3将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；
96.s4可视化子系统4通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。
97.具体的，所述测光模块11测量当前光照强度；所述参数调整模块12基于所述当前
光照强度对所述显示模块13的显示亮度进行调整，使得所述显示模块13在强光的环境下亮度调高，在弱光的条件下亮度降低，对用户的视力进行保护；所述显示模块13通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示；同时，所述采集模块14采集用户头部图片；所述建模单元21构建神经网络模型；所述训练单元22使用公开数据集对所述神经网络模型进行训练，得到特征提取模型；所述特征提取单元23将所述用户头部图片输入所述特征提取模型进行训练，得到头部特征；所述阴影去除子模块19去除所述头部特征中的面部阴影，得到最优特征；所述捕捉子模块20捕捉所述最优特征中的眼睛位置点；所述距离确定模块16确定所述眼睛位置点与所述显示模块13之间的间距；所述画面数量调整模块17，基于所述间距调整所述显示模块13对所述ar场景显示的画面数量，当所述间距在距离阈值外时，降低所述ar场景显示的画面数量，当所述间距在距离阈值内时，增加所述ar场景显示的画面数量。
98.以上所揭露的仅为本发明一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统及方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：
1.一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于：包括信息获取子系统、道路模拟子系统、虚实融合子系统和可视化子系统；所述信息获取子系统、所述道路模拟子系统、所述虚实融合子系统和所述可视化子系统依次连接；所述信息获取子系统，用于拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；所述道路模拟子系统，用于将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；所述虚实融合子系统，用于将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；所述可视化子系统，用于通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。2.如权利要求1所述的基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于：所述信息获取子系统包括位置确定模块、角度调整模块、坐标系建立模块、拍摄模块、配准模块和信息确定模块，所述位置确定模块、所述角度调整模块、所述坐标系建立模块、所述拍摄模块、所述配准模块和所述信息确定模块依次连接；所述位置确定模块，基于初步拍摄信息确定预设路段的观察位置；所述角度调整模块，基于所述观察位置对所述拍摄模块的拍摄角度进行调整；所述坐标系建立模块，基于以所述观察位置为原点建立虚拟空间坐标系；所述拍摄模块，用于在角度调整前拍摄初步拍摄信息，在角度调整后拍摄实物道路交通信息；所述配准模块，基于所述虚拟空间坐标系和所述预设路段对应的世界坐标系对所述实物道路交通信息进行配准，得到配准信息；所述信息确定模块，用于从所述配准信息中确定虚拟道路交通信息。3.如权利要求2所述的基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于：所述可视化子系统包括测光模块、参数调整模块和显示模块，所述测光模块、所述参数调整模块和所述显示模块依次连接；所述测光模块，用于测量当前光照强度；所述参数调整模块，基于所述当前光照强度对所述显示模块的显示亮度进行调整；所述显示模块，用于通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。4.如权利要求3所述的基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于：所述可视化子系统还包括采集模块、预处理模块、距离确定模块和画面数量调整模块，所述采集模块、所述预处理模块、所述距离确定模块和所述画面数量调整模块依次连接；所述采集模块，用于采集用户头部图片；所述预处理模块，用于对所述用户头部图片进行预处理，得到眼睛位置点；所述距离确定模块，用于确定所述眼睛位置点与所述显示模块之间的间距；所述画面数量调整模块，基于所述间距调整所述显示模块对所述ar场景显示的画面数量。5.如权利要求4所述的基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于：
所述预处理模块包括特征提取子模块、阴影去除子模块和捕捉子模块，所述特征提取子模块、所述阴影去除子模块和所述捕捉子模块依次连接；所述特征提取子模块，用于对所述用户头部图片进行特征提取，得到头部特征；所述阴影去除子模块，用于去除所述头部特征中的面部阴影，得到最优特征；所述捕捉子模块，用于捕捉所述最优特征中的眼睛位置点。6.如权利要求5所述的基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于：所述特征提取子模块包括建模单元、训练单元和特征提取单元，所述建模单元、所述训练单元和所述特征提取单元依次连接；所述建模单元，用于构建神经网络模型；所述训练单元，用于使用公开数据集对所述神经网络模型进行训练，得到特征提取模型；所述特征提取单元，用于将所述用户头部图片输入所述特征提取模型进行训练，得到头部特征。7.一种基于ar与物联网道路车辆可视化展示方法，应用于权利要求6所述的基于ar与物联网道路车辆可视化展示系统，其特征在于，包括以下步骤：信息获取子系统拍摄实物道路交通信息，并基于所述实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；道路模拟子系统将所述虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；虚实融合子系统将所述实物道路交通信息与所述动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；可视化子系统通过物联网获取所述目标道路信息，并基于所述目标道路信息建立ar场景进行显示。

技术总结
本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种基于AR与物联网道路车辆可视化展示系统及方法，包括信息获取子系统、道路模拟子系统、虚实融合子系统和可视化子系统。首先，信息获取子系统拍摄实物道路交通信息，并基于实物道路交通信息确定虚拟道路交通信息；接着，道路模拟子系统将虚拟道路交通信息进行道路模型，得到动态道路信息；然后，虚实融合子系统将实物道路交通信息与动态道路信息进行融合，得到目标道路信息；最后，可视化子系统通过物联网获取目标道路信息，并基于目标道路信息建立AR场景进行显示。解决了现有的道路车辆可视化展示系统的可视化道路展示的真实性较低的问题。系统的可视化道路展示的真实性较低的问题。系统的可视化道路展示的真实性较低的问题。


技术研发人员：周则伟 邓斌 闫永锋 张正球
受保护的技术使用者：天技谷（福州）科技有限公司
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/5/23