Automatické generování 3D scén z mapových podkladů

Abstract

Simulátory vozidel poskytují bezpečné, kontrolované a opakovatelné prostředí pro zkoumání složitých dopravních situací, které by bylo obtížné nebo nebezpečné provádět v reálném provozu. Simulované scénáře by měly co nejvěrněji odpovídat realitě, aby výsledky simulace co nejpřesněji odrážely testovanou situaci. Vytváření takto realistických scén je však časově náročný proces, který často vyžaduje specifické znalosti a zkušenosti. Sestavení detailního simulačního prostředí založeného na reálné lokalitě obvykle vyžaduje značné množství času, úsilí a technické odbornosti. Tato práce se zabývá využitím geografických informačních systémů (GIS) a pokročilých grafických editorů pro automatické generování 3D scén z mapových datových sad. Zvláštní pozornost je věnována struktuře, formátu a obsahu dostupných zdrojových dat, s důrazem na jejich vhodnost pro simulační účely. Výsledkem je podrobný přehled současných softwarových řešení a funkční zásuvný modul (plugin), který převádí vybraná mapová data do podoby 3D scény. Předzpracování dat se ukázalo jako technicky náročné, protože bylo nutné kombinovat a filtrovat více datových sad a sjednotit různé souřadnicové systémy. Vygenerované 3D prostředí, vytvořené na základě vybrané mapové oblasti, bylo implementováno do simulátoru vozidla a diskutována byla i omezení vstupních dat, jako je chybějící či neúplná informace.

Vehicle simulators provide a safe, controlled, and repeatable environment for exploring complex driving situations that would be difficult or dangerous to perform in real traffic. The simulated scenarios should closely match reality so that the simulation reflects the tested situation as accurately as possible. However, creating such realistic scenes is a time-consuming process that often requires specific skills and experience. Creating a detailed simulation environment based on a real-world location often demands considerable time, effort, and technical expertise. This thesis explores Geographic Information Systems (GIS) and advanced graphic editors for the automatic generation of 3D scenes from map datasets. Particular attention is given to the structure, format, and content of the available source data, with an emphasis on their suitability for simulation purposes. The results include a detailed overview of state-of-the-art software solutions and a functional plugin that converts selected map data into a 3D scene. The data preprocessing phase proved to be technically demanding, as it required combining and filtering multiple datasets and unifying different coordinate systems. The generated 3D environment, based on a selected map area, was implemented into a vehicle simulator, and the limitations of the input datasets, such as missing or incomplete data, were discussed.