本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及具有立體視覺(jué)的駕駛模擬器，所述的駕駛模擬器包括至少包括一對(duì)投影儀，各投影儀的鏡頭前分別設(shè)置一個(gè)偏振器，一對(duì)投影儀中的兩偏振器的偏振互相垂直；所述的駕駛模擬器還包括用于觀看的偏振眼鏡，偏振眼鏡的兩個(gè)鏡片的偏振互相垂直，且其中一個(gè)鏡片的偏振方向與投影儀的一個(gè)偏振器的偏振方向一致；所述的駕駛模擬器包括具有駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)、模擬駕駛臺(tái)、投影儀，模擬器駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)輸入所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中，至少設(shè)置一對(duì)虛擬攝像機(jī)。本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)采用成對(duì)的虛擬攝像機(jī)、和成對(duì)的投影儀和兩偏振光結(jié)合，形成立體效果，提高訓(xùn)練效果。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及車(chē)輛或船舶的駕駛模擬器，尤其涉及具有立體視覺(jué)駕駛模擬器。
技術(shù)介紹
隨著計(jì)算機(jī)圖形圖象處理技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在動(dòng)畫(huà)制作中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，目前應(yīng)用分兩類(lèi)計(jì)算機(jī)輔助動(dòng)畫(huà)(即二維動(dòng)畫(huà))和計(jì)算機(jī)生成動(dòng)畫(huà)(即三維動(dòng)畫(huà))。三維動(dòng)畫(huà)其三維數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部生成，其運(yùn)動(dòng)軌跡也是在計(jì)算機(jī)內(nèi)部以三維數(shù)據(jù)確定。動(dòng)畫(huà)技術(shù)作為一種表達(dá)第四維信息的技術(shù)，不僅可以用來(lái)表達(dá)時(shí)間的變化，也可以用于表不其它參數(shù)的變化。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中的三維圖形知識(shí)應(yīng)用在可視化技術(shù)中，使得人們能夠利用計(jì)算機(jī)在三維圖形世界中直接對(duì)具有形體的信息進(jìn)行操作，并和它們直接交流，可視化技術(shù)賦予人們對(duì)物體進(jìn)行仿真并且實(shí)時(shí)交互的能力。視景仿真采用計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù)，根據(jù)的仿真的目的，構(gòu)造仿真對(duì)象的三維模型或再現(xiàn)真實(shí)的環(huán)境，達(dá)到非常逼真的仿真效果O目前的車(chē)輛和船舶駕駛模擬器的一般是把三維空間的模型與模擬駕駛臺(tái)的方向控制裝置、油門(mén)、剎車(chē)、燈光等控制對(duì)象相結(jié)合和互動(dòng)，然后按照通過(guò)單目視覺(jué)透視原理，利用一個(gè)三維虛擬空間中的、相對(duì)虛擬駕駛臺(tái)位置固定的虛擬攝像機(jī)所攝影到的空間關(guān)系的變?yōu)槎S圖像，然后將該圖像投影到駕駛模擬器的熒幕中，這種圖像沒(méi)有立體效果，即不具有雙目立體視覺(jué)效果。而現(xiàn)在的立體電影或仿真系統(tǒng)都是一個(gè)開(kāi)環(huán)的控制系統(tǒng)，只能按照指定的路寫(xiě)駕駛，沒(méi)有一個(gè)互動(dòng)的立體視覺(jué)感知模擬駕駛操作方式。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種具有立體視覺(jué)的駕駛模擬器。本專(zhuān)利技術(shù)為解決上述提出的問(wèn)題所采用解決方案為 具有立體視覺(jué)的駕駛模擬器，所述的駕駛模擬器包括至少包括一對(duì)投影儀，各投影儀的鏡頭前分別設(shè)置一個(gè)偏振器，一對(duì)投影儀中的兩偏振器的偏振互相垂直；所述的駕駛模擬器還包括用于觀看的偏振眼鏡，偏振眼鏡的兩個(gè)鏡片的偏振互相垂直，且其中一個(gè)鏡片的偏振方向與投影儀的一個(gè)偏振器的偏振方向一致；所述的駕駛模擬器包括具有駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)、模擬駕駛臺(tái)、投影儀，模擬器駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)輸入所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中，至少設(shè)置一對(duì)虛擬攝像機(jī)，一對(duì)虛擬攝像機(jī)中兩虛擬攝像機(jī)在虛擬空間中左右設(shè)置，且相對(duì)虛擬駕駛臺(tái)的位置固定，采集到的虛擬場(chǎng)景圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，分別通過(guò)一對(duì)投影儀中的兩個(gè)投影儀輸出。上述方案中，所述計(jì)算機(jī)為兩臺(tái)具有相同駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)，模擬駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)同時(shí)輸入兩計(jì)算機(jī)，兩計(jì)算機(jī)分別通過(guò)兩投影儀輸出圖像。上述方案中，駕駛模擬器還包括I 一 5對(duì)投影儀，各對(duì)投影儀的投影相鄰處相互銜接；各對(duì)投影儀的空間位置與虛擬空間中攝像機(jī)位置相同，并接受相對(duì)應(yīng)的虛擬攝像的影像；各對(duì)投影儀鏡頭前的偏振器中的一個(gè)偏振器的偏振方向一致； 所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中還設(shè)置有I 一 2對(duì)虛擬攝像機(jī)，各對(duì)虛擬攝像機(jī)采集到的場(chǎng)景圖像相鄰處相互銜接。上述方案中，所述兩臺(tái)計(jì)算機(jī)的配置相同，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間通訊連接；所述兩臺(tái)計(jì)算機(jī)中分別設(shè)有用于對(duì)輸出的視頻畫(huà)幅幀數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器和用于比較單位時(shí)間內(nèi)輸出視頻畫(huà)幅幀數(shù)的比較器，比較器的輸出用于確定所在計(jì)算機(jī)的視頻輸出是否運(yùn)行空循。上述方案中，模擬器駕駛臺(tái)包括汽車(chē)模擬駕駛臺(tái)，汽車(chē)模擬駕駛臺(tái)上設(shè)有油門(mén)的深度傳感器、檔位傳感器、鑰匙傳感器、手剎傳感器、離合器傳感器、腳剎狀態(tài)傳感器和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器；所述駕駛仿真軟件為汽車(chē)駕駛仿真軟件。上述方案中，模擬器駕駛臺(tái)包括船舶模擬駕駛臺(tái)，船舶模擬駕駛臺(tái)上設(shè)有航行舵角傳感器和主機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器，所述駕駛仿真軟件為船舶駕駛仿真軟件。上述方案中，模擬器駕駛臺(tái)包括起重機(jī)模擬駕駛臺(tái)，起重機(jī)模擬駕駛臺(tái)上設(shè)有行走機(jī)構(gòu)傳感器、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳感器、起升機(jī)構(gòu)傳感器和變幅機(jī)構(gòu)傳感器，所述駕駛仿真軟件為起重機(jī)駕駛仿真軟件。上述方案中，虛擬空間的一對(duì)虛擬攝像機(jī)的視角差不大于2°。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于1、目前采用的模擬駕駛器方式來(lái)體驗(yàn)駕駛仿真，導(dǎo)致沉浸的身體力學(xué)感知效果不夠真實(shí)，本專(zhuān)利技術(shù)采用成對(duì)的虛擬攝像機(jī)、和成對(duì)的投影儀和兩偏振光結(jié)合，形成立體效果，讓模擬器人駕駛能沉浸到駕駛環(huán)境中，可以達(dá)到仿真度較高的駕駛效果，提高的真實(shí)度，有利于初學(xué)駕駛體驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)對(duì)駕駛者心理測(cè)試，提高訓(xùn)練效果。2、兩個(gè)虛擬攝像機(jī)分別在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)分別根據(jù)運(yùn)動(dòng)軌跡對(duì)拍攝到場(chǎng)景進(jìn)行渲染，提高渲染的速度。3、采用多對(duì)虛擬攝像機(jī)和投影儀，增加了采集和投影的范圍，進(jìn)一步提高了駕駛模擬器的真實(shí)度。4、虛擬空間的一對(duì)虛擬攝像機(jī)的視角差不大于2°，視覺(jué)誤差最小。本專(zhuān)利技術(shù)適用于汽車(chē)、輪船、飛機(jī)模擬駕駛的考試和訓(xùn)練。附圖說(shuō)明圖1為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)框圖。圖3為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為比較器的工作原理圖。圖5為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)框圖。圖中al、a2、bl、b2、cl、c2為虛擬攝像機(jī)，Al、A2、B1、B2、Cl、C2 為投影儀，3 為偏振眼鏡，4為偏振器，5為模擬駕駛臺(tái)，6為銀幕。具體實(shí)施例方式如圖1所示的本專(zhuān)利技術(shù)具有立體視覺(jué)的駕駛模擬器實(shí)施例1，它包括一臺(tái)具有駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)、模擬駕駛臺(tái)5、投影儀；模擬器駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)投影儀輸出圖像。所述投影儀包括至少包括一對(duì)投影儀Al、A2，各投影儀的鏡頭前分別設(shè)置一個(gè)偏振器4，一對(duì)投影儀中的兩偏振器的偏振互相垂直； 所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中，設(shè)置一對(duì)虛擬攝像機(jī)al、a2，一對(duì)虛擬攝像機(jī)中兩虛擬攝像機(jī)在虛擬空間中左右設(shè)置，且相對(duì)虛擬駕駛臺(tái)的位置固定，該對(duì)虛擬攝像機(jī)的視角差不大于2°，保證視覺(jué)誤差最小。采集到的虛擬場(chǎng)景圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，分別通過(guò)一對(duì)投影儀Al、A2中的兩個(gè)投影儀輸出，投影到同一個(gè)銀幕6上。所述駕駛模擬器還包括用于觀看的偏振眼鏡3，偏振眼鏡的兩個(gè)鏡片的偏振互相垂直，且其中一個(gè)鏡片的偏振方向與投影儀的一個(gè)偏振器的偏振方向一致。如圖2所示，模擬器駕駛臺(tái)包括汽車(chē)模擬駕駛臺(tái)，汽車(chē)模擬駕駛臺(tái)上設(shè)有油門(mén)的深度傳感器、檔位傳感器、鑰匙傳感器、手剎傳感器、離合器傳感器、腳剎狀態(tài)傳感器和轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角傳感器等；所述駕駛仿真軟件為汽車(chē)駕駛仿真軟件。駕駛員在模擬器駕駛臺(tái)操作，在操作中改變油門(mén)的深度傳感器、檔位傳感器、鑰匙傳感器、手剎傳感器、離合器傳感器、腳剎狀態(tài)、轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角等對(duì)象，傳感器將信號(hào)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)接口，計(jì)算機(jī)根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型，控制虛擬重點(diǎn)車(chē)輛車(chē)，改變場(chǎng)景中的橫向變化量、縱向變化量、垂直變化量、航向變化量、俯角變化量、側(cè)滾變化量等變量。另一方面，位于駕駛室的根據(jù)駕駛員的兩個(gè)眼睛的位置布設(shè)兩臺(tái)虛擬攝像機(jī)al和a2，并在兩個(gè)角度采集視頻圖像，并將視頻圖像輸出到兩臺(tái)攝像機(jī)Al和A2，然后，進(jìn)過(guò)相互垂直偏振器，投影到同一個(gè)銀幕上，駕駛員帶上與偏振片一致的偏振方向的立體偏振眼鏡，觀看銀幕駕駛模擬器。實(shí)施例1的駕駛模擬器系統(tǒng)是米用Creator建模,在VC++環(huán)境下進(jìn)行基于Vega工具的二次開(kāi)發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。駕駛員前方看到的虛擬環(huán)境中的視景，模擬器的行駛行為由動(dòng)力學(xué)仿真模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，是駕駛模擬器的基礎(chǔ)功能，利用Vega軟件仿真實(shí)現(xiàn)交通環(huán)境，視景車(chē)必須按照現(xiàn)實(shí)的交通規(guī)則行駛,并且行駛符合現(xiàn)實(shí)交通環(huán)境中交通流的特性,主車(chē)作為交通環(huán)境中的一輛車(chē)，對(duì)視景中車(chē)輛的行駛同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生影響，與視景中車(chē)發(fā)生交互的行為。整個(gè)仿真效果的顯示由本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
具有立體視覺(jué)的駕駛模擬器，其特征在于：所述的駕駛模擬器包括至少包括一對(duì)投影儀，各投影儀的鏡頭前分別設(shè)置一個(gè)偏振器，一對(duì)投影儀中的兩偏振器的偏振互相垂直；所述的駕駛模擬器還包括用于觀看的偏振眼鏡，偏振眼鏡的兩個(gè)鏡片的偏振互相垂直，且其中一個(gè)鏡片的偏振方向與投影儀的一個(gè)偏振器的偏振方向一致；?所述的駕駛模擬器包括具有駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)、模擬駕駛臺(tái)、投影儀，模擬器駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)輸入所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中，至少設(shè)置一對(duì)虛擬攝像機(jī)，一對(duì)虛擬攝像機(jī)中兩虛擬攝像機(jī)在虛擬空間中左右設(shè)置，且相對(duì)虛擬駕駛臺(tái)的位置固定，采集到的虛擬場(chǎng)景圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，分別通過(guò)一對(duì)投影儀中的兩個(gè)投影儀輸出。
【技術(shù)特征摘要】
1.具有立體視覺(jué)的駕駛模擬器，其特征在于所述的駕駛模擬器包括至少包括一對(duì)投影儀，各投影儀的鏡頭前分別設(shè)置一個(gè)偏振器，一對(duì)投影儀中的兩偏振器的偏振互相垂直； 所述的駕駛模擬器還包括用于觀看的偏振眼鏡，偏振眼鏡的兩個(gè)鏡片的偏振互相垂直，且其中一個(gè)鏡片的偏振方向與投影儀的一個(gè)偏振器的偏振方向一致；所述的駕駛模擬器包括具有駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)、模擬駕駛臺(tái)、投影儀，模擬器駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)輸入所述計(jì)算機(jī)；所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中，至少設(shè)置一對(duì)虛擬攝像機(jī)，一對(duì)虛擬攝像機(jī)中兩虛擬攝像機(jī)在虛擬空間中左右設(shè)置，且相對(duì)虛擬駕駛臺(tái)的位置固定，采集到的虛擬場(chǎng)景圖像通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，分別通過(guò)一對(duì)投影儀中的兩個(gè)投影儀輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的駕駛模擬器，其特征在于所述計(jì)算機(jī)為兩臺(tái)具有相同駕駛仿真軟件的計(jì)算機(jī)，模擬駕駛臺(tái)的輸出信號(hào)同時(shí)輸入兩計(jì)算機(jī)，兩計(jì)算機(jī)分別通過(guò)兩投影儀輸出圖像。3.如權(quán)利要求1所述的駕駛模擬器，其特征在于它還包括I一 5對(duì)投影儀，各對(duì)投影儀的投影相鄰處相互銜接；各對(duì)投影儀的空間位置與虛擬空間中攝像機(jī)位置相同，并接受相對(duì)應(yīng)的虛擬攝像的影像；各對(duì)投影儀鏡頭前的偏振器中的一個(gè)偏振器的偏振方向一致；所述計(jì)算機(jī)的駕駛仿真軟件中還設(shè)置有I ...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂植勇，黃思俊，李木明，何榮，胡成顥，易俊威，付姍姍，劉湘，李博文，倪琳軒，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：武漢理工大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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