CN105913755A - 车联网虚拟现实建筑模型展示系统及方法 - Google Patents

Abstract

车联网虚拟现实建筑模型展示系统及方法，属于虚拟现实领域，为了解决现有技术中，建筑模型展示具有的耗时长、更改难、静止、无法对比和进入性差的缺点，技术要点是：包括虚拟现实头盔、模型服务器、车辆数据通信网关，所述虚拟现实头盔的内部集成OLED显示屏和用于头部跟踪的跟踪装置，虚拟现实头盔与模型服务器连接；所述模型服务器存储建筑的3D模型，模型服务器计算并输出车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，将该所述建筑模型的3D视频信息传输至虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出。

Description

车联网虚拟现实建筑模型展示系统及方法

技术领域

本发明属于虚拟现实领域，涉及一种车联网虚拟现实建筑模型展示系统及回放方法。

背景技术

现有的建筑模型展示方法大多采用制作沙盘模型的方式对规划中的建筑进行展现，这种方法可以按照设计尺寸，等比例缩小所设计的建筑外形，但这种方法耗时长，不易改动，如果在沙盘模型制作完成后需要改变设计，那么需要重新制作沙盘模型。具有耗时长、更改难的缺点。

现有的建筑模型展示方法仅能通过设计图纸进行模拟建筑物自身的外观形态，建筑物周边的配套设施、公共交通、动植物在建筑周边活动等模型无法在沙盘上进行展示。具有静止的缺点。

现有的建筑模型展示仅对建筑本身制作沙盘模型，建筑周边的环境，如：山体、湖泊、河流、道路、以及其他建筑物则无法统统制作沙盘模型，观察者只能观察建筑模型本身，无法对比该建筑与周边其他建筑及环境的关系。

由于所展示的沙盘模型是微缩模型，观察者很难想象实际建筑物的真实尺寸，观察者也无法体会进入到建筑群内部，在建筑中穿梭，体会从内部向周边放眼望去的感受。

发明内容

为了解决现有技术中，建筑模型展示具有的耗时长、更改难、静止、无法对比和进入性差的缺点，本发明提出如下技术方案，以实现动态、立体的建筑场景再现。

技术方案要点是：一种车联网虚拟现实建筑模型展示系统，包括虚拟现实头盔、模型服务器、车辆数据通信网关，所述虚拟现实头盔的内部集成OLED显示屏和用于头部跟踪的跟踪装置，虚拟现实头盔与模型服务器连接；所述模型服务器存储建筑的3D模型，所述模型服务器连接于车辆数据通信网关，所述车辆数据通信网关安装在汽车OBD接口上，车辆数据通信网关内部集成GPS定位模块，车辆数据通信网关通过OBD通信模块与车辆总线进行通信，输出车辆的GPS定位信息与车辆速度信息，模型服务器计算并输出车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，将该所述建筑模型的3D视频信息传输至虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出。

有益效果：

快速:本发明可快速展现设计中的建筑模型，给用户以真实的空间体验，从模型内部及外部仔细观察建筑模型设计的细节，无需等待沙盘模型的制作周期，设计模型更改后可快速向用户展示。

真实：本发明可以使用户获得真实的3D空间感受，并且可在建筑模型中动态观察周边配套的交通设施、动植物的运动情况，室内的采光随着时间的变化被周边建筑物及植物遮挡的情况。

对比：本发明可以帮助用户对比设计中的建筑与施工地周围的山体、湖泊、河流、道路的空间尺寸及依附关系。

进入：本发明不仅可以向用户展示建筑物的外观，还可以像用户展示建筑物内部的设计情况，给用户全方位的真实空间感受。

附图说明

图1为现有沙盘模型示意图；

图2为本发明车联网虚拟现实建筑模型展示系统的组成框图；

图3为确定车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的历史全景视频信息示意图；

图4为实施例3的所述方法的流程图。

具体实施方式

实施例1：

一种车联网虚拟现实建筑模型展示系统，主要由车辆数据通信网关、虚拟现实头盔、模型服务器组成；

虚拟现实头盔佩戴在车上用户的头部，头盔内部集成两个高清OLED显示屏，可以输出1080P，75Hz以上的高清视频，头盔内部集成三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计，用于头部跟踪。内部集成立体声扬声器，用于输出语音提示信息。头盔内部集成电源模块。

虚拟现实头盔通过HDMI数据线及miniUSB数据线与本发明所述的模型服务器连接。模型服务器通过HDMI数据线输出视频信息及音频信息，通过虚拟现实头盔进行播放。模型服务器通过miniUSB数据线读取虚拟现实头盔的头部跟踪数据，即虚拟现实头盔内部集成的三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计输出值。

车辆数据通信网关安装在汽车OBD接口上，车辆数据通信网关内部集成GPS定位模块，通过OBD通信模块与车辆总线进行通信，获取车辆速度信息。模型服务器通过WIFI模块获取车辆数据通信网关的GPS定位信息及车辆数据通信网关读取的车辆速度信息。模型服务器存储所设计的建筑的3D模型。

本实施例还公开了一种车联网虚拟现实建筑模型展示方法为：

用户佩戴虚拟现实头盔，乘坐在本发明所述的安装有车辆数据通信网关的车辆里，通过将虚拟现实头盔连接在本发明所述的模型服务器上，模型服务器存储所设计的建筑的3D模型，模型服务器通过数据线读取虚拟现实头盔的头部跟踪信息、模型服务器通过WIFI模块获取车辆数据通信网关的GPS定位信息及车辆数据通信网关读取的车辆速度信息。从而模型服务器计算并输出用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D信息给虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出，模型服务器输出音频信息由虚拟现实头盔中的立体声扬声器进行播放，车辆在移动的同时，相应角度的建筑模型信息通过虚拟现实头盔中的OLED显示屏投射到用户的眼中，从而使用户获得具有空间感的建筑模型体验，用户乘坐在车辆中，穿梭于设计中的建筑模型里，可以从建筑模型内部具体的观察该建筑的设计细节。虚拟现实头盔所播放的音频介绍信息，通过车辆GPS定位信息进行调整，用户收听到的是对应GPS定位信息的建筑模型的介绍及讲解。通过本发明，可以使用户对正在规划中的建筑具有更真实的空间感受，观察到的建筑模型尺寸都是1比1比例的真实展现，如果用户对建筑的设计不满意，需要调整原有设计，只需要重新设计3D模型，无需制作沙盘模型，即可快速得到新设计的真实空间感受。

实施例2：

一种车联网虚拟现实建筑模型展示系统，包括虚拟现实头盔、模型服务器、车辆数据通信网关，所述虚拟现实头盔的内部集成OLED显示屏和用于头部跟踪的跟踪装置，虚拟现实头盔与模型服务器连接；所述模型服务器存储建筑的3D模型，所述模型服务器连接于车辆数据通信网关，所述车辆数据通信网关安装在汽车OBD接口上，车辆数据通信网关内部集成GPS定位模块，车辆数据通信网关通过OBD通信模块与车辆总线进行通信，输出车辆的GPS定位信息与车辆速度信息，模型服务器计算并输出车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，将该所述建筑模型的3D视频信息传输至虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出。

作为一种技术方案，所述的虚拟现实头盔的内部集成有立体声扬声器，所述模型服务器输出音频信息由虚拟现实头盔中的立体声扬声器进行播放。以此可以实现视听的全部虚拟化，全方位感受建筑现实感。

作为一种实施例，所述的跟踪装置，是虚拟现实头盔中集成的用于头部跟踪的三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计，对于头部跟踪，还有其它的实现手段，本实施例选择三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计，是常用的一种跟踪手段，且该种装置集成性高，占用空间小，适宜安装于虚拟现实头盔中。

作为一种实施例，所述模型服务器通过数据线与虚拟现实头盔连接，其用于读取虚拟现实头盔的头部跟踪信息，且模型服务器通过WIFI模块获取车辆数据通信网关的GPS定位信息及车辆数据通信网关读取的车辆速度信息，并依此计算并输出车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，将该所述建筑模型的3D视频信息传输至虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出。

其中，所述的车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，由GPS定位信息，确定汽车前进方向，由虚拟现实头盔内部集成的三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计确定用户头部所指向的方向与汽车前进方向的夹角，基于GPS定位信息的某一时刻的建筑模型的3D视频信息，被视作建筑模型的3D实体向汽车为中心的360度圆柱面的投影产生的图像，将用户头部所指向的方向上对应的一段圆柱面图像展现给用户。当车辆停止在位置1时，用户可观察以车辆停止位置1为中心的建筑模型的3D视频信息，当车辆行驶到位置2时，用户观察以车辆所在位置2为中心的建筑模型的3D视频信息，用户观察到的动态视频信息，是由多个以车辆所在位置为中心的建筑模型的3D视频信息快速切换而构成的，切换的速度取决于汽车的前进速度，车辆速度越快，切换的速度越快。

上述方案，可以实现下述效果：

快速：由于本实施例采用的建筑模型是计算机设计的3D模型，该模型可以使用计算机设计并调整，无需投入额外的人力将建筑模型进行等比例缩放，然后制作沙盘模型，将3D模型通过虚拟现实眼镜进行播放，用户即可观察1比1等比例的3D实体模型，因此可以快速展现建筑模型。

3D真实：由于本实施例通过虚拟现实眼镜投射到用户眼中的是建筑模型的3D实体效果，建筑模型中设计的门庭楼阁在3D模型中均有对应的实体展现，还可以应用计算机贴图渲染技术，增强3D模型的真实感，附以光线光照模拟技术，用户可以在建筑物的室内向周边观察采光随着时间的变化被周边建筑物及植物遮挡的情况。

对比：本实施例所述的建筑模型采用真实尺寸进行展现，1比1比例，用户佩戴虚拟现实头盔乘坐在车辆中，汽车行驶在现实的路面上，用户随时可以停下车辆，将设计规划中的建筑与现实世界该规划施工地周围的现实世界的山体、湖泊、河流、道路及原有建筑物进行对比，用户再乘车变换观察点，多次从不同角度对比。

进入：本实施例所述的建筑模型，是通过计算机设计的建筑物的外观及内部实体的集合，在虚拟世界中构建的3D实体，用户乘坐的车辆可以移动围绕并驶入建筑物内部所在GPS点，因此可以进入建筑内部，获得从内部观察建筑物模型的真实感受。

实施例3：

一种车联网虚拟现实建筑模型展示方法，使用上述实施例中任一项所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统的技术方案，执行如下步骤：

S1：模型服务器通过车辆数据通信网关读取车辆速度信息；

S2：模型服务器通过车辆数据通信网关读取车辆GPS定位信息；

S3：模型服务器通过USB接口读取虚拟现实头盔的头部跟踪数据；

S4：模型服务器计算并合成用户头部所指方向上的建筑模型信息；

S5：模型服务器通过HDMI数据线输出视频、音频信息到虚拟现实头盔播放；

S6：用户获得该建筑模型的真实空间体验。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车联网虚拟现实建筑模型展示系统，其特征在于，包括虚拟现实头盔、模型服务器、车辆数据通信网关，所述虚拟现实头盔的内部集成OLED显示屏和用于头部跟踪的跟踪装置，虚拟现实头盔与模型服务器连接；所述模型服务器存储建筑的3D模型，所述模型服务器连接于车辆数据通信网关，所述车辆数据通信网关安装在汽车OBD接口上，车辆数据通信网关内部集成GPS定位模块，车辆数据通信网关通过OBD通信模块与车辆总线进行通信，输出车辆的GPS定位信息与车辆速度信息，模型服务器计算并输出车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，将该所述建筑模型的3D视频信息传输至虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出。

2.如权利要求1所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统，其特征在于，所述的虚拟现实头盔的内部集成有立体声扬声器，所述模型服务器输出音频信息由虚拟现实头盔中的立体声扬声器进行播放。

3.如权利要求1所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统，其特征在于，所述的跟踪装置，是虚拟现实头盔中集成的用于头部跟踪的三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计。

4.如权利要求1或2或3所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统，其特征在于，所述模型服务器通过数据线与虚拟现实头盔连接，其用于读取虚拟现实头盔的头部跟踪信息，且模型服务器通过WIFI模块获取车辆数据通信网关的GPS定位信息及车辆数据通信网关读取的车辆速度信息，并依此计算并输出车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，将该所述建筑模型的3D视频信息传输至虚拟现实头盔中的OLED显示屏进行显示输出。

5.如权利要求4所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统，其特征在于，所述的车辆所在位置且用户头部所指向的方向上的建筑模型的3D视频信息，由GPS定位信息，确定汽车前进方向，由虚拟现实头盔内部集成的三轴加速计、三轴陀螺仪、三轴磁力计确定用户头部所指向的方向与汽车前进方向的夹角，基于GPS定位信息的某一时刻的建筑模型的3D视频信息，被视作建筑模型的3D实体向汽车为中心的360度圆柱面的投影产生的图像，将用户头部所指向的方向上对应的一段圆柱面图像展现给用户。

6.如权利要求5所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统，其特征在于，当车辆停止在位置1时，用户可观察以车辆停止位置1为中心的建筑模型的3D视频信息，当车辆行驶到位置2时，用户观察以车辆所在位置2为中心的建筑模型的3D视频信息，用户观察到的动态视频信息，是由多个以车辆所在位置为中心的建筑模型的3D视频信息快速切换而构成的，切换的速度取决于汽车的前进速度，车辆速度越快，切换的速度越快。

7.一种车联网虚拟现实建筑模型展示方法，其特征在于，使用权利要求1-6中任一项所述的车联网虚拟现实建筑模型展示系统，执行如下步骤：

S1：模型服务器通过车辆数据通信网关读取车辆速度信息；

S2：模型服务器通过车辆数据通信网关读取车辆GPS定位信息；

S3：模型服务器通过USB接口读取虚拟现实头盔的头部跟踪数据；

S4：模型服务器计算并合成用户头部所指方向上的建筑模型信息；

S5：模型服务器通过HDMI数据线输出视频、音频信息到虚拟现实头盔播放；

S6：用户获得该建筑模型的真实空间体验。