CN106548678A - 一种基于沉浸式vr的三维驾考模拟系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统及其实现方法，其系统包括底座，所述底座的内壁上固定连接有驱动电机，所述齿条与底座的内壁滑动连接，所述齿条远离驱动电机的一端连接有承重台，所述固定板的顶部固定连接有转动球型的第一定位板，所述固定板的上方设有座椅，所述第二置物槽位于座椅的底部外壁上，所述第二置物槽内转动连接有球型的第二定位板，所述第二定位板的底部固定连接有电动伸缩杆，所述底座的顶部外壁上固定连接有支撑杆，所述支撑杆上挂有虚拟现实头盔，所述支撑杆的一侧壁上固定连接有控制盒，所述控制盒内设有控制模块。本发明通过虚拟现实头盔的设计，让学员在较为真实的三维环境中进行驾考训练。

Description

一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统及其实现方法。
背景技术
目前国内的驾驶训练系统，主要包括两种：
第一种是以驾校为训练场所，这种传统的驾驶训练有着周期长、投资大、风险大等缺点，另外驾校学员在教练应考教育下，按照教练提示的参考点被动驾驶，部分学员拿到驾照后也不太敢上路，汽车实际驾驶经验不足。驾考学员学习的灵活性受到了极大的限制；第二种是国内简单的训练型汽车驾驶模拟器，其特点是成本低廉、功能单一、画质粗糙简单以及缺乏自主知识产权，存在的主要问题有：(1)交互功能差，学员对着二维的屏幕，输入设备和输出设备体验较差，无法提供身临其境的驾驶感觉。(2)虽内置汽车动力学仿真模拟型，其仿真内容不全面，不能完整表现汽车在不同工况下的动力表现，如颠簸路面的车辆状况等功能就没做好。
目前世面上缺少一种专门的针对驾考训练的三维模拟训练系统。因此，提供一种基于驾考学员学习所需并具有真实感的三维模拟训练系统是学员的必然要求，基于沉浸式VR更能增加学员身临其境的体验感并且提高学员的学习效率。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在交互体验功能差的缺点，而提出的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统及其实现方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统，包括底座，所述底座为中空结构，所述底座的内壁上固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出端连接有齿轮，所述齿轮上连接有齿条，所述齿条与底座的内壁滑动连接，所述齿条远离驱动电机的一端连接有承重台，所述承重台与底座的底部内壁滑动连接，所述底座的顶部设有置物通道，所述承重台的顶部外壁穿过置物通道并连接有固定板，所述固定板的顶部固定连接有转动球型的第一定位板，所述固定板的上方设有座椅，所述座椅的底部设有球型的第一置物槽，所述第一定位板转动连接于第一置物槽内，所述第一置物槽的周围设有第二置物槽，所述第二置物槽位于座椅的底部外壁上，所述第二置物槽内转动连接有球型的第二定位板，所述第二定位板的底部固定连接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的底部固定连接于底座的顶部外壁上，所述底座的顶部外壁上固定连接有支撑杆，所述支撑杆上挂有虚拟现实头盔，所述支撑杆的一侧壁上固定连接有控制盒，所述控制盒内设有控制模块，所述驱动电机的输入端、电动伸缩杆内的电机的输入端和虚拟现实头盔的输入端均与控制模块的输出端连接，通过虚拟现实头盔与实物相结合的实践方式增加学员身临其境的体验感并且提高学员的学习效率。
优选的，所述底座的顶部外壁上固定连接有离合器踏板、刹车踏板、油门踏板和手动挡变速器，所述支撑杆靠近座椅的一侧壁上活动连接有方向盘，所述离合器踏板、刹车踏板、油门踏板、手动挡变速器和方向盘均位于座椅周围，所述离合器踏板、刹车踏板、油门踏板、手动挡变速器和方向盘的输出端均与控制模块的输入端连接。
优选的，所述支撑杆靠近座椅的一侧壁上固定连接有视屏采集装置，所述视屏采集装置的输入端与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端连接有存储模块。
优选的，所述控制模块的型号为BT-968-03型控制器。
一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统的实现方法，包括以下步骤：
S1：准备阶段：驾驶者带上虚拟现实头盔，系上安全带；
S2：操作阶段：驾驶者根据虚拟现实头盔显示的路况对离合器、手动挡变速器、油门和方向盘操作；
S3：模拟阶段：驱动电机独立工作，模拟车辆启动时或刹车时车辆的运行状态；电动伸缩杆独立工作，模拟车辆遇到简单路面时车辆的运行状态；驱动电机和电动伸缩杆同时工作，模拟车辆复杂路面时车辆的运行状态；
S4：监控与总结阶段：视频采集装置采集视频信号，用于教练监控驾驶者的操作流程。
优选的，所述S3中电动伸缩杆工作使座椅发生位移，用于模拟石子路的颠簸路况。
优选的，所述S3中驱动电机和电动伸缩杆同时工作，模拟车辆爆胎的特殊工。
优选的，所述S4中驾驶者根据视频回看纠正自己的错误操作。
本发明中，通过虚拟现实头盔的设计，让学员在较为真实的三维环境中进行驾考训练，与传统的驾驶训练相比，提供学习效率的同时，具有节省资金、无危险、可重复和易于理解的优点，驱动电机和电动伸缩杆用于模拟车辆在不同工作地面的工作状态，驾驶者根据视频回看纠正自己的错误操作。
附图说明
图1为本发明提出的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统及其实现方法的结构示意图；
图2为本发明提出的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统及其实现方法的工作原理框图。
图中：1底座、2驱动电机、3承重台、4固定板、5第一定位板、6座椅、7第二定位板、8电动伸缩杆、9支撑杆、10虚拟现实头盔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-2，一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统，包括底座1，底座1为中空结构，底座1的内壁上固定连接有驱动电机2，驱动电机2的输出端连接有齿轮，齿轮上连接有齿条，齿条与底座1的内壁滑动连接，齿条远离驱动电机2的一端连接有承重台3，承重台3与底座1的底部内壁滑动连接，底座1的顶部设有置物通道，承重台3的顶部外壁穿过置物通道并连接有固定板4，固定板4的顶部固定连接有转动球型的第一定位板5，固定板4的上方设有座椅6，座椅6的底部设有球型的第一置物槽，第一定位板5转动连接于第一置物槽内，第一置物槽的周围设有第二置物槽，第二置物槽位于座椅6的底部外壁上，第二置物槽内转动连接有球型的第二定位板7，第二定位板7的底部固定连接有电动伸缩杆8，电动伸缩杆8的底部固定连接于底座1的顶部外壁上，底座1的顶部外壁上固定连接有支撑杆9，支撑杆9上挂有虚拟现实头盔10，支撑杆9的一侧壁上固定连接有控制盒，控制盒内设有控制模块，驱动电机2的输入端、电动伸缩杆8内的电机的输入端和虚拟现实头盔10的输入端均与控制模块的输出端连接，通过虚拟现实头盔10与实物相结合的实践方式增加学员身临其境的体验感并且提高学员的学习效率，底座1的顶部外壁上固定连接有离合器踏板、刹车踏板、油门踏板和手动挡变速器，支撑杆9靠近座椅的一侧壁上活动连接有方向盘，离合器踏板、刹车踏板、油门踏板、手动挡变速器和方向盘均位于座椅7周围，离合器踏板、刹车踏板、油门踏板、手动挡变速器和方向盘的输出端均与控制模块的输入端连接，支撑杆9靠近座椅的一侧壁上固定连接有视屏采集装置，视屏采集装置的输入端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端连接有存储模块，控制模块的型号为BT-968-03型控制器，通过虚拟现实头盔10的设计，让学员在较为真实的三维环境中进行驾考训练，与传统的驾驶训练相比，提供学习效率的同时，具有节省资金、无危险、可重复和易于理解的优点，S3中电动伸缩杆8工作使座椅6发生位移，用于模拟颠簸的石子路等路况，S3中驱动电机2和电动伸缩杆8同时工作，模拟车辆爆胎等特殊工况，S4中驾驶者根据视频回看纠正自己的错误操作。
一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统的实现方法，包括以下步骤：
S1：准备阶段：驾驶者带上虚拟现实头盔10，系上安全带；
S2：操作阶段：驾驶者根据虚拟现实头盔10显示的路况对离合器、手动挡变速器、油门和方向盘操作；
S3：模拟阶段：驱动电机2独立工作，模拟车辆启动时或刹车时车辆的运行状态；电动伸缩杆8独立工作，模拟车辆遇到简单路面时车辆的运行状态；驱动电机2和电动伸缩杆8同时工作，模拟车辆复杂路面时车辆的运行状态；
S4：监控与总结阶段：视频采集装置采集视频信号，用于教练监控驾驶者的操作流程。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统，其系统包括底座(1)，其特征在于，所述底座(1)为中空结构，所述底座(1)的内壁上固定连接有驱动电机(2)，所述驱动电机(2)的输出端连接有齿轮，所述齿轮上连接有齿条，所述齿条与底座(1)的内壁滑动连接，所述齿条远离驱动电机(2)的一端连接有承重台(3)，所述承重台(3)与底座(1)的底部内壁滑动连接，所述底座(1)的顶部设有置物通道，所述承重台(3)的顶部外壁穿过置物通道并连接有固定板(4)，所述固定板(4)的顶部固定连接有转动球型的第一定位板(5)，所述固定板(4)的上方设有座椅(6)，所述座椅(6)的底部设有球型的第一置物槽，所述第一定位板(5)转动连接于第一置物槽内，所述第一置物槽的周围设有第二置物槽，所述第二置物槽位于座椅(6)的底部外壁上，所述第二置物槽内转动连接有球型的第二定位板(7)，所述第二定位板(7)的底部固定连接有电动伸缩杆(8)，所述电动伸缩杆(8)的底部固定连接于底座(1)的顶部外壁上，所述底座(1)的顶部外壁上固定连接有支撑杆(9)，所述支撑杆(9)上挂有虚拟现实头盔(10)，所述支撑杆(9)的一侧壁上固定连接有控制盒，所述控制盒内设有控制模块，所述驱动电机(2)的输入端、电动伸缩杆(8)内的电机输入端和虚拟现实头盔(10)的输入端均与控制模块的输出端连接，通过虚拟现实头盔(10)与实物相结合的实践方式增加学员身临其境的体验感并且提高学员的学习效率。
2.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统，其特征在于，所述底座(1)的顶部外壁上固定连接有离合器踏板、刹车踏板、油门踏板和手动挡变速器，所述支撑杆(9)靠近座椅的一侧壁上活动连接有方向盘，所述离合器踏板、刹车踏板、油门踏板、手动挡变速器和方向盘均位于座椅(7)周围，所述离合器踏板、刹车踏板、油门踏板、手动挡变速器和方向盘的输出端均与控制模块的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统，其特征在于，所述支撑杆(9)靠近座椅的一侧壁上固定连接有视屏采集装置，所述视屏采集装置的输入端与控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端连接有存储模块。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统，其特征在于，所述控制模块的型号为BT-968-03型控制器。
5.一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备阶段：驾驶者带上虚拟现实头盔(10)，系上安全带；
S2：操作阶段：驾驶者根据虚拟现实头盔(10)显示的路况对离合器、手动挡变速器、油门和方向盘操作；
S3：模拟阶段：驱动电机(2)独立工作，模拟车辆启动时或刹车时车辆的运行状态；电动伸缩杆(8)独立工作，模拟车辆遇到简单路面时车辆的运行状态；驱动电机(2)和电动伸缩杆(8)同时工作，模拟车辆复杂路面时车辆的运行状态；
S4：监控与总结阶段：视频采集装置采集视频信号，用于教练监控驾驶者的操作流程。
6.根据权利要求5所述的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统的实现方法，其特征在于，所述S3中电动伸缩杆(8)工作使座椅(6)发生位移，用于模拟石子路的颠簸路况。
7.根据权利要求5所述的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统的实现方法，其特征在于，所述S3中驱动电机(2)和电动伸缩杆(8)同时工作，模拟车辆爆胎的特殊工况。
8.根据权利要求5所述的一种基于沉浸式VR的三维驾考模拟系统的实现方法，其特征在于，所述S4中驾驶者根据视频回看纠正自己的错误操作。
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