CN106652643A - 一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，包括：用于存储驾驶员进行行车训练过程中所需要的数据信息数据存储单元和动作监测单元；场景构建单元：在车辆内为驾驶员提供逻辑仿真模型和功能模块，VR虚拟场景实现单元：基于VR技术读取场景构建单元内的图形单元生成仿真模型和驾驶员训练的操作仿真空间，驾驶员佩戴上虚拟现实头盔进行驾驶证考核和演练模拟；所述场景构建单元分别与数据存储单元和VR虚拟场景实现单元实时数据通信。本可以广泛的应用到日常人们的驾驶证考核过程，免去实际考核需要的人力物力现象，并且采用虚拟现实技术使用户的感受更加形成逼真。

Description

一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统。
背景技术
虚拟现实技术是一种可以创建和体验的虚拟世界，用户通过仿真系统生成一种模拟环境，该环境具有多资源信息融合技术如计算图形系统和硬件系统生成的可交互的三维环境即虚拟环境。
随着社会经济的发展，计算机成为人们生活中重要的组成部分，人机接口技术成为人们关心的重要课题。因此近几年来虚拟现实技术成为人们关注的重点，在城市规划建设中被广泛应用并带来显著利益，从而展现规划方案虚拟现实系统的沉浸感和互动感，用户在体验过程中感受到场景的真实感和逼真的感觉冲击，或者身临其境的感觉、可以通过数据接口实时获得虚拟环境中项目的相关信息，因此方便大型工程规划设计、有利于管理人员对各种方案进行辅助设计和方案评估。
目前随着车辆的普及我们每个人都需要掌握驾驶技术，现有技术中采用实际操作车辆的方向盘进行驾驶证考核或者驾车演练已经越来越落后，不仅浪费用户的时间和经历而且训练设施也不够完善，因此我们需要采用虚拟现实技术进行行车演练，从而使用户在短时间内实现对车辆的良好驾驶。
然而现有技术中对驾驶员的驾驶车辆考核过程中只检测用户的动作信息，而科学表明驾驶员的心态、面对应急情况的能力、出现紧急情况时和是否紧张对驾驶车辆技术的好坏有直接影响，因此在对驾驶员的驾驶考核过程中监测用户的心率至关重要。
发明内容
根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，包括：数据存储单元：用于存储驾驶员进行行车训练过程中所需要的数据信息，该信息包括驾驶过程中遇到不同路况时驾驶员正确的应急动作信息；
场景构建单元：在车辆内为驾驶员提供逻辑仿真模型和功能模块，所述场景构建单元至少包括驾驶员需要佩戴的虚拟现实头盔，所述场景构建单元内具有VR虚拟场景内动态元素的图形单元；
VR虚拟场景实现单元：基于VR技术读取场景构建单元内的图形单元生成仿真模型和驾驶员训练的操作仿真空间，驾驶员佩戴上虚拟现实头盔进行驾驶证考核和演练模拟；所述场景构建单元分别与数据存储单元和VR虚拟场景实现单元实时数据通信；
该系统还包括动作监测单元，在实际行车训练过程中驾驶员需要坐在该动作监测单元上，所述动作监测单元实时检测驾驶员的头部信息、脚的动作信息、手臂的动作信息，并将检测到的数据信息实时传送至数据存储单元内，所述数据存储单元对该数据信息进行核算与其内部存储的正确的应急动作信息进行核对，判断并统计二者的误差范围是否在设定范围内，如果在设定范围内，则该驾驶员的该项应急动作通过考核；所述动作监测单元与数据存储单元和VR虚拟场景实现单元实时数据通信。
在行车的虚拟环境中所述动作监测单元还实时检测在行车过程中突发紧急情况时驾驶员的心率信息，从而判断驾驶员的应急反应状况评估驾驶员的应变能力。
所述动作监测单元为一待驾驶员脚踩和手扶的座椅，该座椅的扶手两侧设置有动作传感器，该座椅的脚踏位置设置有环形结构和力度传感器，所述座椅的背部设置有位置传感器、心率检测单元和摄像头；
VR虚拟场景演练过程中，驾驶员的脚固定在环形结构上、当出现不同的行车状况时候，力度传感器实时检测两脚的力度信息从而判断动作行为，同时扶手上的力度传感器实时检测驾驶员的两手的反应信息、位置传感器检测驾驶员的身体动作信息该过程被摄像头实时检测。
所述虚拟现实头盔上安装有三轴陀螺仪和位移传感器。
所述数据存储单元内设置有校验模块。
所述数据存储单元还包括历史学习模块和试题数据库，驾驶员在进行考核过程中通过历史学习模块观看标准状况下的驾驶状况信息，驾驶员通过访问试题数据库进行成绩演练。
由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，用户进入车辆内戴上虚拟现实头盔，开启该系统进行训练模式，场景构建单元提供出VR虚拟场景内动态元素的图形单元，通过VR虚拟场景实现单元进行虚拟现实空间的仿真模拟，在该过程中驾驶员体验到多种行车考核情况，与此同时该驾驶员的手势和脚的动作做出相应反应，数据存储单元根据实际动作和其内部存储的动作进行判断对驾驶员的动作反应进行考核，该系统所有的过程基于虚拟现实技术实现，免去实际驾驶员考核过程中实际操作的过程，节省人力物力。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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。
图1为本系统的结构示意图；
图2为本系统中场景构建单元的结构示意图；
图3为动作监测单元的结构示意图；
图4为本系统中数据存储单元的示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面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的描述：
如图1至图3所示的一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，包括：数据存储单元：用于存储驾驶员进行行车训练过程中所需要的数据信息，该信息包括驾驶过程中遇到不同路况时驾驶员正确的应急动作信息。该信息包括驾驶员的脚的动作、手的动作以及头的动作。
场景构建单元：在车辆内为驾驶员提供逻辑仿真模型和功能模块，所述场景构建单元至少包括驾驶员需要佩戴的虚拟现实头盔，所述场景构建单元内具有VR虚拟场景内动态元素的图形单元；根据图形元素为驾驶员构建虚拟环境，包括开车过程的路面情况、车辆的运行状况等等元素信息。
VR虚拟场景实现单元：基于VR技术读取场景构建单元内的图形单元生成仿真模型和驾驶员训练的操作仿真空间，驾驶员佩戴上虚拟现实头盔进行驾驶证考核和演练模拟；所述场景构建单元分别与数据存储单元和VR虚拟场景实现单元实时数据通信。
该系统还包括动作监测单元，在实际行车训练过程中驾驶员需要坐在该动作监测单元上，所述动作监测单元实时检测驾驶员的头部信息、脚的动作信息、手臂的动作信息，并将检测到的数据信息实时传送至数据存储单元内，所述数据存储单元对该数据信息进行核算与其内部存储的正确的应急动作信息进行核对，判断并统计二者的误差范围是否在设定范围内，如果在设定范围内，则该驾驶员的该项应急动作通过考核；所述动作监测单元与数据存储单元实时数据通信。在行车的虚拟环境中所述动作监测单元还实时检测在行车过程中突发紧急情况时驾驶员的心率信息，从而判断驾驶员的应急反应状况评估驾驶员的应变能力。在实际检测过程中采用心率检测单元7进行驾驶员的心率检测，从而判断驾驶员在突发紧急情况时驾驶员的心率情况，判断其紧急应变能力。
进一步的，如图3所示：动作监测单元为一待驾驶员脚踩和手扶的座椅，该座椅的扶手两侧设置有动作传感器1，该座椅的脚踏位置设置有环形结构2和力度传感器3，所述座椅的背部设置有位置传感器4、心率检测单元7和摄像头5。
VR虚拟场景演练过程中，驾驶员的脚固定在环形结构2上、当出现不同的行车状况时候，力度传感器3实时检测两脚的力度信息从而判断动作行为，同时扶手上的力度传感器3实时检测驾驶员的两手的反应信息、位置传感器4检测驾驶员的身体动作信息该过程被摄像头5实时检测。这样驾驶员在虚拟环境的行车演练过程中不仅手势和脚的动作信息被实时检测到并且还有摄像头5被实时检测到其应急反应，从而对驾驶员的状态进行综合考评。
进一步的，所述虚拟现实头盔上安装有三轴陀螺仪和位移传感器，用户通过位移传感器检测用户的各个部位的信息，如脚的动作信息和手部的动作信息等等。
进一步的，所述数据存储单元内设置有校验模块。通过校验模块对驾驶员的行车过程进行考核和评估，并给出相应的成绩信息。
如图4所示：所述数据存储单元还包括历史学习模块和试题数据库，驾驶员在进行考核过程中通过历史学习模块观看标准状况下的驾驶状况信息，驾驶员通过访问试题数据库进行成绩演练。
本发明公开的基于虚拟现实技术的车辆驾驶训练考核系统，可以广泛的应用到日常人们的驾驶证考核过程，免去实际考核需要的人力物力现象，并且采用虚拟现实技术使用户的感受更加形成逼真。
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 (5)

1.一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，其特征在于包括：
数据存储单元：用于存储驾驶员进行行车训练过程中所需要的数据信息，该信息包括驾驶过程中遇到不同路况时驾驶员正确的应急动作信息；
场景构建单元：在车辆内为驾驶员提供逻辑仿真模型和功能模块，所述场景构建单元至少包括驾驶员需要佩戴的虚拟现实头盔，所述场景构建单元内具有VR虚拟场景内动态元素的图形单元；
VR虚拟场景实现单元：基于VR技术读取场景构建单元内的图形单元生成仿真模型和驾驶员训练的操作仿真空间，驾驶员佩戴上虚拟现实头盔进行驾驶证考核和演练模拟；所述场景构建单元分别与数据存储单元和VR虚拟场景实现单元实时数据通信；
该系统还包括动作监测单元，在实际行车训练过程中驾驶员需要坐在该动作监测单元上，所述动作监测单元实时检测驾驶员的头部信息、脚的动作信息、手臂的动作信息，并将检测到的数据信息实时传送至数据存储单元内，所述数据存储单元对该数据信息进行核算与其内部存储的正确的应急动作信息进行核对，判断并统计二者的误差范围是否在设定范围内，如果在设定范围内，则该驾驶员的该项应急动作通过考核；所述动作监测单元与数据存储单元和VR虚拟场景实现单元实时数据通信；
在行车的虚拟环境中所述动作监测单元还实时检测在行车过程中突发紧急情况时驾驶员的心率信息，从而判断驾驶员的应急反应状况评估驾驶员的应变能力。
2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，其特征还在于：所述动作监测单元为一待驾驶员脚踩和手扶的座椅，该座椅的扶手两侧设置有动作传感器(1)，该座椅的脚踏位置设置有环形结构(2)和力度传感器(3)，所述座椅的背部设置有心率检测单元(7)、位置传感器(4)和摄像头(5)；
VR虚拟场景演练过程中，驾驶员的脚固定在环形结构(2)上、当出现不同的行车状况时候，力度传感器(3)实时检测两脚的力度信息从而判断动作行为，同时扶手上的力度传感器(3)实时检测驾驶员的两手的反应信息、位置传感器(4)检测驾驶员的身体动作信息该过程被摄像头(5)实时检测。
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，其特征还在于：所述虚拟现实头盔上安装有三轴陀螺仪和位移传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，其特征还在于：所述数据存储单元内设置有校验模块。
5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实技术的驾驶训练仿真系统，其特征还在于：所述数据存储单元还包括历史学习模块和试题数据库，驾驶员在进行考核过程中通过历史学习模块观看标准状况下的驾驶状况信息，驾驶员通过访问试题数据库进行成绩演练。
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