CN108295464A - 一种模拟训练方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种模拟训练方法和系统。该模拟训练方法包括：将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；接收来自虚拟现实设备的用于对无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵手柄的用于对无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；分别基于第一输入信号和第二输入信号对无人机的第一方面和第二方面进行调整；以及将虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器。

Description

一种模拟训练方法和系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实领域，更具体地涉及一种模拟训练方法和系统。

背景技术

目前，无人机在民用、商用及军事领域迅速发展，并开始逐渐应用于医疗、影视、运动等许多其它领域，可以说，无人机技术已经进入全面发展时期。然而，无人机的广泛应用受到一些因素的限制。例如，无人机操作难度较大，新手无法快速上手使用，否则就会因为操作的生疏而随时面临炸机的风险，这种结果既是金钱的浪费，又对用户的人身安全造成了一定威胁。另外控制无人机的操作较为复杂，并且用户的低体验性，使得用户对无人机兴趣缺乏。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，提供了一种用于模拟训练的方法和系统。

根据本发明实施例的用于模拟训练的方法，包括：将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；接收来自虚拟现实设备的用于对无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵平台的用于对无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；分别基于第一输入信号和第二输入信号对无人机的第一方面和第二方面进行调整；以及将虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器。

根据本发明实施例的用于模拟训练的系统，包括：信息发送单元，被配置用于将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；调整信号接收单元，被配置用于接收来自虚拟现实设备的用于对无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵平台的用于对无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；调整单元，被配置用于分别基于第一输入信号和第二输入信号对无人机的第一方面和第二方面进行调整；以及经调整信息发送单元，被配置用于将虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器。

根据本发明的新型的模拟训练方法通过将无人机游戏与虚拟现实设备有机地结合，为用户提供逼真的无人机操作体验，从而通过不断练习获得控制无人机的技术，而无需付出任何额外的代价。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是根据本发明实施例的用于模拟训练方法的示意框图；

图2是根据本发明实施例的用户头部的运动的示意图；

图3是根据本发明实施例的用于模拟训练方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的用于模拟训练系统的示意框图；

图5是能够实现根据本发明实施例的用于模拟训练方法和系统的计算设备的示例性硬件架构的结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的主要技术创意。

本申请提出一种新型的模拟训练方法，通过将无人机游戏与虚拟现实设备有机地结合起来，为用户提供逼真的无人机操作体验，从而通过不断练习获得控制无人机的技术，而无需付出任何额外的代价。

图1示出根据本发明的模拟训练方法的示意框图。如图1所示，用户(下文中也称为虚拟现实游戏的“玩家”)通过操作虚拟现实设备和操纵平台生成用于对虚拟现实游戏中的无人机的方面进行调整的调整信号。虚拟现实游戏中的无人机响应于接收到的来自虚拟现实设备和操纵平台的调整信号实时地对各方面进行调整，调整后的虚拟现实游戏的视觉图像信息可被传送到虚拟现实设备的显示器供用户观看，用户可基于该经调整的视觉图像信息进一步进行下一轮调整。

图1中示出的虚拟现实设备可以是头戴式虚拟现实设备，该头戴式虚拟现实设备通过其中的传感器感测用户头部的运动，并生成与用户头部的运动相对应的传感器信号，从而通过该传感器信号来调整虚拟现实游戏中的无人机的视野和视角。其中，用户头部的运动可以包括左右摆动、上下摆动以及前后摆动，如图2所示。事实上，用户通过头部的运动来改变无人机的视野和视角与生活中通过头部的运动来改变视野和视角的体验是一致的。

另一方面，用户可通过操作操纵平台来生成用于对虚拟现实游戏中无人机的高度、速度、和飞行姿态等的调整信号。应当理解的是，操纵平台是可以生成该调整信号的任何软件(例如，软件应用等)或硬件装置(例如，操纵手柄等)。操纵平台上可具有与调整无人机的高度、速度、和飞行姿态等相对应的按键、摇杆等。例如，操纵平台上有用于调整电机速率的按键，则当通过该按键增大电机速率时，无人机的速度相应地增加。又例如，操纵平台上有用于调整无人机俯仰角度的摇杆，通过操纵该摇杆可相应地改变无人机的飞行姿态。用户可同时操作虚拟现实设备和操纵平台两者，以同时对虚拟无人机的多个方面进行调整。在一些实施例中，操纵平台除了可以生成调整无人机的高度、速度或飞行姿态的信号之外，还可接收来自虚拟现实游戏的反馈信号并对虚拟现实游戏中发生的事件进行响应，例如，当无人机发生碰撞时操纵平台发生振动，等等。

值得注意的是，在一些实施例中，本发明公开的虚拟现实游戏中的无人机可以是基于无人机实体建模得到的，其可控参数与实体无人机相同或相似，因此本公开中所用的操纵平台可以是用于调整所生产的无人机实体的操纵平台。这样，用户可通过使用本公开中的模拟训练系统来获得控制无人机的技术并通过不断练习来提高控制技术，而无需付出任何额外的代价(例如，由于控制技术不成熟损毁无人机、希望体验无人机操控却又不想购买实体无人机、等等)。此外，本公开的模拟训练系统结合了虚拟现实技术，使得用户在训练时可以获得更为贴近真实感受的沉浸式体验。

图3示出根据本发明的模拟训练方法的流程图。该图仅是示例，其不应不适当地限制权利要求的范围。本领域的技术人员可以在该图的基础上进行适应性地变化、替代和修改。

如图3所示，该模拟训练方法包括：S301，将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；S302，接收来自虚拟现实设备的用于对无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵平台的用于对无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；S303，分别基于第一输入信号和第二输入信号对无人机的第一方面和第二方面进行调整；以及S304，将虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器。

虚拟现实设备可通过蓝牙、WiFi、有线连接中的任一者与运行虚拟现实游戏的设备相连接从而与虚拟现实游戏通信。这样，虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息可通过蓝牙、WiFi、有线连接中的任一者传送到虚拟现实设备。

如上所述的虚拟现实设备与虚拟现实游戏的通信还可包括虚拟现实设备通过该通信向虚拟现实游戏传送用于对无人机的视野和视角进行调整的调整信号。在本发明的实施例中，虚拟现实设备可以是头戴式虚拟现实设备，该头戴式虚拟现实设备通过其中的传感器感测用户头部的运动，并生成与用户头部的运动相对应的传感器信号，从而通过该传感器信号来相应地调整虚拟现实游戏中无人机的视野和视角。其中，用户头部的运动可以包括左右摆动、上下摆动以及前后摆动，如上文关于图2所描述的。例如，当用户的头部左右摆动时所生成的传感器信号也相应地调整无人机左右摆动。

操纵平台也可通过蓝牙、WiFi、有线连接中的任一者与运行虚拟现实游戏的设备相连接从而与虚拟现实游戏通信。操纵平台通过该通信向虚拟现实游戏传送用于对无人机的高度、速度或飞行姿态中的任一者或多者进行调整的调整信号。该调整信号是响应于用户对操纵平台上的相应的按键或摇杆的操作生成的。

操纵平台与虚拟现实设备可通过相同的方式连接到运行虚拟现实游戏的设备。例如，当运行虚拟现实游戏的设备是不具有物理外设接口的移动设备且该移动设备所处的环境没有Wi-Fi信号时，操纵平台与虚拟现实设备均可通过蓝牙连接到该移动设备。可替代地，操纵平台与虚拟现实设备可通过不同的方式连接到运行虚拟现实游戏的设备。例如，如果运行虚拟现实游戏的笔记本计算机只具有有限个物理外设接口，使得操纵平台和虚拟现实设备中仅一者可通过有线方式连接到该笔记本计算机，例如操纵平台通过有线方式连接到笔记本计算机，则虚拟现实设备通过蓝牙或Wi-Fi进行连接。

在一些实施例中，本申请中所公开的虚拟现实游戏可以是单机游戏。玩家可以在不受其它玩家影响的情况下单独体验对无人机的操控，并且通过这种封闭式的训练提升自己操控无人机的技术，例如，如何保持飞行平稳、如何同时进行多于一种操作(例如，在加速的同时改变航向和高度)等。

在另一些实施例中，本申请中所公开的虚拟现实游戏还可以是联机游戏。当玩家操控无人机的技术比较熟练时，玩家可参与联机游戏。在联机游戏中玩家可以参与团队任务。例如，与其它的一个或多个玩家的一个或多个无人机一起进行编队飞行训练，或者与其它一个或多个玩家组成小组来与其它小组进行对抗性的竞技训练，等等。在一些实施例中，这种联机游戏还可包括供游戏玩家互动的互动区。玩家可以在此与其它玩家分享无人机操控的经验，或者向其它玩家请教在操控无人机的过程中遇到的问题。这种互动区例如可以是论坛的形式，在这种情形中玩家通过在公共区域分享经验或发布问题的形式与其它玩家交流。互动区也可以是与每个玩家的账户相对应的个人主页的形式，在这种情形中玩家通过在自己的个人主页分享经验或发布问题并等待或邀请其它玩家来访问的形式与其它玩家交流。互动区也可以是以上两种方式的结合。当然实际情形不限于以上两种形式，可以采用能实现玩家间的互动的任何其它形式，在此不再赘述。此外，在互动区中玩家还可以相互添加好友等。这样，在虚拟游戏中还具有与现实世界中的人际交互，有效克服虚拟现实游戏带来的现实社交隔离等问题，大大提升了游戏的趣味性。

在本公开的虚拟现实游戏中，无人机的外观除了可以采用系统提供的默认外观之外，还可以是用户自己设计的自定义外观。此外，用户还可通过上述互动区分享、交换、或者赠送自己设计的自定义外观，或者请求其它用户分享、交换或赠送他们自己设计的自定义外观，进一步增强了游戏的趣味性。

为了更真实地模拟现实中操控无人机的场景，在本公开的虚拟现实游戏中环境参数是可以由用户自定义的。例如，环境参数可以包括气象环境(包括但不限于阴、晴、雨、雪、风、雾、霾等)、空间环境(例如，在建筑物里、在森林、在空地等)、时间环境(例如，白天、黑夜等)。用户可以通过自行将环境参数设置为不同值来体验在不同环境下操控无人机的感受。这一方面使得模拟训练更接近真实环境，另一方面也为用户提供更多选择，丰富了训练内容。

另外，根据本公开的虚拟现实游戏还可以在所呈现的视觉图像信息中体现玩家与无人机之间的距离变化。也就是说，当玩家操控无人机向远处飞去时，所呈现的视觉信息也相应地体现无人机远离用户。这样使本公开的虚拟现实游戏与真实场景更为相似，使用户获得更好的体验。

图4示出根据本公开的实施例的模拟训练系统400的框图。如图4中所示，系统400包括：信息发送单元402、调整信号接收单元404、调整单元406、以及经调整信息发送单元408。其中，信息发送单元402被配置为将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；调整信号接收单元404被配置为接收来自所述虚拟现实设备的用于对所述无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵平台的用于对所述无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；调整单元406被配置为诶分别基于所述第一输入信号和所述第二输入信号对所述无人机的第一方面和第二方面进行调整；经调整信息发送单元408，被配置为将所述虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到所述虚拟现实设备的显示器。装置400中各单元的功能与参考图3所示的方法相对应，在此不再详细描述。

结合图1至图4描述的用于本公开中的模拟训练方法和系统可以由计算设备实现。图5是示出能够实现根据本发明实施例的用于模拟训练方法和系统的计算设备的示例性硬件架构的结构图。如图5所示，计算设备500包括输入设备501、输入接口502、中央处理器503、存储器504、输出接口505、以及输出设备506。其中，输入接口502、中央处理器503、存储器504、以及输出接口505通过总线510相互连接，输入设备501和输出设备506分别通过输入接口502和输出接口505与总线510连接，进而与计算设备500的其他组件连接。具体地，输入设备501接收输入信息(例如，来自虚拟现实设备和操纵平台的调整信号)，并通过输入接口502将输入信息传送到中央处理器503；中央处理器503基于存储器504中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器504中，然后通过输出接口505将输出信息传送到输出设备506；输出设备506将输出信息输出到计算设备500的外部供用户使用。

也就是说，图4所示的用于模拟训练的系统400也可以被实现为包括：存储有计算机可执行指令的存储器；以及处理器，该处理器在执行计算机可执行指令时可以实现结合图1-图2描述的用于模拟训练的方法和系统。这里，处理器可以基于输入信息执行计算机可执行指令，从而实现结合图1-图2描述的用于模拟训练的方法和系统。

需要明确的是，本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本发明的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本发明的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本发明的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。

Claims (20)

1.一种模拟训练方法，其特征在于，该方法包括：

将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；

接收来自所述虚拟现实设备的用于对所述无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵平台的用于对所述无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；

分别基于所述第一输入信号和所述第二输入信号对所述无人机的第一方面和第二方面进行调整；以及

将所述虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到所述虚拟现实设备的显示器。

2.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述无人机的第一方面包括所述无人机的视野和视角。

3.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述无人机的第二方面至少包括所述无人机的高度、速度、飞行姿态中的一者或多者。

4.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述虚拟现实设备和所述操纵平台通过以下方式中的一者与运行所述虚拟现实游戏的设备相连接：蓝牙、WiFi、有线连接。

5.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述虚拟现实游戏是单机游戏。

6.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述虚拟现实游戏是联机游戏。

7.如权利要求6所述的模拟训练方法，其特征在于，所述虚拟现实游戏中的无人机能够参与团队任务，其中所述团队任务至少包括编队飞行训练和竞技训练中的一者。

8.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述虚拟现实游戏包括供游戏玩家交流的交流区。

9.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述无人机的外观是所述虚拟现实游戏中包含的默认外观。

10.如权利要求1所述的模拟训练方法，其特征在于，所述无人机的外观是所述虚拟现实游戏的玩家自己设计的自定义外观。

11.一种模拟训练系统，其特征在于，该系统包括：

信息发送单元，被配置为将虚拟现实游戏的包括无人机的视觉图像信息传送到虚拟现实设备的显示器；

调整信号接收单元，被配置为接收来自所述虚拟现实设备的用于对所述无人机的第一方面进行调整的第一输入信号和来自操纵平台的用于对所述无人机的第二方面进行调整的第二输入信号；

调整单元，被配置为诶分别基于所述第一输入信号和所述第二输入信号对所述无人机的第一方面和第二方面进行调整；以及

经调整信息发送单元，被配置为将所述虚拟现实游戏的包括经调整的无人机的视觉图像信息传送到所述虚拟现实设备的显示器。

12.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述无人机的第一方面包括所述无人机的视野和视角。

13.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述无人机的第二方面至少包括所述无人机的高度、速度、飞行姿态中的一者或多者。

14.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟现实设备和所述操纵平台通过以下方式中的一者与运行所述虚拟现实游戏的设备相连接：蓝牙、WiFi、有线连接。

15.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟现实游戏是单机游戏。

16.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟现实游戏是联机游戏。

17.如权利要求16所述的模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟现实游戏中的无人机能够参与团队任务，其中所述团队任务至少包括编队飞行训练和竞技训练中的一者。

18.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述虚拟现实游戏包括供游戏玩家交流的交流区。

19.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述无人机的外观是所述虚拟现实游戏中包含的默认外观。

20.如权利要求1所述的模拟训练系统，其特征在于，所述无人机的外观是所述虚拟现实游戏的玩家自己设计的自定义外观。