CN109637250A - 基于vr技术的交通警察执勤培训方法 - Google Patents

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CN109637250A CN201910035253.5A CN201910035253A CN109637250A CN 109637250 A CN109637250 A CN 109637250A CN 201910035253 A CN201910035253 A CN 201910035253A CN 109637250 A CN109637250 A CN 109637250A
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Abstract

本发明涉及一种基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其中开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；使用工厂模式构建场景和界面内所有的基础物件和元素；使用事件分发机制定义了总场景管理器和各个功能管理器；构建模拟驾驶模式；加载外部环境和条件并对比操作，并给出提示；保存结果。通过VR设备使用实现交通执勤培训的可能会涉及的内容，内虚拟场景1:1还原，在虚拟环境中通过人员操作完成处理，并根据操作过程给出评判，保存结果，能够最小成本和投入完成培训，并且量化培训效果建立统一评价标准有利于标准化处理机制的建立。

Description

基于VR技术的交通警察执勤培训方法
【技术领域】
本发明涉及一种VR实感情景式培训方法，尤其涉及通过算法模拟道路情况进行VR模拟的训练方法。
【背景技术】
所谓的VR（Virtual Reality）技术是指虚拟现实技术，采用技术手段构建给人带来超强真实感的虚拟现实环境，将这种技术应用到各种培训、新奇体验、冒险项目中会大幅降低成本的前提下较为完整得获得实际体验感。
交通警察培训现在主要有两种方式：一是书本教育培训，二是现实模拟培训。书本教育信息平面化，难以理解；现实模拟成本高、难开展，且有安全风险。
现有的培训方式无法进行有效的参数记录形成体系对比数据，无法量化培训效果和进展，只能靠经验和主观感受进行评估，无法形成稳定有效高速的培训体系和方式。
【发明内容】
本发明针对以上情况提出了一种基于VR技术上的培训方法，填补了传统培训存在的硬性缺点，使得交通警察可以随时随地开展培训，并且完全模拟现实，有极强的身临其境感。同时可以将培训数据化，并可以根据数据反馈针对性提高培训效果。
本发明所涉及的一种基于VR技术的交通警察执勤培训方法：
步骤一、使用虚拟现实开发插件Steam VR plugin 在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；
步骤二、使用工厂模式构建场景和界面内所有的基础物件和元素，工厂模式的构建方法如下：首先定义一类物件或者元素的基类，基类决定了这一类物品的使用模式的基本属性，再由这些基类派生出有具体功能的可操作的物体；
步骤三、使用事件分发机制定义了总场景管理器和各个功能管理器，其中各个功能管理器包含：任务管理器、物品管理器、车辆管理器和手柄管理器，任务任务管理器分管任务的开始、推演和结束；物品管理器分管上一步骤中完成的道具的生成、使用和消除；车辆管理器分管上一步骤中完成的所有车辆的行驶、停靠；手柄管理器管理手柄的各个按键消息的派发；
步骤四、构建模拟驾驶模式，其中包括：车辆行驶流程、虚拟方向盘，通过手柄位置求出中点和倾斜角度，计算得到方向盘倾斜角度；
步骤五、加载外部环境和条件并对比操作：虚拟出若干实际环境，给出行人、障碍物、交通指示的条件，接收操作方的结果，将操作结果和虚拟环境对比，得出操作是否符合规范或者是否正确的结论并给出提示；
步骤六、技术操作要点得分，并记录保存。
其中步骤四中计算方向盘倾斜角度的过程包括：
定义车辆行驶方向为正Z轴，车辆正上方向为正Y轴，车辆正Z轴右弧90°为正X轴；
通过两个手柄位置计算出其在X/Y平面的每个轴的分量差
获取左边手柄的物体句柄left，获取左边手柄的物体句柄right
计算左右手Y轴的分量差值：chaY = right.y - left.y;
计算左右手X轴的分量差值：chaX = right.x - left.x;
获得倾斜角度angle = Mathf.Atan(chaY / chaX) * Mathf.Rad2Deg;
其中Mathf.Rad2Deg为弧度角度转换常数；
Mathf.Atan为数学正切函数；
right.x为右边手柄x轴坐标值；
right.y为右边手柄y轴坐标值；
left.x为左边手柄x轴坐标值；
left.y为左边手柄y轴坐标值。
在步骤五种，加载外部环境为高速公路实时环境时，模拟的决策树机制算法，其中采用了一个三级多叉树的形式实现决策树，第一层用于行驶状态类别分类，第二层用于行驶决策分类，少数第三层用于特殊决策和协和决策分类。
其中元素的基类包括但不限于：道具、按钮、车辆。
其中使用基本属性包括但不限于：拾取、点击和驾驶。
其中由基类派生出有具体功能的可操作的物体包括但不限于：由道具派生出的锥桶、指示牌和指挥棒；由按钮派生出的射线点击按钮和手柄点击按钮；由车辆派生出的警车、救护车、事故车辆、道路车辆。
通过VR设备使用实现交通执勤培训的可能会涉及的内容，内虚拟场景1:1还原，在虚拟环境中通过人员操作完成处理，并根据操作过程给出评判，保存结果，能够最小成本和投入完成培训，并且量化培训效果建立统一评价标准有利于标准化处理机制的建立。
【附图说明】
图1是本发明基于VR技术的交通警察执勤培训方法的架构框图；
图2是本发明基于VR技术的交通警察执勤培训方法系统和实体联系图；
【具体实施方式】
下面将结合本发明附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细说明。
本发明所涉及的一种基于VR技术的交通警察执勤培训方法：
步骤一、使用虚拟现实开发插件Steam VR plugin 在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；
步骤二、使用工厂模式构建场景和界面内所有的基础物件和元素，工厂模式的构建方法如下：首先定义一类物件或者元素的基类，基类决定了这一类物品的使用模式的基本属性，再由这些基类派生出有具体功能的可操作的物体；
步骤三、使用事件分发机制定义了总场景管理器和各个功能管理器，其中各个功能管理器包含：任务管理器、物品管理器、车辆管理器和手柄管理器，任务任务管理器分管任务的开始、推演和结束；物品管理器分管上一步骤中完成的道具的生成、使用和消除；车辆管理器分管上一步骤中完成的所有车辆的行驶、停靠；手柄管理器管理手柄的各个按键消息的派发；
步骤四、构建模拟驾驶模式，其中包括：车辆行驶流程、虚拟方向盘，通过手柄位置求出中点和倾斜角度，计算得到方向盘倾斜角度；
步骤五、加载外部环境和条件并对比操作：虚拟出若干实际环境，给出行人、障碍物、交通指示的条件，接收操作方的结果，将操作结果和虚拟环境对比，得出操作是否符合规范或者是否正确的结论并给出提示；
步骤六、技术操作要点得分，并记录保存。
其中步骤四中计算方向盘倾斜角度的过程包括：
定义车辆行驶方向为正Z轴，车辆正上方向为正Y轴，车辆正Z轴右弧90°为正X轴；
通过两个手柄位置计算出其在X/Y平面的每个轴的分量差：
获取左边手柄的物体句柄left，获取左边手柄的物体句柄right
计算左右手Y轴的分量差值：chaY = right.y - left.y;
计算左右手X轴的分量差值：chaX = right.x - left.x;
获得倾斜角度angle = Mathf.Atan(chaY / chaX) * Mathf.Rad2Deg;
其中Mathf.Rad2Deg为弧度角度转换常数；
Mathf.Atan为数学正切函数；
right.x为右边手柄x轴坐标值；
right.y为右边手柄y轴坐标值；
left.x为左边手柄x轴坐标值；
left.y为左边手柄y轴坐标值。
在步骤五种，加载外部环境为高速公路实时环境时，模拟的决策树机制算法，其中采用了一个三级多叉树的形式实现决策树，第一层用于行驶状态类别分类，第二层用于行驶决策分类，少数第三层用于特殊决策和协和决策分类。
其中元素的基类包括但不限于：道具、按钮、车辆；
其中使用基本属性包括但不限于：拾取、点击和驾驶；
其中由基类派生出有具体功能的可操作的物体包括但不限于：由道具派生出的锥桶、指示牌和指挥棒；由按钮派生出的射线点击按钮和手柄点击按钮；由车辆派生出的警车、救护车、事故车辆、道路车辆。
通过VR设备使用实现交通执勤培训的可能会涉及的内容，内虚拟场景1:1还原，在虚拟环境中通过人员操作完成处理，并根据操作过程给出评判，保存结果，能够最小成本和投入完成培训，并且量化培训效果建立统一评价标准有利于标准化处理机制的建立。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
步骤一、使用虚拟现实开发插件在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；
步骤二、使用工厂模式构建场景和界面内所有的基础物件和元素，工厂模式的构建方法如下：首先定义一类物件或者元素的基类，基类决定了这一类物品的使用模式的基本属性，再由这些基类派生出有具体功能的可操作的物体；
步骤三、使用事件分发机制定义了总场景管理器和各个功能管理器，其中各个功能管理器包含：任务管理器、物品管理器、车辆管理器和手柄管理器，任务任务管理器分管任务的开始、推演和结束；物品管理器分管上一步骤中完成的道具的生成、使用和消除；车辆管理器分管上一步骤中完成的所有车辆的行驶、停靠；手柄管理器管理手柄的各个按键消息的派发；
步骤四、构建模拟驾驶模式，其中包括：车辆行驶流程、虚拟方向盘，通过手柄位置求出中点和倾斜角度，计算得到方向盘倾斜角度；
步骤五、加载外部环境和条件并对比操作：虚拟出若干实际环境，给出行人、障碍物、交通指示的条件，接收操作方的结果，将操作结果和虚拟环境对比，得出操作是否符合规范或者是否正确的结论并给出提示；
步骤六、技术操作要点得分，并记录保存。
2.根据权利要求1所述基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其特征在于，其中步骤四中计算方向盘倾斜角度的过程包括：
定义车辆行驶方向为正Z轴，车辆正上方向为正Y轴，车辆正Z轴右弧90°为正X轴；
通过两个手柄位置计算出其在X/Y平面的每个轴的分量差
获取左边手柄的物体句柄left，获取左边手柄的物体句柄right
计算左右手Y轴的分量差值：chaY = right.y - left.y;
计算左右手X轴的分量差值：chaX = right.x - left.x;
获得倾斜角度angle = Mathf.Atan(chaY / chaX) * Mathf.Rad2Deg;
其中Mathf.Rad2Deg为弧度角度转换常数；
Mathf.Atan为数学正切函数；
right.x为右边手柄x轴坐标值；
right.y为右边手柄y轴坐标值；
left.x为左边手柄x轴坐标值；
left.y为左边手柄y轴坐标值。
3.根据权利要求2所述基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其特征在于，在步骤五种，加载外部环境为高速公路实时环境时，模拟的决策树机制算法，其中采用了一个三级多叉树的形式实现决策树，第一层用于行驶状态类别分类，第二层用于行驶决策分类，少数第三层用于特殊决策和协和决策分类。
4.根据权利要求3所述基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其特征在于，其中元素的基类包括但不限于：道具、按钮、车辆。
5.根据权利要求4所述基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其特征在于，其中使用基本属性包括但不限于：拾取、点击和驾驶。
6.根据权利要求5所述基于VR技术的交通警察执勤培训方法，其特征在于，其中由基类派生出有具体功能的可操作的物体包括但不限于：由道具派生出的锥桶、指示牌和指挥棒；由按钮派生出的射线点击按钮和手柄点击按钮；由车辆派生出的警车、救护车、事故车辆、道路车辆。
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