CN109996059A - 一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统，其特点是该系统由船舶信息与AR头戴设备和信息处理组成，通过采集船舶周边态势、航线、航向、纵横摇角度、位置坐标及船舶操纵人员头戴设备相对位置等信息，构建头戴设备当前位置及角度下船舶航线、周边态势信息的三维场景图像，与当前AR头戴设备视频采集图像相结合，生成带有附加信息的场景图像。本发明与现有技术相比具有基本视景融合三维附加场景的信息图像，供驾驶人员直接观察、参考，使驾驶人员更加直观、方便的了解掌握船舶发挥周围动态，使船舶操纵人员看到融合航线及周边态势信息视景，达到辅助驾驶的效果。

Description

一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统

技术领域

本发明涉及船舶驾驶技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统。

背景技术

目前，随着船舶信息化水平的提高，船舶位置、航向、纵横摇角度以及周边船舶动态（AIS/导航雷达）等信息非常完善，且以数字或平面的形式进行展示，供船舶驾驶人员参考。一般情况下，驾驶人员需经常将船外场景与所提供的参考信息进行人工比对、分析，容易造成人员疲劳、决策失误等情况，特别是能见度不良、岛礁区、狭水道、航路繁忙等海区尤甚。因此，一种基于MR的船舶辅助驾驶系统，利用虚拟现实增强技术将船舶驾驶参考信息与船舶周围景象相结合供驾驶人员直接观察、参考，使驾驶人员更加直观、方便的了解掌握船舶发挥周围动态，是船舶辅助驾驶领域发展中的不可或缺的重点研究内容。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而设计的一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统，采用虚拟现实增强技术，将船舶周边态势、航线、航向、纵横摇角度、位置坐标，利用船舶操纵人员头戴设备相对位置等信息，构建头戴设备当前位置及角度下船舶航线、周边态势信息的三维场景图像，并与当前AR头戴设备视频采集图像相结合，生成带有附加信息的场景图像，以便船舶操纵人员清晰的观察到航线及周边动态信息，达到辅助驾驶的效果。

本发明的目的是这样实现的：一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统，其特点是该船舶辅助驾驶系统由船舶信息设备与AR头戴设备和信息处理设备组成，所述AR头戴设备为头戴定位设备、头戴视景采集设备和头戴三维显示设备获取的头戴设备相对位置、姿态数据及视景图像，同时显示基本视景融合附加场景信息的图像；所述船舶信息设备为船舶定位设备、水平仪、罗经、电子海图和船舶AIS/导航雷达获取的船舶自身位置、姿态数据、航线及周边态势信息；所述信息处理设备为包括附加场景处理模块和图像处理模块的计算机；所述附加场景处理模块将船舶信息设备和头戴定位设备输入信息进行数据处理，生成的三维附加场景接入图像处理模块；所述图像处理模块将输入的三维附加场景与头戴视景采集设备获取的基本视景进行融合，融合后的场景图像接入头戴三维显示设备；所述头戴三维显示设备将融合后的场景图像以数字或平面形式进行展示，以便船舶操纵人员清晰的观察到航线及周边动态信息，达到辅助驾驶的目的。

本发明与现有技术相比具有基本视景融合三维附加场景的信息图像，

将船舶驾驶参考信息与船舶周围景象相结合供驾驶人员直接观察、参考，使驾驶人员更加直观、方便的了解掌握船舶发挥周围动态，使船舶操纵人员看到融合航线及周边态势信息视景，达到辅助驾驶的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

参阅附图1，本发明由船舶信息设备8与AR头戴设备12和信息处理设备13组成，所述AR头戴设备12为头戴定位设备2、头戴视景采集设备1和头戴三维显示设备11获取的头戴设备相对位置、姿态数据及视景图像，同时显示基本视景融合附加场景信息的图像；所述船舶信息设备8为船舶定位设备3、水平仪4、罗经5、电子海图6和船舶AIS/导航雷达7获取的船舶自身位置、姿态数据、航线及周边态势信息；所述信息处理设备13为包括附加场景处理模块9和图像处理模块10的计算机；所述附加场景处理模块9将船舶信息设备8和头戴定位设备2输入信息进行数据处理，生成的三维附加场景接入图像处理模块10；所述图像处理模块10将输入的三维附加场景与头戴视景采集设备1获取的基本视景进行融合，融合后的场景图像接入头戴三维显示设备11；所述头戴三维显示设备11将融合后的场景图像以数字或平面形式进行展示，以便船舶操纵人员清晰的观察到航线及周边动态信息。

本发明是这样使用的：信息处理设备13为包括附加场景处理模块9和图像处理模块10的独立运行计算机，其附加场景处理模块9通过网络或串口接收船舶信息设备8数据，以及外接头戴定位设备2输入相对船舶位置，生成的三维附加场景输入图像处理模块10，并将附加场景和头戴视景采集设备1采集的基本视景为数据来源，且经图像处理模块10的融合处理，得到融合周边船舶位置、航向航速、航线信息及岛屿、地形等障碍物数据的基本视景，融合后的场景图像输入头戴三维显示设备11以数字或平面形式进行展示，以便船舶操纵人员清晰的观察到航线及周边动态信息。

以上只是对本发明作进一步的说明，并非用以限制本专利，凡为本发明等效实施，均应包含于本专利的权利要求范围之内。

Claims (1)

1.一种基于虚拟现实构建的船舶辅助驾驶系统，其特征在于该船舶辅助驾驶系统由船舶信息设备与AR头戴设备和信息处理设备组成，所述AR头戴设备为头戴定位设备、头戴视景采集设备和头戴三维显示设备获取的头戴设备相对位置、姿态数据及视景图像，同时显示基本视景融合附加场景信息的图像；所述船舶信息设备为船舶定位设备、水平仪、罗经、电子海图和船舶AIS/导航雷达获取的船舶自身位置、姿态数据、航线及周边态势信息；所述信息处理设备为包括附加场景处理模块和图像处理模块的计算机；所述附加场景处理模块将船舶信息设备和头戴定位设备输入信息进行数据处理，生成的三维附加场景接入图像处理模块；所述图像处理模块将输入的三维附加场景与头戴视景采集设备获取的基本视景进行融合，融合后的场景图像接入头戴三维显示设备；所述头戴三维显示设备将融合后的场景图像以数字或平面形式进行展示，以便船舶操纵人员清晰的观察到航线及周边动态信息。