CN110288875A - 一种基于vr的方向盘交互系统、方法及装置 - Google Patents

一种基于vr的方向盘交互系统、方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明的技术方案包括一种基于VR的方向盘交互系统、方法及装置，用于实现：虚拟场景生成模块，根据用户的选择生成对应的VR虚拟训练场景；硬件交互模块，使用硬件交互设备进行方向盘操作；操作输入模块，将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；处理器，根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；驾驶反馈模块，根据处理器的指令执行控制虚拟现实驾驶装置执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。本发明的有益效果为：减少在方向盘训练过程中对教练车的损耗，减少对教练车和教练员的依赖，提升驾驶培训效率，加深用户对方向盘使用方法的熟悉度。

Description

一种基于VR的方向盘交互系统、方法及装置
技术领域
本发明涉及一种基于VR的方向盘交互系统、方法及装置，属于虚拟驾驶技术领域。
背景技术
目前，传统驾驶培训大多使用真实方向盘进行方向盘训练，在驾校教练对学员进行口授以及真车操作实践的阶段，学员在培训期间只能依靠教练的培训经验和驾照考试的要求进行针对性练习；不可否认的是，上述方法对于驾驶技术具备着一定程度的增益，但仍存在培训效率低、培训场景单一、过程漫长、真车损耗大、经营成本高等缺点；由于用户不熟悉方向盘的正确操作方法，使用真车进行训练，容易造成车辆损耗，而经由这种形式培训出的学员在实际驾驶环节中对于车辆方向盘操作的掌握往往过于死板，无法有效利用学习到的操作知识。
因此，为顺应社会发展的需求，急需一种更加经济且有效的方向盘操作培训方法来解决现有技术的不足。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于VR的方向盘交互系统、方法及装置，虚拟场景生成模块，用于根据用户的选择生成对应的VR虚拟训练场景；硬件交互模块，用于使用硬件交互设备进行方向盘操作；操作输入模块，用于将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；处理器，用于根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；驾驶反馈模块，用于根据处理器的指令执行控制虚拟现实驾驶装置执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
本发明解决其问题所采用的技术方案一方面是：一种基于VR的方向盘交互系统，其特征在于，包括：虚拟场景生成模块，用于根据用户的选择生成对应的VR虚拟训练场景；硬件交互模块，用于使用硬件交互设备进行方向盘操作；操作输入模块，用于将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；处理器，用于根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；驾驶反馈模块，用于根据处理器的指令执行控制虚拟现实驾驶装置执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
进一步的，所述硬件交互模块还包括：方向盘转动数据采集单元，用于采集交互设备中的方向盘转动角度和转动方向数据，并将数据发送给操作输入模块。
进一步的，所述操作输入模块还包括：模拟信号输出单元，用于将用户的手动操作行为经过电路板产生模拟信号；数字信号输入单元，用于将电路板产生的模拟信号转换为供处理器识别处理的数字信号；串口传输单元，用于将产生的数字信号发送给处理器进行处理。
本发明解决其问题所采用的技术方案另一方面是：一种基于VR的方向盘交互方法，其特征在于，包括：S100、用户选择训练场景，系统生成对应的VR虚拟训练场景；S200、用户在硬件交互模块上执行操作行为；S300、将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；S400、根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；S500、根据处理器的指令控制虚拟场景生成模块执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
进一步的，所述S100还包括，系统根据预设信息加载虚拟训练场景，其中预设信息还包括：VR模拟训练场景库、方向盘动画效果库、方向盘转动变化信号匹配表。
进一步的，所述S200还包括：S201、用户在硬件交互模块执行操作行为，其中操作行为包括转动方向盘；S202、采集交互设备中的方向盘转动角度和转动方向数据，并将数据发送给操作输入模块。
进一步的，所述S300还包括：S301、将用户的手动操作行为经过电路板产生模拟信号；S302、将电路板产生的模拟信号转换为供处理器识别处理的数字信号；S303、将产生的数字信号发送给处理器进行处理。
进一步的，所述S500还包括：S501、调用预设信息中的方向盘动画效果库和方向盘转动变化信号匹配表；S502、根据方向盘的转动角度和转动方向匹配对应方向盘动画效果；S503、根据匹配结果于方向盘动画效果库内调用对应动画效果资源并在VR虚拟训练场景中播放。
本发明解决其问题所采用的技术方案另一方面是：一种基于VR的方向盘交互装置，其特征在于，包括：硬件交互设备，用于模拟真车的灯光拨杆操作场景。头戴式VR设备，用于生成并展示VR虚拟场景。通信设备，用于实现系统内部或与外界间的通信功能。
本发明解决其问题所采用的技术方案还包括：一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于该指令被处理器执行时实现如上述方法的任一步骤。
本发明的有益效果是：减少在方向盘训练过程中对教练车的损耗，减少对教练车和教练员的依赖，提升驾驶培训效率。生动形象的给用户展示方向盘操作使用方法，加深用户对方向盘使用方法的熟悉度。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的系统结构示意图；
图2是根据本发明优选实施例的方法流程示意图；
图3是根据本发明优选实施例的操作流程示意图；
图4是根据本发明优选实施例的方向盘练习界面示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本文所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。
参照图1是根据本发明优选实施例的系统结构示意图，
包括：虚拟场景生成模块，用于根据用户的选择生成对应的VR虚拟训练场景；硬件交互模块，用于使用硬件交互设备进行方向盘操作；操作输入模块，用于将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；处理器，用于根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；驾驶反馈模块，用于根据处理器的指令执行控制虚拟现实驾驶装置执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
进一步的，所述硬件交互模块还包括：方向盘转动数据采集单元，用于采集交互设备中的方向盘转动角度和转动方向数据，并将数据发送给操作输入模块。
进一步的，所述操作输入模块还包括：模拟信号输出单元，用于将用户的手动操作行为经过电路板产生模拟信号；数字信号输入单元，用于将电路板产生的模拟信号转换为供处理器识别处理的数字信号；串口传输单元，用于将产生的数字信号发送给处理器进行处理。
参照图2是根据本发明优选实施例的方法流程示意图，
包括：S100、用户选择训练场景，系统生成对应的VR虚拟训练场景；S200、用户在硬件交互模块上执行操作行为；S300、将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；S400、根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；S500、根据处理器的指令执行控制虚拟现实驾驶装置执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
进一步的，所述S100还包括，系统根据预设信息加载虚拟训练场景，其中预设信息还包括：VR模拟训练场景库、方向盘动画效果库、方向盘转动变化信号匹配表。
进一步的，所述S200还包括：S201、用户在硬件交互模块的执行操作行为，其中操作行为包括转动方向盘；S202、采集交互设备中的方向盘转动角度和转动方向数据，并将数据发送给操作输入模块。
进一步的，所述S300还包括：S301、将用户的手动操作行为经过电路板产生模拟信号；S302、将电路板产生的模拟信号转换为供处理器识别处理的数字信号；S303、将产生的数字信号发送给处理器进行处理。
进一步的，所述S500还包括：S501、调用预设信息中的方向盘动画效果库和方向盘转动变化信号匹配表；S502、根据方向盘的转动角度和转动方向匹配对应方向盘动画效果；S503、根据匹配结果于方向盘动画效果库内调用对应动画效果资源并在VR虚拟训练场景中播放。
图3是根据本发明优选实施例的操作流程示意图，
1、用户佩戴好VR设备，进入VR软件。
2、进入方向盘项目。
3、双手操作模拟器上的方向盘，进行方向盘操作。
4、软件响应方向盘信号输入，并在VR内输出相应的方向盘动画。
5、模拟器电路板采集方向盘变化的信号(一种开关信号)，把信号记录下来，通过串口协议转发给VR软件，VR软件根据这个信号播放相应的方向盘动画。
图4是根据本发明优选实施例的方向盘联系界面示意图，
用户在操作界面选择教学模式或者练习模式，系统根据用户的选择显示对应的提示信息，生动形象的引导用户完成教学练习。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本文所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种基于VR的方向盘交互系统，其特征在于，包括：
虚拟场景生成模块，用于根据用户的选择生成对应的VR虚拟训练场景；
硬件交互模块，用于使用硬件交互设备进行方向盘操作；
操作输入模块，用于将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；
处理器，用于根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；
驾驶反馈模块，用于根据处理器的指令执行控制虚拟现实驾驶装置执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
2.根据权利要求1所述的基于VR的方向盘交互系统，其特征在于，所述硬件交互模块还包括：
方向盘转动数据采集单元，用于采集交互设备中的方向盘转动角度和转动方向数据，并将数据发送给操作输入模块。
3.根据权利要求1所述的基于VR的方向盘交互系统，其特征在于，所述操作输入模块还包括：
模拟信号输出单元，用于将用户的手动操作行为经过电路板产生模拟信号；
数字信号输入单元，用于将电路板产生的模拟信号转换为供处理器识别处理的数字信号；
串口传输单元，用于将产生的数字信号发送给处理器进行处理。
4.一种基于VR的方向盘交互方法，其特征在于，包括：
S100、用户选择训练场景，系统生成对应的VR虚拟训练场景；
S200、用户在硬件交互模块上执行操作行为；
S300、将用户通过硬件交互设备的操作行为转换为指定信号并发送给处理器；
S400、根据操作输入模块输入的信号读取信号内容并向驾驶反馈模块发送对应指令；
S500、根据处理器的指令控制虚拟场景生成模块执行对应反馈，并调用虚拟场景生成模块生成对应动画或场景。
5.根据权利要求4所述的基于VR的方向盘交互方法，其特征在于，所述S100还包括，系统根据预设信息加载虚拟训练场景，其中预设信息还包括：VR模拟训练场景库、方向盘动画效果库、方向盘转动变化信号匹配表。
6.根据权利要求4所述的基于VR的方向盘交互方法，其特征在于，所述S200还包括：
S201、用户在硬件交互模块执行操作行为，其中操作行为包括转动方向盘；
S202、采集交互设备中的方向盘转动角度和转动方向数据，并将数据发送给操作输入模块。
7.根据权利要求4所述的基于VR的方向盘交互方法，其特征在于，所述S300还包括：
S301、将用户的手动操作行为经过电路板产生模拟信号；
S302、将电路板产生的模拟信号转换为供处理器识别处理的数字信号；
S303、将产生的数字信号发送给处理器进行处理。
8.根据权利要求4所述的基于VR的方向盘交互方法，其特征在于，所述S500还包括：
S501、调用预设信息中的方向盘动画效果库和方向盘转动变化信号匹配表；
S502、根据方向盘的转动角度和转动方向匹配对应方向盘动画效果；
S503、根据匹配结果于方向盘动画效果库内调用对应动画效果资源并在VR虚拟训练场景中播放。
9.一种基于VR的方向盘交互装置，其特征在于，包括：
硬件交互设备，用于模拟真车的灯光拨杆操作场景。
头戴式VR设备，用于生成并展示VR虚拟场景。
通信设备，用于实现系统内部或与外界间的通信功能。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于该指令被处理器执行时实现如权利要求4至8中任一项所述的方法的步骤。
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