CN112598212B - 一种虚实结合的驾驶视野评价系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚实结合的驾驶视野评价系统，包括：包括视野评价辅助装置、基于数据车辆的虚拟现实评价装置、实车车辆位置调整模块、视野遮挡获取模块和视野评估模块。本发明系统有效融合了实车的主观评价和车辆数据的虚拟评价，使评价结果具有一致性，从而准确快速地确定设计目标，提升产品开发效率；同时基于数据车辆的虚拟现实评价装置，可在车辆的开发设计阶段，提前就能和竞品车型进行对标，从而判断达成情况，提升产品设计开发质量。

Description

一种虚实结合的驾驶视野评价系统

技术领域

本发明涉及汽车开发技术，尤其涉及一种虚实结合的驾驶视野评价系统。

背景技术

在汽车开发项目中，驾乘人员的视野的设计好坏，与行车安全息息相关，是极其重要的设计环节。

目前关于汽车视野的设计开发，主要依据设计经验和竞品对标来确定设计目标，但竞品对标有两种方式：第一个是对竞品车进行数据分析，获取相关的数据评价指标；第二个是组织相关评价人员进行实车主观评价，得到评价人员的评价分数及好坏说明。但一个显而易见的问题是，数据评价(即虚拟评价)和主观评价(即实物评价)不能有效融合，往往存在用户主观评价感受与数据分析不一致的情况，造成视野设计目标无法准确确定。此外，项目开发中，往往有些竞品车型只有实车而没有数据，或者只有数据而没有实车，如何有效融合实车评价感受和数据分析指标是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种虚实结合的视野评价系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种虚实结合的视野评价系统，包括视野评价辅助装置、基于数据车辆的虚拟现实评价装置、实车车辆位置调整模块、视野遮挡获取模块和视野评估模块；

所述视野评价辅助装置包括具有网格矩阵标识的屏障、Y向定位线、眼点定位装置；所述屏障与地面垂直，并与待评价车辆的正面相对；所述Y向定位线与屏障所在平面垂直；所述眼点定位装置用于发射与Y向定位线垂直的X向直线光定位眼点，且集成摄像头；

所述基于数据车辆的虚拟现实评价辅助装置包括：乘坐台架和具备虚拟现实功能的头盔或CAVE系统；所述头盔或CAVE系统用于根据数据车辆及视野评价辅助装置的数据生成1:1的3D虚拟场景，等同于实车实物的视觉效果；

实车车辆位置调整模块，用于将车辆调整至具有网格矩阵标识的屏障前方，且车辆的Y向中心线与屏障的Y向定位线对齐，驾驶员眼点位置与眼点定位装置所发射的Y向直线光对齐；

视野遮挡获取模块，用于确定眼点位置，根据眼点位置获得遮挡边界对前方视野的遮挡情况；

视野评估模块，用于利用遮挡边界对前方视野的遮挡情况进行量化评估。

按上述方案，所述已知H点的座椅机构、具备前后调节功能的加速踏板机构、具备上下调节功能的地板机构、具备前后\上下\旋转功能的方向盘机构；所述座椅、加速踏板、地板、方向盘机构均安装于同一骨架上，其前后或上下调节功能由滑轨结构实现，旋转调节功能由铰链结构实现，且均以座椅机构的H点为基准点进行调节。

按上述方案，所述遮挡边界包括A柱、顶棚、机罩、后视镜以及窗台线。

按上述方案，所述视野评估模块进行量化评估，具体如下：通过记录A柱及后视镜对网格矩阵的矩阵点遮挡数量来量化评估A柱及后视镜的障碍；通过记录顶棚及机罩边界对应的矩阵点的高度量化评估驾驶员上/下视野，记录顶棚和机罩之间的矩阵点数量量化评估上下视野范围，记录窗台线对应的矩阵点高度量化评估驾驶员侧方视野。

按上述方案，所述视野遮挡获取模块中，确定眼点位置，根据眼点位置获得遮挡边界对前方视野的遮挡情况，具体如下：

若为实车车辆，根据实车车辆位置调整模块调整车辆位置，评价人员进入车辆，调整坐姿后保持视线朝前；打开眼点定位装置的直线光，X向移动直至X向与评价人员的眼点重合；待用户下车后，眼点定位装置Y向移动使摄像头与眼点位置重合，通过摄像头代替人眼进行拍照，获得量化的视野遮挡边界。

若为数据车辆，根据虚拟现实评价辅助装置生成评价的虚拟场景；对简易台架进行调整完成评价人员的坐姿调整后保持视线朝前，评价人员佩戴好虚拟头盔或眼镜，坐上简易台架，根据视野评价辅助装置的数据对应的3D虚拟场景确认眼点位置后虚拟头盔或眼镜基于眼点进行画面的截图并输出，从而获得量化的视野遮挡边界。

本发明产生的有益效果是：

本发明建立了一套虚实结合的驾驶员视野评价系统，可有效融合根据实车的主观评价和根据车辆数据的虚拟评价，使评价结果具有一致性，从而准确快速地确定设计目标，提升产品开发效率。

此外，基于数据车辆的虚拟现实评价装置，可在车辆的开发设计阶段，提前就能和竞品车型进行对标，从而判断达成情况，提升产品设计开发质量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的实车车辆的视野评价辅助装置的示意图；

图2是本发明实施例的眼点定位装置的示意图；

图3是本发明实施例的虚拟现实评价辅助装置的示意图；

图4是本发明实施例中的视野遮挡情况的量化评价示意图；

图中，1-具有网格矩阵标识的前方屏障(实物或数据)，2-矩阵点(实物或数据)，3-实车车辆，4-评价人员的眼点，5-Y向定位线，6-眼点定位装置，7-Y向直线光，8-X向直线光,9-摄像头,10-X向滑动机构，11-Z向支架，12-座椅,13-座椅H点，14-方向盘，15-加速踏板，16-地板，17-虚拟现实头盔，100-A柱，101-顶棚，102-机罩，103-后视镜，104-窗台线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种虚实结合的驾驶视野评价系统，包括视野评价辅助装置、基于数据车辆的虚拟现实评价装置、实车车辆位置调整模块、视野遮挡获取模块和视野评估模块；

如图1所示，视野评价辅助装置包括：具有网格矩阵标识的屏障、Y向定位线、眼点定位装置；

所述屏障与地面垂直，并与待评价车辆的正面相对；所述Y向定位线与屏障所在平面垂直，所述眼点定位装置(靠近车辆的末端)Y向发射与Y向定位线垂直的直线光7，用于X向定位眼点，X向向后发射直线光，用于Y向定位眼点；X向朝前设置有摄像头装置，用于代替评价人员的眼点来拍照；

车辆位置调整模块，用于将车辆3调整至具有网格矩阵标识的屏障前方，且车辆的Y向中心线与Y向定位线对齐。

如图2所示，眼点定位装置由Z向支架和X向滑动机构组成。所述X向滑动机构可相对Z向支架实现X向滑动；其末端朝Y向设置有第一直线光源，可发射Y向直线光，用于定位评价人员眼点X向位置；其末端朝X后方设置有第二直线光源，可发射X向直线光，用于定位评价人员眼点Y向位置；其末端朝X向前方设置有摄像头，可代替驾驶员眼点进行视野遮挡情况的拍照。

如图3所示，虚拟现实评价辅助装置由简易台架、虚拟现实头盔或CAVE、以及虚拟视野评价模块组成，所述简易台架由座椅机构、方向盘机构、加速踏板机构以及地板组成。所述座椅的H点已知，通过该H点使该简易台架和数据车辆；方向盘除了可以实现角度调节外，可相对座椅实现X向和Z向调节；加速踏板可相对座椅实现X向调节；地板可相对座椅实现Z向调节。上述X向和Z向调节由滑轨机构来实现，角度调节由铰链机构来实现。所述虚拟现实头盔或CAVE将车辆数据生成1:1的3D虚拟场景，等同于实车实物的视觉效果；

视野遮挡获取模块，用于确定眼点位置，根据眼点位置获得遮挡边界对前方视野的遮挡情况；

根据实车车辆位置调整模块调整车辆位置获得驾驶员眼点位置，然后使用眼点定位装置上的摄像头拍照得到视野遮挡；

或，利用头盔或CAVE生成3D虚拟场景，最终得到基于驾驶员眼点的视野遮挡视觉画面，并可导出相应的截图。

具体如下：

基于实车车辆的视野遮挡获取和基于虚拟数据的视野遮挡获取两部分：

所述基于实车车辆的视野遮挡获取方法如下：

1)基于车辆位置调整模块，使车辆的Y向中心线与屏障的Y向定位线对齐、车辆前端与屏障调至固定的X向距离；

2)评价人员进入车辆，调整至最合适位置，保持视线朝前；

3)打开眼点定位装置的直线光，X向移动直至X向与评价人员的眼点重合；待用户下车后，Y向移动眼点定位装置至人体中心面(一般通过确定座椅Y向中心面来确定人体中心面，因二者重合)；通过摄像头代替人眼进行拍照，获得量化的视野遮挡边界。

基于虚拟数据的视野遮挡获取方法如下：

1)将待评车辆和屏障的数据导入系统，生成评价虚拟场景；

2)对简易台架进行调整：根据地板与H点的Z向距离调节上下位置，根据加速踏板与H点的X向距离调节前后位置，调节方向盘倾角，根据方向盘与H点的X和X向距离分别调节前后和上下位置；

3)评价人员佩戴好虚拟头盔或眼镜，坐上简易台架，基于虚拟评价装置生成的车辆和屏障场景进行评价；并进一步通过评价系统基于眼点进行画面的截图并输出，从而获得量化的视野遮挡边界。

如若需进行实车车辆的视野评价，选择上述第一方法；如若需进行数据车辆的视野评价，选择上述的第二方法；如若同时比较实车车辆和数据车辆，则同时选择第一、第二方法，并最终使用视野评估模块进行量化评估。

视野评估模块，用于利用遮挡边界对前方视野的遮挡情况进行量化评估；

如图4所述，所述视野遮挡边界包括A柱100、顶棚101、机罩102、后视镜103以及窗台线104，可通过实物评价拍照得到或者虚拟评价截图生成，从而实现实物和虚拟的融合评价。如表1，点检A柱及后视镜对网格矩阵的矩阵点2遮挡数量来量化评估A柱及后视镜的障碍；点检顶棚及机罩边界对应的矩阵点的高度量化评估驾驶员上/下视野，记录顶棚和机罩之间的矩阵点数量量化评估上下视野范围，点检窗台线对应的矩阵点高度量化评估驾驶员侧方视野；矩阵点未被完全遮挡，可统计为1/2个矩阵点。

表1

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种虚实结合的驾驶视野评价系统，其特征在于，包括：包括视野评价辅助装置、基于数据车辆的虚拟现实评价装置、实车车辆位置调整模块、视野遮挡获取模块和视野评估模块；

所述视野评价辅助装置包括具有网格矩阵标识的屏障、Y向定位线、眼点定位装置；所述屏障与地面垂直，并与待评价车辆的正面相对；所述Y向定位线与屏障所在平面垂直；所述眼点定位装置用于发射与Y向定位线垂直的X向直线光定位眼点，且集成摄像头；

所述基于数据车辆的虚拟现实评价辅助装置包括：乘坐台架和具备虚拟现实功能的头盔或CAVE系统；所述头盔或CAVE系统用于根据数据车辆及视野评价辅助装置的数据生成1:1的3D虚拟场景，等同于实车实物的视觉效果；

实车车辆位置调整模块，用于将车辆调整至具有网格矩阵标识的屏障前方，且车辆的Y向中心线与屏障的Y向定位线对齐，驾驶员眼点位置与眼点定位装置所发射的Y向直线光对齐；

视野遮挡获取模块，用于确定眼点位置，根据眼点位置获得遮挡边界对前方视野的遮挡情况；

具体如下：

若为实车车辆，根据实车车辆位置调整模块调整车辆位置，评价人员进入车辆，调整坐姿后保持视线朝前；打开眼点定位装置的直线光，Z向移动直至X向与评价人员的眼点重合；待用户下车后，眼点定位装置Y向移动使摄像头与眼点位置重合，通过摄像头代替人眼进行拍照，获得量化的视野遮挡边界；

若为数据车辆，根据虚拟现实评价辅助装置生成评价的虚拟场景；对简易台架进行调整完成评价人员的坐姿调整后保持视线朝前，评价人员佩戴好虚拟头盔或眼镜，坐上简易台架，根据视野评价辅助装置的数据对应的3D虚拟场景确认眼点位置后虚拟头盔或眼镜基于眼点进行画面的截图并输出，从而获得量化的视野遮挡边界；

视野评估模块，用于利用遮挡边界对前方视野的遮挡情况进行量化评估；

具体如下：通过记录A柱及后视镜对网格矩阵的矩阵点遮挡数量来量化评估A柱及后视镜的障碍；通过记录顶棚及机罩边界对应的矩阵点的高度量化评估驾驶员上/下视野，记录顶棚和机罩之间的矩阵点数量量化评估上下视野范围，记录窗台线对应的矩阵点高度量化评估驾驶员侧方视野。

2.根据权利要求1所述的虚实结合的驾驶视野评价系统，其特征在于，所述乘坐台架包括：已知H点的座椅机构、具备前后调节功能的加速踏板机构、具备上下调节功能的地板机构、具备前后\上下\旋转功能的方向盘机构；所述座椅、加速踏板、地板、方向盘机构均安装于同一骨架上，其前后或上下调节功能由滑轨结构实现，旋转调节功能由铰链结构实现，且均以座椅机构的H点为基准点进行调节。

3.根据权利要求1所述的虚实结合的驾驶视野评价系统，其特征在于，所述遮挡边界包括A柱、顶棚、机罩、后视镜以及窗台线。

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