CN114187803A - 一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法及系统，通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中车辆三维模型包括训练部件及关联部分；当用户侧操作模拟器的基础部件时传感器获取数据信息并将数据信息传输至主机；通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画，在车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。上述方案解决了现有的模拟器在无教练指导下进行基础部件训练，给学员提供标准化的肢体动作示范动画，在增强学员学习兴趣的同时，将正确的车辆部件操作方法和车辆的内部构造以及部件间联动机制清晰明了地展示给学员，从而降低教学成本和学习成本，提高基础部件教学的准确性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及软件技术，具体涉及一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法及系统。
背景技术
模拟器设备在驾驶员培训的应用越来越广泛，特别是学员对方向盘、离合踏板、档位等基础部件的练习，但模拟器只能提供机械训练的环境，导致学员处于一种枯燥和迷茫的训练状态。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法及系统，在现有的模拟器在基础部件训练阶段，给学员提供标准化的教学，在增强学员学习兴趣的同时，将车辆的内部构造和联动机制清晰明了地展示给学员，从而提高学员在驾驶员培训中的学习体验。
本发明提供的技术方案是：
一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法，所述方法包括：
通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中，所述车辆三维模型包括训练部件及关联部分；
当用户侧操作模拟器的基础部件时，传感器获取数据信息，并将所述数据信息传输至主机；
通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。
优选的，所述构建驾驶员视角下的车辆三维模型包括：定义RGB图像对应的目标材质球，并根据所述目标材质球组成候选三维模型中的训练部件及关联部分，其中，所述RGB图像中包含车辆图像区域；
将所述候选三维模型投影到所述RGB图像中，确定所述候选三维模型与所述RGB图像对应的节点；
根据所述节点确定所述候选三维模型的颜色特征，并根据所述颜色特征生成所述候选三维模型的颜色生成驾驶员视角下的车辆三维模型。
进一步地，在所述定义RGB图像对应的目标材质球之前，包括：
利用车辆的结构及比例特征与对称性来约束驾驶员视角下的车辆三维模型中多个材质球的位置关系，其中，车辆三维模型由多个材质球组成；
根据预设的初始深度神经网络学习驾驶员视角下的车辆三维模型与所述多个材质球之间的映射关系。
进一步地，所述定义RGB图像对应的目标材质球包括：
新建材质球；
定义所述材质球的渲染模式设置为透明色；
将透明材质球赋予需要透明化的部分。
进一步地，所述材质球的新建包括：采用无缝贴图的制作方法制作子材质，并使每个子材质拥有统一的细节输入接口以及最终效果输出的接口，创建子材质库；
制作物件的高模、低模以及法线；
制作物件的材质蒙版贴图；
在引擎中通过材质蒙版贴图将每个子材质不需要的部分进行遮挡；
将遮挡后的子材质进行层层叠加，形成所需的材质球。
进一步地，所述制作物件的材质蒙版贴图包括：
制作材质区分蒙版贴图，其用于标记不同材质在物件上需要表现的位置；
将材质区分蒙版贴图拆分为多个通道，每个通道导入不同的材质区分蒙版贴图标记每种材质不同的位置。
优选的，所述当用户侧操作模拟器的基础部件，传感器获取数据信息，并传输主机包括：当用户侧操作方向盘时，方向盘传感器获取学员操作方向盘产生角度的变化转换为电压信号，电压信号通过排线传输到主板转换为数字信号传入主机。
优选的，所述通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画包括：软件系统通过com口获取主机接收的数据信息，通过解析将数字信号转换为角度数值，控制方向盘和车轮的模型旋转相应的角度；
软件系统基于预先与用户侧建立绑定关系的手部模型抓取的双手转动方向盘的动作，制作手部转动方向盘的动画；利用接收到方向盘的角度数值，根据当前角度和左右打满角度的比例，播放相应比例的行程动画；
其中，所述手部转动方向盘的动画包括左打满和右打满的行程动画。
一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的系统，所述系统包括：
展示模块，用于通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中，所述车辆三维模型包括训练部件及关联部分；
获取模块，用于当用户侧操作模拟器的基础部件时，传感器获取数据信息，并将所述数据信息传输至主机；
模拟教学模块，用于通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。
与最接近的现有技术相比，本发明具有如下显著进步：
本发明提出一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法及系统，一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法及系统。通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中车辆三维模型包括训练部件及关联部分；当用户侧操作模拟器的基础部件时，传感器获取数据信息，并将数据信息传输至主机；通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。
上述方案的提出解决了现有的模拟器在基础部件训练阶段，给学员提供标准化的教学，在增强学员学习兴趣的同时，将车辆的内部构造和联动机制清晰明了地展示给学员，从而提高学员在驾驶员培训中的学习体验。
本发明根据对车模型的半透明化处理和添加了标准操作动画，例如方向盘教学，学员通过转动方向盘，通过半透明的车身可以看到轮胎和方向盘的联通关系，以及方向盘的正确握法；能够使学员可以快速的掌握方向盘的使用技巧，模拟器的教学效果大大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明具体实施方式中提供的一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为了具体了解本发明提供的技术方案，将在下面的实施例中对本发明的技术方案做出详细的描述和说明。显然，本发明提供的实施例并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，除这些描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
本发明具体实施方式提供如图1所示的一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法，所述方法包括：
S1通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中，所述车辆三维模型包括训练部件及关联部分；
S2当用户侧操作模拟器的基础部件时，传感器获取数据信息，并将所述数据信息传输至主机；
S3通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。
步骤S1中，所述构建驾驶员视角下的车辆三维模型包括：定义RGB图像对应的目标材质球，并根据所述目标材质球组成候选三维模型中的训练部件及关联部分，其中，所述RGB图像中包含车辆图像区域；
将所述候选三维模型投影到所述RGB图像中，确定所述候选三维模型与所述RGB图像对应的节点；
根据所述节点确定所述候选三维模型的颜色特征，并根据所述颜色特征生成所述候选三维模型的颜色生成驾驶员视角下的车辆三维模型。
在所述定义RGB图像对应的目标材质球之前，包括：
利用车辆的结构及比例特征与对称性来约束驾驶员视角下的车辆三维模型中多个材质球的位置关系，其中，车辆三维模型由多个材质球组成；
根据预设的初始深度神经网络学习驾驶员视角下的车辆三维模型与所述多个材质球之间的映射关系。
其中，所述定义RGB图像对应的目标材质球包括：
新建材质球；
定义所述材质球的渲染模式设置为透明色；
将透明材质球赋予需要透明化的部分。
所述材质球的新建包括：采用无缝贴图的制作方法制作子材质，并使每个子材质拥有统一的细节输入接口以及最终效果输出的接口，创建子材质库；
制作物件的高模、低模以及法线；
制作物件的材质蒙版贴图；
在引擎中通过材质蒙版贴图将每个子材质不需要的部分进行遮挡；
将遮挡后的子材质进行层层叠加，形成所需的材质球。
所述制作物件的材质蒙版贴图包括：
制作材质区分蒙版贴图，其用于标记不同材质在物件上需要表现的位置；
将材质区分蒙版贴图拆分为多个通道，每个通道导入不同的材质区分蒙版贴图标记每种材质不同的位置。
步骤S2中，所述当用户侧操作模拟器的基础部件，传感器获取数据信息，并传输主机包括：当用户侧操作方向盘时，方向盘传感器获取学员操作方向盘产生角度的变化转换为电压信号，电压信号通过排线传输到主板转换为数字信号传入主机。
步骤S3中，所述通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画包括：软件系统通过com口获取主机接收的数据信息，通过解析将数字信号转换为角度数值，控制方向盘和车轮的模型旋转相应的角度；
软件系统基于预先与用户侧建立绑定关系的手部模型抓取的双手转动方向盘的动作，制作手部转动方向盘的动画；利用接收到方向盘的角度数值，根据当前角度和左右打满角度的比例，播放相应比例的行程动画；
其中，所述手部转动方向盘的动画包括左打满和右打满的行程动画。
实施例1：
S101,首先制作一个实车相同比例、结构、颜色的教练车模型，并且车辆部件模块化。例如方向盘教学就需要，方向盘模型和轮胎模型与车身主体独立。
接着需要制作一个半透明的材质球，制作步骤：
1、新建材质球；
2、材质球的rendering mode设置为transparent。
3、将颜色设置为R 65；G 187；B 200；A 25。
最后将透明材质球赋予需要透明化的部分，比如车身主体透明化，方向盘和轮胎还是保持原有实车的颜色。
S102,当学员操作方向盘时，方向盘传感器获取学员操作方向盘产生角度的变化转换为电压信号，电压信号通过排线传输到主板转换为数字信号传入主机。
S103,软件系统通过com口获取主板的数据，通过解析将数字信号转换为角度数值，控制方向盘和车轮的模型旋转相应的角度。
S104,首先制作两支手部模型，模型需要绑定骨骼。
接下来利用KI系统制作手部转动方向盘的动画，需要制作左打满和右打满这二段行程动画。
最后利用接收到方向盘的角度数值，根据当前角度和左右打满角度(480度)的比例，播放相应比例的行程动画。
实施例2：
基于同一发明构思，本具体实施方式中还提供一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的系统，包括：
展示模块，用于通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中，所述车辆三维模型包括训练部件及关联部分；
获取模块，用于当用户侧操作模拟器的基础部件时，传感器获取数据信息，并将所述数据信息传输至主机；
模拟教学模块，用于通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的方法，其特征在于，所述方法包括：
通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中，所述车辆三维模型包括训练部件及关联部分；当用户侧操作模拟器的基础部件时，传感器获取数据信息，并将所述数据信息传输至主机；
通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述构建驾驶员视角下的车辆三维模型包括：定义RGB图像对应的目标材质球，并根据所述目标材质球组成候选三维模型中的训练部件及关联部分，其中，所述RGB图像中包含车辆图像区域；
将所述候选三维模型投影到所述RGB图像中，确定所述候选三维模型与所述RGB图像对应的节点；
根据所述节点确定所述候选三维模型的颜色特征，并根据所述颜色特征生成所述候选三维模型的颜色生成驾驶员视角下的车辆三维模型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述定义RGB图像对应的目标材质球之前，包括：
利用车辆的结构及比例特征与对称性来约束驾驶员视角下的车辆三维模型中多个材质球的位置关系，其中，车辆三维模型由多个材质球组成；
根据预设的初始深度神经网络学习驾驶员视角下的车辆三维模型与所述多个材质球之间的映射关系。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定义RGB图像对应的目标材质球包括：
新建材质球；
定义所述材质球的渲染模式设置为透明色；
将透明材质球赋予需要透明化的部分。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述材质球的新建包括：采用无缝贴图的制作方法制作子材质，并使每个子材质拥有统一的细节输入接口以及最终效果输出的接口，创建子材质库；
制作物件的高模、低模以及法线；
制作物件的材质蒙版贴图；
在引擎中通过材质蒙版贴图将每个子材质不需要的部分进行遮挡；
将遮挡后的子材质进行层层叠加，形成所需的材质球。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述制作物件的材质蒙版贴图包括：
制作材质区分蒙版贴图，其用于标记不同材质在物件上需要表现的位置；
将材质区分蒙版贴图拆分为多个通道，每个通道导入不同的材质区分蒙版贴图标记每种材质不同的位置。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当用户侧操作模拟器的基础部件，传感器获取数据信息，并传输主机包括：当用户侧操作方向盘时，方向盘传感器获取学员操作方向盘产生角度的变化转换为电压信号，电压信号通过排线传输到主板转换为数字信号传入主机。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过传输的数据信息控制训练的部件及关联部分的模型进行进行肢体动作示范动画展示，在所述车辆三维模型上完成标准化引导教学动画包括：软件系统通过com口获取主机接收的数据信息，通过解析将数字信号转换为角度数值，控制方向盘和车轮的模型旋转相应的角度；
软件系统基于预先与用户侧建立绑定关系的手部模型抓取的双手转动方向盘的动作，制作手部转动方向盘的动画；利用接收到方向盘的角度数值，根据当前角度和左右打满角度的比例，播放相应比例的行程动画；
其中，所述手部转动方向盘的动画包括左打满和右打满的行程动画。
9.一种驾驶员培训中车辆基础部件模拟教学的系统，其特征在于，所述系统包括：
展示模块，用于通过显示屏中展示预先构建的驾驶员视角下的车辆三维模型；其中，所述车辆三维模型包括训练部件及关联部分；
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