CN114513738A - 一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，针对只有M个虚拟车辆和n个漫游视点的虚拟现实场景，在漫游视点和声源ID之间不存在遮挡物的情况下，漫游视点对应的虚拟现实终端的音量只与漫游视点和声源ID之间的距离相关，在漫游视点和声源ID之间存在遮挡物的情况下，漫游视点对应的虚拟现实终端的音量与漫游视点和声源ID之间的距离和设定的遮挡值相关，如此，能够使得虚拟现实终端的声音效果更加逼真，使得虚拟现实场景沉浸感更强。

Description

一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统
技术领域
本发明涉及虚拟驾驶技术领域，具体涉及一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统。
背景技术
现有技术中，计算机程序员使用2D和3D图形渲染和动画基础设施作为快速软件应用程序开发的便利手段，但此类图形框架通常需要音频功能，这些音频功能必须根据场景中各种对象的非确定性或随机动作实时确定。获得虚拟场景下的音量，首先需要计算从一个区域的声源ID到另一个区域的声音目的地的最短途径，然后，基于计算路径的长度和确定的方向生成虚拟声音，处理虚拟环境中的障碍物以确定与声源ID相关联的音频数据的衰减，生成的虚拟声源ID和衰减的音频数据被提供给音频引擎以呈现给用户，结合这些方法传播声音，可在虚拟环境中提供更准确、更逼真的声音体验，如专利文献US20200296533A1公开的技术方案。但现有技术中存在的问题有：针对简单、单一情况下的场景，服务器仍需调用大量程序来驱动漫游视点的声源ID音量，运算较为复杂。
发明内容
针对上述技术问题，本发明实施例提供一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，用于至少解决上述技术问题之一。
本发明采用的技术方案为：
本发明实施例提供一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库包括：声源ID、每一声源ID对应的位置信息、每一声源ID对应的音量值、每一漫游视点ID的位置信息，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：
S100、获取当前时间节点的声源ID位置列表PS=（PS1，PS2，…，PSk）和当前时间节点的声源ID音量值VS=（VS1，VS2，…，VSk），其中，PSi为第i个声源ID对应的的位置信息，VSi为PSi对应的音量值，i=1……k，k=1……M，M为在目标虚拟驾驶区域内虚拟车辆数量；
S200、获取当前时间节点的漫游视点位置列表VP=（VP1，VP2，……，VPn），VPj为第j个漫游视点的位置信息，j=1……n，n为在目标虚拟驾驶区域内漫游视点数量；
S300、根据PSi和VPj，获取目标距离dj=min（Lj1，Lj2，…，Ljk），其中，Lji为VPj与PSi之间的距离；
S400、当dj≥Uq，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量值Vj=0，其中，Uq为dj对应的声源ID所能传播的最大距离，q=1……k'且k'=k；
S500、当dj＜Uq，判断VPj与dj对应的声源ID之间是否存在遮挡物；
S600、当VPj与dj对应的声源ID之间存在遮挡物时，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量Vj=VSq*（1-D2 j），VSq为dj对应的声源ID的音量大小，其中，Dj由dj经归一化处理之后得到；
S700、当VPj与dj对应的声源ID之间不存在遮挡物时，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量Vj=VSq*（1-D2 j）-Hq，Hq为dj对应的虚拟车辆的遮挡值。
本发明至少具有以下技术效果：针对只有M个虚拟车辆和n个漫游视点的虚拟现实场景，在漫游视点和声源ID之间不存在遮挡物的情况下，漫游视点对应的虚拟现实终端的音量只与漫游视点和声源ID之间的距离相关，在漫游视点和声源ID之间存在遮挡物的情况下，漫游视点对应的虚拟现实终端的音量与漫游视点和声源ID之间的距离和设定的遮挡值相关，如此，能够使得虚拟现实终端的声音效果更加逼真，使得虚拟现实场景沉浸感更强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统的应用场景图。
图2为本发明实施例提供的一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统的执行程序流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，如图1所示，用于基于设置在设定的虚拟驾驶环境区域内的M辆虚拟车辆发出的声音，对目标虚拟驾驶区域内的n个漫游视点对应的虚拟现实终端的音量进行控制，也就是说，本发明实施例提供的方法的应用场景为设定范围内的目标虚拟驾驶区域内设置有M个虚拟车辆，声源ID只由虚拟车辆发出，在虚拟车辆发出声源ID时，对位于目标虚拟驾驶区域内的每个漫游视点对应的虚拟现实终端的音量大小进行控制。在本发明实施例中，漫游视点为进入到目标虚拟驾驶区域的虚拟用户。
在本发明实施例中，本发明实施例提供的方法可应用于虚拟现实设备上，该虚拟现实设备包括服务器和与服务器通讯连接的多个虚拟现实终端，在多个虚拟现实终端接入到服务器之后，服务器能够生成目标虚拟驾驶区域、虚拟车辆以及多个虚拟现实终端对应的漫游视点，以及控制虚拟车辆发出声音以及根据漫游视点与声源ID的位置驱动对应的虚拟现实终端播放对应的音量。
在一个示意性实施例中，如图1所示，所述目标虚拟驾驶区域的范围可为A*B，A为目标虚拟驾驶区域的长边的长度，B为目标虚拟驾驶区域的短边的长度，所述M辆虚拟车辆按照设定间隔C设置在所述目标虚拟驾驶区域的长边或者短边的中垂线上，这样使得虚拟车辆的排布具有规则性。当然并不局限于此，M辆虚拟车辆可以根据实际需要自由设置在目标虚拟驾驶区域内。
在本发明实施例中，目标虚拟驾驶区域的范围被设置为仅有M辆虚拟车辆和进入目标虚拟驾驶区域内的n个虚拟用户。在一个实施例中，A≥B。在一示意性实施例中，A＞B，即目标虚拟驾驶区域为长方形。在另一个示意性实施例中，A=B，即目标虚拟驾驶区域可为正方形。在一具体应用中，目标虚拟驾驶区域可为空旷的野外环境。在另一具体应用中，目标虚拟驾驶区域可为城市环境。
在另一个示意性实施例中，目标虚拟驾驶区域可为圆形区域。当然，并不局限于此，预设区域的形状可根据实际需要进行设置。
进一步地，在本发明一实施例中，所述M辆虚拟车辆可按照设定间隔依次排列在所述目标虚拟驾驶区域的长边的中垂线上。在本发明另一实施例中，所述M辆虚拟车辆按照设定间隔C依次排列在所述目标虚拟驾驶区域的短边的中垂线上。
在本发明实施例中，M可为奇数，其中，第Z辆虚拟车辆位于中垂线的中心处，其余虚拟车辆对称设置在第Z辆虚拟车辆的两侧，Z=（M+1）/2。优选地，M≤3。更优选地，M=3。这样，虚拟车辆最多为3辆，从而使得控制变得简单。
在本发明实施例中，虚拟车辆按照相同的停放方式依次排列，即车辆头部朝向一致。在一个示意性实施例中，所有虚拟车辆的3D车辆模型一样，即都是同一型号的虚拟车辆。当然，也可根据需要使用不同的3D车辆模型，优选，使用相同的3D车辆模型，以使得控制变得简单。
进一步地，在本发明实施例中，设定间隔可根据实际需要进行设置，在一个非限制实施例中，C≥max（R1，R2，…，RM），其中，Ri为第i个虚拟车辆发出的最大音量的声源ID所能传播的最大距离。也就是说，当某一辆虚拟车辆以最大音量播放声源ID时，位于相邻的虚拟车辆内的漫游视点无法听见该虚拟车辆发出的声源ID。
在本发明实施例中，虚拟车辆可被设置为仅有位于车辆后方的一个门可以开启。
进一步地，在本发明实施例中提供了一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库包括：声源ID、每一声源ID对应的位置信息、每一声源ID对应的音量值、每一漫游视点ID的位置信息，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤，如图2所示：
S100、获取当前时间节点的声源ID位置列表PS=（PS1，PS2，…，PSk）和当前时间节点的声源ID音量值VS=（VS1，VS2，…，VSk），其中，PSi为第i个声源ID对应的的位置信息，VSi为PSi对应的音量值，i=1……k，k=1……M，M为在目标虚拟驾驶区域内虚拟车辆数量。
S200、获取当前时间节点的漫游视点位置列表VP=（VP1，VP2，……，VPn），VPj为第j个漫游视点的位置信息，j=1……n，n为在目标虚拟驾驶区域内漫游视点数量。
具体地，声源ID是指声源的唯一身份标识。
具体地，声源ID的位置和漫游视点的位置包括在目标虚拟驾驶区域内的三维坐标，即在X轴、Y轴、Z轴方向上的坐标，其中，坐标系可采用世界坐标系。
S300，根据PSi和VPj，获取目标距离dj=min（Lj1，Lj2，…，Ljk），其中，Lji为VPj与PSi之间的距离。
对于任一漫游视点，其和声源ID位置之间的距离可通过公式[（xv-xs）2+（yv-ys）2+（zv-zs）2]1/2确定，其中，xv，yv和zv表示漫游视点在X轴、Y轴、Z轴方向上的坐标，xs，ys和zs表示声源ID在X轴、Y轴、Z轴方向上的坐标。
S400，当dj≥Uq，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量值Vj=0，其中，Uq为dj对应的声源ID所能传播的最大距离，q=1……k'且k'=k；即为dj对应的声源ID在对应的音量大小的情况所能传播的最大距离。
在该步骤中，如果dj≥Uq，则表示漫游视点j无法听到dj对应的声源ID，否则，则表示能够听到。在本发明实施例中，声源ID在不同音量大小的情况所能传播的最大距离是考虑了遮挡物确定的。在本发明实施例中，遮挡物为虚拟车辆的车身部件，包括车门等。
在一个示意性实施例中，可通过向VPj对应的虚拟现实终端的音频接口发送指示对应的驱动声卡播放音量为0的指令来控制Vj=0。
S500，当dj＜Uq，判断VPj与dj对应的声源ID之间是否存在遮挡物。
在本发明实施例中，可通过碰撞检测方法来判断VPj与dj对应的声源ID之间是否存在遮挡物。例如，可通过如下步骤判断：
S501，获取VPj与dj对应的声源ID位置之间的直线方程；
S502，将获取的直线方程与dj对应的虚拟车辆的3D模型中的所有的三角面片做交集，如果与至少一个三角面片存在交集，则表示VPj与dj对应的声源ID之间存在遮挡物。
本领域技术人员知晓，现有技术中任何直线方程和三角面片做交集的方法均属于本发明的保护范围内，此处不再赘述。
S600，当VPj与dj对应的声源ID之间存在遮挡物时，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量Vj=VSq*（1-D2 j），VSq为dj对应的声源ID的音量大小，其中，Dj由dj经归一化处理之后得到。
在本发明一实施例中，Dj=dj/Rj，Rj为第j个虚拟车辆发出的最大音量的声源ID所能传播的最大距离。
S700，当VPj与dj对应的声源ID之间不存在遮挡物时，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量Vj=VSq*（1-D2 j）-Hq，Hq为dj对应的虚拟车辆的遮挡值。
在发明实施例中，上述各步骤可在服务器上执行。
在本发明一实施例中，虚拟车辆对应的遮挡值可为设定值，为经验值。不同虚拟车辆的遮挡值可不相同。在虚拟车辆为相同的3D模型下，所有虚拟车辆的遮挡值均相同。优选地，在本发明实施例中，所有虚拟车辆的遮挡值均相同，如此，能够简化运算，减小CPU的负载和减小加载时间，提高声音响应时间。
进一步地，在本发明一实施例中，对于任一虚拟车辆，其发出的所有声源ID对应的遮挡值可相同。在本发明另一实施例中，对于任一虚拟车辆，其发出的所有声源ID对应的遮挡值可不同，不同声源ID的遮挡值可基于声源ID的音量大小确定，在一个示意性实施例中，遮挡值H=k*VS，k为0~1的系数，VS为声源ID的音量大小。不同声源ID对应的遮挡值不同，可使得虚拟现实终端播放的音量更加贴近真实情况。
综上，本发明实施例提供的用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，针对只有M个虚拟车辆和n个漫游视点的虚拟现实场景，在漫游视点和声源ID之间不存在遮挡物的情况下，漫游视点对应的虚拟现实终端的音量只与漫游视点和声源ID之间的距离相关，在漫游视点和声源ID之间存在遮挡物的情况下，漫游视点对应的虚拟现实终端的音量与漫游视点和声源ID之间的距离和设定的遮挡值相关，如此，能够使得虚拟现实终端的声音效果更加逼真，使得虚拟现实场景沉浸感更强。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于模拟虚拟驾驶环境的数据处理系统，其特征在于，所述系统包括：数据库、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库包括：声源ID、每一声源ID对应的位置信息、每一声源ID对应的音量值、每一漫游视点ID的位置信息，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：
S100、获取当前时间节点的声源ID位置列表PS=（PS1，PS2，…，PSk）和当前时间节点的声源ID音量值VS=（VS1，VS2，…，VSk），其中，PSi为第i个声源ID对应的的位置信息，VSi为PSi对应的音量值，i=1……k，k=1……M，M为在目标虚拟驾驶区域内虚拟车辆数量；
S200、获取当前时间节点的漫游视点位置列表VP=（VP1，VP2，……，VPn），VPj为第j个漫游视点的位置信息，j=1……n，n为在目标虚拟驾驶区域内漫游视点数量；
S300、根据PSi和VPj，获取目标距离dj=min（Lj1，Lj2，…，Ljk），其中，Lji为VPj与PSi之间的距离；
S400、当dj≥Uq，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量值Vj=0，其中，Uq为dj对应的声源ID所能传播的最大距离，q=1……k'且k'=k；
S500、当dj＜Uq，判断VPj与dj对应的声源ID之间是否存在遮挡物；
S600、当VPj与dj对应的声源ID之间存在遮挡物时，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量Vj=VSq*（1-D2 j），VSq为dj对应的声源ID的音量大小，其中，Dj由dj经归一化处理之后得到；
S700、当VPj与dj对应的声源ID之间不存在遮挡物时，控制VPj对应的虚拟现实终端接收到的音量Vj=VSq*（1-D2 j）-Hq，Hq为dj对应的虚拟车辆的遮挡值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标虚拟驾驶区域的范围为A*B，A为目标虚拟驾驶区域的长边的长度，B为目标虚拟驾驶区域的短边的长度，所述M辆虚拟车辆按照设定间隔设置在所述目标虚拟驾驶区域的长边或者短边的中垂线上。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述M辆虚拟车辆按照设定间隔依次排列在所述目标虚拟驾驶区域的长边的中垂线上。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述M辆虚拟车辆按照设定间隔依次排列在所述目标虚拟驾驶区域的短边的中垂线上。
5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，M为奇数，其中，第Z辆虚拟车辆位于中垂线的中心处，其余虚拟车辆对称设置在第Z辆虚拟车辆的两侧，Z=（M+1）/2。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，M≤3。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，M=3。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，A≥B。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，Dj=dj/Rj，Rj为第j个虚拟车辆发出的最大音量的声源所能传播的最大距离。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S500中，通过碰撞检测确定VPj与dj对应的声源之间是否存在遮挡物。
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