CN117351797A - 一种位置实时联动系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种位置实时联动系统，解决了现有系统存在着灵敏度较低、信息采集度较差，容易产生误差的情况，影响了教学训练效果的问题，系统包括教学中控平台、地图管理模块、3D沙盘以及VR头盔；所述教学中控平台分别与地图管理模块、3D沙盘以及VR头盔通讯连接；所述VR头盔用于获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学；本发明实施例通过教学中控平台、VR头盔以及3D沙盘交互配合工作，能够对学员的位置和训练信息进行精准的采集，且教学中控平台能够对学员实时位置数据进行解析，实现VR头盔、3D沙盘以及地图管理模块信息交互共享，提高了系统响应灵敏度，强化了教学训练效果。
Description
技术领域
本发明属于训练系统技术领域，具体涉及一种位置实时联动系统。
背景技术
近年来，人机交互技术已成功应用于娱乐、医疗、智能家居、汽车、教育等多个领域，也开始逐渐融入每个人的生活中，随着技术的不断的改进和完善，人们对教学质量的要求也越来越高，从而越来越多的教学形式出现在人们的视野中，其中户外人机交互教学训练即是新型的一种教学方式。
中国专利CN109257590A公开了一种裸眼3D沙盘显示系统及其方法，所述系统包括沙盘模型、裸眼3D显示设备、移动终端、处理终端以及云服务器；移动终端用于采集沙盘模型的图像信息，并将图像信息传送至裸眼3D显示设备进行显示；云服务器用于存储沙盘数据库；移动终端用于获取沙盘数据库；处理终端用于接收用户的数据查询请求，调用沙盘数据库以得到可视化信息，但是现有系统存在着灵敏度较低、信息采集度较差，容易产生误差的情况，影响了教学训练的效果，基于此，我们提出了一种位置实时联动系统。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种位置实时联动系统，解决了现有系统存在着灵敏度较低、信息采集度较差，容易产生误差的情况，影响了教学训练效果的问题。
本发明是这样实现的，一种位置实时联动系统，所述位置实时联动系统包括教学中控平台、地图管理模块、3D沙盘以及VR头盔；
其中，所述教学中控平台分别与地图管理模块、3D沙盘以及VR头盔通讯连接；
所述VR头盔用于获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学；
所述3D沙盘用于设立学员行进目标点或目标行进路线，并将目标点或目标行进路线实时共享至VR头盔、教学中控平台；
所述地图管理模块用于采集户外地形信息数据，并基于户外地形信息数据进行三维建模，生成包含三维建筑物的城市三维数字地图；
所述教学中控平台用于接收3D沙盘设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔，并接收学员实时位置数据，实现VR头盔、3D沙盘以及地图管理模块信息交互共享。
优选地，所述地图管理模块包括：
地形数据采集单元，地形数据采集单元用于采集地形图的影像数据，将影像数据转化为城市二维数字地图；
三维建模单元，所述三维建模单元用于解析城市二维数字地图，并将城市二维数字地图数据导入三维建模软件，对建筑物进行三维建模；
场景绘制单元，所述场景绘制单元用于三维建筑物绘制虚拟场景，并将三维建筑物场景与二维数字地图融合，形成包含三维建筑物的城市三维数字地图。
优选地，所述VR头盔包括：
位置信息采集单元，所述位置信息采集单元用于采集学员实时位置数据，其中，位置数据包括学员地理坐标以及坐标地理图像；
前端控制模块，所述前端控制模块用于处理位置信息采集单元采集的实时位置数据，并控制VR头盔运行；
无线连接模块，所述无线连接模块用于向教学中控平台发送和接收教学训练指令。
优选地，所述VR头盔还包括：
运动传感器，所述运动传感器用于采集学员运动数据，并将运动数据传输至前端控制模块；
眼球追踪模块，所述眼球追踪模块用于采集学员眼球追踪，并将眼球追踪数据上传至前端控制模块；
前端显示单元，所述前端显示单元用于将虚拟环境转化为2D图像，并呈现在VR头盔上；
音频模块，所述音频模块用于接收教学中控平台发送的音频文件，并对音频文件进行解码。
优选地，所述前端控制模块包括：
头盔控制器，所述头盔控制器用于控制VR头盔运行，并辅助学员通过按下控制器的按键来选取虚拟环境中的对象，或通过滑动触摸板来移动视角；
头盔处理器，所述头盔处理器与头盔控制器电性连接，头盔处理器用于处理并储存VR头盔运行数据。
优选地，所述三维建模单元对建筑物进行三维建模的方法，具体包括：
获取建模用地理数据，其中，地理数据包括卫星影像、激光雷达数据、数字地图；
解析建模用地理数据，并对建模用地理数据进行预处理和转换，得到标准化地理数据；
获取标准化地理数据，基于Blender GIS插件，将标准化地理数据导入到BlenderV2.9，对标准化地理数据进行建模，创建建筑物的三维模型。
优选地，所述三维建模单元对建筑物进行三维建模的方法，具体还包括：
获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型分别导出至VR头盔以及3D沙盘。
优选地，所述教学中控平台包括：
平台登录单元，所述平台登录单元用于验证学员、教师以及设备身份，并辅助学员、教师以及设备注册和修改信息；
课件管理单元，所述课件管理单元用于储存教学训练用课件，并支持教学训练用课件增加、修改、删除和查询；
课堂管理单元，所述课堂管理单元用于对不同的教学设备进行自定义编辑名称，并进行管理和投屏。
优选地，所述教学中控平台还包括：
交互处理单元，所述交互处理单元用于处理学员实时位置数据，接收3D沙盘设置的目标点或目标路线，并将学员实时位置数据交互式呈现在3D沙盘上。
优选地，所述交互处理单元包括：
数据映射模块，所述数据映射模块用于将接收到的学员实时位置数据映射到3D沙盘的坐标系统中；
交互显示模块，所述交互显示模块用于将学员实时位置数据投影至3D沙盘上，并调整投影出目标点的位置。
与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
本发明实施例通过教学中控平台、VR头盔以及3D沙盘交互配合工作，能够对学员的位置和训练信息进行精准的采集，且教学中控平台能够对学员实时位置数据进行解析，实现VR头盔、3D沙盘以及地图管理模块信息交互共享，提高了系统响应灵敏度，强化了教学训练效果。
本发明实施例通过地图管理模块能够真实匹配训练区域地形，有山川河流等清晰地貌，且地图管理模块支持PC端虚拟仿真展示，能够为精准的呈现学员演训状态提供支持，也保证了学员演训数据的信息采集度。
附图说明
图1是本发明提供的位置实时联动系统的结构示意图。
图2是本发明提供的地图管理模块的结构示意图。
图3是本发明提供的三维建模单元对建筑物进行三维建模方法的实现流程示意图。
图4是本发明提供的VR头盔的结构示意图。
图5是本发明提供的教学中控平台的结构示意图。
图6是本发明提供的平台登录单元的登录操作显示界面示意图。
图7是本发明提供的平台登录单元进行人员管理的操作显示界面示意图。
图8是本发明提供的课件管理单元的操作显示界面示意图。
图9是本发明提供的位置实时联动方法的实现流程示意图。
图中：100-VR头盔、110-位置信息采集单元、120-前端控制模块、121-头盔控制器、122-头盔处理器、130-无线连接模块、140-运动传感器、150-眼球追踪模块、160-前端显示单元、170-音频模块、200-3D沙盘、300-地图管理模块、310-地形数据采集单元、320-三维建模单元、330-场景绘制单元、400-教学中控平台、410-平台登录单元、420-课件管理单元、430-课堂管理单元、440-交互处理单元、441-数据映射模块、442-交互显示模块。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
现有系统存在着灵敏度较低、信息采集度较差，容易产生误差的情况，影响了教学训练的效果，基于此，我们提出了一种位置实时联动系统，简而言之，所述系统包括教学中控平台400、地图管理模块300、3D沙盘200以及VR头盔100，教学中控平台400分别与地图管理模块300、3D沙盘200以及VR头盔100通讯连接，在工作时，VR头盔100获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学，地图管理模块300采集户外地形信息数据，基于户外地形信息数据进行三维建模，并将包含三维建筑物的城市三维数字地图分别导入VR头盔100以及3D沙盘200内，从而为教学训练提供精准的定位支持，而教学中控平台400用于接收3D沙盘200设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔100，并接收学员实时位置数据。本发明实施例通过教学中控平台400、以及3D沙盘200交互配合工作，能够对学员的位置和训练信息进行精准的采集，且教学中控平台400能够对学员实时位置数据进行解析，实现VR头盔100、3D沙盘200以及地图管理模块300信息交互共享，提高了系统响应灵敏度，强化了教学训练效果。
本发明实施例提供了一种位置实时联动系统，图1示出了位置实时联动系统的结构示意图，所述位置实时联动系统包括教学中控平台400、地图管理模块300、3D沙盘200以及VR头盔100；
其中，所述教学中控平台400分别与地图管理模块300、3D沙盘200以及VR头盔100通讯连接；
需要说明的是，所述教学中控平台400采用SaaS部署方式，支持2种以上不同身份登陆，支持多种身份认证，有终端管理员身份，可进行用户注册和账号认证，而教学中控平台400与地图管理模块300、3D沙盘200以及VR头盔100通讯连接的方式可以为互联、局域网、DTU通讯连接。
所述VR头盔100用于获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学；
所述3D沙盘200用于设立学员行进目标点或目标行进路线，并将目标点或目标行进路线实时共享至VR头盔100、教学中控平台400；
所述地图管理模块300用于采集户外地形信息数据，并基于户外地形信息数据进行三维建模，生成包含三维建筑物的城市三维数字地图；
所述教学中控平台400用于接收3D沙盘200设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔100，并接收学员实时位置数据，实现VR头盔100、3D沙盘200以及地图管理模块300信息交互共享。
在本实施例中，在工作时，VR头盔100获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学，地图管理模块300采集户外地形信息数据，基于户外地形信息数据进行三维建模，并将包含三维建筑物的城市三维数字地图分别导入VR头盔100以及3D沙盘200内，从而为教学训练提供精准的定位支持，而教学中控平台400用于接收3D沙盘200设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔100，并接收学员实时位置数据。
本发明实施例通过教学中控平台400、VR头盔100以及3D沙盘200交互配合工作，能够对学员的位置和训练信息进行精准的采集，且教学中控平台400能够对学员实时位置数据进行解析，实现VR头盔100、3D沙盘200以及地图管理模块300信息交互共享，提高了系统响应灵敏度，强化了教学训练效果。
本发明实施例提供了地图管理模块300，图2示出了地图管理模块300的结构示意图，所述地图管理模块300，具体包括：
地形数据采集单元310，地形数据采集单元310用于采集地形图的影像数据，将影像数据转化为城市二维数字地图；
三维建模单元320，所述三维建模单元320用于解析城市二维数字地图，并将城市二维数字地图数据导入三维建模软件，对建筑物进行三维建模；
场景绘制单元330，所述场景绘制单元330用于三维建筑物绘制虚拟场景，并将三维建筑物场景与二维数字地图融合，形成包含三维建筑物的城市三维数字地图。
本发明实施例通过地图管理模块300能够真实匹配训练区域地形，有山川河流等清晰地貌，且地图管理模块300支持PC端虚拟仿真展示，能够为精准的呈现学员演训状态提供支持，也保证了学员演训数据的信息采集度。
在本实施例中，地图管理模块300支持地图标定功能，具体地，地图标定包括单点标定、路线标定以及区域标定，在进行目标点单点标定时，可在在2D平面地图上进行单点标定，平面标定完成后，坐标信息，实时同步在2D地图上，在进行路线标定时，可在平面地图上标定出5个以上坐标点，每两个坐标点之间自动连接成线，并实时显示当前坐标的位置信息、线段的距离信息、路线的总长信息。在进行区域标定时，可在平面地图上标定出5个以上坐标点，每两个坐标点之间自动连接成线，自动框定所有坐标点所围成的区域范围，并实时显示所有坐标点的位置信息、区域的面积信息。
当地图管理模块300在PC端呈现虚拟仿真展示时，PC端每秒帧数>＝60帧。三维地图资源模型贴图，为手动拆分UV，使用高低模制作出相应的Normal、AO、Specular、Roughness等贴图，非游戏式作图，符合真实质感PBR规范。
本发明实施例提供了三维建模单元320对建筑物进行三维建模的方法，图3示出了三维建模单元320对建筑物进行三维建模方法的实现流程示意图，所述三维建模单元320对建筑物进行三维建模的方法，具体包括：
步骤S101，获取建模用地理数据，其中，地理数据包括卫星影像、激光雷达数据、数字地图；
在本实施例中，考虑到卫星影像、激光雷达数据、数字地图的格式不同，因此需要对卫星影像、激光雷达数据、数字地图进行预处理，以便与Blender V2.9和Blender GIS插件兼容。
步骤S102，解析建模用地理数据，并对建模用地理数据进行预处理和转换，得到标准化地理数据；
在地理数据处理中，使用地物识别算法，自动识别地图中的不同地物，如道路、建筑物、湖泊等。这可以提高地图资源的精度和准确性，减少人工干预。
步骤S103，获取标准化地理数据，基于Blender GIS插件，将标准化地理数据导入到Blender V2.9，对标准化地理数据进行建模，创建建筑物的三维模型。
而在对标准化地理数据进行建模时，使用模型优化算法，自动减少模型的面数以提高性能。这对于确保在VR或其他终端上流畅运行非常重要。
步骤S104，获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型分别导出至VR头盔100以及3D沙盘200。
在本实施例中，建筑物的三维模型呈现还支持PC电脑端、LED大屏呈现，三维模型可动态放大、缩小、可一键切换观察视角，还可以进行2D/3D自由切换。
本发明实施例提供了VR头盔100，图4示出了VR头盔100的结构示意图，所述VR头盔100，具体包括：
位置信息采集单元110，所述位置信息采集单元110用于采集学员实时位置数据，其中，位置数据包括学员地理坐标以及坐标地理图像；
前端控制模块120，所述前端控制模块120用于处理位置信息采集单元110采集的实时位置数据，并控制VR头盔100运行；
无线连接模块130，所述无线连接模块130用于向教学中控平台400发送和接收教学训练指令，无线连接模块130与教学中控平台400紧密相关。教学中控平台400会通过无线连接模块130发送和接收数据，以实现与互联网的连接，或者与其他设备的通信。
运动传感器140，所述运动传感器140用于采集学员运动数据，并将运动数据传输至前端控制模块120；
需要说明的是，运动传感器140的数据会被前端控制模块120用于计算视角和位置。例如，当用户转动头部时，陀螺仪和加速度计的数据会被用于计算头部的旋转角度，然后前端控制模块120会根据这个角度调整虚拟环境中的视角。
眼球追踪模块150，所述眼球追踪模块150用于采集学员眼球追踪，并将眼球追踪数据上传至前端控制模块120；
在本实施例中，眼球追踪模块150的数据会被软件用于实现眼球追踪交互；例如，软件可以根据眼球的运动来调整焦点，或者实现"看到哪里，鼠标就指向哪里"的功能。
前端显示单元160，所述前端显示单元160用于将虚拟环境转化为2D图像，并呈现在VR头盔100上；
在本实施例中，所述前端显示单元160包括前端触控式显示屏以及辅助镜片，辅助镜片安装在前端触控式显示屏上，从而对获取到的图像进行适度的扭曲，以适应学员的视野，而前端触控式显示屏内置渲染软件，渲染软件负责将虚拟环境转化为2D图像，然后这些图像会被显示在前端触控式显示屏上。
音频模块170，所述音频模块170用于接收教学中控平台400发送的音频文件，并对音频文件进行解码。
在本实施例中，音频模块170内置音频播放软件，音频播放软件会将音频文件解码为声音信号，然后这些信号会被音频模块170转化为实际的声音。
需要说明的是，位置信息采集单元110、运动传感器140、眼球追踪模块150、前端显示单元160以及音频模块170分别与前端控制模块120电性连接，而VR头盔100支持VR端虚拟仿真展示，单通道>＝200帧、双通道>90帧，显示无明显卡顿，支持专业3D投影仪，也同步支持裸眼3D显示设备。
本发明实施例中设置有VR头盔100，VR头盔100结合VR技术以及手柄操作，教会学员通过阅读地图，识别地形、地物，能在VR环境中进行实景综合等。同时眼球追踪模块150与运动传感器140配合工作能够实时呈现VR头盔100运行的画面，还可通过VR投屏技术，传输到后台电脑大屏。
而在本实施例中，所述前端控制模块120包括：
头盔控制器121，所述头盔控制器121用于控制VR头盔100运行，并辅助学员通过按下控制器的按键来选取虚拟环境中的对象，或通过滑动触摸板来移动视角；
头盔处理器122，所述头盔处理器122与头盔控制器121电性连接，头盔处理器122用于处理并储存VR头盔100运行数据。
本发明实施例提供了教学中控平台400，图5示出了教学中控平台400的结构示意图，所述教学中控平台400，具体包括：
平台登录单元410，所述平台登录单元410用于验证学员、教师以及设备身份，并辅助学员、教师以及设备注册和修改信息，如图6所示，示出了平台登录单元410的登录操作显示界面示意图，平台登录单元410验证学员、教师以及设备身份的方式可以为指纹、声音、面部识别以及动态密码登录的方式。
如图7所示，示出了平台登录单元410进行人员管理的操作显示界面示意图，而对人员管理时，支持Excel导入，可以导入教员信息，包含姓名、性别、部职别、联系方式等，支持一键导入模板。
课件管理单元420，所述课件管理单元420用于储存教学训练用课件，并支持教学训练用课件增加、修改、删除和查询；
如图8所示，示出了课件管理单元420的操作显示界面示意图，课件管理单元420支持PPT格式，可以查询课件名称，支持查询课件使用的频次和使用的起止时间。
课堂管理单元430，所述课堂管理单元430用于对不同的教学设备进行自定义编辑名称，并进行管理和投屏。
交互处理单元440，所述交互处理单元440用于处理学员实时位置数据，接收3D沙盘200设置的目标点或目标路线，并将学员实时位置数据交互式呈现在3D沙盘200上。
在本实施例中，所述交互处理单元440包括：
数据映射模块441，所述数据映射模块441用于将接收到的学员实时位置数据映射到3D沙盘200的坐标系统中；
交互显示模块442，所述交互显示模块442用于将学员实时位置数据投影至3D沙盘200上，并调整投影出目标点的位置。
需要说明的是，数据映射模块441与交互显示模块442之间采用5G通讯连接，且数据映射模块441将接收到的学员实时位置数据映射到3D沙盘200的坐标系统中时，交互显示模块442会接收到3D沙盘200中的目标点位置数据，并将这些数据映射到实物沙盘的坐标系统中，这个映射过程需要一个转换矩阵，或者其他的数学模型，以处理两个坐标系统的尺度、旋转和平移等差异。
另一方面，本发明实施例还提供了位置实时联动方法，如图9所示，示出了位置实时联动方法的实现流程示意图，所述位置实时联动方法，具体包括：
步骤S10，获取学员实时位置数据；
步骤S20，设立学员行进目标点或目标行进路线，并将目标点或目标行进路线实时共享至VR头盔100、教学中控平台400；
步骤S30，采集户外地形信息数据，并基于户外地形信息数据进行三维建模，生成包含三维建筑物的城市三维数字地图；
步骤S40，接收3D沙盘200设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔100，并接收学员实时位置数据，实现VR头盔100、3D沙盘200以及地图管理模块300信息交互共享。
另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序指令，该计算机程序指令可以被处理器执行。该计算机程序指令被执行时实现上述任意一项实施例的方法。
在本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该计算机程序被该处理器执行时实现上述任意一项实施例的方法。
存储器作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的位置实时联动方法对应的程序指令/模块。存储器可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储位置实时联动方法的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器通过运行存储在存储器中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的位置实时联动方法。
最后需要说明的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
综上所述，本发明提供了一种位置实时联动系统，在工作时，VR头盔100获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学，地图管理模块300采集户外地形信息数据，基于户外地形信息数据进行三维建模，并将包含三维建筑物的城市三维数字地图分别导入VR头盔100以及3D沙盘200内，从而为教学训练提供精准的定位支持，而教学中控平台400用于接收3D沙盘200设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔100，并接收学员实时位置数据。
本发明实施例通过教学中控平台400、VR头盔100以及3D沙盘200交互配合工作，能够对学员的位置和训练信息进行精准的采集，且教学中控平台400能够对学员实时位置数据进行解析，实现VR头盔100、3D沙盘200以及地图管理模块300信息交互共享，提高了系统响应灵敏度，强化了教学训练效果。
需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对发明的保护范围进行限制。显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例。基于这些实施例，本领域普通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，都属于本发明所要保护的范围。尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以在不冲突的情况下，不作出创造性劳动对本发明各实施例中的特征根据情况相互组合、增删或作其他调整，从而得到不同的、本质未脱离本发明的构思的其他技术方案，这些技术方案也同样属于本发明所要保护的范围。
Claims (10)
1.一种位置实时联动系统，其特征在于，所述位置实时联动系统包括教学中控平台、地图管理模块、3D沙盘以及VR头盔；
其中，所述教学中控平台分别与地图管理模块、3D沙盘以及VR头盔通讯连接；
所述VR头盔用于获取学员实时位置数据，并辅助学员进行交互式训练教学；
所述3D沙盘用于设立学员行进目标点或目标行进路线，并将目标点或目标行进路线实时共享至VR头盔、教学中控平台；
所述地图管理模块用于采集户外地形信息数据，并基于户外地形信息数据进行三维建模，生成包含三维建筑物的城市三维数字地图；
所述教学中控平台用于接收3D沙盘设置的目标点或目标路线，解析目标点或目标路线，并将目标点或目标路线行进指令发送至VR头盔，并接收学员实时位置数据，实现VR头盔、3D沙盘以及地图管理模块信息交互共享。
2.如权利要求1所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述地图管理模块包括：
地形数据采集单元，地形数据采集单元用于采集地形图的影像数据，将影像数据转化为城市二维数字地图；
三维建模单元，所述三维建模单元用于解析城市二维数字地图，并将城市二维数字地图数据导入三维建模软件，对建筑物进行三维建模；
场景绘制单元，所述场景绘制单元用于三维建筑物绘制虚拟场景，并将三维建筑物场景与二维数字地图融合，形成包含三维建筑物的城市三维数字地图。
3.如权利要求2所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述VR头盔包括：
位置信息采集单元，所述位置信息采集单元用于采集学员实时位置数据，其中，位置数据包括学员地理坐标以及坐标地理图像；
前端控制模块，所述前端控制模块用于处理位置信息采集单元采集的实时位置数据，并控制VR头盔运行；
无线连接模块，所述无线连接模块用于向教学中控平台发送和接收教学训练指令。
4.如权利要求3所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述VR头盔还包括：
运动传感器，所述运动传感器用于采集学员运动数据，并将运动数据传输至前端控制模块；
眼球追踪模块，所述眼球追踪模块用于采集学员眼球追踪，并将眼球追踪数据上传至前端控制模块；
前端显示单元，所述前端显示单元用于将虚拟环境转化为2D图像，并呈现在VR头盔上；
音频模块，所述音频模块用于接收教学中控平台发送的音频文件，并对音频文件进行解码。
5.如权利要求4所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述前端控制模块包括：
头盔控制器，所述头盔控制器用于控制VR头盔运行，并辅助学员通过按下控制器的按键来选取虚拟环境中的对象，或通过滑动触摸板来移动视角；
头盔处理器，所述头盔处理器与头盔控制器电性连接，头盔处理器用于处理并储存VR头盔运行数据。
6.如权利要求2-5任一所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述三维建模单元对建筑物进行三维建模的方法，具体包括：
获取建模用地理数据，其中，地理数据包括卫星影像、激光雷达数据、数字地图；
解析建模用地理数据，并对建模用地理数据进行预处理和转换，得到标准化地理数据；
获取标准化地理数据，基于Blender GIS插件，将标准化地理数据导入到BlenderV2.9，对标准化地理数据进行建模，创建建筑物的三维模型。
7.如权利要求6所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述三维建模单元对建筑物进行三维建模的方法，具体还包括：
获取建筑物的三维模型，将建筑物的三维模型分别导出至VR头盔以及3D沙盘。
8.如权利要求2-5任一所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述教学中控平台包括：
平台登录单元，所述平台登录单元用于验证学员、教师以及设备身份，并辅助学员、教师以及设备注册和修改信息；
课件管理单元，所述课件管理单元用于储存教学训练用课件，并支持教学训练用课件增加、修改、删除和查询；
课堂管理单元，所述课堂管理单元用于对不同的教学设备进行自定义编辑名称，并进行管理和投屏。
9.如权利要求8所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述教学中控平台还包括：
交互处理单元，所述交互处理单元用于处理学员实时位置数据，接收3D沙盘设置的目标点或目标路线，并将学员实时位置数据交互式呈现在3D沙盘上。
10.如权利要求9所述的一种位置实时联动系统，其特征在于：所述交互处理单元包括：
数据映射模块，所述数据映射模块用于将接收到的学员实时位置数据映射到3D沙盘的坐标系统中；
交互显示模块，所述交互显示模块用于将学员实时位置数据投影至3D沙盘上，并调整投影出目标点的位置。
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