CN209248815U - 强光模拟装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例涉及增强现实技术领域，具体而言，涉及一种强光模拟装置及系统。该强光模拟装置应用于沙盘交通器模拟系统，沙盘交通器模拟系统包括虚拟驾驶舱、沙盘车辆、沙盘场地和控制装置，虚拟驾驶舱和沙盘车辆分别与控制装置通信连接，所述沙盘车辆设置于所述沙盘场地内，该强光模拟装置包括固定件、投影机、投射件和反射组件，虚拟驾驶舱设置有前视窗，固定件固定于虚拟驾驶舱的顶部，投影机活动连接于固定件远离顶部的一端，投射件设置于虚拟驾驶舱的外部，反射组件设置于投射件远离虚拟驾驶舱的一侧，反射组件与前视窗相对，投影机与控制装置通信连接。该强光模拟装置能够提高强光模拟的拟真度。

Description

强光模拟装置及系统

技术领域

本实用新型实施例涉及增强现实技术领域，具体而言，涉及一种强光模拟装置及系统。

背景技术

交通工具模拟驾驶已广泛应用于生活当中，例如交通工具培训、比赛系统，沙盘车辆模拟系统具有拟真度高和不受场地限制等优点。在实际驾驶过程中，驾驶员可能会由于光照导致驾驶操作失误，进而造成人身事故安全，在现有的大多模拟驾驶技术中，模拟强光的拟真度较低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种强光模拟装置及系统，能够提高模拟强光的拟真度，有利于普通驾驶受训者获得强光照射条件下的驾驶经验，预防恶劣环境下交通事故的发生。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种强光模拟装置，应用于沙盘交通器模拟系统，所述沙盘交通器模拟系统包括虚拟驾驶舱、沙盘车辆、沙盘场地和控制装置，所述虚拟驾驶舱和所述沙盘车辆分别与所述控制装置通信连接，所述沙盘车辆设置于所述沙盘场地内，所述沙盘场地内设置有位置和角度可调的至少一个发光件，所述至少一个发光件与所述控制装置通信连接，所述强光模拟装置包括：固定件、投影机、投射件和反射组件；

所述虚拟驾驶舱设置有前视窗；

所述固定件固定于所述虚拟驾驶舱的顶部，所述投影机活动连接于所述固定件远离所述顶部的一端；所述投射件设置于所述虚拟驾驶舱的外部，所述投射件位于所述前视窗的上部；所述反射组件设置于所述投射件远离所述虚拟驾驶舱的一侧，所述反射组件与所述前视窗相对；

所述投影机与所述控制装置通信连接；

所述发光件用于获得所述控制装置发送的控制指令，根据所述控制指令调整位置和角度，将强光照射至设置于所述沙盘车辆的摄像头；

所述摄像头用于实时拍摄所述沙盘车辆周围的图像以及所述摄像头照射的强光，将包含了所述强光的图像作为强光模拟图像，将强光模拟图像发送至所述控制装置；

所述控制装置用于接收所述强光模拟图像，将所述强光模拟图像发送至所述投影机；

所述投影机用于接收所述强光模拟图像，并将所述强光模拟图像投射至所述投射件；所述投射件用于接收所述投影机发送的强光模拟图像，将所述强光模拟图像散射到所述反射组件；所述反射组件用于将散射的强光模拟图像反射至所述前视窗，以供位于所述虚拟驾驶舱内的用户观察。

可选地，所述投射件为曲面背投屏。

可选地，所述反射组件包括支架和曲面反射镜；

所述支架固定于所述前视窗远离所述虚拟驾驶舱的一侧；

所述曲面反射镜固定于所述支架；

所述曲面反射镜用于接收所述背投屏散射的强光模拟图像，并将该强光模拟图像反射至所述前视窗，以供位于所述虚拟驾驶舱内的用户观察。

可选地，所述固定件为固定杆；

所述固定杆的一端固定于所述虚拟驾驶舱的顶部；

所述投影机活动连接于所述固定杆远离所述顶部的一端。

可选地，所述投影机包括连接部、本体和接收芯片；

所述连接部设置于所述本体的底壁并位于所述本体的外部，所述接收芯片容置与所述本体的内部；

所述连接部与所述固定杆远离所述顶部的一端固定连接；

所述接收芯片与所述控制装置通信连接。

可选地，所述固定杆远离所述顶部的一端设置有固定部；

所述固定部与所述连接部球头连接。

可选地，所述接收芯片为无线数传芯片。

可选地，所述强光模拟装置还包括补光设备，所述补光设备与所述控制装置通信连接；

所述补光设备活动设置于所述虚拟驾驶舱的靠近所述投影机的位置；

所述补光设备用于接收所述控制装置发送的补光指令，根据所述补光指令将补光光束投射至所述投射件。

可选地，所述补光设备为单色高亮投影机。

本实用新型实施例还提供了一种强光模拟系统，包括虚拟驾驶舱、沙盘车辆、沙盘场地、控制装置和上述强光模拟装置；

所述虚拟驾驶舱和所述沙盘车辆分别与控制装置通信连接，所述沙盘车辆设置于所述沙盘场地内，所述沙盘场地内设置有位置和角度可调的至少一个发光件，所述至少一个发光件与所述控制装置通信连接；

所述虚拟驾驶舱设置有前视窗；所述固定件固定于所述虚拟驾驶舱的顶部，所述投影机活动连接于所述固定件远离所述顶部的一端；所述投射件设置于所述虚拟驾驶舱的外部，所述投射件位于所述前视窗的上部；所述反射组件设置于所述投射件远离所述虚拟驾驶舱的一侧，所述反射组件与所述前视窗相对；所述投影机与所述控制装置通信连接；

所述发光件用于获得所述控制装置发送的控制指令，根据所述控制指令调整位置和角度，将强光照射至设置于所述沙盘车辆的摄像头；

所述摄像头用于实时拍摄所述沙盘车辆周围的图像以及所述摄像头照射的强光，将包含了所述强光的图像作为强光模拟图像，将强光模拟图像发送至所述控制装置；

所述控制装置用于接收所述强光模拟图像，将所述强光模拟图像发送至所述投影机；所述投影机用于接收所述强光模拟图像，并将所述强光模拟图像投射至所述投射件；所述投射件用于接收所述投影机发送的强光模拟图像，将所述强光模拟图像散射到所述反射组件；所述反射组件用于将散射的强光模拟图像反射至所述前视窗，以供位于所述虚拟驾驶舱内的用户观察。

本实用新型实施例提供的强光模拟装置及系统，摄影机与控制装置通信连接，控制装置接收沙盘车辆的摄像头拍摄到的强光模拟图像，并将该强光模拟图像发送至投影机，投影机与投射件以及反射组件配合，将强光模拟图像投射到前视窗供用户观察，能够模拟出车辆所处的驾驶环境，提高强光模拟的拟真度。

进一步地，通过发光件对沙盘车辆进行强光照射进而模拟出模拟舱内的驾驶环境，减少了成本且保证了用户的安全。

进一步地，控制装置对图像的对比度进行判断，并根据判断结果决定是否采用补光设备生成强光，能够在保证图像对比度的情况下提高强光模拟拟真度，且补光设备采用高亮单色投影仪，减少了设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例所提供的一种强光模拟系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例所提供的一种强光模拟装置的结构示意图。

图3为本实用新型实施例所提供的一种强光模拟系统的另一结构示意图。

图4为本实用新型实施例所提供的一种反射组件的结构示意图。

图5为本实用新型实施例所提供的一种反射组件的第一视角示意图。

图6为本实用新型实施例所提供的一种反射组件的另一结构示意图。

图7为本实用新型实施例所提供的一种反射组件的另一结构的第二视角示意图。

图8为本实用新型实施例所提供的一种强光模拟方法的流程图。

图标：100-强光模拟系统；200-强光模拟系统；1-固定件；11-固定部；2-投影机；21-连接部；22-本体；23-接收芯片；3-投射件；4-反射组件；41-反射镜；42-支架；5-虚拟驾驶舱；51-前视窗；6-沙盘车辆；61-摄像头；7-沙盘场地；71-发光件；8-控制装置；9-补光设备。

具体实施方式

基于沙盘的可视化无人驾驶交通工具遥控系统，可用于作为汽车、飞机等交通工具的操作培训，也可用于模拟真实环境的体验。例如，操作人员可在模拟驾驶仓中通过远程指令控制沙盘上的交通工具进行运动，然后通过将沙盘现场的影像、以及车辆的运动状态通过模拟驾驶舱反馈给用户，可以使得用户在安全的环境下进行驾驶体验，沙盘车辆模拟系统具有拟真度高和不受场地限制等优点。在实际驾驶过程中，驾驶员可能会由于光照导致驾驶操作失误，进而造成人身事故安全，因此需要对驾驶员进行强光干扰模拟驾驶培训。

经调查发现，现有的大多模拟强光干扰驾驶的技术拟真度低，例如，现有的驾驶环境和强光的模拟大多采用电脑合成，难以还原驾驶员在驾驶过程中遭遇强光照射的真实场景。

以上现有技术中的方案所存在的缺陷，均是发明人在经过实践并仔细研究后得出的结果，因此，上述问题的发现过程以及下文中本实用新型实施例针对上述问题所提出的解决方案，都应该是发明人在本实用新型过程中对本实用新型做出的贡献。

基于上述研究，本实用新型实施例提供了一种强光模拟装置及系统，能够提高强光模拟的拟真度，有利于普通驾驶受训者获得强光照射条件下的驾驶经验，预防恶劣环境下交通事故的发生。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1示出了本实用新型实施例所提供的一种强光模拟系统100的结构示意图，由图可见，该强光模拟系统100包括：固定件1、投影机2、投射件3、反射组件4、虚拟驾驶舱5、沙盘车辆6、沙盘场地7和控制装置8。其中，固定件1、投影机2、投射件3和反射组件4构成强光模拟装置，虚拟驾驶舱5、沙盘车辆6、沙盘场地7和控制装置8构成沙盘交通器模拟系统，可以理解，该强光模拟装置应用于该沙盘交通器模拟系统。

进一步地，虚拟驾驶舱5和沙盘车辆6分别与控制装置8通信连接，沙盘车辆6设置于沙盘场地7内，沙盘场地7内设置有位置和角度可调的至少一个发光件71，所述至少一个发光件71与控制装置8通信连接。

该强光模拟系统的能够提高强光模拟的拟真度，例如，发光件71可以获得控制装置8发送的控制指令，该控制指令可以包括需要显示的强光的类型和强度，发光件71根据该控制指令调整自身的位置和角度，使其能够恰好将强光投射到设置于沙盘汽车6内的摄像头61，在本实施例中，摄像头61可以位于沙盘车辆6的前挡风玻璃处。可以理解，摄像头61实时拍摄沙盘汽车6在行驶过程中前挡风玻璃外的图像，控制装置8实时接收这些图像并将图像发送至强光模拟装置，强光模拟装置将这些图像投射到虚拟驾驶舱的前视窗以供位于虚拟驾驶舱内的用户观察。

可以理解，当发光件71的强光照射到摄像头61时，相应的位于虚拟驾驶舱内的用户也能通过观看前视窗的图像的变化感知强光“照射”，如此设置，能够提高强光模拟的拟真度。下面将针对强光模拟装置作进一步说明。

请参阅图2，为本实用新型实施例所提供的一种强光模拟装置的结构示意图。由图可见，虚拟驾驶舱设置有前视窗51，固定件固定于虚拟驾驶舱的顶部，投影机活动连接于固定件远离顶部的一端，投射件3设置于虚拟驾驶舱的外部，投射件3位于前视窗51的斜上方，反射组件设置于投射件3远离虚拟驾驶舱的一侧，反射组件与前视窗相对。

当图像通过摄像头打到投射件3时，投射件3将图像散射到反射组件，反射组件将散射的图像反射到前视窗51，这样，位于虚拟驾驶舱内的用户可以通过前视窗51观察到图像。可以理解，该图像为图1中的沙盘车辆6中设置的摄像头61在沙盘车辆6运行过程中实时拍摄的图像。

请继续参阅图2，固定件为固定杆，固定杆的一端固定于虚拟驾驶舱顶部，固定杆远离顶部的一端为固定部，投影机包括连接部21、本体22和接收芯片23，其中，连接部21设置于本体22的底壁并位于本体22的外部，接收芯片23与图1中的控制装置8通信连接，在本实施例中，接收芯片可以为无线数传芯片。进一步地，连接部21与固定部活动连接，在本实施例中，连接部21与固定部球头连接，如此设置，能够加大本体22的活动范围和角度，进一步加大投影机的活动范围和角度。

请继续参阅图2，反射组件包括反射镜41和支架42，支架42固定于前视窗51远离投影机的一侧，可以理解，支架42固定于投射件3远离投影机的一侧，反射镜51固定于支架41。

在本实施例中，投射件3为背投屏，反射镜41为曲面反射镜。投影机的图像光束走向如下：

图像光束通过背投屏散射到曲面反射镜，曲面反射镜将图像光束反射至前视窗51以供用户观察。

进一步地，发明人在研究中发现，若沙盘场地上的发光件发光强度过大，可能会导致传输到投影机的画面不生动，进而降低拟真度，为了解决这个问题，本实用新型实施例还提供了一种强光模拟系统200，如图3所示，该强光模拟系统200在图1的基础上增设一个补光设备9，该补光设备9为单色高亮投影机，用于模拟常见的太阳光和车灯灯光。进一步地，控制装置8在获得摄像头61发送的图像之后，会分析图像是否达到预想的拟真度，若没有达到，可以判定图像失真，此时关闭发光件，将之前发送给发光件的控制指令转换成补光指令发送给单色高亮投影机，单色高亮投影机接收该补光指令，根据补光指令生产补光光束并将补光光束投射至投射件3，补光光束通过投射件3散射到曲面反射镜，并反射到用户眼中。其中，单色高亮投影机的位置和角度均可调，可以模拟外来照射到车辆的多种光源类型，例如太阳光和车灯灯光。如此设置，能够模拟发光强度较大的光束并且能够保证摄像头61拍摄到的沙盘场地的画面的真实性。

可以理解，发光件可以为探照灯或者其他沙盘车辆的车灯。

进一步地，单色高亮投影机成本低，能够降低整个强光模拟系统的造价。可以理解，也可以根据实际情况采用彩色高亮投影机作为补光装置。

可选地，本实用新型实施例还对强光模拟装置的相关部件进行了简化，请参阅图4，为本实用新型实施例提供的另一种反射组件的结构示意图。由图可见，该反射组件4可以为正投屏，在图1的基础上，不设置投射件3，直接通过投影机将图像打到正投屏。

请继续参阅图4，该正投屏为曲面屏，由图4可以看出，该曲面屏与地面垂直。请结合参与图5，由图5可见，该曲面屏为圆弧形。如此设置，能够提高用户的观察视野。

可选地，请结合参阅图6和图7，该正投屏还可以为球面屏，如此设置，能够提高用户头部斜上方的视野。

基于上述说明，图8示出了本实用新型实施例所提供的一种强光模拟方法的流程示意图，下面将对图8所示的具体流程进行详细阐述。

步骤S41，发光件获得控制装置发送的控制指令，根据该控制指令调整位置和角度，并生成强光投射到设置于沙盘车辆的前挡风玻璃处的摄像头。

步骤S42，摄像头实时拍摄前防风玻璃前方的图像以及发光件投射的强光，将该图像和该强光作为强光模拟图像发送至控制装置。

步骤S43，控制装置接收强光模拟图像，将强光模拟图像发送至投影机。

步骤S44，投影机接收控制装置发送的强光模拟图像，将该强光模拟图像通过背投屏和曲面反射镜反射到用户眼中。

综上，本实用新型实施例提供的强光模拟装置及系统，能够在保证强光亮度的前提下避免图像拟真化程度的降低，有效保证了强光模拟的拟真度。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种强光模拟装置，应用于沙盘交通器模拟系统，所述沙盘交通器模拟系统包括虚拟驾驶舱、沙盘车辆、沙盘场地和控制装置，所述虚拟驾驶舱和所述沙盘车辆分别与所述控制装置通信连接，所述沙盘车辆设置于所述沙盘场地内，所述沙盘场地内设置有位置和角度可调的至少一个发光件，所述至少一个发光件与所述控制装置通信连接，其特征在于，所述强光模拟装置包括：固定件、投影机、投射件和反射组件；

所述虚拟驾驶舱设置有前视窗；

所述固定件固定于所述虚拟驾驶舱的顶部，所述投影机活动连接于所述固定件远离所述顶部的一端；所述投射件设置于所述虚拟驾驶舱的外部，所述投射件位于所述前视窗的上部；所述反射组件设置于所述投射件远离所述虚拟驾驶舱的一侧，所述反射组件与所述前视窗相对；

所述投影机与所述控制装置通信连接；

所述发光件用于获得所述控制装置发送的控制指令，根据所述控制指令调整位置和角度，将强光照射至设置于所述沙盘车辆的摄像头；

所述摄像头用于实时拍摄所述沙盘车辆周围的图像以及所述摄像头照射的强光，将包含了所述强光的图像作为强光模拟图像，将强光模拟图像发送至所述控制装置；

所述控制装置用于接收所述强光模拟图像，将所述强光模拟图像发送至所述投影机；

所述投影机用于接收所述强光模拟图像，并将所述强光模拟图像投射至所述投射件；所述投射件用于接收所述投影机发送的强光模拟图像，将所述强光模拟图像散射到所述反射组件；所述反射组件用于将散射的强光模拟图像反射至所述前视窗，以供位于所述虚拟驾驶舱内的用户观察。

2.根据权利要求1所述的强光模拟装置，其特征在于，所述投射件为曲面背投屏。

3.根据权利要求2所述的强光模拟装置，其特征在于，所述反射组件包括支架和曲面反射镜；

所述支架固定于所述前视窗远离所述虚拟驾驶舱的一侧；

所述曲面反射镜固定于所述支架；

所述曲面反射镜用于接收所述背投屏散射的强光模拟图像，并将该强光模拟图像反射至所述前视窗，以供位于所述虚拟驾驶舱内的用户观察。

4.根据权利要求1所述的强光模拟装置，其特征在于，所述固定件为固定杆；

所述固定杆的一端固定于所述虚拟驾驶舱的顶部；

所述投影机活动连接于所述固定杆远离所述顶部的一端。

5.根据权利要求4所述的强光模拟装置，其特征在于，所述投影机包括连接部、本体和接收芯片；

所述连接部设置于所述本体的底壁并位于所述本体的外部，所述接收芯片容置与所述本体的内部；

所述连接部与所述固定杆远离所述顶部的一端固定连接；

所述接收芯片与所述控制装置通信连接。

6.根据权利要求5所述的强光模拟装置，其特征在于，所述固定杆远离所述顶部的一端设置有固定部；

所述固定部与所述连接部球头连接。

7.根据权利要求5所述的强光模拟装置，其特征在于，所述接收芯片为无线数传芯片。

8.根据权利要求1所述的强光模拟装置，其特征在于，所述强光模拟装置还包括补光设备，所述补光设备与所述控制装置通信连接；

所述补光设备活动设置于所述虚拟驾驶舱的靠近所述投影机的位置；

所述补光设备用于接收所述控制装置发送的补光指令，根据所述补光指令将补光光束投射至所述投射件。

9.根据权利要求8所述的强光模拟装置，其特征在于，所述补光设备为单色高亮投影机。

10.一种强光模拟系统，其特征在于，包括虚拟驾驶舱、沙盘车辆、沙盘场地、控制装置和上述权利要求1-9任一所述的强光模拟装置；

所述虚拟驾驶舱和所述沙盘车辆分别与控制装置通信连接，所述沙盘车辆设置于所述沙盘场地内，所述沙盘场地内设置有位置和角度可调的至少一个发光件，所述至少一个发光件与所述控制装置通信连接；

所述虚拟驾驶舱设置有前视窗；所述固定件固定于所述虚拟驾驶舱的顶部，所述投影机活动连接于所述固定件远离所述顶部的一端；所述投射件设置于所述虚拟驾驶舱的外部，所述投射件位于所述前视窗的上部；所述反射组件设置于所述投射件远离所述虚拟驾驶舱的一侧，所述反射组件与所述前视窗相对；所述投影机与所述控制装置通信连接；

所述发光件用于获得所述控制装置发送的控制指令，根据所述控制指令调整位置和角度，将强光照射至设置于所述沙盘车辆的摄像头；

所述摄像头用于实时拍摄所述沙盘车辆周围的图像以及所述摄像头照射的强光，将包含了所述强光的图像作为强光模拟图像，将强光模拟图像发送至所述控制装置；

所述控制装置用于接收所述强光模拟图像，将所述强光模拟图像发送至所述投影机；所述投影机用于接收所述强光模拟图像，并将所述强光模拟图像投射至所述投射件；所述投射件用于接收所述投影机发送的强光模拟图像，将所述强光模拟图像散射到所述反射组件；所述反射组件用于将散射的强光模拟图像反射至所述前视窗，以供位于所述虚拟驾驶舱内的用户观察。