驾驶员考试模拟系统及方法技术方案

一种驾驶员考试模拟系统及方法；所述驾驶员考试模拟系统包括：驾驶室(1)，用于获取用户的驾驶操作数据；头戴显示设备(2)，用于获取用户的头部姿态数据；还用于通过显示屏(24)向用户显示虚拟现实世界的场景图像；主机(3)，分别与驾驶室(1)和头戴显示设备(2)通讯连接，用于根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位置坐标，并用于根据该头部姿态数据计算得到用户的头部姿态角坐标；还用于根据位置坐标和头部姿态角坐标配合头戴显示设备(2)控制显示屏(24)显示虚拟现实世界中对应的场景图像。本发明专利技术的驾驶员考试模拟系统及方法设计巧妙，实用性强。

Driver Examination Simulation System and Method

【技术实现步骤摘要】
驾驶员考试模拟系统及方法
本专利技术涉及虚拟现实领域，尤其涉及驾驶员考试模拟系统及方法。
技术介绍
虚拟现实技术以其在设计、军事、商业、游戏等领域的诸多可能应用广受各界研究者的关注，其实现原理是：将二维显示器(例如LCD显示屏)所产生的影像藉由光学系统放大，具体而言，是通过显示器所发射的光线经过凸透镜使影像因折射产生类似远方效果，同时左右眼屏幕通过左右眼透镜分别显示左右眼的图像，人眼获取这种带有视差的信息后在大脑中产生具有立体感的影像。在虚拟现实头盔得到量产后，许多厂商尝试将虚拟现实头盔应用到模拟驾驶中，来实现虚拟驾驶和虚拟的驾驶员考试。目前的虚拟驾驶考试系统多采用预设场景进行驾驶训练，用户在使用过程中所见到的场景无法随着用户的位置和姿态变化而发生变化，这导致场景不真实，用户沉浸度不够，难以起到提高用户驾驶水平的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述技术问题，提出一种驾驶员考试模拟系统及方法。本专利技术提出了一种驾驶员考试模拟系统，包括：驾驶室，用于获取用户的驾驶操作数据；头戴显示设备，用于获取用户的头部姿态数据；还用于通过显示屏向用户显示虚拟现实世界的场景图像；主机，分别与驾驶室和头戴显示设备通讯连接，用于接收驾驶室所发送的驾驶操作数据并根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位置坐标，并用于接收头戴显示设备所发送的头部姿态数据并根据该头部姿态数据计算得到用户的头部姿态角坐标；还用于根据位置坐标和头部姿态角坐标配合头戴显示设备控制显示屏显示虚拟现实世界中对应的场景图像。本专利技术上述的驾驶员考试模拟系统中，头戴显示设备上设置有陀螺仪、加速度计以及MCU；MCU分别与陀螺仪、加速度计以及显示屏电性连接，并与主机通讯连接；头部姿态数据包括陀螺仪所检测的角速度数据以及加速度计所检测的加速度数据。本专利技术上述的驾驶员考试模拟系统中，头戴显示设备上还设置有与MCU电性连接的眼球追踪装置，并通过眼球追踪装置获取用户的眼球运动数据；主机用于根据位置坐标、头部姿态角坐标以及眼球运动数据配合头戴显示设备控制显示屏显示对应的场景图像。本专利技术还提出了一种驾驶员考试模拟方法，包括以下步骤：步骤S1、驾驶室获取用户的驾驶操作数据；步骤S2、头戴显示设备获取用户的头部姿态数据；步骤S3、主机接收驾驶室所发送的驾驶操作数据并根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位置坐标，并接收头戴显示设备所发送的头部姿态数据并根据该头部姿态数据计算得到用户的头部姿态角坐标；再根据位置坐标和头部姿态角坐标配合头戴显示设备控制显示屏显示虚拟现实世界中对应的场景图像。本专利技术上述的驾驶员考试模拟方法中，在步骤S1之前，驾驶员考试模拟方法还包括：步骤S0、主机获取虚拟现实世界数据，从而构建虚拟现实世界。本专利技术上述的驾驶员考试模拟方法中，虚拟现实世界数据包括天气条件数据，步骤S0包括：主机获取天气条件数据，并根据天气条件数据调用对应的路面情况和可视度情况模型以调整虚拟现实世界；天气条件数据包括天气模式以及昼夜模式；天气模式包括雨天模式、雪天模式、晴天模式、雾天模式以及阴天模式；昼夜模式包括白天模式和夜晚模式；其中，当天气模式选择为雨天模式时，天气条件数据还包括降雨量数据和路面湿滑情况数据；当天气模式选择为雪天模式时，天气条件数据还包括降水量数据和路面结冰情况数据；当天气模式选择晴天模式时，天气条件数据还包括阳光光强数据和照射方向数据；当天气模式选择雾天模式时，天气条件数据还包括可见度数据；当天气模式选择阴天模式时，天气条件数据还包括可视度数据。本专利技术上述的驾驶员考试模拟方法中，虚拟现实世界数据还包括训练模式数据；训练模式数据包括考试项目数据；该考试项目数据包括路考项目数据和桩考项目数据；路考项目数据包括直线行驶模式数据、直角转弯模式数据、曲线行驶模式数据、侧方停车模式数据、倒车入库模式数据、坡道定点停车与起步模式数据、超越前方车辆模式数据、变更车道模式数据、百米加减档模式数据、灯光操作模式数据、通过十字路口模式数据、通过学校模式数据、通过公交站模式数据、通过人行横道模式数据、靠边停车模式数据。本专利技术上述的驾驶员考试模拟方法中，虚拟现实世界数据还包括训练模式数据；训练模式数据包括障碍位置范围坐标数据；在步骤S3中，当主机所获得的用户在虚拟现实世界中的位置坐标处于障碍位置范围坐标数据之内时，则主机配合头戴显示设备控制显示屏显示虚拟现实世界中对应的驾驶操作错误的场景图像。本专利技术上述的驾驶员考试模拟方法中，训练模式数据包括障碍数据，该障碍数据包括障碍种类数据以及所述障碍位置范围坐标数据；障碍种类数据包括路人和/或车辆和/或建筑物和/或围栏；当主机所获得的用户在虚拟现实世界中的位置坐标处于路人的障碍位置范围坐标数据之内时，则对应的驾驶操作错误的场景图像为路人被撞飞的场景图像；当主机所获得的用户在虚拟现实世界中的位置坐标处于车辆的障碍位置范围坐标数据之内时，则对应的驾驶操作错误的场景图像为车祸的场景图像；当主机所获得的用户在虚拟现实世界中的位置坐标处于建筑物或围栏的障碍位置范围坐标数据之内时，则对应的驾驶操作错误的场景图像为用户所在车辆被撞毁的场景图像。本专利技术上述的驾驶员考试模拟方法中，训练模式数据还包括速度限制范围数据；驾驶操作数据还包括用户速度数据；在步骤S3中，当主机所获得的用户速度数据处于速度限制范围数据之外时，则主机配合头戴显示设备控制显示屏显示虚拟现实世界中对应的驾驶操作错误的场景图像。本专利技术的驾驶员考试模拟系统及方法通过探测用户的头部姿态角坐标，并获取用户在虚拟现实世界中的位置坐标；然后根据头部姿态角坐标和位置坐标在头戴显示设备的显示屏中显示对应的场景图像；还通过添加各种外界干扰因素以调整虚拟现实世界来加强用户对于各种天气状况和突发情况下车辆运行的掌握，有助于用户更快地掌握应对各种外界干扰因素的能力，提高通过驾驶员考试的概率。本专利技术的驾驶员考试模拟系统及方法设计巧妙，实用性强。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1示出了本专利技术优选实施例的驾驶员考试模拟系统的功能模块示意图。具体实施方式本专利技术所要解决的技术问题是：目前的虚拟驾驶考试系统多采用预设场景进行驾驶训练，用户在使用过程中所见到的场景无法随着用户的位置和姿态变化而发生变化，这导致场景不真实，用户沉浸度不够，难以起到提高用户驾驶水平的目的。本专利技术就该技术问题而提出的技术思路是：构造一种驾驶员考试模拟系统及方法，探测用户的头部姿态角坐标，并获取用户在虚拟现实世界中的位置坐标；然后根据头部姿态角坐标和位置坐标在头戴显示设备的显示屏中显示对应的场景图像。为了使本专利技术的技术目的、技术方案以及技术效果更为清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本专利技术，下面将结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步详细的说明。如图1所示，图1示出了本专利技术优选实施例的驾驶员考试模拟系统的功能模块示意图。驾驶员考试模拟系统包括：驾驶室1，用于获取用户的驾驶操作数据；头戴显示设备2，用于获取用户的头部姿态数据；还用于通过显示屏24向用户显示虚拟现实世界的场景图像；主机3，分别与驾驶室1和头戴显示设备2通讯连接，用于接收驾驶室1所发送的驾驶操作数据并根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驾驶员考试模拟系统，其特征在于，包括：驾驶室(1)，用于获取用户的驾驶操作数据；头戴显示设备(2)，用于获取用户的头部姿态数据；还用于通过显示屏(24)向用户显示虚拟现实世界的场景图像；主机(3)，分别与驾驶室(1)和头戴显示设备(2)通讯连接，用于接收驾驶室(1)所发送的驾驶操作数据并根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位置坐标，并用于接收头戴显示设备(2)所发送的头部姿态数据并根据该头部姿态数据计算得到用户的头部姿态角坐标；还用于根据位置坐标和头部姿态角坐标配合头戴显示设备(2)控制显示屏(24)显示虚拟现实世界中对应的场景图像。

【技术特征摘要】
1.一种驾驶员考试模拟系统，其特征在于，包括：驾驶室(1)，用于获取用户的驾驶操作数据；头戴显示设备(2)，用于获取用户的头部姿态数据；还用于通过显示屏(24)向用户显示虚拟现实世界的场景图像；主机(3)，分别与驾驶室(1)和头戴显示设备(2)通讯连接，用于接收驾驶室(1)所发送的驾驶操作数据并根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位置坐标，并用于接收头戴显示设备(2)所发送的头部姿态数据并根据该头部姿态数据计算得到用户的头部姿态角坐标；还用于根据位置坐标和头部姿态角坐标配合头戴显示设备(2)控制显示屏(24)显示虚拟现实世界中对应的场景图像。2.根据权利要求1所述的驾驶员考试模拟系统，其特征在于，头戴显示设备(2)上设置有陀螺仪(21)、加速度计(22)以及MCU(23)；MCU(23)分别与陀螺仪(21)、加速度计(22)以及显示屏(24)电性连接，并与主机(3)通讯连接；头部姿态数据包括陀螺仪(21)所检测的角速度数据以及加速度计(22)所检测的加速度数据。3.根据权利要求2所述的驾驶员考试模拟系统，其特征在于，头戴显示设备(2)上还设置有与MCU(23)电性连接的眼球追踪装置(25)，并通过眼球追踪装置(25)获取用户的眼球运动数据；主机(3)用于根据位置坐标、头部姿态角坐标以及眼球运动数据配合头戴显示设备(2)控制显示屏(24)显示对应的场景图像。4.一种驾驶员考试模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、驾驶室(1)获取用户的驾驶操作数据；步骤S2、头戴显示设备(2)获取用户的头部姿态数据；步骤S3、主机(3)接收驾驶室(1)所发送的驾驶操作数据并根据该驾驶操作数据计算得到用户在虚拟现实世界中的位置坐标，并接收头戴显示设备(2)所发送的头部姿态数据并根据该头部姿态数据计算得到用户的头部姿态角坐标；再根据位置坐标和头部姿态角坐标配合头戴显示设备(2)控制显示屏(24)显示虚拟现实世界中对应的场景图像。5.根据权利要求4所述的驾驶员考试模拟方法，其特征在于，在步骤S1之前，驾驶员考试模拟方法还包括：步骤S0、主机(3)获取虚拟现实世界数据，从而构建虚拟现实世界。6.根据权利要求5所述的驾驶员考试模拟方法，其特征在于，虚拟现实世界数据包括天气条件数据，步骤S0包括：主机(3)获取天气条件数据，并根据天气条件数据调用对应的路面情况和可视度情况模型以调整虚拟现实世界；天气条件数据包括天气模式以及昼夜模式；天气模式包括雨天模式、雪天模式、晴天模式、雾天模式以及阴天模式；昼夜模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：李炜，孙其民，
申请(专利权)人：深圳市掌网科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44