一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统技术方案

本申请提供了一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统，涉及计算机仿真技术领域，所述系统包括：虚拟场景生成模块，用于获取各个空间目标的实时测量数据，根据实时测量数据在虚拟场景中绘制所有的空间目标；空间融合模块，用于对虚拟场景中所有的空间目标进行实际物理空间位置映射，生成全息影像；交互模块，用于获取MR设备捕获的用户的各类手势和眼动作，实现用户动作和全息空间的交互；远大近小展示模块，用于通过计算用户和空间目标的实际距离，利用一个预先得到的视觉缩放系数使全息空间的目标以远大近小进行显示。本申请能够为各级指挥人员提供一个逼真的空间态势分析训练环境，提高任务指挥效率和指令的时效性。提高任务指挥效率和指令的时效性。提高任务指挥效率和指令的时效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统


[0001]本申请涉及计算机仿真
，尤其是涉及一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统。

技术介绍

[0002]混合现实(Mixed Reality，简称MR)技术虽然突破视觉带来的局限，在人脑中构建四维空间，将真实空间混合显示三维虚拟场景，让用户可以直观地看到真实的三维的交互场景，并进行数据驱动。目前缺乏一种利用混合现实技术实现的天基态势系统。
[0003]此外，在全息空间中，人的视觉对物体的观测是近大远小的。人对物体大小的感觉取决于物体在眼中的视角。同样的物体，如果离人眼近，那么视角就大，人就会感觉物体大了。如果离人眼远，那么视角就小，就会感觉到物体小了。因此，对于天基态势信息，如何保证在不破坏天基态势的还原度，空间真实感和数据实时驱动性的情况下，又能保证用户看清信息，且保证视觉舒适度，不至于空间目标在近距离时过大，也不至于在远距离时过小，导致用户看不到。在二维平面，可以通过透视效果实现远大近小，但在全息空间，目前缺乏一种实现远大近小的方法。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供了一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统，以解决现有技术存在的上述技术问题。
[0005]本申请实施例提供了一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统，包括：
[0006]虚拟场景生成模块，用于获取各个空间目标的实时测量数据，根据实时测量数据在虚拟场景中绘制所有的空间目标；
[0007]空间融合模块，用于对虚拟场景中所有的空间目标进行实际物理空间位置映射，生成全息影像；
[0008]交互模块，用于获取MR设备捕获的用户的各类手势和眼动作，实现用户动作和全息空间的交互；
[0009]远大近小展示模块，用于通过计算用户和空间目标的实际距离，利用一个预先得到的视觉缩放系数使全息空间的目标以远大近小进行显示。
[0010]进一步的，所述虚拟场景生成模块包括：
[0011]实时态势数据通信解析单元，用于获取各个空间目标的实时测量数据并进行处理和解析；
[0012]实时态势数据展示单元，用于利用实时测量数据对空间目标进行可视化绘制和动态显示；
[0013]实时态势数据解算分析单元，用于对实时测量数据的变化进行空间解算，进行空间态势的更新和展示。
[0014]进一步的，所述空间融合模块包括：
[0015]空间位置映射单元，用于将虚拟场景的空间目标映射到物理空间中固定位置，生成全息影像；
[0016]空间感知单元，用于根据用户真实移动实时计算全息影像位置。
[0017]进一步的，所述交互模块包括：
[0018]眼动跟踪单元，用于在用户保持平视状态下，通过采集眼睛的定位和运动跟踪用户的注视点，使用户眼睛和全息影像进行交互；
[0019]手部跟踪单元，用于获取手部位置，旋转，大小和动作，进行手动跟踪、触摸、抓握和移动全息影像，使全息影像作出和实物相同的反应；
[0020]语音及听写单元，用于当接收到语音命令，根据语音命令对全息影像进行操作，使用语音内容绘制出全息影像。
[0021]进一步的，所述远大近小展示模块包括：
[0022]确定单元，用于确定最佳的视觉缩放系数ScaleFactor；
[0023]计算单元，用于根据实时测量数据计算用户和空间目标的实际距离Distance，计算空间目标的显示大小值Size：
[0024]Size＝Distance*ScaleFactor
[0025]绘制单元，用于根据空间目标的显示大小值Size，在全息空间中绘制空间目标。
[0026]进一步的，所述确定单元具体用于：
[0027]选取多个视觉缩放系数，基于人体力学结构、人类视场角、观测距离和图像文字大小进行多次试验，得到多次视觉体验；
[0028]将最佳视觉体验对应的视觉缩放系数作为最佳的视觉缩放系数ScaleFactor。
[0029]进一步的，所述系统还包括：多人协同交互模块，用于实现多人在天基态势的全息空间中进行协同交互。
[0030]进一步的，所述多人协同交互模块包括：
[0031]全息影像设备同步单元，用于管理接入的全息影像设备，进行参数配置，实现同一空间中全息影像绘制；
[0032]全息影像协同交互单元，用于使用不同MR设备同时对全息影像进行操作，支持不同MR设备的多种操作方式；
[0033]过程记录和复盘回放单元，用于实现对想定推演过程中产生的各类想定推演数据、进程综合态势的收集、分类与存储，及仿真想定推演过程回放功能；
[0034]报表生成与管理单元，用于根据轨道预报计算结果，结合卫星的威胁度，生成某地区或者行动路线的侦察卫星过境情报、侦察卫星威胁度评估情报和安全时段情报，并进行管理；
[0035]仿真引擎服务单元，用于依托仿真引擎，为协同任务构建数据仿真驱动、试验导调、进程控制，对仿真全过程进行监测和管理。
[0036]进一步的，所述多人协同交互模块还包括：
[0037]协同任务创建单元，用于根据任务的解析内容，对任务执行的全部流程和各项关键因子进行梳理，按照任务执行逻辑，梳理软件、硬件和数据信息，进行协同任务规划制定；
[0038]任务场景编辑单元，用于对于已建立的协同任务方案，按照用户权限，提供对已有信息内容的编辑、修改、保存和删除；
[0039]交互状态和权限管理单元，用于对全息空间的对象交互状态进行显示，并对用户访问权限进行管理与分类。
[0040]本申请能够为各级指挥人员提供一个逼真的空间态势分析训练环境，提高任务指挥效率和指令的时效性。
附图说明
[0041]为了更清楚地说明本申请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，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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。
[0042]图1为本申请实施例提供的基于混合现实技术的天基态势仿真系统的功能结构图；
[0043]图2为本申请实施例提供的虚拟场景生成模块的功能结构图；
[0044]图3为本申请实施例提供的空间融合模块的功能结构图；
[0045]图4为本申请实施例提供的交互模块的功能结构图；
[0046]图5为本申请实施例提供的远大近小展示模块的功能结构图；
[0047]图6为本申请实施例提供的多人协同交互模块的功能结构图。
具体实施方式
[0048]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0049本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实技术的天基态势仿真系统，其特征在于，包括：虚拟场景生成模块，用于获取各个空间目标的实时测量数据，根据实时测量数据在虚拟场景中绘制所有的空间目标；空间融合模块，用于对虚拟场景中所有的空间目标进行实际物理空间位置映射，生成全息影像；交互模块，用于获取MR设备捕获的用户的各类手势和眼动作，实现用户动作和全息空间的交互；远大近小展示模块，用于通过计算用户和空间目标的实际距离，利用一个预先得到的视觉缩放系数使全息空间的目标以远大近小进行显示。2.根据权利要求1所述的基于混合现实技术的天基态势仿真系统，其特征在于，所述虚拟场景生成模块包括：实时态势数据通信解析单元，用于获取各个空间目标的实时测量数据并进行处理和解析；实时态势数据展示单元，用于利用实时测量数据对空间目标进行可视化绘制和动态显示；实时态势数据解算分析单元，用于对实时测量数据的变化进行空间解算，进行空间态势的更新和展示。3.根据权利要求2所述的基于混合现实技术的天基态势仿真系统，其特征在于，所述空间融合模块包括：空间位置映射单元，用于将虚拟场景的空间目标映射到物理空间中固定位置，生成全息影像；空间感知单元，用于根据用户真实移动实时计算全息影像位置。4.根据权利要求3所述的基于混合现实技术的天基态势仿真系统，其特征在于，所述交互模块包括：眼动跟踪单元，用于在用户保持平视状态下，通过采集眼睛的定位和运动跟踪用户的注视点，使用户眼睛和全息影像进行交互；手部跟踪单元，用于获取手部位置，旋转，大小和动作，进行手动跟踪、触摸、抓握和移动全息影像，使全息影像作出和实物相同的反应；语音及听写单元，用于当接收到语音命令，根据语音命令对全息影像进行操作，使用语音内容绘制出全息影像。5.根据权利要求1所述的基于混合现实技术的天基态势仿真系统，其特征在于，所述远大近小展示模块包括：确定单元，用于确定最佳的视觉缩放系数ScaleFactor；计算单元，用于根据实时测量数据计算用户和空间目标的实际距离Distance，计算空间目标的显示大小值Size：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇翔，廖通逵，王帅，李晓明，徐仁杰，李示威，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：