虚实场景信号便携式处理平台制造技术

本发明专利技术提供了一种虚实场景信号便携式处理平台，包括硬件部分和虚拟软件，硬件部分包括主处理器、电源管理系统、通信接口、视频采集接口、显示接口等在内的诸多模块，所有模块都以主处理器为核心，进行包括视频方位等相应数据的采集、显示，同时进行其它信息处理，构成一套虚实场景信号便携式硬件处理平台；虚拟软件包括Linux内核及驱动，Android操作系统、应用软件，操作系统主要软件进行管理，驱动程序驱动硬件工作，应用软件实现视频采集、虚目标的模拟、虚目标与实场景自适应叠加、声音播放、通讯等多种功能。本发明专利技术能提供逼真度较高的场景信号，从而大幅度提高模拟训练效果，成本低、安全性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于装备模拟训练及虚拟现实信息化
具体涉及一种虚实场景信号便携式处理平台。
技术介绍
目前，飞机、汽车等军民用装备模拟训练设备中场景逼真程度较低，一般都是直接进行操作设备训练或者讲解的方法，直接操作设备训练成本比较高，而且在某些情况下容易出现危险事件，直接讲解或者只以简单模拟的训练器不能以训练者所在的实际背景为场景，达不到真实的感觉，让训练事倍功半，同时这些设备还存在信息化程度低等缺点，为了克服上述缺点，特设计虚实场景信号便携式处理平台。中国专利文献库公布了一种名称为《一种飞机自动驾驶模拟装置》(专利申请号 200910244809.8)的专利技术专利申请技术，该专利技术专利申请技术公开了一种飞机自动驾驶模拟装置，其特点是模拟装置包括飞行训练器、飞机模型舵面控制机构和飞行实景系统、飞机模型舵面控制机构和飞行实景系统利用计算机网络连接构成一个整体；飞行训练器有服务器、中央操控台、侧杆和显示机构；飞机模型舵面控制机构有飞机半实物模型、副翼、方向舵、升降舵和舵回路控制系统；飞行视景系统由飞行训练器产生的飞机运动数据驱动，显示飞机姿态、飞行数据或飞行轨迹图形。该专利技术专利申请技术具有结构简单、装配紧凑、经济适用、数据准确、仿真度高、模拟飞机自动和人工驾驶动态性能好等优点。其不足之处在于该专利技术专利申请技术不能进行虚目标模拟和实背景拍摄，也不能用于虚实结合的场景信号的处理，同时该专利技术专利申请技术场景信号的处理速度较慢，不具备声音系统、而且功耗大、不便于携带、通信系统不方便、不能即时通信，制造成本较高。
技术实现思路
为了解决现有技术不能进行虚目标模拟和实背景拍摄，也不能用于虚实结合的场景信号的处理的不足，降低装备训练成本，提高训练效率，同时避免训练中可能会出现的危险，提高模拟训练中的信息化程度，本专利技术提供一种虚实场景信号便携式处理平台。本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台包括硬件部分和虚拟软件，硬件部分含有主处理器、电源管理系统、通信接口、视频采集接口、显示接口、音频接口、键盘、显示屏、摄像头，硬件部分以主处理器为虚实场景信号便携式处理平台的中心，电源管理系统给整个系统提供电源供给，通过摄像头将实景实时采集，送入视频采集接口，进而从视频采集接口送入主处理器，在主处理器中，将实景进行处理，并同时利用虚拟软件虚拟一个目标，通过目标与实景的纹理、大小、深度、色彩进行自适应匹配叠加后，将叠加后的虚实场景信号送入显示接口通过显示屏进行显示，同时在虚实场景显示的通过音频接口播放声音，控制指令通过键盘输入，通过通信接口把虚实场景信号关键数据发送出去；虚拟软件包括Linux 内核及驱动、Android操作系统和应用软件，在内核及驱动的基础上的Android操作系统主要进行对运行在系统中的各个软件进行管理，驱动程序驱动硬件进行工作，应用软件实现3虚实场景信号信息采集、视频图像处理、3D实现、虚拟目标以及虚拟出的目标与实背景的自适应叠加、播放、控制、管理和通讯功能。本专利技术中的主处理器为便携的多媒体处理器。本专利技术中的主处理器采用Freescale公司的具有Cortex A8或Cortex A9内核的低功耗ARM处理器。本专利技术中的通信接口采用以太网、WIFI、串口通信接口。本专利技术中的显示接口采用两路Mbit的IXD显示、TV-OUT或VGA显示接口中的一种。本专利技术中的通信接口还包括SD卡接口在内的存储接口，并且本身具有4G的Flash 以及256M以上的DDR2。本专利技术中的虚实场景信号便携式处理平台还包括姿态传感器。本专利技术利用摄像头等采集实景图像视频，同时利用本身的软硬件系统按照目标运行的轨迹及其形状模拟出虚拟的目标，然后采用相应的自适应叠加技术，把实景视频与虚拟目标实现叠加，配合场景信号模拟出声音信号，同时还进行其它信号的采集与分析，达到虚拟场景真实化的效果，同时设计出基于这种思想的便携式处理平台。本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台先通过识别实景的特征，然后利用这些特征来进行目标匹配叠加的；视频图像的采集与虚目标自适应叠加是实时的，但是也可以非实时性操作，在非实时性操作的时候可以把数据通过相应的存储器存储起来。本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台具有场景信号逼真度高、成本低、安全、运算性能强以及人机界面友好等特点，能在较为恶劣的环境中工作；可以作为模拟训练数据处理中心，具有运行管理软件，实现信息采集、处理、控制、管理和通讯等功能；使用方便，智能程度高，接口较多， 灵活性强。附图说明图1为本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台的总体结构框图。图2为本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台的虚拟软件框图。图3为本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台的虚拟软件流程图。图中，1.主处理器 2.电源管理系统 3.通信接口 4.视频采集接口 5.显示接口 6.音频接口 7.键盘 8.显示屏 9.姿态传感器 10.摄像头 ll.Linux内核及驱动 12. Android操作系统 13.应用软件。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步描述。图1为本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台的总体结构框图。如图1所示，本专利技术的虚实场景信号便携式处理平台，包括硬件部分和虚拟软件，硬件部分含有主处理器1、 电源管理系统2、通信接口 3、视频采集接口 4、显示接口 5、音频接口 6、键盘7、显示屏8、摄像头10，硬件部分以主处理器为虚实场景信号便携式处理平台的中心，电源管理系统给整个系统提供电源供给，通过摄像头10将实景实时采集，送入视频采集接口 4，进而从视频采集接口 4送入主处理器1，在主处理器1中，将实景进行处理，并同时利用虚拟软件虚拟一个目标，通过目标与实景的纹理、大小、深度、色彩进行自适应匹配叠加后，将叠加后的虚实场景信号送入显示接口 5通过显示屏8进行显示，同时在虚实场景显示的通过音频接口 6播放声音，控制指令通过键盘7输入，通过通信接口 3把虚实场景信号关键数据发送出去；虚拟软件包括Linux内核及驱动ll、Android操作系统12和应用软件13，在内核及驱动的基础上的Android操作系统12主要进行对运行在系统中的各个软件进行管理，驱动程序驱动硬件进行工作，应用软件13实现虚实场景信号信息采集、视频图像处理、3D实现、虚拟目标以及虚拟出的目标与实背景的自适应叠加、播放、控制、管理和通讯功能。本专利技术中的主处理器1采用美国Freescale公司的MICMX515，该芯片内包含ARM Cortex A8内核、视频处理单元(VPU)、图像处理单元(IPU)、3D图形加速功能的多媒体处理器，集成度高、运行速度快、功耗低。本专利技术中的电源管理系统2采用美国Freescale公司的MC13892芯片，该芯片能够提供多种电压，如 1. 8V、3. 3V、5V、1. 2V、2. 6V、3. 15V,2. 775V、1. 25V，误差均在 5% 以内，同时还能提供实时时钟RTC，保证时间信号的一致性。本专利技术中的通信接口 3为系统提供与外界交换信号的通道，主要通过FEC、WIFI等接口与外界进行信息交换，同时也保证了多机联合操作时数据的一致性。本专利技术中的视频采集接口 4与主处理器1和摄像头10连接，控制摄像头的数据采集，同时把采集的数据送给主处理器1。本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种虚实场景信号便携式处理平台，包括硬件部分和虚拟软件，硬件部分含有主处理器（１）、电源管理系统（２）、通信接口（３）、视频采集接口（４）、显示接口（５）、音频接口（６）、键盘（７）、显示屏（８）、摄像头（１０），硬件部分以主处理器为虚实场景信号便携式处理平台的中心，电源管理系统给整个系统提供电源供给，通过摄像头（１０）将实景实时采集，送入视频采集接口（４），进而从视频采集接口（４）送入主处理器（１），在主处理器（１）中，将实景进行处理，并同时利用虚拟软件虚拟一个目标，通过目标与实景的纹理、大小、深度、色彩进行自适应匹配叠加后，将叠加后的虚实场景信号送入显示接口（５）通过显示屏（８）进行显示，同时在虚实场景显示的通过音频接口（６）播放声音，控制指令通过键盘（７）输入，通过通信接口（３）把虚实场景信号关键数据发送出去；虚拟软件包括Ｌｉｎｕｘ内核及驱动（１１）、Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统（１２）和应用软件（１３），在Ｌｉｎｕｘ内核及驱动（１１）的基础上的Ａｎｄｒｏｉｄ操作系统（１２）主要进行对运行在系统中的各个软件进行管理，驱动程序驱动硬件进行工作，应用软件（１３）实现虚实场景信号信息采集、视频图像处理、３Ｄ实现、虚拟目标以及虚拟出的目标与实背景的自适应叠加、播放、控制、管理和通讯功能。...

【技术特征摘要】
1.一种虚实场景信号便携式处理平台，包括硬件部分和虚拟软件，硬件部分含有主处理器(1)、电源管理系统(2)、通信接口(3)、视频采集接口(4)、显示接口(5)、音频接口 (6)、键盘(7)、显示屏(8)、摄像头(10)，硬件部分以主处理器为虚实场景信号便携式处理平台的中心，电源管理系统给整个系统提供电源供给，通过摄像头(10)将实景实时采集， 送入视频采集接口( 4)，进而从视频采集接口( 4)送入主处理器(1)，在主处理器(1)中，将实景进行处理，并同时利用虚拟软件虚拟一个目标，通过目标与实景的纹理、大小、深度、 色彩进行自适应匹配叠加后，将叠加后的虚实场景信号送入显示接口(5)通过显示屏(8) 进行显示，同时在虚实场景显示的通过音频接口(6)播放声音，控制指令通过键盘(7)输入，通过通信接口(3)把虚实场景信号关键数据发送出去；虚拟软件包括Linux内核及驱动(11)、Android操作系统(12)和应用软件(13)，在Linux内核及驱动(11)的基础上的 Android操作系统(12)主要进行对运行在系统中的各个软件进行管理，驱动程序...

【专利技术属性】
技术研发人员：严发宝，周勇，
申请(专利权)人：四川省绵阳西南自动化研究所，
类型：发明
国别省市：51