一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及计算机仿真，提供了一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法及系统，该方法具体包括：加载列车沿轨道行驶的三维场景模型；以固定频率刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面，每一次刷新包括：根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型，包括根据信号机状态输入信号对应地更新所述三维场景模型中的信号机状态；根据该列车的运动状态输入信号计算用户当前时刻在所述三维场景模型中的视点及视角；结合更新后的三维场景模型和所述视点及视角刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面。本发明专利技术实现了不同环境下高逼真度的三维视景仿真，有助于提高CBTC培训的培训效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及计算机仿真，提供了一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法及系统，该方法具体包括：加载列车沿轨道行驶的三维场景模型；以固定频率刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面，每一次刷新包括：根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型，包括根据信号机状态输入信号对应地更新所述三维场景模型中的信号机状态；根据该列车的运动状态输入信号计算用户当前时刻在所述三维场景模型中的视点及视角；结合更新后的三维场景模型和所述视点及视角刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面。本专利技术实现了不同环境下高逼真度的三维视景仿真，有助于提高CBTC培训的培训效果。【专利说明】一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法及系统
本专利技术涉及通信技术，具体涉及一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法及系统。
技术介绍
国产 CBTC 系统(Communication Based Train Control System,基于无线通信的列车控制系统)是一种列车自动控制系统，基于移动闭塞列车间隔的原理，实现对列车的控制，主要适用于地铁、轻轨系统。国产CBTC系统中的系统控制等级支持多种控制模式，从基于半自动闭塞的站间闭塞到基于固定闭塞原理和应答器的点式控制等级，再到使用高精度列车定位、车地连续双向通讯的CBTC控制等级。能够允许覆盖同一个信号系统下不同自动化等级的运行、不同性质列车的混运及多种驾驶模式的应用，也使系统具备后备模式的运行可能。CBTC系统的复杂性给推广使用造成了一定的难度，急需一套可视化的培训系统用于列车驾驶员、调度员操作培训，信号维修人员故障发现和处理培训，并可实现各子系统及其子系统间的互动教学。可视化的培训系统可以带给用户直观的、生动的、沉浸式的感观体验，使用户更容易掌握CBTC系统的使用。在现有的可视化培训系统中，视景显示多采用现场录像，受到场地、天气设备的影响，很难给人以虚拟环境的真实感，使得CBTC培训系统的培训效果大大降低。具体来说，主要采取现场录像模拟列车运行的方法存在以下缺陷:通过现场录像方法对现场环境的模拟不能展示现场信号设备(信号机、道岔、屏蔽门等)的实时状态，列车驾驶员对于现场环境并没有准确的把握。而且通过录像方法生成的视景是对现场环境的二维展示，不能为用户提供直观、生动、沉浸式的感观体验。因此，基于该方法的CBTC培训系统的培训效果很低。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法及系统，实现了不同环境下高逼真度的三维视景仿真，有助于提高CBTC培训的培训效果。(二)技术方案为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现:一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法，其特征在于，该方法包括:加载列车沿轨道行驶的三维场景模型；以固定频率刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面，每一次刷新包括:根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型，包括根据信号机状态输入信号对应地更新所述三维场景模型中的信号机状态；根据该列车的运动状态输入信号计算用户当前时刻在所述三维场景模型中的视点及视角；结合更新后的三维场景模型和所述视点及视角刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面。优选地，所述根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型还包括:根据其他列车位置输入信号对应地更新所述三维场景模型中其他列车的位置。优选地，所述根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型还包括:根据道岔正反位状态信号对应地更新所述三维场景模型中的道岔正反位状态。优选地，所述根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型还包括:根据用户输入的天气状况输入信号对应地更新所述三维场景模型中的天气状况。优选地，所述每一次刷新还包括:根据天气状况输入信号和列车的运动状态输入信号选择环境音效并向用户输出该环境音效；当接收到报警输入信号时向用户输出相应的报警音效。一种用于模拟驾驶的三维视景仿真系统，其特征在于，该系统包括:三维场景加载模块，用于加载有列车沿轨道行驶的三维场景模型；三维视景刷新模块，用于以固定频率刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面；所述三维视景刷新模块包括:三维场景更新单元，用于根据场景状态输入信号对应地更新所述三维场景模型，包括信号机状态更新子单元，所述信号机状态更新子单元用于根据信号机状态输入信号对应地更新所述三维场景模型中的信号机状态；视点视角计算单元，用于根据该列车的运动状态输入信号计算用户当前时刻在所述三维场景模型中的视点及视角；三维视景输出单元，用于结合更新后的三维场景模型和所述视点及视角刷新向用户输出的用户驾驶列车的运行画面。优选地，所述三维场景更新单元还包括其他列车位置更新子单元，用于根据其他列车位置输入信号对应地更新所述三维场景模型中其他列车的位置。优选地，所述三维场景更新单元还包括道岔正反位状态更新子单元，所述道岔正反位状态更新子单元用于根据道岔正反位状态信号对应地更新所述三维场景模型中的道岔正反位状态。优选地，所述三维场景更新单元还包括天气状况更新子单元，所述天气状况更新子单元用于根据用户输入的天气状况输入信号对应地更新所述三维场景模型中的天气状况。优选地，所述三维视景刷新模块还包括:环境音效刷新单元，用于根据天气状况输入信号和列车的运动状态输入信号选择环境音效并向用户输出该环境音效；报警音效输出单元，用于当接收到报警输入信号时向用户输出相应的报警音效。(三)有益效果本专利技术至少具有如下的有益效果:本专利技术通过连续刷新向用户输出的画面，其中按场景状态输入信号更新了三维场景模型，并按列车的运动状态输入信号更新了用户在三维场景模型中所处的视点和视角，从而只要刷新间隔足够小，也就是所述固定频率足够高，那么用户就可以从屏幕上体验到像电影一样身临其境动画效果，如此就实现了列车运行这一场景的实时动态显示。由于本专利技术中实时动态显示，用户能对现场信号机状态进行准确的把握，并可以从中获得图像和声音上的沉浸式体验，包括不同天气环境下的现场环境以及当前的车辆状态。也就是实现了不同环境下高逼真度的三维视景仿真，有助于提高CBTC培训的培训效果O当然，实施本专利技术的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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。图1是本专利技术一个实施例中一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法流程图；图2是本专利技术一个实施例中向用户输出的画面示意图；图3是本专利技术一个实施例中一种用于模拟驾驶的三维视景仿真系统框图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术实施例提供了 一种用于模拟驾驶的三维视景仿真方法，参见图1，该方法包括:步骤101:加载列车沿轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李萍，罗洁，张楠，张宏伟，
申请(专利权)人：北京交控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：