[发明专利]基于VR的虚拟物体碰撞判断方法、装置及机车实训系统

说明书

本发明提供了基于VR的虚拟物体碰撞判断方法、装置及机车实训系统，本发明通过判断获取主动虚拟物体和某个被动虚拟物体的投影区域是否发生重叠，若发生重叠，则直接获取主动虚体物体和被动虚体物体的深度值，若判断主动虚拟物体和被动虚体物体的深度值的差值的绝对值在设定阈值范围内，则判断为两者发生碰撞，本发明的方法处理过程简单，只需要获取被动虚拟物体和主动虚体物体的深度值，运算量小，计算时间短，降低了处理器的计算负担，提高了显卡的使用效率，VR虚拟场景更新及时，提高了非正常行车演练的逼真度，能够完成各种行车演练操作，为乘务员模拟演练提供了高效的学习方法和素材。

技术领域

本发明属于虚拟现实交互技术领域，特别涉及基于VR的虚拟物体碰撞判断方法、装置及机车实训系统。

背景技术

随着科技的快速发展，轨道行业发生了质的飞跃，对轨道相关功能的要求越来越多，乘务员需要掌握各种各样的技术来满足需要。尤其是应急故障、非正常情况的处理。传统的方法都是通过一个实训台来完成，但是该方法不仅耗费大量的财力、物力，而且会占用较大的空间，同时在进行模拟演练时，对VR虚拟场景中的每个物体进行渲染时，都用一个包围盒进行存储和计算，如公开号为“CN108227928A”，名称为“一种虚拟现实场景中的拾取方法和装置”的中国发明专利申请，该专利申请的公开的方案为：当物体发生移动时，通过计算物体的包围盒的顶点坐标，判断两个物体包围盒的空间是否相交，从而判定两个物体是否发生碰撞。通过包围盒相交判断物体是否发生碰撞时，首先需要计算每个物体包围盒8个顶点的坐标，还要计算两个包围盒相交部分的体积，增加了运行处理时间，使得虚拟场景的更新存在一定的延时；同时坐标计算时容易产生误差导致计算结果不准确，从而使场景更新存在延迟。

发明内容

本发明的目的在于提供基于VR的虚拟物体碰撞判断方法、装置及机车实训系统，用于解决现有技术中包围盒碰撞判断模式的计算过程复杂导致虚拟图像更新存在延迟的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于VR的虚拟物体碰撞判断方法，包括以下步骤：

获取主动虚拟物体的投影区域、所有被动虚拟物体的投影区域；

判断主动虚拟物体是否与某个被动虚拟物体的投影区域发生重叠；

如果发生重叠，获取该被动虚拟物体的深度值，以及主动虚拟物体的深度值，判断该被动虚拟物体的深度值与主动虚拟物体的深度值的差值的绝对值是否在设定的阈值范围，若在设定的阈值范围内，则判定两者发生碰撞；

所述被动虚拟物体为虚拟场景中的模拟物体，主动虚拟物体为虚拟场景中模拟出的、基于手部感应器的模拟物体。

本发明通过判断获取主动虚拟物体和某个被动虚拟物体的投影区域是否发横重叠，若发生重叠，则直接获取主动虚体物体和被动虚体物体的深度值，若判断该被动虚拟物体的深度值与主动虚拟物体的深度值的差值的绝对值在设定的阈值范围内，则判断为两者发生碰撞，本发明的方法处理过程简单，只需要获取被动虚拟物体和主动虚体物体的深度值，运算量小，计算时间短，VR虚拟场景更新及时，提高了非正常行车演练的逼真度，能够完成各种行车演练操作，为乘务员模拟演练提供了高效的学习方法和素材。

为了根据物体的大小选择不同的方法实现物体的碰撞检测，并增加虚拟物体碰撞判断方法的功能多样性，在判断主动虚拟物体与某个被动虚拟物体的投影区域发生重叠时，还判断该被动虚拟物体的碰撞模式；若为包围盒模式，则采用包围盒判断方法进行判定被动虚拟物体和主动虚拟物体是否发生碰撞。

进一步地，利用所述包围盒模式判断被动虚拟物体和主动虚拟物体是否发生碰撞的过程为：计算每个包围盒8个顶点的坐标，接着计算两个包围盒相交部分的体积，根据体积的大小判断被动虚拟物体与主动虚拟物体是否发生碰撞。采用包围盒模式也能判断被动虚拟物体与主动虚拟物体是否发生碰撞，使虚拟物体碰撞判断方法的可选择性更多。