[发明专利]一种基于沉浸式人机交互仿真系统的潜望镜仿真成像方法

说明书

本发明公开了一种基于沉浸式人机交互仿真系统的潜望镜仿真成像方法，包括如下步骤：步骤1：构建三维图像渲染模块，实现虚拟装甲装备环境的构建；步骤2：依托空间定位技术构建激光定位空间结构；步骤3：在虚拟空间内的装甲装备外部放置虚拟相机作为潜望镜渲染输入，虚拟相机接收空间定位模块传入的定位数据结合自身的参数来完成对于潜望镜从不同角度观察的视景的取景；步骤4：依托光学成像技术以及图像识别技术将虚拟相机的图像以像素映射的方式传入至潜望镜内完成成像。本发明实现了装甲装备内潜望镜视景的立体成像，扩大了潜望镜所能观测到的视野范围，提高了模拟的真实性，极大地增强了训练的沉浸感，提高了训练的真实性和效果。

技术领域

本发明涉及军事训练器材领域，具体是一种基于沉浸式人机交互仿真系统的潜望镜仿真成像方法。

背景技术

为满足军事训练需求，部队为战士们配备了驾驶、射击、通信、战术等各型模拟训练器材，而现有模拟训练器材的装甲装备内的潜望镜显示方式均为平面显示器，平面显示器虽然可以显示出完整的潜望镜的画面，但画面不够立体，维度低，显示的角度与真实视景相比较为单一，无法提供足够的沉浸感，训练效果不佳。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于沉浸式人机交互仿真系统的潜望镜仿真成像方法，可实现装甲装备内潜望镜视景的立体成像，扩大潜望镜所能观测到的视野范围，提高模拟的真实性，模拟实车的潜望镜的特性及效果。本发明还可以极大地增强训练的沉浸感，提高训练的真实性和效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于沉浸式人机交互仿真系统的潜望镜仿真成像方法，包括如下步骤：

步骤1：构建三维图像渲染模块，实现虚拟装甲装备环境的构建，从而支撑装甲装备内潜望镜的成像机制；

步骤2：依托空间定位技术构建激光定位空间结构；在该空间结构中，可定位人员双目在其中的相对位置，为装甲装备内潜望镜的成像提供位置的数据支撑；

步骤3：在虚拟空间内的装甲装备外部放置虚拟相机作为潜望镜渲染输入，空间定位模块为虚拟相机及VR显示模块提供定位数据，虚拟相机接收空间定位模块传入的定位数据结合自身的参数来完成对于潜望镜从不同角度观察的视景的取景；

步骤4：依托光学成像技术以及图像识别技术将虚拟相机的图像以像素映射的方式传入至潜望镜内完成成像，该成像依托渲染模块完成VR显示模块的显示。

优选地，所述步骤1中的图形渲染模块采用次世代集成渲染引擎，采用DirectX11.0渲染底层画面，同时封装次世代引擎画面优化核心，并在构建渲染模块的基础上完成三维图形框架的搭建。

进一步地，所述三维图像的构建采用纹理贴图，将二维纹理或数据赋值到三维物体上，并通过改变光照方程中的参数值来实现改变物体的外貌；所述三维纹理是一个有体积的纹理，由多种立方体的材料或二维纹理重叠在一起；三维纹理中的每个点在纹理空间的内部都有三维相对坐标，通过体绘制技术实现空间上离散的三维纹理对象的可视化，所述离散的三维纹理对象之间的关系为结构化或非结构化，在逻辑上组织成三维数组的空间性的离散数据。

进一步地，所述步骤2中的空间定位技术基于STAEM2.0，在其基础上基于RSSI原理进行更加具象化的精准定位；

所述精准定位的方法为：

(1)放置四个基站；

(2)基站发射激光光束；

(3)人员头戴装备配备传感器接受激光光束，得到基站至传感器的距离；