[发明专利]一种基于MR技术的机动车驾驶智能培训系统

说明书

本发明公开了一种基于MR技术的机动车驾驶智能培训系统，该系统包括机动车仿真驾驶舱、运动平台、第一数据处理器以及CAVE沉浸式MR视听系统，所述第一数据处理器分别与运动平台、机动车仿真驾驶舱、CAVE沉浸式MR视听系统连接，所述机动车仿真驾驶舱还与运动平台、CAVE沉浸式MR视听系统连接；所述机动车仿真驾驶舱固定设置在运动平台上，所述机动车仿真驾驶舱用于为驾驶员提供驾驶操作环境；所述运动平台用于模拟行车过程中的车辆振动情况，将模拟的行车路况及车辆驾驶进行实时反馈。本发明利用MR技术有效解决驾驶员在虚拟环境中与机动车仿真模拟系统无法准确互动的问题。

技术领域

本发明涉及机动车驾驶智能培训技术领域，具体涉及一种基于MR技术的机动车驾驶智能培训系统。

背景技术

机动车已成为人们出行的必备工具之一。据统计，我国机动车驾驶人数量已达3.96亿人且呈高速增长态势。绝大多数机动车驾驶培训均需在现实环境中进行实车操作，需要较高人力和物力成本投入、易受现实环境因素(如训练场地、天气)影响，且具有一定风险，尤其是对于一些新接触机动车的驾驶员，由于其进行实车操作时具有恐惧心理且操作动作不熟练，给实车驾驶培训带来更大安全隐患。如何实现更加有效、安全且符合成本效益的机动车驾驶培训已成为该领域丞待解决的问题。

随着虚拟现实技术的发展，目前市场上已提出一些运用头戴式全沉浸虚拟现实技术配合机动车仿真驾驶舱进行驾驶培训。然而发明人发现采用该技术的一个显著缺点就是在模拟机动车驾驶时，驾驶员的视线完全被头戴式虚拟现实设备所遮蔽，导致其无法准确地与机动车仿真驾驶舱进行交互，例如变换档位、踩下加速踏板装置或行车制动装置，这势必会降低机动车驾驶培训的效果。

而MR(混合现实)技术经过了20多年的发展，相关技术取得了显著的进步，展示出强劲的发展前景。人机交互是MR的重要支撑技术，也是近年来国内外的研究热点。大量极具创新性的MR应用，实物交互、3D交互、多通道和混合交互在这些应用中表现出了强大的生命力，极大地促进了交互技术的发展。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提出一种基于MR技术的机动车驾驶智能培训系统，利用MR技术为驾驶员在培训过程中提供多感官虚拟视听环境，同时使其能够准确与机动车仿真驾驶舱进行有效交互。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于MR技术的机动车驾驶智能培训系统，包括机动车仿真驾驶舱、运动平台、第一数据处理器以及CAVE沉浸式MR视听系统，所述第一数据处理器分别与运动平台、机动车仿真驾驶舱、CAVE沉浸式MR视听系统连接，所述机动车仿真驾驶舱还与运动平台、CAVE沉浸式MR视听系统连接；

所述机动车仿真驾驶舱固定设置在运动平台上，所述机动车仿真驾驶舱用于为驾驶员提供驾驶操作环境；

所述运动平台用于模拟行车过程中的车辆振动情况，将模拟的行车路况及车辆驾驶进行实时反馈；

所述第一数据处理器用于接收由机动车仿真驾驶舱中各组件采集的驾驶员操作指令及驾驶数据、模拟机动车驾驶过程中的运动及视听场景，第一数据处理器对驾驶数据进行协同运算后实时反馈至运动平台和CAVE沉浸式MR视听系统，进而将机动车驾驶过程中的运动及视听场景进行仿真输出；

所述驾驶员操作指令包括方向盘转角控制、油门控制、刹车控制、离合控制、档位控制，所述驾驶数据包括方向盘转角、各类踏板的开合幅度以及档位数值，所述协同运算包括对运动平台的运动学分析，即运动学正解和运动学反解；

所述CAVE沉浸式MR视听系统包括CAVE主体支架、投影屏幕、第二数据处理器、多组运动追踪摄像头、运动追踪模块和3D眼镜以及环绕立体音响系统，第一数据处理器分别与多组运动追踪摄像头、投影屏幕、第二数据处理器连接，CAVE主体支架分别与多组运动追踪摄像头、环绕立体音响系统连接，第二数据处理器分别与投影屏幕、环绕立体音响系统连接，运动追踪模块分别与机动车仿真驾驶舱、3D眼镜连接；