基于虚拟现实的汽车视野评价方法及系统与流程

本发明涉及汽车视野评价领域，尤其是涉及基于虚拟现实的汽车视野评价方法及系统。

背景技术：

汽车驾驶过程中，驾驶员的前方视野以及通过内后视镜和外后视镜观察获得的后方视野范围的大小，对于汽车行驶安全的重要性是显而易见的。因此，在汽车设计造型阶段驾驶员的视野范围大小是一项主要的设计和评价指标。在造型数据阶段汽车设计人员借助汽车三维造型数据的部分表征视野范围大小的参数大小，通过与类似车型的参数进行对比，从而客观评价驾驶员的视野大小。然而，这种数据对比并不能真实的体现评价人员的真实感受，与实际视野感觉有着一定的偏差。在根据汽车造型三维数据做出实物样车后，评价人员即可在样车上通过实际感受进行驾驶员视野的主观评价。

然而，汽车驾驶员视野评价人员进行视野主观评价时，需要在根据三维造型数据作出实物样车之后进行；如果评价结果令大多数评价人员不满，则导致汽车的造型可能发生较大的设计变更，这对于汽车设计开发的周期将产生较大的影响并伴随大笔的费用支出。

随着虚拟现实技术及相关硬件、软件技术的快速发展，借助于虚拟现实技术使评价人员在汽车造型的三维数据阶段即可进行视野的主观评价，从而避免后期样车阶段发生问题延误设计周期的风险，但目前还未见诸有关报道。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种基于虚拟现实的汽车视野评价方法，本发明还涉及基于虚拟现实的汽车视野评价系统。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：

本发明所述基于虚拟现实的汽车视野评价方法，包括构建虚拟现实汽车视野评价模型和汽车视野评价步骤；

所述虚拟现实汽车视野评价模型，包括计算机、驾驶员乘坐单元、虚拟现实头盔；所述驾驶员乘坐单元由方向盘、油门踏板、座椅、发动机舱盖构成；所述座椅上设置有座椅位置定位器，所述座椅位置定位器与所述计算机连接，经过标定后，将座椅在评价车型整车坐标系中的乘坐位置六自由度坐标信号输入到计算机驾驶员视野评价平台中；所述虚拟现实头盔中设置有与计算机连接的头盔空间位置定位器和眼球空间位置定位器，将虚拟现实头盔空间位置信号和评价人员的眼球空间位置信号输入到计算机驾驶员视野评价平台中；所述头盔空间位置定位器被标定得到虚拟现实头盔相对于座椅的六自由度坐标，眼球空间位置定位器被标定得到眼球相对于虚拟现实头盔的六自由度坐标；虚拟现实头盔用于实时动态显示所述驾驶员视野评价平台根据所述评价人员眼球视野输出的虚拟现实图像，使评价人员产生真实的沉浸感；

所述汽车视野评价步骤为：

s1、将被评价样车制作前的三维造型数据存储在计算机的三维造型数据库中；

s2、通过对所述三维造型数据进行纹理、光照渲染处理后导入计算机驾驶员视野评价平台中；同时根据视野评价的需求，增加路面、交通灯、汽车前后方行人元素，使驾驶员视野场景更逼真自然；

s3、评价人员根据自身的乘坐舒适性、视野要求调节所述座椅，使自身处于和实际驾驶相同的舒适位置后，进行评价人员的眼球视角标定；由于个体差异，每个评价人员的眼球视角有所不同；为了使虚拟现实视野评价的视野图形更贴合每个评价人员的实际视野，在评价前对各个评价人员的视角进行标定，并将标定的视角结果存储在计算机驾驶员视野评价平台中；视角标定借助虚拟现实头盔完成，虚拟现实头盔中首先呈现单色椭圆形图形，评价人员通过操作计算机对椭圆形图形进行缩放，使所述椭圆图形边界处于评价人员的视野边界，然后记录所得的标定图形边界及左、右眼球位置，计算所述左、右眼球的中心，将所述左、右眼球的中心与所述标定图形边界经过计算，即得到该评价人员类似于锥形的三维空间视角；

s4、根据评价人员标定的视角范围及眼球中心的整车坐标，对渲染的评价环境数据进行处理，得到评价人员视角范围内的可视数据；

s5、根据评价人员的操作，输出保存所需的三维可视范围边界、视野边界数据，用于线下的编辑、对比，并在文本资料中展示视野效果。

本发明所述基于虚拟现实的汽车视野评价系统，包括以下模块：

a、汽车三维造型数据模块，用于存储被评价样车制作前的三维造型数据；

b、图形渲染模块，用于对所述三维造型数据进行纹理、光照渲染处理，使得三维数据能够直接导入虚拟现实平台中；

c、虚拟现实视野评价模块，由视角标定模块、眼球位置计算模块、实时视野处理模块、视野数据处理与记录模块构成；

所述视角标定模块，用于标定每个视野评价人员的眼球视角；

所述眼球位置计算模块，用于计算确定所述视野评价人员眼球在评价车型整车坐标系中的位置；

所述实时视野处理模块，用于根据视野评价人员标定的视角范围及眼球的整车坐标，对渲染的评价环境数据进行处理，得到视野评价人员视角范围内的可视数据；

所述视野数据处理与记录模块，用于根据视野评价人员的操作，输出保存所需的三维可视范围边界的功能；输出保存的视野边界数据，用于线下的编辑、对比，并在文本资料中展示视野效果。

本发明优点在于利用虚拟现实技术，由计算机创建模拟现实环境的实时动态三维立体逼真图像，借助所述虚拟现实头盔，使评价人员沉浸于模拟环境中。本发明应用在汽车设计开发中，在汽车造型数据阶段即可完成原本只能在样车完成后进行的驾驶员视野主观评价工作，达到提前及时发现问题，避免后期设计风险，减小项目损失目的。

附图说明

图1是本发明所述基于虚拟现实的汽车视野评价系统的结构示意图。

图2是本发明所述评价人员视角标定方法示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

如图1、2所示，本发明所述基于虚拟现实的汽车视野评价方法，包括构建虚拟现实汽车视野评价模型和汽车视野评价步骤；

所述虚拟现实汽车视野评价模型，包括计算机1、驾驶员乘坐单元2、虚拟现实头盔3；驾驶员乘坐单元2由方向盘、油门踏板、座椅、发动机舱盖构成；座椅上设置有座椅位置定位器，座椅位置定位器与计算机1连接，经过标定后，将座椅在评价车型整车坐标系中的乘坐位置六自由度坐标信号输入到计算机驾驶员视野评价平台中；虚拟现实头盔3中设置有与计算机1连接的头盔空间位置定位器和眼球空间位置定位器，将虚拟现实头盔3空间位置信号和评价人员的眼球空间位置信号输入到计算机驾驶员视野评价平台中；头盔空间位置定位器被标定得到虚拟现实头盔3相对于座椅的六自由度坐标，眼球空间位置定位器被标定得到眼球相对于虚拟现实头盔3的六自由度坐标；虚拟现实头盔3用于实时动态显示驾驶员视野评价平台根据评价人员眼球视野输出的虚拟现实图像，使评价人员产生真实的沉浸感；计算机1还可外接投影设备7，使其它人员可在投影屏幕上观看评价人员可视范围内的实时图像。

所述汽车视野评价步骤为：

s1、将被评价样车制作前的三维造型数据存储在计算机的三维造型数据库中；

s2、通过对所述三维造型数据进行纹理、光照渲染处理后导入计算机驾驶员视野评价平台中；同时根据视野评价的需求，增加路面、交通灯、汽车前后方行人元素，使驾驶员视野场景更逼真自然；

s3、评价人员根据自身的乘坐舒适性、视野要求调节所述座椅，使自身处于和实际驾驶相同的舒适位置后，进行评价人员的眼球视角标定；由于个体差异，每个评价人员的眼球视角有所不同；为了使虚拟现实视野评价的视野图形更贴合每个评价人员的实际视野，在评价前对各个评价人员的视角进行标定，并将标定的视角结果存储在计算机驾驶员视野评价平台中；视角标定借助虚拟现实头盔3完成，如图2所示，虚拟现实头盔3中的显示器首先呈现单色椭圆形图形4，评价人员通过操作计算机1对椭圆形图形进行缩放，使所述椭圆图形4边界处于评价人员的视野边界，然后记录所得的标定图形边界及左、右眼球位置，计算所述左、右眼球的中心5，将所述左、右眼球的中心5与标定图形边界经过计算，即得到该评价人员类似于锥形的三维空间视角；

s4、根据评价人员标定的视角范围及眼球中心5的整车坐标，对渲染的评价环境数据进行处理，得到评价人员视角范围内的可视数据；

s5、根据评价人员的操作，输出保存所需的三维可视范围边界、视野边界数据，用于线下的编辑、对比，并在文本资料中展示视野效果。

如图1所示，所述基于虚拟现实的汽车视野评价系统，包括以下模块：

a、汽车三维造型数据模块，用于存储被评价样车制作前的三维造型数据；

b、图形渲染模块，用于对所述三维造型数据进行纹理、光照渲染处理，使得三维数据能够直接导入虚拟现实平台中；

c、虚拟现实视野评价模块6，由视角标定模块、眼球位置计算模块、实时视野处理模块、视野数据处理与记录模块构成；

所述视角标定模块，用于标定每个视野评价人员的眼球视角；

所述眼球位置计算模块，用于计算确定所述视野评价人员眼球在评价车型整车坐标系中的位置；

所述实时视野处理模块，用于根据视野评价人员标定的视角范围及眼球的整车坐标，对渲染的评价环境数据进行处理，得到视野评价人员视角范围内的可视数据；实时视野处理模块还可用于对内、外后视镜间距视野成像处理，根据驾驶员眼球位置、视野范围及后视镜镜片位置，经过计算处理，得到驾驶员通过后视镜所能看到的周边环境范围，即驾驶员所能看到的后方周边环境在后视镜上的成像，然后将所得环境图像在后视镜上成像显示在虚拟现实头盔3中，使评价人员能够通过后视镜看到后方的环境；

所述视野数据处理与记录模块，用于根据视野评价人员的操作，输出保存所需的三维可视范围边界的功能；输出保存的视野边界数据，用于线下的编辑、对比，并在文本资料中展示视野效果。

通过上述的虚拟现实评价系统，评价人员戴上虚拟现实头盔3乘坐在驾驶员乘坐单元2中，将座椅根据自身调整到舒适的位置后，驾驶员视野评价平台将计算1处理得到的视野环境图像输入到虚拟头盔中3显示，使驾驶员获得真实的驾驶视野感觉。