一种开放式驾驶模拟器的视景系统运动跟随校正方法

摘要

本发明公开了一种开放式驾驶模拟器的视景系统运动跟随校正方法，运动平台采集模块实时采集运动平台当前时刻的位置、姿态信息；校正参数计算模块根据运动平台采集模块采集的当前时刻的运动平台位置、姿态以及视景系统的各个截取通道参数，计算出每个截取通道相对于观察点的相对运动量，图像渲染引擎模块根据上述相对运动量，在计算每一帧需要输出的图像内容时，直接修改进行透视变换的截取通道相对于观察点的位置、欧拉角，使得输出显示的图像内容能够跟随运动平台的运动过程。本发明使得采用开放式布置方案的驾驶模拟器的视景系统能够跟随运动平台的运动过程，从而使驾驶员的视觉与体感相一致。

主权项

一种开放式驾驶模拟器的视景系统运动跟随校正方法，其特征在于，利用运动跟随系统实现开放式驾驶模拟器视景系统的运动跟随，所述运动跟随系统由运动平台采集模块(1)、校正参数计算模块(2)、图像渲染引擎模块(3)组成，该运动跟随校正方法包括以下步骤：步骤一、运动平台采集模块(1)实时采集运动平台(9)当前时刻的位置、姿态信息；步骤二、校正参数计算模块(2)根据所述步骤一采集的当前时刻的运动平台(9)位置、姿态以及视景系统的各个截取通道(5)参数，计算出每个截取通道(5)相对于观察点的相对运动量，计算过程包括以下步骤：步骤1、在初始化阶段建立计算过程中所需的坐标系，具体包括：投影场地坐标系(11)：投影场地坐标系(11)是计算过程中的全局坐标系，将投影场地坐标系(11)原点P选在运动模拟系统基座(10)的中心位置；运动平台坐标系(8)：运动平台坐标系(8)固结在运动模拟系统的运动平台(9)上，运动平台坐标系(8)的原点S固结在运动平台(9)的形心处，当运动平台(9)运动时，其坐标原点在投影场地坐标系(11)中的位置、坐标系相对于投影场地坐标系(11)的欧拉角也会不断变化；观察点坐标系(7)：观察点坐标系(7)的原点O代表驾驶员眼睛的位置，其坐标轴方向指向驾驶员的视线方向，观察点坐标系(7)相对于运动平台坐标系(8)的位置、姿态固定不变；透视变换坐标系(6)：透视变换坐标系(6)的原点C设置在运动平台(9)位于初始位置时与观察点坐标系(7)原点O重合的位置，为视景系统的图像渲染引擎进行透视变换的投影参考点；步骤2、获取运动平台采集模块(1)通过所述步骤一采集的数据，并计算运动平台坐标系(8)相对于投影场地坐标系(11)的位置、欧拉角；步骤3、根据所述步骤2计算得到的运动平台坐标系(8)相对于投影场地坐标系(11)的欧拉角，计算运动平台坐标系(8)相对于投影场地坐标系(11)的方向余弦矩阵；步骤4、计算观察点坐标系(7)原点O在投影场地坐标系(11)中的位置；步骤5、计算投影场地坐标系(11)相对于观察点坐标系(7)的方向余弦矩阵；步骤6、计算透视变换坐标系(6)原点C在观察点坐标系(7)中的位置；步骤7、计算透视变换坐标系(6)相对于观察点坐标系(7)的欧拉角；步骤8、向图像渲染引擎模块(3)输出计算结果，并跳转至所述步骤2。步骤三、图像渲染引擎模块(3)根据步骤二计算出的每个截取通道相对观察点坐标系(7)的运动量，在计算每一帧需要输出的图像内容时，直接修改进行透视变换的截取通道相对于观察点的位置、欧拉角，使得输出显示的图像内容能够跟随运动平台(9)的运动过程。