[发明专利]针对紧急行为的仿真增强现实系统

说明书

本发明的实施例通过对表示真实世界系统的模型进行定义来提供增强现实。在对模型进行定义之后，使用所定义的模型来执行多个模型仿真，这会产生存储在存储器中的预测的现场数据。接下来，从真实世界系统中的一个或多个传感器接收数据，并使用接收到的现场数据相对于所存储的预测的现场数据对所定义的模型进行校准。然后，使用已校准的模型来提供真实世界系统的增强现实。

背景技术

本发明的实施例总体上涉及计算机程序和系统的领域，并且更具体地涉及产品设计和仿真以及增强和虚拟现实的领域。实施例可以用于虚拟现实、设计(例如，工程系统设计)、维护、增强现实、系统操作、虚拟展示以及娱乐(例如，视频游戏和电影)。

在市场上提供了若干现有的产品和仿真系统以用于系统、零件或零件组件的设计和仿真。这种产品和仿真系统典型地采用计算机辅助设计(CAD)和/或计算机辅助工程(CAE)程序。这些系统允许用户对对象或对象组件的复杂三维模型进行构造、操作以及仿真。因此，这些CAD和CAE系统使用边或线(在某些情况下使用面)来提供已建模的对象的表示。可以以各种方式表示线、边、面或多边形，例如，非均匀有理基样条(NURBS)。

这些CAD系统对主要是几何结构的规格的已建模对象的零件或零件组件进行管理。特别地，CAD文件包含规格，根据该规格生成几何结构。根据几何结构生成表示。规格、几何结构和表示可以存储在单个CAD文件或多个CAD文件中。CAD系统包括用于向设计者表示已建模的对象的图形工具；这些工具专用于显示复杂的对象。例如，组件可以包含数千个零件。CAD系统可以用于管理存储在电子文件中的对象的模型。

CAD和CAE系统的出现允许针对对象的大范围的表示可能性。示例包括有限元模型(FEM)、有限体积模型以及晶格玻尔兹曼模型(有限粒子模型)。这些模型可以源自CAD模型，并且因此可以表示一个或多个零件或整个组件。此外，可以以使得模型具有基础对象或其所表示的对象的属性的方式对所述模型进行编程。当以这样的方式对FEM或本领域已知的其它这样的对象表示进行编程时，模型可以用于执行对其表示的对象的仿真。例如，FEM可以用于表示车辆的内腔、围绕结构的声学流体以及任何数量的真实世界的对象。此外，CAD和CAE系统连同FEM、有限体积模型以及晶格玻尔兹曼模型一起，都可以用于对工程系统进行仿真。例如，CAE系统可以用于对车辆的噪声和振动进行仿真。

发明内容

现有的仿真/实验技术并非没有缺点。这些现有方法的主要问题是它们执行所花费的时间。这样的时间量阻止现有的方法成为实际的方法，例如用于虚拟现实和实时应用。

本发明的实施例克服了现有方法的问题，并且提供了实时提供增强现实体验的方法和系统。本发明的实施例可以用于改进各种领域中的方法，包括虚拟现实、视频游戏、虚拟展示以及系统设计、维护以及操作。

根据至少一个示例实施例，用于提供增强现实体验的方法以在计算机存储器中定义真实世界系统的模型而开始。这种方法以使用所定义的模型来执行对真实世界系统的多个仿真以产生预测的现场数据而继续，现场数据随后存储在计算机存储器中。接着，从真实世界系统中的一个或多个传感器接收现场数据，并且使用从一个或多个传感器接收到的现场数据相对于所存储的预测的现场数据来对真实世界系统的模型进行校准。接下来，使用真实世界系统的已校准的模型来提供真实世界系统的增强现实。

根据示例实施例，对真实世界系统的模型进行定义包括对一个或多个模型参数进行定义。在这样的实施例中，使用所接收的现场数据对真实世界系统的模型进行校准包括在给定所接收的现场数据的情况下确定一个或多个模型参数的值。另一个实施例针对一个或多个模型参数的一个或多个变型来执行多个仿真。这样的方法实施例还可以存储在执行多个仿真中所使用的一个或多个模型参数的一个或多个变型。