[发明专利]基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟装置

权利要求书

1.一种基于虚拟现实技术的汽车驾驶模拟装置，其特征在于，包括：

头戴式多媒体，用于向用户提供模拟虚拟的多媒体驾驶场景；

操纵装置，其具有汽车驾驶操纵装置的机械结构，用于接受驾驶员的点火转向加速刹车打灯启用空调刮雨器的汽车驾驶操作；

传感器，安装在所述操纵装置上，用于采集驾驶员的汽车驾驶操作；

摄像头，用于采集驾驶员的面部图像；

反应分析器，用于从面部图像中识别驾驶员的驾驶反应；

控制器，用于根据采集的汽车驾驶操作和识别的驾驶反应，驱动头戴式多媒体提供相应的多媒体驾驶场景；

反应分析器包括:

图像优化单元，用于将摄像头采集的面部图像进行优化；

分析单元，用于将优化的面部图像与预存的面部反应图像进行比对，以确定具体的驾驶反应；

图像优化单元包括：

灰度单元，用于在灰度空间对面部图像进行处理；

彩色单元，用于在彩色空间对面部图像进行处理；

择优单元，用于选择灰度单元和彩色单元中较优的处理结果；

所述灰度单元包括：

灰度初始处理单元，用于将面部图像作为原稿A′(x,y)，对原稿进行傅利叶变换得到频率域，然后在频率域进行低通滤波，得到灰度初始稿B(x,y)；

灰度定稿处理单元，用于将原稿与灰度初始稿进行如下处理：

式中，G(x,y)为灰度定稿，为原稿灰度均值，F为拉伸参数，γ为图像的灰度域；

所述彩色单元包括：

彩色初始单元：用于采用倒圆锥模型在HSV空间中描述原稿，设置倒圆锥模型的轴线方向为HSV空间中的V分量，顶部的圆心为白色，最低点为黑色，竖直轴为白色和黑色之间的过渡色，顶部的圆平面为光强度最大的点，圆锥的任一横向圆切面的径向为饱和度，圆心处饱和度为0，圆周处饱和度为1，圆切面的圆周向的角度为HSV空间中的H分量；

彩色改进单元：用于采用小波域改进对S分量和V分量进行处理，具体为：

对S分量和V分量进行二维小波变换，将图像分解为4个相同大小的子带区域，进一步对子带区域进行二维小波变换，直到得到预设的小波尺度为止，从而得到S分量和V分量在小波域中的近似系数和不同层次的细节系数，公式如下：

δ′(x,y)＝0.14μ[δ(x,y)-i]²+μδ(x,y)+i(1-μ)

式中，δ(x,y)为小波系数，δ′(x,y)为改进后的小波系数，i为该子带区域小波系数均值，μ为改进系数，μ∈[0,1，表示对小波系数进行抑制，应用于小波分解后的近似系数，μ＞1，表示对小波系数进行增强，应用于小波分解后的细节系数；

彩色定稿单元，用于将图像进一步变换到RGB空间，公式如下：

式中，R、G、B分别为原稿RGB空间中的红色分量、绿色分量、蓝色分量，R′、G′、B′分别为处理后的图像RGB空间中的红色分量、绿色分量、蓝色分量，C、D为转换系数，max为原稿RGB空间中最大颜色分量，S、V分别为原稿HSV空间中的饱和度分量、亮度分量，S′、V′为小波改进后的饱和度分量、亮度分量；

所述择优单元对灰度单元和彩色单元处理后的图像分别计算评估值如下：

式中，M、N分别为图像的行数和列数，S＝(M-1)×(N-1)，h(x,y)为图像第x行、第y列的灰度值，π为图像的灰度均值；

所述择优单元选择评估值较大的图像用于分析单元进行分析。

2.根据权利要求1所述的汽车驾驶模拟装置，其特征在于，分析到驾驶员的反应为紧张情绪时，控制器驱动头戴式多媒体提供山路场景；分析到驾驶员的反应为放松情绪时，控制器驱动头戴式多媒体提供异常事件场景；分析到驾驶员的反应为过度专注前进方向时，控制器驱动头戴式多媒体提供侧向事件场景；分析到驾驶员的反应为过度专注侧向时，控制器驱动头戴式多媒体提供前进方向事件场景。