[发明专利]一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成方法及系统

权利要求书

1.一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成方法，其特征在于，所述混合现实场景生成方法包括以下步骤：

在汽车仿真器上固定摄像机，并获取该摄像机的内、外参数；

建立所仿真汽车的三维模型VM，根据摄像机参数设计蒙版模型PM；

选择培训课程；

加载道路场景三维模型TM，并将带有蒙版模型PM的汽车三维模型VM置于道路场景中，组合形成虚拟驾驶场景SM；

采集摄像机所获得的操作区实时视频V，并对视频V进行修正，得到视频V’；

根据虚拟驾驶场景SM中的模型参数，对视频V’进行调整，并得到视频V”；

将视频V”根据蒙版模型PM的预设顶点视频纹理坐标VVC映射到PM上；

根据头戴式显示设备HMD的输出分辨率采用图形引擎对完成视频映射的SM进行左右视差方式的渲染，并输出到HMD中，供学员观看。

2.如权利要求1所述的一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成方法，其特征在于，所述摄像机固定在汽车驾驶仿真器的顶部位置，以保证能够完整拍摄到仿真器实物上的方向盘、仪表台、排档和手刹部分。

3.如权利要求1所述的一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成方法，其特征在于，所述蒙版模型PM为几何体集合，包括顶点空间坐标VC，顶点位置的法向量VN，顶点的视频纹理坐标VVC，顶点间的拓扑关系VT；所述蒙版模型PM置入汽车三维模型相应位置，用以替代方向盘、仪表台、排档手刹这四个部位的三维模型。

4.如权利要求1所述的一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成方法，其特征在于，所述汽车三维模型VM在场景中的位置与姿态根据动力学仿真计算结果实时确定。

5.如权利要求1所述的一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成方法，其特征在于，所述视频修正方法为求得校正后任意一点P₁(u,v)在原图像选定四边形ABCD区域中对应的原图坐标P₀；先在和上分别取得1/u位置点Q₀和Q₁，再在上取得1/v位置点即为P₀；已知校正后某点坐标为(u,v)，则校正前其对应点P₀在画面中的坐标即为：

6.一种用于汽车驾驶仿真器的混合现实场景生成系统，其特征在于，所述混合现实场景生成系统包括：

视频采集模块：从安装在汽车驾驶仿真器顶部的摄像机获得司机操作区域的实时高清视频V，并负责完成视频V的校正；

场景调度模块：加载和调度虚拟驾驶场景；

视频融合模块：根据预设参数对视频V及虚拟场景S进行配准、融合，形成实际视频与虚拟场景的混合场景MM；

渲染输出模块：根据头戴式显示设备HMD的技术参数对混合场景MM进行渲染和输出，供学员观看。