CN111429580A - 基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***及方法，克服现有技术的空间自由切换组合无法进行仿真预演的问题，包括依次连接的虚拟现实空间数据采集模块、空间变幻网络模块、服务器和虚拟现实演示模块；虚拟现实空间数据采集模块采集各个虚拟现实空间的数据，空间变幻网络模块将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化，服务器传递处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块，虚拟现实演示模块演示图像信息。本发明采用虚拟现实演示模块用于实时演示虚拟现实空间的自由组合的场景图像，根据坐标及图像信息生成全景图像，展示空间自由组合的效果，并根据用户的指令展示不同的自由组合结果为空间切换技术进行可行性验证。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其是涉及一种能够基于虚拟现实空间下对于空间自由切换组合技术进行前期预演，实现多个独立空间自由快速组合与分割的基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***及方法。
背景技术
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术、等多种技术的集合。是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。目前的应用领域来看，对于空间自由切换组合的前期预演和独立虚拟现实空间相组合中虚拟现实技术的应用并不多，对于虚拟现实空间的自由切换组合的仿真技术发展受限。
例如，一种在中国专利文献上公开的“一种移动空间组合式卫生间”，其公告号CN206329069U，包括集装箱式卫生间，集装箱式卫生间的上层设有休闲平台；所述集装箱式卫生间为包括两个独立的组合式箱体框架；两个箱体框架间隔一定距离设置，休闲平台设置在两个箱体框架之间并位 于箱体框架上方的位置；箱体框架采用整体式龙骨钢结构，箱体框架的下方设有底座；箱体框架的内外两侧设有墙体，两侧墙体之间增加保温夹层。所述方案的空间不能对其自由切换组合进行仿真预演，对空间组合后的效果没有预期判断，用户无法在组合前预先对组合后的效果进行仿真。
发明内容
本发明是为了克服现有技术的空间自由切换组合无法进行仿真预演的问题，提供一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***及方法，本发明可以对空间自由组合切换进行全方位的仿真，将空间自由组合切换效果进行全方位的预演，对空间切换技术进行可行性验证。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***，包括依次连接的虚拟现实空间数据采集模块、空间变幻网络模块、服务器和虚拟现实演示模块；
虚拟现实空间数据采集模块，用于采集各个虚拟现实空间的数据；
空间变幻网络模块，与虚拟现实空间数据采集模块相连接，用于将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化；
服务器，与空间变幻网络模块相连接，用于接收空间变幻网络模块处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块；
虚拟现实演示模块，用于接收服务器传送的处理后的虚拟现实空间数据，并将图像信息演示出来。虚拟现实空间数据采集模块将基于CAD的空间建筑信息模型的数据实时收集，空间变幻网络模块对各个虚拟现实空间的数据信息进行重组，实现虚拟现实空间的自由组合，并将各个对应的虚拟现实空间的坐标信息与图片发送至服务器，服务器将信息整合后传送至虚拟现实演示模块演示出来，虚拟现实演示模块基于虚拟现实VR技术，可以实时动态演示出组合后的相应虚拟现实空间的图像，对空间自由组合切换进行全方位的仿真，将空间自由组合切换效果进行全方位的预演，对空间切换技术进行可行性视觉可靠的验证。
作为优选，所述空间变幻网络模块包括将输入映射与输出参数相对应的定位网络、用于对输入图像进行采样的网格生成器和采样器。空间变幻网络模块可以提供对原始数据的进行更佳优化的处理，定位网络使输出的数据位置坐标精确，使输入与输出数据一一对应精准有效，网格生成器和采样器将数据模块化并可区分化，提供了更佳确切的空间变化。
一种根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：虚拟现实空间数据采集模块采集各个虚拟现实空间的数据；
S2：空间变幻网络模块将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化；
S3：服务器传递处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块；
S4：虚拟现实演示模块演示图像信息。虚拟现实空间数据采集模块采集数据发送到空间变幻网络模块进行处理，每个空间变幻网络对应的处理后的数据和图片信息传送至服务器，由服务器进行统一的整合，整合后的信息即为虚拟现实空间自由组合后的图片传送至虚拟现实演示模块由基于虚拟现实技术的虚拟现实演示模块演示出来。
作为优选，所述S1具体包括以下步骤：
S11：建立三维空间坐标系，将各个虚拟现实空间的位置数据以坐标（x，y，z）表示；
S12：将虚拟现实空间的位置数据坐标和图像传送至虚拟现实空间数据采集模块中存储。
作为优选，所述S2具体包括以下步骤：
S21：虚拟现实空间数据采集模块中的数据输入定位网络；
S22：定位网络将输入映射与输出参数相对应输出参数θ；
S23：网格生成器将参数θ筛选出参数化采样网格；
S24：采样器对参数化采样网格进行采样得出处理后的虚拟现实空间数据。定位网络使输出的数据位置坐标精确，网格生成器的作用是输出一个参数化的采样网格，采样器将数据模块化并可区分化，提供了更佳确切的空间变化。
作为优选，所述S22具体包括以下步骤：
S221：定位网络输入形状为（x，y，z）的特征映射U；
S222：定位网络输出变换矩阵；
S223：变换矩阵连接卷积网络输出参数θ。
作为优选，所述S3具体包括以下步骤：
S31：多个虚拟现实空间的数据传送到一台服务器中；
S32：服务器将多个虚拟现实空间的数据的位置数据及图像信息整合并发送给虚拟现实演示模块。
作为优选，所述S4具体包括以下步骤：
S41：根据用户指令调取服务器中的相应虚拟现实空间的位置和图像数据；
S42：将相应组合后的虚拟现实空间进行组合；
S43：虚拟现实演示模块将组合后的相应虚拟现实空间的图像演示出来。虚拟现实演示模块用于实时演示虚拟现实空间的自由组合的场景图像，根据坐标及图像信息生成全景图像，展示虚拟现实空间自由组合的效果，并根据用户的指令展示不同的自由组合结果，为空间切换技术进行可行性验证。
因此，本发明具有如下有益效果：
1. 虚拟现实空间数据采集模块将基于CAD的空间建筑信息模型的数据实时收集，空间变幻网络模块对各个虚拟现实空间的数据信息进行重组，实现虚拟现实空间的自由组合，并将各个对应的虚拟现实空间的坐标信息与图片发送至服务器，服务器将信息整合后传送至虚拟现实演示模块演示出来，虚拟现实演示模块基于虚拟现实VR技术，可以实时动态演示出组合后的相应虚拟现实空间的图像，对空间自由组合切换进行全方位的仿真，将空间自由组合切换效果进行全方位的预演，对空间切换技术进行可行性视觉可靠的验证；
2. 空间变幻网络模块可以提供对原始数据的进行更佳优化的处理，定位网络使输出的数据位置坐标精确，使输入与输出数据一一对应精准有效，网格生成器和采样器将数据模块化并可区分化，提供了更佳确切的空间变化；
3. 虚拟现实演示模块用于实时演示虚拟现实空间的自由组合的场景图像，根据坐标及图像信息生成全景图像，展示虚拟现实空间自由组合的效果，并根据用户的指令展示不同的自由组合结果，为空间切换技术进行可行性验证。
附图说明
图1是本发明仿真***的结构框图。
图2是本发明空间变幻网络模块的结构框图。
图3是本发明的工作流程图。
图中：1、虚拟现实空间数据采集模块 2、空间变幻网络模块 21、定位网络 22、网格生成器 23、采样器 3、服务器 4、虚拟现实演示模块。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例：
本实施例一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***，如图1、图2所示，包括虚拟现实空间数据采集模块1、空间变幻网络模块2、服务器3和虚拟现实演示模块4，虚拟现实空间数据采集模块1、空间变幻网络模块2、服务器3和虚拟现实演示模块4这四个模块依次连接；其中空间变幻网络模块2包括依次连接的定位网络21、网格生成器22和采样器23；虚拟现实空间数据采集模块1用于采集各个虚拟现实空间的数据，空间变幻网络模块2用于将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化，服务器3用于接收空间变幻网络模块2处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块4，虚拟现实演示模块4用于接收服务器2传送的处理后的虚拟现实空间数据，并将图像信息演示出来。
本发明还相应的提供一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，如图3所示，具体包括以下步骤：
S1：虚拟现实空间数据采集模块采集各个虚拟现实空间的数据；
其中，所述步骤S1具体包括以下步骤：
S11：建立三维空间坐标系，将各个虚拟现实空间的位置数据以坐标（x，y，z）表示；
S12：将虚拟现实空间的位置数据坐标和图像传送至虚拟现实空间数据采集模块中存储。
S2：空间变幻网络模块将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化；
其中，所述步骤S2具体包括以下步骤：
S21：虚拟现实空间数据采集模块中的数据输入定位网络；
S22：定位网络将输入映射与输出参数相对应输出参数θ；
其中，所述步骤S22具体包括以下步骤：
S221：定位网络输入形状为（x，y，z）的特征映射U；
S222：定位网络输出变换矩阵；
S223：变换矩阵连接卷积网络输出参数θ；
S23：网格生成器将参数θ筛选出参数化采样网格；
S24：采样器对参数化采样网格进行采样得出处理后的虚拟现实空间数据。
S3：服务器传递处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块；
其中，所述步骤S3具体包括以下步骤：
S31：多个虚拟现实空间的数据传送到一台服务器中；
S32：服务器将多个虚拟现实空间的数据的位置数据及图像信息整合并发送给虚拟现实演示模块。
S4：虚拟现实演示模块演示图像信息；
其中，步骤S4具体包括以下步骤：
S41：根据用户指令调取服务器中的相应虚拟现实空间的位置和图像数据；
S42：将相应组合后的虚拟现实空间进行组合；
S43：虚拟现实演示模块将组合后的相应虚拟现实空间的图像演示出来。
本发明的工作过程如下：虚拟现实空间数据采集模块将基于CAD的空间建筑信息模型的数据实时收集，空间变幻网络模块对各个虚拟现实空间的数据信息进行重组，实现虚拟现实空间的自由组合，并将各个对应的虚拟现实空间的坐标信息与图片发送至服务器，服务器将信息整合后传送至虚拟现实演示模块演示出来，虚拟现实演示模块基于虚拟现实VR技术，可以实时动态演示出组合后的相应虚拟现实空间的图像，对空间自由组合切换进行全方位的仿真，将空间自由组合切换效果进行全方位的预演，对空间切换技术进行可行性视觉可靠的验证，空间变幻网络模块可以提供对原始数据的进行更佳优化的处理，定位网络使输出的数据位置坐标精确，使输入与输出数据一一对应精准有效，网格生成器和采样器将数据模块化并可区分化，提供了更佳确切的空间变化，虚拟现实演示模块用于实时演示虚拟现实空间的自由组合的场景图像，根据坐标及图像信息生成全景图像，展示虚拟现实空间自由组合的效果，并根据用户的指令展示不同的自由组合结果，为空间切换技术进行可行性验证。
以上将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构，上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***，其特征在于，包括依次连接的虚拟现实空间数据采集模块（1）、空间变幻网络模块（2）、服务器（3）和虚拟现实演示模块（4）；
虚拟现实空间数据采集模块（1），用于采集各个虚拟现实空间的数据；
空间变幻网络模块（2），与虚拟现实空间数据采集模块（1）相连接，用于将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化；
服务器（3），与空间变幻网络模块（2）相连接，用于接收空间变幻网络模块（2）处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块（4）；
虚拟现实演示模块（4），用于接收服务器（2）传送的处理后的虚拟现实空间数据，并将图像信息演示出来。
2.一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真***，其特征在于，所述空间变幻网络模块（2）包括将输入映射与输出参数相对应的定位网络（21）、用于对输入图像进行采样的网格生成器（22）和采样器（23）。
3.一种根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：虚拟现实空间数据采集模块采集各个虚拟现实空间的数据；
S2：空间变幻网络模块将虚拟现实空间数据模块化可区分化和动态化；
S3：服务器传递处理后的虚拟现实空间数据并传递至虚拟现实演示模块；
S4：虚拟现实演示模块演示图像信息。
4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，所述S1具体包括以下步骤：
S11：建立三维空间坐标系，将各个虚拟现实空间的位置数据以坐标（x，y，z）表示；
S12：将虚拟现实空间的位置数据坐标和图像传送至虚拟现实空间数据采集模块中存储。
5.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，所述S2具体包括以下步骤：
S21：虚拟现实空间数据采集模块中的数据输入定位网络；
S22：定位网络将输入映射与输出参数相对应输出参数θ；
S23：网格生成器将参数θ筛选出参数化采样网格；
S24：采样器对参数化采样网格进行采样得出处理后的虚拟现实空间数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，所述S22具体包括以下步骤：
S221：定位网络输入形状为（x，y，z）的特征映射U；
S222：定位网络输出变换矩阵；
S223：变换矩阵连接卷积网络输出参数θ。
7.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，所述S3具体包括以下步骤：
S31：多个虚拟现实空间的数据传送到一台服务器中；
S32：服务器将多个虚拟现实空间的数据的位置数据及图像信息整合并发送给虚拟现实演示模块。
8.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实技术的空间全方位仿真方法，其特征在于，所述S4具体包括以下步骤：
S41：根据用户指令调取服务器中的相应虚拟现实空间的位置和图像数据；
S42：将相应组合后的虚拟现实空间进行组合；
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200717 |