一種將現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種將現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境是一種多源信息融合的交互式的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。虛擬現(xiàn)實(shí)是多種技術(shù)的綜合，包括實(shí)時(shí)三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，廣角(寬視野)立體顯示技術(shù)，對(duì)觀察者頭、眼和手的跟蹤技術(shù)，以及觸覺(jué)/力覺(jué)反饋、立體聲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語(yǔ)音輸入輸出技術(shù)等。
[0003]在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，當(dāng)使用者進(jìn)行位置移動(dòng)時(shí)，電腦可以立即進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，將精確的3D世界影像傳回產(chǎn)生臨場(chǎng)感。該技術(shù)集成了計(jì)算機(jī)圖形(CG)技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)的最新發(fā)展成果，是一種由計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。
[0004]然而現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無(wú)法與真正的現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行關(guān)聯(lián)，用戶無(wú)法將虛擬現(xiàn)實(shí)中的世界與現(xiàn)實(shí)世界連接起來(lái)，因此總會(huì)產(chǎn)生距離感。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種將現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn)的方法，將虛擬現(xiàn)實(shí)的世界與現(xiàn)實(shí)中真實(shí)的世界進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:一種將現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn)的方法，它包括場(chǎng)景映射步驟、定位步驟和運(yùn)動(dòng)方式映射步驟;所述的場(chǎng)景映射步驟用于將虛擬場(chǎng)景以及用戶周圍的區(qū)域在虛擬現(xiàn)實(shí)終端進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)顯示，包括用于將虛擬的網(wǎng)絡(luò)元素與現(xiàn)實(shí)的實(shí)體對(duì)象顯示于地理信息系統(tǒng)之中形成復(fù)合空間的第一場(chǎng)景映射子步驟和用于將周圍場(chǎng)景映射為虛擬場(chǎng)景的第二場(chǎng)景映射步驟；
所述的地理信息系統(tǒng)包括三維電子地圖，所述的第一場(chǎng)景映射子步驟包括以下子步驟:
SI 11:將所述的網(wǎng)絡(luò)元素進(jìn)行GIS化，所述的網(wǎng)絡(luò)元素為不存在于現(xiàn)實(shí)中的虛擬物體； SI 12:將所述的復(fù)合空間進(jìn)行三維可視化；
S113:虛擬現(xiàn)實(shí)終端呈現(xiàn)三維可視化后的復(fù)合空間和虛擬物體位置；
所述的第二場(chǎng)景映射步驟包括以下子步驟:
S121:通過(guò)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景傳感模塊捕獲用戶周邊環(huán)境的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息；
S122:計(jì)算處理模塊從所述的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息中提取出現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景特征，基于預(yù)先設(shè)定的映射關(guān)系，將所述的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景特征映射為用于構(gòu)建虛擬場(chǎng)景的特征，并基于所述用于構(gòu)建虛擬場(chǎng)景的特征構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息； S123:虛擬現(xiàn)實(shí)終端呈現(xiàn)所述虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息；
所述的定位步驟包括:
S21:初始化室內(nèi)參考點(diǎn)，載入數(shù)據(jù)庫(kù)中參考點(diǎn)信息；
S22:設(shè)置隊(duì)列和濾波器參數(shù)，采集WIFI信號(hào)數(shù)據(jù)到隊(duì)列；
S23:利用采集的數(shù)據(jù)隊(duì)列，計(jì)算當(dāng)前位置上各個(gè)AP對(duì)應(yīng)的RSSI均值；
S24:遍歷所有參考點(diǎn)，根據(jù)步驟S23計(jì)算的RSSI均值是否在所對(duì)應(yīng)AP關(guān)于某參考點(diǎn)的RSSI區(qū)間之內(nèi)，判斷該參考點(diǎn)是否在對(duì)應(yīng)AP的判斷集中；
S25:求各個(gè)AP判斷集的交集:
(1)若交集中只有一個(gè)參考點(diǎn)，將該參考點(diǎn)坐標(biāo)作為算法的估計(jì)輸出，并結(jié)束；
(2)若交集中不止一個(gè)參考點(diǎn)，則計(jì)算RSSI誤差向量，根據(jù)誤差對(duì)交集中的參考點(diǎn)排序，并選擇其中誤差最小的k個(gè)點(diǎn)，以加權(quán)k近鄰算法計(jì)算估計(jì)結(jié)果，并結(jié)束；
(3)若交集為空集，計(jì)算各個(gè)判斷集的中心，并將這些集中心的中心作為全局中心，利用歐拉距離排除中心距全局中心最遠(yuǎn)的判斷集，并對(duì)剩余的判斷集作步驟S25中子步驟
(1)、子步驟(2)和子步驟(3)的交集運(yùn)算，直到得到估計(jì)結(jié)果，并結(jié)束;若執(zhí)行到最后一層仍得不到結(jié)果，執(zhí)行子步驟(4);
(4)若子步驟(3)執(zhí)行到最后一層時(shí)，交集仍為空集，則利用當(dāng)前RSSI均值與參考點(diǎn)RSSI均值間的誤差距離，根據(jù)RSSI誤差最小原則，利用加權(quán)k近鄰算法計(jì)算估計(jì)結(jié)果；
S26:將定位信息與三維可視化后的復(fù)合空間進(jìn)行映射，在復(fù)合空間中顯示當(dāng)前定位信息;
所述的運(yùn)動(dòng)方式定位步驟包括以下子步驟:
S31:在人身關(guān)節(jié)處設(shè)置多個(gè)與虛擬現(xiàn)實(shí)終端關(guān)聯(lián)的傳感組件；
S32:各個(gè)傳感組件的信息實(shí)時(shí)發(fā)送至虛擬現(xiàn)實(shí)終端；
S33:虛擬現(xiàn)實(shí)終端接收到信息之后進(jìn)行解析，并呈現(xiàn)在所述虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息中。
[0007]所述的虛擬現(xiàn)實(shí)終端為虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔或者移動(dòng)終端。
[0008]所述的定位步驟還包括一個(gè)離線訓(xùn)練步驟:
S201:離散化待定位區(qū)域，在待定位區(qū)域中均勻的取N個(gè)位置作為參考點(diǎn)；
S202:在每個(gè)步驟S201所述的參考點(diǎn)掃描WIFI信號(hào)，記錄連續(xù)一段時(shí)間內(nèi)各個(gè)AP的接收信號(hào)強(qiáng)度指示值RSSI;
S203:處理步驟202中所得的RSSI向量，計(jì)算各個(gè)AP在該參考點(diǎn)的RSSI均值、方差以及最大最小區(qū)間，將這些參數(shù)連同對(duì)應(yīng)AP的標(biāo)識(shí)SSID—起保存到數(shù)據(jù)庫(kù)中；
S204:對(duì)所有的參考點(diǎn)進(jìn)行S203和步驟S204操作，直到所有的參考點(diǎn)都訓(xùn)練完畢，從而建立待定位區(qū)域完整的RSSI分布地圖。
[0009]所述的三維可視化后的復(fù)合空間為建筑的三維視圖。
[0010]所述的虛擬現(xiàn)實(shí)終端呈現(xiàn)三維可視化后的復(fù)合空間的視角可調(diào)整。
[0011]步驟S121中所述的捕獲用戶周邊環(huán)境的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息為捕獲用戶周邊環(huán)境圖像的時(shí)序列幀數(shù)據(jù);所述的計(jì)算處理模塊從所述的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景信息中提取出現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景特征對(duì)所述時(shí)序列幀數(shù)據(jù)進(jìn)行模式識(shí)別分析，以提取出現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景特征。
[0012]所述的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景傳感模塊包括:深度攝像傳感器、深度攝像傳感器與RGB攝像傳感器的結(jié)合實(shí)體、超聲波定位傳感模塊、熱成像定位傳感模塊和電磁定位傳感模塊中的一種或者多種的組合。
[0013]所述的傳感組件包括三軸加速度傳感器、三軸角速度傳感器、三軸地磁傳感器的一種或者多種。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明將虛擬實(shí)現(xiàn)的世界與真實(shí)世界進(jìn)行關(guān)聯(lián)，通過(guò)定位在虛擬實(shí)現(xiàn)的世界的小地圖進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)用戶可以實(shí)時(shí)觀察到自己的行為動(dòng)作。
[0015]具體地，采用小地圖的方式將真實(shí)世界的建筑進(jìn)行三維視圖的展示，并且與定位相關(guān)聯(lián)，形象直觀;采用應(yīng)用現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景傳感技術(shù)以及相應(yīng)的運(yùn)算處理技術(shù)理解分析現(xiàn)實(shí)環(huán)境，將現(xiàn)實(shí)環(huán)境中的一些特征映射到展現(xiàn)給用戶的虛擬場(chǎng)景中，從而提高了用戶體驗(yàn);并且，其中的定位方式實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)(人、設(shè)備)的定位和三維位置顯示，為虛擬現(xiàn)實(shí)終端的基于位置服務(wù)應(yīng)用提供坐標(biāo)估計(jì)，具備較高的精度和較低的延時(shí)(延時(shí)可以通過(guò)掃描周期來(lái)間接設(shè)置)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本發(fā)明方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案:
如圖1所示，一種將現(xiàn)實(shí)進(jìn)行虛擬實(shí)現(xiàn)的方法，它包括場(chǎng)景映射步驟、定位步驟和運(yùn)動(dòng)方式映射步驟;所述的場(chǎng)景映射步驟用于將虛擬場(chǎng)景以及用戶周圍的區(qū)域在虛擬現(xiàn)實(shí)終端進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)顯示，包括用于將虛擬的網(wǎng)絡(luò)元素與現(xiàn)實(shí)的實(shí)體對(duì)象顯示于地理信息系統(tǒng)之中形成復(fù)合空間的第一場(chǎng)景映射子步驟和用于將周圍場(chǎng)景映射為虛擬場(chǎng)景的第二場(chǎng)景映射步驟；
所述的地理信息系統(tǒng)包括三維電子地圖，所述的第一場(chǎng)景映射子步驟包括以下子步驟:
SI 11:將所述