[发明专利]一种基于VR的列车驾驶教学平台及方法

权利要求书

1.一种基于VR的列车驾驶教学平台及方法，其特征在于：包括液晶显示屏、一体式头显设备、高清摄像头、金属框架、语音播放器、伸缩电机、可调座椅、振动仪、电脑主机、司机操作台，由金属框架、液晶显示屏、司机操作台搭建起列车驾驶室基本框架，由液晶显示屏替代列车的前风挡玻璃，高清摄像头、语音播放器安装在金属框架内顶端，高清摄像头用于采集司机操作台上的操作面板图像，并将采集到的图像传输给电脑主机，语音播放器用于向用户发出报警声音以及模拟列车运行时驾驶员能听到的外界声音，振动仪安装在可调座椅下方，用于模拟列车出现抖动的情况，伸缩电机安装在可调座椅后方，用于推拉可调座椅，模拟列车在启动或急刹车时驾驶员身体发生倾斜的情况，电脑主机安装在司机操作台下方，用于制作VR视频，并将高清摄像头采集到的操作面板图像融合到VR视频中，并根据VR视频中的场景控制语音播放器、伸缩电机、振动仪做出相应的反应，液晶显示屏用于显示VR视频，现实的视频场景随着用户的头部位置、眼球位置切换。

2.根据权利要求1所述的基于VR的列车驾驶教学平台及方法，其特征在于：所述一体式头显设备包括弹力松紧带、海绵、塑料壳、头部追踪器、控制电路板、蓝牙模块、LCD显示屏、3D液晶眼镜、夜视摄像头，弹力松紧带固定在塑料壳的上、左、右三边，海绵安装在塑料壳内侧，头部追踪器安装在塑料壳顶端，用于定位用户的头部，控制电路板、蓝牙模块、LCD显示屏、3D液晶眼镜、夜视摄像头安装在塑料壳中，且LCD显示屏安装在3D液晶眼镜的前面，夜视摄像头安装在3D液晶眼镜的做镜片上，蓝牙模块用于控制电路板与电脑主机之间建立无线通信，由电脑主机通过蓝牙将制作好的VR视频传输至控制电路板，由控制电路板控制LCD显示屏显示VR视频，且控制电路板控制3D液晶眼镜的左、右镜片的透明与黑暗，使得用户能够通过3D液晶眼镜观看LCD显示屏中的VR视频，夜视摄像头用于追踪用户眼球位置，并将检测到图像信息传输至控制电路板进行图像识别，在控制电路板中计算出眼球位置，并通过蓝牙模块传输至电脑主机，电脑主机根据眼球移动位置来切换显示场景，并通过蓝牙模块反馈给LCD显示屏。

3.根据权利要求2所述的基于VR的列车驾驶教学平台及方法，其特征在于：所述头部追踪器包括倾角传感器、激光发射器、激光接收器，采用三个相同的激光发射器、三个相同的激光接收器组成激光测距仪，三组激光测距仪形成三角形，倾角传感器安装在三组激光测距仪组成的三角形重心所在位置，倾角传感器用于检测用户头部的空间倾角，激光发射器和激光接收器组合起来检测用户头部到金属框架不同点之间的距离，并将倾角传感器、激光接收器采集到的信息传输给控制电路板，在控制电路板中根据各个方向的倾角和三组激光测距仪采集的距离信息来计算出用户头部的空间坐标位置，并通过蓝牙模块传输给电脑主机，在电脑主机中根据用户头部位置来切换VR视频场景，使用户在转动头部时能够观看到需要查看的虚拟场景。