[发明专利]基于VST技术的半实物仿真座舱虚实融合模拟系统

说明书

本发明公开了一种基于VST技术的半实物仿真座舱虚实融合式模拟系统，包括：飞机仿真系统，其包括航电子系统和飞控子系统；航电子系统用于产生航电数据并发送至VST视景系统；飞控子系统用于产生飞控数据并发送至VST视景系统；摄像头用于采集半实物仿真座舱及现场绿幕场景的视频流图像并发送至VST视景系统；VST视景系统，其接收飞机仿真系统以及摄像头发送的数据，并将虚拟座舱图像与虚拟场景图像进行融合生成虚实融合后的图像；头显设备，其接收虚实融合后的图像并显示输出。本发明的模拟系统，并将半实物仿真座舱及现场绿幕场景的视频流图像与虚拟场景图像进行融合，生成的虚实融合图像可避免现有光学透视技术存在的虚拟物体呈现出半透明的状态等问题。

技术领域

本发明属于模拟器视景仿真领域，具体指一种基于VST技术的半实物仿真座舱虚实融合式模拟系统。

背景技术

现在有的半实物仿真虚实融合式模拟系统采用光学透视技术，由于光学透视式头戴显示器前方的光学透镜组允许来自真实和虚拟环境中的光线同时通过，因此计算机生成的虚拟物体不能够完全遮挡住真实环境中的物体，使得注册的虚拟物体呈现出半透明的状态，破坏了真实景象与虚拟场景相融合的真实感以及由于遮挡而提供给人们的深度信息。

光学系统通常具有畸变，畸变的大小与像点离开光轴中心的半径平方成正比。要开发视野较宽的增强现实系统，就必须考虑光学系统的畸变问题，而视频透视式头戴显示器则可以通过图像处理的方法校正光学系统存在的畸变。

对于光学透视式头戴显示器，用户可以实时的看到真实世界的景象，而虚拟场景要经过一系列的时间延时才能够添加在真实场景之上，从而造成系统的动态注册误差，使增强信息在真实场景中产生“游移”现象。而采用视频透视式头戴显示器则可以将拍摄到真实场景消耗的系统时间与描绘虚拟场景的系统延时时间进行匹配，以减小动态注册误差，提高注册精度。

自然界光照强度的变化范围跨度大，而显示器光强度的变化范围却无法与之匹敌。因此光学透视式头戴显示器存在真实与虚拟场景光强度难以达到最佳匹配的缺点。视频透视式头戴显示器却不存在此方面的问题。因为无论是真实或是虚拟场景均在头戴显示器上显示输出。

发明内容

本发明针对现有技术中半实物仿真虚实融合式模拟系统采用光学透视技术存在合成景象不灵活、畸变、光强度匹配难度大等技术问题，提出了一种基于VST技术的半实物仿真座舱虚实融合式模拟系统，可以解决上述问题。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种基于VST技术的半实物仿真座舱虚实融合式模拟系统，包括：

飞机仿真系统，其包括航电子系统和飞控子系统；

航电子系统用于产生航电数据并发送至VST视景系统；

飞控子系统用于产生飞控数据并发送至VST视景系统；

摄像头，其用于采集半实物仿真座舱及现场绿幕环境的视频流图像并发送至VST视景系统；

VST视景系统，其接收所述飞机仿真系统以及摄像头发送的数据，所述VST视景系统将摄像头发送的半实物仿真座舱及现场绿幕环境的视频流图像进行处理，得到半实物仿真座舱图像，并将半实物仿真座舱图像与虚拟场景图像进行融合，生成虚实融合后的图像；

头显设备，其接收所述虚实融合后的图像并显示输出。

本发明的一些实施例中，所述航电子系统将需要通过仪表盘显示的可视数据以共享内存的方式发送到所述VST视景系统中，所述VST视景系统将所述可视数据加载到虚拟场景图像中仪表盘所对应的位置处;

可视数据包括航电子系统输出的仿真数据驱动的航电显示图像，该航电显示图像包括MFD和HUD实时显示的画面。

本发明的一些实施例中，所述航电子系统以及飞控子系统将控制指令数据通过UDP网络通信的方式送到所述VST视景系统，所述VST视景系统接收并执行控制指令，对于能够改变可视状态的控制指令，在所述虚拟座舱图像中相应的位置处进行改变。