【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及虛擬駕駛相關(guān)領(lǐng)域，具體為一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、在目前的虛擬駕駛車輛測(cè)試領(lǐng)域，主要集中于評(píng)估車輛的硬件性能和軟件功能，如傳感器精度、數(shù)據(jù)處理速度及自動(dòng)化控制系統(tǒng)的效率。盡管如此，車輛與駕駛員或乘客之間的人機(jī)交互(hmi)系統(tǒng)往往沒(méi)有獲得充分的關(guān)注。這一系統(tǒng)是提高車輛可靠性和乘客體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。
2、人機(jī)交互系統(tǒng)涵蓋所有使用戶能夠與車輛互動(dòng)的技術(shù)，包括觸控界面、語(yǔ)音命令系統(tǒng)和安全警告機(jī)制等。一個(gè)高效的人機(jī)交互系統(tǒng)不僅能提升乘客的安全感，也能增強(qiáng)用戶對(duì)自動(dòng)駕駛技術(shù)的信任，并改善乘坐體驗(yàn)。例如，直觀的用戶界面能幫助用戶清晰了解車輛狀態(tài)和預(yù)計(jì)行為，而高效的語(yǔ)音交互系統(tǒng)能在需要時(shí)提供即時(shí)幫助。
3、因此，開發(fā)一個(gè)高沉浸感的人機(jī)交互測(cè)試系統(tǒng)變得至關(guān)重要。這種測(cè)試系統(tǒng)需要能夠模擬現(xiàn)實(shí)生活中的各種場(chǎng)景，包括常規(guī)操作和緊急情況下的用戶反應(yīng)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)(vr)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(ar)技術(shù)，可以創(chuàng)造出一個(gè)既控制又富有真實(shí)感的測(cè)試環(huán)境，允許測(cè)試者全面評(píng)估交互設(shè)計(jì)是否人性化，是否能在關(guān)鍵時(shí)刻有效提供支持。
4、此外，一個(gè)先進(jìn)的人機(jī)交互測(cè)試系統(tǒng)還應(yīng)該包括用戶體驗(yàn)(ux)的綜合評(píng)估。通過(guò)分析用戶在模擬環(huán)境中的行為、生理反應(yīng)和反饋，可以評(píng)估用戶的滿意程度和交互界面的易用性。這種方法不僅有助于識(shí)別和解決潛在的交互問(wèn)題，還能提高虛擬駕駛車輛的整體可靠性和市場(chǎng)接受度。這種測(cè)試平臺(tái)的研發(fā)和完善，對(duì)于推動(dòng)虛擬駕駛車輛技術(shù)的商業(yè)化和普及化具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，包括：虛擬現(xiàn)實(shí)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊、人機(jī)交互模塊、控制系統(tǒng)模塊和數(shù)據(jù)記錄與分析模塊，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊：用于創(chuàng)建虛擬駕駛環(huán)境，包括城市道路、高速高架公路、鄉(xiāng)村道路若干個(gè)種駕駛場(chǎng)景，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊采用高分辨率顯示屏，以實(shí)現(xiàn)沉浸感視覺(jué)體驗(yàn)；
3、所述數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊：通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)組合成車輛周圍環(huán)境信息，并生成詳細(xì)的環(huán)境模型；
4、人機(jī)交互模塊：包括駕駛員輸入設(shè)備，具體為方向盤、踏板、觸摸屏；反饋設(shè)備，具體為力反饋系統(tǒng)、振動(dòng)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)駕駛員與系統(tǒng)之間的互動(dòng)；
5、控制系統(tǒng)模塊：用于處理虛擬現(xiàn)實(shí)模塊和多傳感器融合模塊的數(shù)據(jù)，并根據(jù)人機(jī)交互模塊的輸入進(jìn)行實(shí)時(shí)控制車輛的行為；
6、用于記錄測(cè)試過(guò)程中的控制系統(tǒng)模塊和人機(jī)交互模塊數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，用于優(yōu)化人機(jī)交互設(shè)計(jì)和提升虛擬駕駛車輛的性能。
7、優(yōu)選的，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊具體包括以下內(nèi)容：
8、a、虛擬現(xiàn)實(shí)模塊包括以下組件：高分辨率顯示設(shè)備：高清巨幕顯示器，提供逼真的視覺(jué)效果；計(jì)算設(shè)備：高性能計(jì)算機(jī)或服務(wù)器，用于生成和渲染虛擬環(huán)境；音頻輸出設(shè)備：高保真音響系統(tǒng)或耳機(jī)，提供三維空間音效增強(qiáng)沉浸感；
9、b、虛擬現(xiàn)實(shí)模塊通過(guò)以下步驟創(chuàng)建虛擬駕駛環(huán)境：場(chǎng)景建模：利用3d建模軟件創(chuàng)建詳細(xì)的駕駛場(chǎng)景，包括城市道路、高速高架公路和鄉(xiāng)村道路，場(chǎng)景中應(yīng)包括交通標(biāo)志、行人、其他車輛和自然環(huán)境元素；紋理與光照：采用高分辨率的紋理和先進(jìn)的光照技術(shù)渲染場(chǎng)景，增強(qiáng)視覺(jué)的真實(shí)性和細(xì)節(jié)；物理模擬：集成物理引擎，具體采用nvidia?physx模擬真實(shí)的物理現(xiàn)象，如碰撞、摩擦力和天氣變化，提高環(huán)境的互動(dòng)性和可靠性；
10、c、虛擬駕駛環(huán)境包含多種駕駛場(chǎng)景，以滿足不同測(cè)試需求，具體為：城市道路：復(fù)雜的交通狀況，包括十字路口、紅綠燈、行人過(guò)街；高速高架公路：高速度下的車道變化、超車、緊急剎車情況；鄉(xiāng)村道路：狹窄道路、急轉(zhuǎn)彎、崎嶇路面條件。
11、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊包括以下內(nèi)容：
12、a、數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集構(gòu)成：激光雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)：用于高精度的3d點(diǎn)云數(shù)據(jù)生成；雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)：用于模擬在惡劣條件下測(cè)量速度和距離數(shù)據(jù)；攝像頭模擬數(shù)據(jù)；用于提供高分辨率的視覺(jué)信息，識(shí)別顏色、紋理和形狀細(xì)節(jié)，其中視覺(jué)信息通過(guò)rgb攝像頭采集數(shù)據(jù)、深度攝像頭采集數(shù)據(jù)、紅外攝像頭采集數(shù)據(jù)構(gòu)成；
13、b、數(shù)據(jù)收集：激光雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)：采用高頻率掃描收集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，形成三維環(huán)境模型，具體掃描頻率采用10hz-20hz之間；雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)：收集反射信號(hào)，計(jì)算物體的位置、距離和相對(duì)速度；攝像頭模擬數(shù)據(jù)：通過(guò)立體視覺(jué)或結(jié)構(gòu)光技術(shù)獲取深度信息，捕捉二維圖像和視頻數(shù)據(jù)，用于物體識(shí)別、區(qū)域監(jiān)測(cè)和輔助導(dǎo)航；
14、c、數(shù)據(jù)處理：
15、數(shù)據(jù)預(yù)處理：激光雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)：濾除噪聲點(diǎn)和異常數(shù)據(jù)，提高點(diǎn)云的質(zhì)量；雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)：信號(hào)處理及目標(biāo)檢測(cè)，具體通過(guò)fft分離不同物體；攝像頭模擬數(shù)據(jù)：圖像預(yù)處理，具體通過(guò)去噪、白平衡和圖像增強(qiáng)；
16、同步與校準(zhǔn)：時(shí)間同步：保證激光雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)、雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)和攝像頭模擬數(shù)據(jù)在同一時(shí)間基準(zhǔn)上；空間校準(zhǔn)：基于車輛參考系對(duì)激光雷達(dá)模擬位置、雷達(dá)模擬位置和攝像頭模擬位置進(jìn)行空間校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)融合的準(zhǔn)確性；標(biāo)定工具：利用標(biāo)定板、激光校準(zhǔn)器工具進(jìn)行精確標(biāo)定；
17、d、數(shù)據(jù)信息融合：
18、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的融合：使用幾何變換將不同傳感器的數(shù)據(jù)投影到同一坐標(biāo)系下，具體為激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與攝像頭的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，并通過(guò)多幀融合構(gòu)建高精度的3d模型，使用slam算法進(jìn)行實(shí)時(shí)建圖和定位；
19、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理：點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理：利用八叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)快速處理激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物體檢測(cè)及場(chǎng)景理解；圖像處理：采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行攝像頭采集圖像特征提取和目標(biāo)識(shí)別；雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)處理：對(duì)雷達(dá)的頻域和時(shí)域數(shù)據(jù)處理，檢測(cè)和跟蹤移動(dòng)目標(biāo)；
20、e、環(huán)境模型生成：基于攝像頭模擬數(shù)據(jù)和雷達(dá)模擬數(shù)據(jù)形成的二維柵格圖，形成二維環(huán)境模型，用于平面上的路徑規(guī)劃；基于激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)和攝像頭的深度信息生成三維模型，創(chuàng)建氧格格圖和數(shù)字高程圖，提高環(huán)境感知精度。
21、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的融合中激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與攝像頭的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的具體步驟如下：
22、步驟s1、攝像頭內(nèi)參標(biāo)定：使用標(biāo)定板拍攝多張圖片，通過(guò)opencv工具進(jìn)行標(biāo)定，獲得攝像頭內(nèi)參矩陣k和畸變系數(shù)\mathbf7n9vxtt，具體公式如下：
23、
24、其中(fx，fy)是焦距，(cx，cy)是主點(diǎn)坐標(biāo)；
25、步驟s2、激光雷達(dá)與攝像頭外參標(biāo)定：通過(guò)配準(zhǔn)標(biāo)定板，同時(shí)獲取點(diǎn)云和圖像數(shù)據(jù)，進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)配準(zhǔn)，計(jì)算兩者之間的外參變換矩陣\mathbf{r}和平移向量\mathbf{t}，具體計(jì)算公式如下：
26、
27、步驟s3、點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理：通過(guò)統(tǒng)計(jì)濾波、半徑濾波方法，移除點(diǎn)云中的離群點(diǎn)和噪聲點(diǎn)；使用體素濾波方法降低點(diǎn)云數(shù)據(jù)密度，提高處理效率；
28、步驟s4、將處理好的激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)投影到攝像頭的本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，包括：虛擬現(xiàn)實(shí)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊、人機(jī)交互模塊、控制系統(tǒng)模塊和數(shù)據(jù)記錄與分析模塊，其特征在于，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊：用于創(chuàng)建虛擬駕駛環(huán)境，包括城市道路、高速高架公路、鄉(xiāng)村道路若干個(gè)種駕駛場(chǎng)景，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊采用高分辨率顯示屏，以實(shí)現(xiàn)沉浸感視覺(jué)體驗(yàn)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊具體包括以下內(nèi)容：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊包括以下內(nèi)容：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的融合中激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與攝像頭的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的具體步驟如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述人機(jī)交互模塊具體包括以下內(nèi)容：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述控制系統(tǒng)模塊具體包括以下內(nèi)容：
7
8.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器和存儲(chǔ)器，其中，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有可供處理器調(diào)用的計(jì)算機(jī)程序；
9.一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于：包括計(jì)算機(jī)可讀程序，供于電子裝置上執(zhí)行時(shí)，提供用戶輸入接口以實(shí)施如權(quán)利要求1-7任意一項(xiàng)所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，包括：虛擬現(xiàn)實(shí)模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊、人機(jī)交互模塊、控制系統(tǒng)模塊和數(shù)據(jù)記錄與分析模塊，其特征在于，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊：用于創(chuàng)建虛擬駕駛環(huán)境，包括城市道路、高速高架公路、鄉(xiāng)村道路若干個(gè)種駕駛場(chǎng)景，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊采用高分辨率顯示屏，以實(shí)現(xiàn)沉浸感視覺(jué)體驗(yàn)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊具體包括以下內(nèi)容：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)庫(kù)輸入模塊包括以下內(nèi)容：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高沉浸感人機(jī)交互的虛擬駕駛車輛測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于：所述數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的融合中激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)與攝像頭的圖像進(jìn)行配準(zhǔn)的具體步驟如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姜慧，王思焱，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：浙江科馳智能科技有限公司，
類型：發(fā)明
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