本发明属于道路照明领域,涉及一种vr感知仿真方法及系统,尤其涉及一种考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法及系统。
背景技术:
1、道路照明亮度和均匀性是影响驾驶人对障碍物的识别能力和驾驶舒适程度的重要因素,现有技术中通常采用现场实测或光效模拟的方法获取路面的亮度分布,路面的光学特性通常采用平均亮度系数、镜面因子或r表格等数学参量表征,但这些数据难以使驾驶人对不同路面等级带来的视觉影响产生直观的感受。
2、近些年来,vr技术及装置不断发展并应用在日常生活与工程实践中。目前应用于疏散、驾驶行为生心理研究的vr仿真技术多采用现场实拍录像或场景建模,由于录像设备参数的差异以及建模软件的光效模拟不真实的问题使得路面的光环境难以还原,且研究照明光学属性对人员驾驶行为与心理的影响时,目前方法难以仿真还原真实的光环境场景的问题进一步凸显。
3、本发明针对当前vr技术无法还原路面真实光环境场景的问题,通过改进vr眼镜功率输出及亮度分布调节算法,实现对人眼观测路面亮度分布的模拟,帮助人员在vr驾驶模拟中更好地感知路面亮度变化,进一步借助相关设备,可定量测定光环境变化对驾驶人生心理的影响。
技术实现思路
1、为解决上述问题,本发明提供一种考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法及系统。
2、本发明采用的技术方案如下:
3、一种考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,包括以下步骤:
4、s1:构建包括多种不同类型的路面区域的vr观测道路模型,并为每种路面区域定义光学特性参数;
5、s2:在vr观测道路模型中添加若干有机发光二极管oled阵列,每个oled阵列对应一种类型的路面;
6、s3:在vr观测道路模型中定义驾驶人视野参数,划分视野内范围和视野外范围,并调整视野内范围和视野外范围内对应的oled阵列;
7、s4:选择一种路面作为基准路面,将基准路面oled阵列的亮度分布数据,作为基准亮度分布;
8、s5:根据基准亮度分布和基准路面与其他不同类型路面光学特性参数的关系调整其他路面oled阵列的亮度分布,以模拟不同类型路面在相应光照条件下的视觉表现;
9、s6:通过用户交互设备,使用户在vr环境中与所述vr观测道路模型进行交互,实现不同道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知。
10、进一步的,步骤s1中,所述不同类型的路面包括不同材料和不同湿润程度的路面,通过增添参数可使道路类型外延。
11、进一步的,步骤s3中,所述在vr观测道路模型中定义驾驶人视野参数,划分视野内范围和视野外范围,具体为:将vr观测道路模型中驾驶人视线前方1°范围内作为视野内范围,其余范围作为视野外范围。
12、进一步的,步骤s4中,所述基准亮度分布的获取方法为:
13、s4.1:根据基准路面oled阵列布设情况,获取灯具发光曲线;
14、s4.2:利用理论计算方法或光效模拟软件根据灯具发光曲线获取相邻两个灯具之间的亮度分布数据;
15、s4.3:设驾驶员视线经过相邻两个灯具的时间为周期t,在周期t内,每间隔一段时间t(t<t),获取对应路面区域的亮度,并根据视野内平均亮度值l1和视野范围内外亮度对比度c1,调整基准路面oled阵列的发光功率;
16、s4.4:当各周期之间亮度变化情况相同时,单个周期内视野的亮度分布变化情况即为基准亮度分布。
17、进一步的,步骤s5中,所述根据基准亮度分布和不同类型路面光学特性参数的关系调整其他路面oled阵列的亮度分布,具体为:
18、根据基准路面与其他不同类型路面的s1镜面因子和q0平均亮度系数的关系调整其他路面oled阵列的亮度分布。
19、进一步的,所述基准路面与其他不同类型路面的s1镜面因子和q0平均亮度系数的关系包括视野范围内亮度关系和视野范围内外对比度关系,所述视野范围内亮度关系为:
20、
21、其中,ln为n类路面视野范围内的亮度,l1为基准路面视野范围内的亮度,q0-n为n类路面的平均亮度系数,q0-1为基准路面的平均亮度系数;
22、所述视野范围内外对比度关系为:
23、
24、其中,cn为n类路面视野内外亮度对比度,c1为基准路面视野内外亮度对比度,s1n为n类路面的镜面因子,s11为基准路面的镜面因子。
25、进一步的,所述方法还能对驾驶行为进行异样提醒,具体包括:
26、利用vr眼动设备采集人眼瞳孔信息,若注视点位在一定时间间隔内,处于规定视野内的注视点统计小于50%,则弹出语音或视觉提示,提醒驾驶人专注驾驶。
27、一种考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真系统,包括:
28、模型构建模块:用于构建包括多种不同类型的路面区域的vr观测道路模型,并为每种路面区域定义光学特性参数;
29、oled阵列集成模块:用于在vr观测道路模型中添加若干有机发光二极管oled阵列,每个oled阵列对应一种类型的路面;
30、参数设置模块:用于在vr观测道路模型中定义驾驶人视野参数,划分视野内范围和视野外范围,并调整视野内范围和视野外范围内对应的oled阵列;
31、亮度分布调整模块:用于选择一种路面作为基准路面,将基准路面oled阵列的亮度分布数据,作为基准亮度分布;并根据基准亮度分布和基准路面与其他不同类型路面光学特性参数的关系调整其他路面oled阵列的亮度分布;
32、用户交互模块:使用户在vr环境中与所述vr观测道路模型进行交互,实现不同道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知。
33、一种计算机设备,所述计算机设备包括:
34、一个或多个处理器;
35、存储器,用于存储一个或多个程序;
36、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现上述考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法。
37、一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质,当所述计算机指令被一个或多个处理器执行时,致使所述一个或多个处理器执行上述方法中的步骤。
38、本发明的有益效果为:
39、1.本发明通过构建vr观测道路模型,模拟隧道或夜间驾驶过程中的眩光和亮度不均等现象,提高了vr模拟的逼真度;通过改变注视位置、灯具参数和驾驶速度等参数,调节行驶过程中的视野内外亮度变化,增强了模拟环境的适应性和交互性。
40、2.本发明通过改进vr设备中的功率输出和亮度分布调节算法,更准确地模拟人眼观测路面时的亮度分布。帮助驾驶者在vr驾驶模拟中更好地感知路面亮度变化,提高对环境变化的适应能力和驾驶安全。过模拟真实驾驶中的亮度变化,减少了vr模拟时可能出现的亮度分布及感知失真问题。
41、3.本发明还可以通过借助相关设备,定量测定光环境变化对驾驶者心理的影响,为驾驶者心理状态研究和安全驾驶提供数据支持。同时为道路设计、交通规划和车辆照明系统的研究与开发提供一种有效的工具,以改善道路安全和驾驶体验。
1.一种考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,步骤s1中,所述不同类型的路面包括不同材料和不同湿润程度的路面。
3.根据权利要求1所述的考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,步骤s3中,所述在vr观测道路模型中定义驾驶人视野参数,划分视野内范围和视野外范围,具体为:将vr观测道路模型中驾驶人视线前方1°范围内作为视野内范围,其余范围作为视野外范围。
4.根据权利要求3所述的考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,步骤s4中,所述基准亮度分布的获取方法为:
5.根据权利要求1所述的考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,步骤s5中,所述根据基准亮度分布和不同类型路面光学特性参数的关系调整其他路面oled阵列的亮度分布,具体为:
6.根据权利要求5所述的考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,所述基准路面与其他不同类型路面的s1镜面因子和q0平均亮度系数的关系包括视野范围内亮度关系和视野范围内外对比度关系,所述视野范围内亮度关系为:
7.根据权利要求1所述的考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真方法,其特征在于,所述方法还能对驾驶行为进行异样提醒,具体包括:
8.一种考虑道路类型及湿润程度的路面亮度变化vr感知仿真系统,其特征在于,包括:
9.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括:
10.一种存储有计算机指令的计算机可读存储介质,其特征在于,当所述计算机指令被一个或多个处理器执行时,致使所述一个或多个处理器执行权利要求1-7任一项所述方法中的步骤。