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CN111477060A - 基于ar增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统 - Google Patents

基于ar增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统 Download PDF

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CN111477060A
CN111477060A CN202010473654.1A CN202010473654A CN111477060A CN 111477060 A CN111477060 A CN 111477060A CN 202010473654 A CN202010473654 A CN 202010473654A CN 111477060 A CN111477060 A CN 111477060A
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China
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simulation
scene
earthquake
simulating
vibration
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杨屹
疏燕平
李恬
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Anhui New Horizon Science & Education Culture Co ltd
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Anhui New Horizon Science & Education Culture Co ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统，该方法包括以下步骤：S1、利用AR技术虚拟模拟现实场景；S2、模拟不同地震等级震动；S3、模拟现实场景跟随震级变换模拟强度并根据影像模拟情景。本发明还公开了一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，包括用于模拟现实场景的AR场景模拟中心、用于模拟不同震级震动的地震模拟中心、用于处理实景影像图像并根据图像处理结果分析计算相关震级数据与摄影机影像位置和角度的主控CPU和通讯单元。本发明的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统能够在AR增强技术的前提下模拟地震场景并演示实景地震震动以及刮风、下雨和雷电的实景再现，提高了地震实景模拟的感官体验。

Description

基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统
技术领域
本发明涉及图像处理技术和地震模拟技术领域，具体是一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统。
背景技术
科技的发展，不管是自然灾害还是大小疾病，通过科学的技术都可以实现对其本质和原理进行演示。地震，是一种自然灾害，而其带来的危害往往也是十分严重的，在一次地震中，损失的不仅仅是财力和物力，甚至有很多人因此丢失了宝贵的生命。而地震实景模拟对于地震避难演练、地震体验有着十分显著的效果。
现有技术CN105869501A提供了一种地震体验平台，包含一载人台面，所述载人台面的底部设有一机械驱动系统，所述机械驱动系统可模拟地震的纵波、横波震动，所述地震体验平台还包含一视频系统、一音频系统、一闪电发生系统和一烟雾发生系统，所述机械驱动系统、视频系统、音频系统、闪电发生系统和烟雾发生系统由一控制系统统一控制,所述的载人台面和机械驱动系统采用全钢架设计，整体结构自动全纹防锈处理，所述的视频系统的视场画面刷新不低于75HZ。该技术有点在于通过个系统实现了地震场景的实景模拟。但是该技术的实景再现采用的是简单的视频和音频结合并配置简单的情景模拟系统完成，在地震实景模拟中，无法体现地震的实际效果和实际影响，实景再现的模拟情景不够具体化、实际化，真实度不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法及其系统，以解决上述背景技术中提出的现有的地震模拟呈现的实景模拟不足以体现地震实景情况，其模拟情景无法达到一定真实度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用AR技术虚拟模拟现实场景；
S2、模拟不同地震等级震动；
S3、模拟现实场景跟随震级变换模拟强度并根据影像模拟情景。
优选的，所述S1利用AR技术虚拟模拟现实场景具体包括：
S11、配置多个摄影机采集影像；
S12、实时计算摄影机影像的位置及角度；
S13、通过图像处理将计算出的摄影机影像的位置及角度进行组合生成虚拟世界影像模拟虚拟现实场景。
更为优选的，所述S13通过图像处理将计算出的摄影机影像的位置及角度进行组合生成虚拟世界影像模拟虚拟现实场景具体包括：
S131、通过多个无缝连接的多维度显示屏幕形成全包围模拟空间；
S132、在模拟空间的适当位置配置风、雨和电光模拟装置模拟刮风、下雨和雷电场景。
优选的，所述S2模拟不同地震等级震动具体包括：
S21、通过机械结构配置地震震动模拟实验台；
S22、根据地震震级需求调节控制震动模拟实验台震动频率和震动幅度。
优选的，所述S3模拟现实场景跟随震级变换模拟强度并根据影像模拟情景具体包括：
S31、将所述S131配置的模拟空间设置于所述S2配置的模拟实验台上；
S32、计算分析模拟现实场景展示的震级；
S33、地震震动实验台接收计算得到的震级数据；
S34、地震震动实验台根据接收的震级数据调整震动频率和震动幅度；
S35、根据分析的影像内容进行风雨雷电的情景模拟。
本发明还公开了一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，包括：
AR场景模拟中心，用于模拟现实场景，其包括影像单元、显示单元和情景模拟单元；
地震模拟中心，用于模拟不同震级震动；
主控CPU，用于处理实景影像图像并根据图像处理结果分析计算相关震级数据与摄影机影像位置和角度；以及
通讯单元；
其中，所述影像单元通讯连接主控CPU，所述显示单元、情景模拟单元、地震模拟中心和通讯单元分别电性连接主控CPU。
优选的，所述影像单元为设于采集地震点场景影像的若干摄影机，所述显示单元为若干无缝连接的多维度显示屏，所述情景模拟单元包括模拟刮风的风模拟子单元、模拟下雨的雨模拟子单元、模拟闪电光效的光效模拟子单元和播放实景声音的音频播放子单元，风模拟子单元、雨模拟子单元、光效模拟子单元和音频播放子单元分别电性连接主控CPU。
优选的，所述地震模拟中心包括调节模拟震级的震级调节单元和模拟地震震动的震动模拟单元，震级调节单元电性连接主控CPU和震动模拟单元。
更为优选的，所述震动模拟单元为底部设有多个震动电机进行震动的平台以模拟地震实景中的震动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过AR增强技术配置简易的CAVE虚拟现实实验中心，利用图像处理技术对影像的位置和角度进行分析并通过显示屏显示，结合风雨雷电的模拟对地震场景进行实景模拟，提高了地震实景模拟的体验感官，实现了地震场景模拟情景的真实性。
附图说明
图1为本发明基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法的流程图；
图2为本发明基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法S1的具体步骤流程图；
图3为本发明基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法S13的具体步骤流程图；
图4为本发明基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法S2的具体步骤流程图；
图5为本发明基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法S3的具体步骤流程图；
图6为本发明基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，该方法包括以下步骤：
S1、利用AR技术虚拟模拟现实场景；如图2所示，其具体步骤包括：
S11、配置多个摄影机采集影像；
S12、实时计算摄影机影像的位置及角度；
S13、通过图像处理将计算出的摄影机影像的位置及角度进行组合生成虚拟世界影像模拟虚拟现实场景；如图3所示，其具体包括：
S131、通过多个无缝连接的多维度显示屏幕形成全包围模拟空间；
S132、在模拟空间的适当位置配置风、雨和电光模拟装置模拟刮风、下雨和雷电场景。
S2、模拟不同地震等级震动；如图4所示，其具体步骤包括：
S21、通过机械结构配置地震震动模拟实验台；
S22、根据地震震级需求调节控制震动模拟实验台震动频率和震动幅度。
S3、模拟现实场景跟随震级变换模拟强度并根据影像模拟情景；如图5所示，其具体步骤包括：
S31、将S131配置的模拟空间设置于S2配置的模拟实验台上；
S32、计算分析模拟现实场景展示的震级；
S33、地震震动实验台接收计算得到的震级数据；
S34、地震震动实验台根据接收的震级数据调整震动频率和震动幅度；
S35、根据分析的影像内容进行风雨雷电的情景模拟。
如图6所示的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，包括：
AR场景模拟中心，用于模拟现实场景，其包括影像单元、显示单元和情景模拟单元；
地震模拟中心，用于模拟不同震级震动；
主控CPU，用于处理实景影像图像并根据图像处理结果分析计算相关震级数据与摄影机影像位置和角度；
以及通讯单元；
其中，影像单元通讯连接主控CPU，显示单元、情景模拟单元、地震模拟中心和通讯单元分别电性连接主控CPU。
影像单元为设于采集地震点场景影像的若干摄影机，显示单元为若干无缝连接的多维度显示屏，情景模拟单元包括模拟刮风的风模拟子单元、模拟下雨的雨模拟子单元、模拟闪电光效的光效模拟子单元和播放实景声音的音频播放子单元，风模拟子单元、雨模拟子单元、光效模拟子单元和音频播放子单元分别电性连接主控CPU。
地震模拟中心包括调节模拟震级的震级调节单元和模拟地震震动的震动模拟单元，震级调节单元电性连接主控CPU和震动模拟单元。
震动模拟单元为底部设有多个震动电机进行震动的平台以模拟地震实景中的震动。
主控CPU实时接收摄影机拍摄的影像，并根据AR增强技术对影像内容进行处理。主控CPU在对影像进行图像处理过程中，实施计算影像的位置和角度，并根据位置和角度将影像发送中显示单元，在无缝连接的显示屏幕显示影像资料实现实景模拟。
AR场景模拟中心设置于地震模拟中心的平台之上，用户站在场景模拟中心的屏幕包围的空间内，主控CPU对影像进行图像分析后，计算影像中的震级，并将计算结果传输至震级调节单元，震级调节单元控制震动模拟单元的震动电机调节震动频率和震动幅度进行地震震动模拟。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、利用AR技术虚拟模拟现实场景；
S2、模拟不同地震等级震动；
S3、模拟现实场景跟随震级变换模拟强度并根据影像模拟情景。
2.根据权利要求1所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，其特征在于，所述S1利用AR技术虚拟模拟现实场景具体包括：
S11、配置多个摄影机采集影像；
S12、实时计算摄影机影像的位置及角度；
S13、通过图像处理将计算出的摄影机影像的位置及角度进行组合生成虚拟世界影像模拟虚拟现实场景。
3.根据权利要求2所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，其特征在于，所述S13通过图像处理将计算出的摄影机影像的位置及角度进行组合生成虚拟世界影像模拟虚拟现实场景具体包括：
S131、通过多个无缝连接的多维度显示屏幕形成全包围模拟空间；
S132、在模拟空间的适当位置配置风、雨和电光模拟装置模拟刮风、下雨和雷电场景。
4.根据权利要求1所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，其特征在于，所述S2模拟不同地震等级震动具体包括：
S21、通过机械结构配置地震震动模拟实验台；
S22、根据地震震级需求调节控制震动模拟实验台震动频率和震动幅度。
5.根据权利要求1所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟方法，其特征在于，所述S3模拟现实场景跟随震级变换模拟强度并根据影像模拟情景具体包括：
S31、将所述S131配置的模拟空间设置于所述S2配置的模拟实验台上；
S32、计算分析模拟现实场景展示的震级；
S33、地震震动实验台接收计算得到的震级数据；
S34、地震震动实验台根据接收的震级数据调整震动频率和震动幅度；
S35、根据分析的影像内容进行风雨雷电的情景模拟。
6.一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，其特征在于，包括：
AR场景模拟中心，用于模拟现实场景，其包括影像单元、显示单元和情景模拟单元；
地震模拟中心，用于模拟不同震级震动；
主控CPU，用于处理实景影像图像并根据图像处理结果分析计算相关震级数据与摄影机影像位置和角度；以及
通讯单元；
其中，所述影像单元通讯连接主控CPU，所述显示单元、情景模拟单元、地震模拟中心和通讯单元分别电性连接主控CPU。
7.根据权利要求6所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，其特征在于，所述影像单元为设于采集地震点场景影像的若干摄影机，所述显示单元为若干无缝连接的多维度显示屏，所述情景模拟单元包括模拟刮风的风模拟子单元、模拟下雨的雨模拟子单元、模拟闪电光效的光效模拟子单元和播放实景声音的音频播放子单元，风模拟子单元、雨模拟子单元、光效模拟子单元和音频播放子单元分别电性连接主控CPU。
8.根据权利要求6所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，其特征在于，所述地震模拟中心包括调节模拟震级的震级调节单元和模拟地震震动的震动模拟单元，震级调节单元电性连接主控CPU和震动模拟单元。
9.根据权利要求8所述的一种基于AR增强现实技术的地震实景模拟系统，其特征在于，所述震动模拟单元为底部设有多个震动电机进行震动的平台以模拟地震实景中的震动。
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