[發明專利]針對緊急行為的仿真增強現實系統

有效

• 申請號: 201710231875.6
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN107291973B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: A·J·M·范德威登;R·V·科姆比爾
• 申請（專利權）人: 達索系統西姆利亞公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 鄔少俊;王英

本發明的實施例通過對表示真實世界系統的模型進行定義來提供增強現實。在對模型進行定義之后，使用所定義的模型來執行多個模型仿真，這會產生存儲在存儲器中的預測的現場數據。接下來，從真實世界系統中的一個或多個傳感器接收數據，并使用接收到的現場數據相對于所存儲的預測的現場數據對所定義的模型進行校準。然后，使用已校準的模型來提供真實世界系統的增強現實。

背景技術

本發明的實施例總體上涉及計算機程序和系統的領域，并且更具體地涉及產品設計和仿真以及增強和虛擬現實的領域。實施例可以用于虛擬現實、設計(例如，工程系統設計)、維護、增強現實、系統操作、虛擬展示以及娛樂(例如，視頻游戲和電影)。

在市場上提供了若干現有的產品和仿真系統以用于系統、零件或零件組件的設計和仿真。這種產品和仿真系統典型地采用計算機輔助設計(CAD)和/或計算機輔助工程(CAE)程序。這些系統允許用戶對對象或對象組件的復雜三維模型進行構造、操作以及仿真。因此，這些CAD和CAE系統使用邊或線(在某些情況下使用面)來提供已建模的對象的表示。可以以各種方式表示線、邊、面或多邊形，例如，非均勻有理基樣條(NURBS)。

這些CAD系統對主要是幾何結構的規格的已建模對象的零件或零件組件進行管理。特別地，CAD文件包含規格，根據該規格生成幾何結構。根據幾何結構生成表示。規格、幾何結構和表示可以存儲在單個CAD文件或多個CAD文件中。CAD系統包括用于向設計者表示已建模的對象的圖形工具；這些工具專用于顯示復雜的對象。例如，組件可以包含數千個零件。CAD系統可以用于管理存儲在電子文件中的對象的模型。

CAD和CAE系統的出現允許針對對象的大范圍的表示可能性。示例包括有限元模型(FEM)、有限體積模型以及晶格玻爾茲曼模型(有限粒子模型)。這些模型可以源自CAD模型，并且因此可以表示一個或多個零件或整個組件。此外，可以以使得模型具有基礎對象或其所表示的對象的屬性的方式對所述模型進行編程。當以這樣的方式對FEM或本領域已知的其它這樣的對象表示進行編程時，模型可以用于執行對其表示的對象的仿真。例如，FEM可以用于表示車輛的內腔、圍繞結構的聲學流體以及任何數量的真實世界的對象。此外，CAD和CAE系統連同FEM、有限體積模型以及晶格玻爾茲曼模型一起，都可以用于對工程系統進行仿真。例如，CAE系統可以用于對車輛的噪聲和振動進行仿真。

發明內容

現有的仿真/實驗技術并非沒有缺點。這些現有方法的主要問題是它們執行所花費的時間。這樣的時間量阻止現有的方法成為實際的方法，例如用于虛擬現實和實時應用。

本發明的實施例克服了現有方法的問題，并且提供了實時提供增強現實體驗的方法和系統。本發明的實施例可以用于改進各種領域中的方法，包括虛擬現實、視頻游戲、虛擬展示以及系統設計、維護以及操作。

根據至少一個示例實施例，用于提供增強現實體驗的方法以在計算機存儲器中定義真實世界系統的模型而開始。這種方法以使用所定義的模型來執行對真實世界系統的多個仿真以產生預測的現場數據而繼續，現場數據隨后存儲在計算機存儲器中。接著，從真實世界系統中的一個或多個傳感器接收現場數據，并且使用從一個或多個傳感器接收到的現場數據相對于所存儲的預測的現場數據來對真實世界系統的模型進行校準。接下來，使用真實世界系統的已校準的模型來提供真實世界系統的增強現實。

根據示例實施例，對真實世界系統的模型進行定義包括對一個或多個模型參數進行定義。在這樣的實施例中，使用所接收的現場數據對真實世界系統的模型進行校準包括在給定所接收的現場數據的情況下確定一個或多個模型參數的值。另一個實施例針對一個或多個模型參數的一個或多個變型來執行多個仿真。這樣的方法實施例還可以存儲在執行多個仿真中所使用的一個或多個模型參數的一個或多個變型。