[發明專利]一種港口起重機模擬器視景系統及其圖像處理方法和系統

有效

• 申請號: 201810353441.8
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108495106B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 陸后軍;馬乃金;何軍良;萇道方;周強
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: H04N9/31
• 分類號: H04N9/31;G06T5/50;G06T5/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

1.一種港口起重機模擬器視景系統，其特征在于，包括：球幕、投影機、視景機、網絡交換機、視頻監控計算機、教師管理計算機、場景監控計算機以及主仿真計算機；

所述網絡交換機包括第一網絡交換機以及第二網絡交換機；

所述第一網絡交換機的一端通過同步控制系統與所述視景機的一端相連接；所述第一網絡交換機的另一端與所述第二網絡交換機、視頻監控計算機、教師管理計算機、場景監控計算機以及主仿真計算機依次相連接；

所述視景機包括多個；所述視景機與所述投影機一一對應；

所述視景機通過虛擬場景系統以及校正融合系統與所述投影機相連接；

所述球幕為四分之一球形式，開口向上，所述投影機設于所述球幕的上方，所述投影機的水平布局方式為關于所述球幕的中心線對稱；所述球幕采用9通道球面幕投影系統。

2.根據權利要求1所述的視景系統，其特征在于，所述同步控制系統采用強制雙緩存交互同步方法，任意選擇一臺視景機作為強制命令發起者，按照固定周期，由所述強制命令發起者負責向各個視景機發送渲染消息，通過設置消息反饋機制實現不同視景機之間渲染效率的同步控制，從而實現對各個視景機臨時緩沖區到顯示緩沖區交換過程的同步控制；

所述同步控制系統還采用動態插值補償算法對仿真實體狀態進行預估，用于提高仿真逼真度。

3.根據權利要求1所述的視景系統，其特征在于，所述球幕的半徑為3.6米；水平視角范圍為-110°～110°；垂直視角范圍為-90°～0°；屏幕增益為0.9。

4.根據權利要求3所述的視景系統，其特征在于，所述投影機為9臺，所述投影機采用單片數字光處理技術，所述投影機的分辨率為1920*1200，亮度為6000流明。

5.一種視景系統圖像處理方法，其特征在于，所述視景系統圖像處理方法應用于一種港口起重機模擬器視景系統，其特征在于，所述港口起重機模擬器視景系統包括：球幕、投影機、視景機、網絡交換機、視頻監控計算機、教師管理計算機、場景監控計算機以及主仿真計算機；所述網絡交換機包括第一網絡交換機以及第二網絡交換機；所述第一網絡交換機的一端通過同步控制系統與所述視景機的一端相連接；所述第一網絡交換機的另一端與所述第二網絡交換機、視頻監控計算機、教師管理計算機、場景監控計算機以及主仿真計算機依次相連接；所述視景機包括多個；所述視景機與所述投影機一一對應；所述視景機通過虛擬場景系統以及校正融合系統與所述投影機相連接；所述投影機設于所述球幕的上方，所述投影機的水平布局方式為關于所述球幕的中心線對稱；

所述視景系統圖像處理方法包括：

獲取球幕投影圖像；

對所述球幕投影圖像進行幾何校正處理，得到校正后的投影圖像并記錄校正像素點；所述幾何校正處理用于消除圖像失真；所述對所述球幕投影圖像進行幾何校正處理，得到校正后的投影圖像并記錄校正像素點，具體包括：將人眼所在位置設置為球幕的球心，選擇球幕的球心為坐標系原點，視線方向為Y軸，垂直地面方向為Z軸，垂直YOZ面的方向為X軸建立球幕坐標系；

根據所述投影機的網格板選取所述球幕坐標系上的網格點；

利用全站儀對所述網格點進行測距，計算所述網格點對應的坐標；

判斷所述坐標是否在坐標閾值范圍內，得到第一判斷結果；

若所述第一判斷結果表示為所述坐標在所述坐標閾值范圍內，記錄所述坐標對應的校正像素點；

若所述第一判斷結果表示為所述坐標未在所述坐標閾值范圍內，調整網格點的位置；

對所述校正后的投影圖像進行邊緣融合處理，得到融合后的投影圖像并記錄融合像素點；所述邊緣融合處理用于調整重疊區域亮度；

根據所述校正像素點以及所述融合像素點對所述球幕投影圖像進行處理。

6.根據權利要求5所述的圖像處理方法，其特征在于，所述對所述校正后的投影圖像進行邊緣融合處理，得到融合后的投影圖像并記錄融合像素點，具體包括：

將重疊區域圖像的每個像素點的亮度乘以非線性函數，使得不同通道的像素點疊加后的亮度與非重疊區域的亮度一致，確定融合后的投影圖像并記錄融合像素點；

所述非線性函數的表達式為：

其中，f(x)為非線性函數，x為像素點在重疊區域的位置；a為亮度調節系數，p為影響因子。