[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

本發明公開了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。所述系統包括網絡交換機，網絡交換機包括第一網絡交換機以及第二網絡交換機；第一網絡交換機的一端通過同步控制系統與視景機的一端相連接；第一網絡交換機的另一端與第二網絡交換機、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連接；所述視景機包括多個；視景機與所述投影機一一對應；視景機通過虛擬場景系統以及校正融合系統與投影機相連接；投影機設于球幕的上方，投影機的水平布局方式為關于球幕的中心線對稱。采用本發明所提供的視景系統及其圖像處理方法和系統能夠全面投影出港口起重機作業工況，提高投影圖像逼真度以及可信度。

技術領域

本發明涉及多通道投影技術領域，特別是涉及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。

背景技術

視景系統向人類提供與真實起重機完全相同的外部環境，而操作的結果采用虛擬現實技術模擬產生，無論是人操作起重機還是港口起重機的反饋都是限制在以人為中心的司機操作環境中。視景投影系統是操作模擬器整機系統中非常關鍵的子系統，直接影響模擬器操作人員的臨場感、沉浸感，優化模擬器視景投影方案是提高模擬器逼真度的主要手段。由于模擬器對視覺通道高分辨率、寬視角、畫面無變形等要求，通常采用多通道投影方案作為模擬器視覺通道的實現方式。

多通道投影方案是指采用多臺投影機組合投影而形成的大屏幕顯示系統，其優點是比普通的單臺投影機系統具備更大的顯示尺寸、更寬的視野、更多的顯示內容、更高的顯示分辨率，以及更具沖擊力和沉浸感的視覺效果。通常采用的投影方案為，將多臺投影機按照合適的位置角度關系布置，利用正投影或者背投影的方式，將計算機生成的圖像投射在不同類型的投影屏幕上。多通道投影系統由于投影機布置方式以及投影屏幕尺寸、外形、材質等不同，可形成不同類型的投影系統。按照投影屏幕的形狀劃分，常見的投影系統有直幕、環幕以及弧幕等，具體應用可根據分辨率、投影面積、投影距離等選擇適合的投影方案。

傳統的投影方式以直幕為主，極大的限制了觀看者的視角，由于港口起重機作業工況的特征，司機的視域主要位于司機室下面，且司機視野要求能夠觀察到船舶以及其它起重機作業情況，傳統的投影方式，司機無法全面觀察到周圍情況，且傳統投影方式的投影圖像逼真度和可信度低。因此通常采用球幕投影方案增強模擬器視景系統的臨場感、沉浸感，從而提高模擬器整機逼真度、可信度。但是，球幕投影由多臺投影機構成，投射出的畫面在球幕中集合圖像會出現變形和邊緣重疊等問題，導致球幕投影圖像精度低。

發明內容

本發明的目的是提供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，以解決司機無法全面觀測港口起重機作業工況，投影圖像逼真度以及可信度低的問題。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種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；所述球幕采用9通道球面幕投影系統。