一种基于车辆运动与VR视觉同步的减缓用户晕车方法与流程

一种基于车辆运动与vr视觉同步的减缓用户晕车方法
技术领域
1.本发明属于vr设备应用技术领域，具体涉及一种基于车辆运动与vr视觉同步的减缓用户晕车方法。


背景技术：

2.人体的前庭系统中的前庭器官，三个半规管、椭圆囊和球囊，感知到的平衡及速度与视觉感知到的影像反馈发生矛盾，大脑在处理两个矛盾信号时认为中毒或异常，而采取的自我保护措施，造成晕车现象，也叫晕动症。
3.目前在vr与汽车给合的应用下，乘客在乘车的情况下会产生晕动症，同时在使用vr设备时，由于vr设备内容和游戏很多都是沉浸式运动型内容，在使用时身体是静止状态，视觉跟随vr设备内容处于运动状态，同样会出现视觉与平衡感官失衡现象，导致佩戴现在的vr设备时也会产生晕动症；
4.为了解决使用vr设备的眩晕感，利用动态视觉修改方法，结合动感单车的身体移动同步法，通过人造风实现的视觉前庭系统重新耦合法，以及性能优化算法来解决vr设备的眩晕感。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于车辆运动与vr视觉同步的减缓用户晕车方法，以解决vr设备在汽车行驶的时候导致用户眩晕。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于车辆运动与vr视觉同步的减缓用户晕车方法，包括以下步骤：
7.步骤s001，vr设备与车辆进行数据连接，其中vr设备从车辆中控的can数据中读取，车辆高精gps定位数据、惯性导航imu、车辆行驶速度和方向盘转向角度等数据，并进行数据融合处理；
8.步骤s002，数据融合处理，在获取车辆高精gps定位数据、惯性导航imu、车辆行驶速度、方向盘转向角度等数据时，对其数据的平稳性、随机性，采用自相关系数、偏相关系数进行检验，并在数据平稳时，对位置、速度以及角度通过lstm模型进行预判，同时进行插值顺滑处理，通过模型计算后获取更细致的位置数据l，以及加速度数据a；
9.步骤s003，使用车辆行驶速度，经处理后的平稳车速*40％作为vr设备内容的运行速度，加速度a数据为vr设备内容中的运动加速度数据，方向盘转向数据为vr设备内容转向数据，位置数据l为vr设备内容中操作者在道路中的定位数据，imu数据为vr设备内容中操作者的位姿及运动预测数据，然后通过通讯协议传送，处理后的数据到眼镜的sdk软件包中；
10.步骤s004，vr设备将数据放入sdk底层作为内容同步的控制字段写入，在设计vr游戏或app的虚拟场景时，sdk根据现实世界的地图数据生成和调整场景，构建与现实的运动速度、加速度、转向一致的虚拟场景，获取与日常前庭感官，在速度以及转向上保持一致的
视觉画面。
11.优选的，在所述步骤s002中数据的平稳性和随机性采用自相关系数和偏相关系数进行检验，还包括判断其是平稳序列还是不平稳序列；
12.其中判断为不平稳数据时，则采用差分及含有一阶差分和k阶差分运算输出平稳数据，同时用arima模型进行分析其平稳性，不平稳则继续采用差分运算直到输出平稳数据为止；平稳序列则表示数据平稳。
13.优选的，在所述步骤s004中还包括，同时在vr设备的sdk中采用imu数据融合处理方式进行内容的呈现位置与实际位置和车道校准，保证呈现的vr内容物体运动画面与外界运动画面延时《100ms，实现内容和实车运行同步。
14.优选的，在所述步骤s001中，vr设备与车辆进行数据连接包括，通过usb线、obd连接器，或者通过wifi、蓝牙和车辆座舱域控制器的mcu进行连接。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
16.本发明通过沉浸式的vr设备使用在行驶的车辆中，并通过vr设备读取车辆高精gps定位数据、惯性导航imu、车辆行驶速度和方向盘转向角度等数据，并经数据融合处理后，使加速度a数据为vr设备内容中的运动加速度数据，方向盘转向数据为vr设备内容转向数据，位置数据l为vr设备内容中操作者在道路中的定位数据，imu数据为vr设备内容中操作者的位姿及运动预测数据，然后通过通讯协议传送，处理后的数据到眼镜的sdk软件包中；
17.并通过vr设备将数据放入sdk底层作为内容同步的控制字段写入，在设计vr游戏或app的虚拟场景时，sdk根据现实世界的地图数据生成和调整场景，构建与现实的运动速度、加速度、转向一致的虚拟场景，获取与日常前庭感官，在速度以及转向上保持一致的视觉画面；
18.同时在vr设备的sdk中采用imu数据融合处理方式进行内容的呈现位置与实际位置和车道校准，保证呈现的vr设备内容物体运动画面与外界运动画面延时《100ms，实现内容和实车运行同步；
19.从而通过汽车运动与vr设备内容视觉信息同步，来减少前庭系统平衡感知与视觉发生的矛盾，主要是确保在虚拟世界里，乘客注意力集中在内容上，余光可以看到车外环境以及车辆运动；当环境画面跟车速和转弯高度绑定，确保乘客看到的画面和车速匹配，前庭系统与视觉保持平衡即可解决因失衡而导致的乘车，以及查看vr内容时的晕动症；因此通过本方法可以有效提高使用者在乘车时的舒适度，减少乘客的晕车，同时通过vr设备可以提高乘客的娱乐性。
附图说明
20.图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
21.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。
22.请参阅图1所示，本发明提供一种技术方案：一种基于车辆运动与vr视觉同步的减缓用户晕车方法，
23.包括以下步骤：
24.步骤s001，vr设备与车辆进行数据连接，其中vr设备从车辆中控的can数据中读取，车辆高精gps定位数据、惯性导航imu、车辆行驶速度和方向盘转向角度等数据，并进行数据融合处理；
25.步骤s002，数据融合处理，在获取车辆高精gps定位数据、惯性导航imu、车辆行驶速度、方向盘转向角度等数据时，对其数据的平稳性、随机性，采用自相关系数、偏相关系数进行检验，并在数据平稳时，对位置、速度以及角度通过lstm模型进行预判，同时进行插值顺滑处理，通过模型计算后获取更细致的位置数据l，以及加速度数据a；
26.步骤s003，使用车辆行驶速度，经处理后的平稳车速*40％作为vr设备内容的运行速度，加速度a数据为vr设备内容中的运动加速度数据，方向盘转向数据为vr设备内容转向数据，位置数据l为vr内容中操作者在道路中的定位数据，imu数据为vr设备内容中操作者的位姿及运动预测数据，然后通过通讯协议传送，处理后的数据到眼镜的sdk软件包中；
27.步骤s004，vr设备将数据放入sdk底层作为内容同步的控制字段写入，在设计vr游戏或app的虚拟场景时，sdk根据现实世界的地图数据生成和调整场景，构建与现实的运动速度、加速度、转向一致的虚拟场景，获取与日常前庭感官，在速度以及转向上保持一致的视觉画面。
28.进一步的，在所述步骤s002中数据的平稳性和随机性采用自相关系数和偏相关系数进行检验，还包括判断其是平稳序列还是不平稳序列；
29.其中判断为不平稳数据时，则采用差分及含有一阶差分和k阶差分运算输出平稳数据，同时用arima模型进行分析其平稳性，不平稳则继续采用差分运算直到输出平稳数据为止；平稳序列则表示数据平稳。
30.进一步的，自相关系数：相关系数度量指的是两个不同事件彼此之间的相互影响程度；而自相关系数度量的是同一事件在两个不同时期之间的相关程度，形象的讲就是度量自己过去的行为对自己现在的影响。
31.进一步的，偏相关系数：在多要素所构成的系统中，当研究某一个要素对另一个要素的影响或相关程度时，把其他要素的影响视作常数(保持不变)，即暂时不考虑其他要素影响，单独研究两个要素之间的相互关系的密切程度，所得数值结果为偏相关系数。
32.进一步的，用spss得到自相关系数图和偏相关系数图，平稳的序列的自相关系数图和偏相关系数图要么拖尾，要么是截尾；
33.其中截尾就是在某阶之后，系数都为0，当阶数为1的时候，系数值还是很大；二阶的时候后面的值都很小，认为是趋于0，这种状况就是截尾。拖尾是有一个缓慢衰减的趋势，但是不都为0；
34.自相关系数图既不是拖尾也不是截尾，说明这个序列不是平稳序列。
35.进一步的，在所述步骤s002中自相关系数对时间序列分析中，时间序列{xt，x∈t}，任取t，s∈t，定义γ(t,s)为序列{xt}的自协方差函数：
36.γ(t,s)＝e(xt-μt)(xs-μs)
37.ρ(t,s)＝γ(t,s)/sqrt(dxt
×
dxs)
38.其中，定义ρ(t,s)为时间序列{xt}的自相关系数，简记为acf：e表示数学期望，d表示方差。
39.进一步的，在所述步骤s004中还包括，同时在vr设备的sdk中采用imu数据融合处理方式进行内容的呈现位置与实际位置和车道校准，保证呈现的vr内容物体运动画面与外界运动画面延时《100ms，实现内容和实车运行同步。
40.进一步的，在所述步骤s001中，vr设备与车辆进行数据连接包括，通过usb线、obd连接器，或者通过wifi、蓝牙和车辆座舱域控制器的mcu进行连接。
41.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。