一種基于云平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，尤其涉及一種基于云平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)起源于20世紀(jì)80年代，本質(zhì)上，它是一種先進(jìn)的運(yùn)算機(jī)用戶(hù)接口技術(shù)，通過(guò)給用戶(hù)同時(shí)提供諸如視、聽(tīng)、說(shuō)、觸等各種直觀而又自然的實(shí)時(shí)感知交互手段，最大限度地方便用戶(hù)的操作，從而減輕用戶(hù)的負(fù)擔(dān)，提高整個(gè)系統(tǒng)的工作效率。傳統(tǒng)意義上的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)包括三個(gè)特點(diǎn):沉浸感、交互性、自主性，強(qiáng)調(diào)在完全虛擬化環(huán)境中的沉浸體驗(yàn)，并強(qiáng)調(diào)人能以自然方式與虛擬現(xiàn)實(shí)中的對(duì)象進(jìn)行交互操作。
[0003]但是，在虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元中一幅虛擬場(chǎng)景可能包含百萬(wàn)千萬(wàn)級(jí)的面片，還可能包含有大量的物理模型、矢量線(xiàn)畫(huà)，或其他虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容如光照、波浪、天空等，完成這些龐大數(shù)據(jù)的運(yùn)算和繪圖已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出移動(dòng)終端的運(yùn)算和繪圖能力，而且如何存儲(chǔ)這些海量數(shù)據(jù)也面臨挑戰(zhàn)。
[0004]DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，其含義是利用單片機(jī)或微型運(yùn)算機(jī)技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中管理和分散控制，是一種由過(guò)程控制級(jí)和過(guò)程監(jiān)控級(jí)組成的以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了運(yùn)算機(jī)、通訊、顯示和控制等4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活、組態(tài)方便。DCS技術(shù)的上述優(yōu)點(diǎn)給虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)新的解決方案。
[0005]但是目前采用分布式處理技術(shù)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)依然存在配置不合理，效率低，現(xiàn)實(shí)與虛擬轉(zhuǎn)換存在沖突，以及對(duì)轉(zhuǎn)換結(jié)果有效性不能合理預(yù)測(cè)，這導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換的實(shí)時(shí)性以及用戶(hù)體驗(yàn)變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種基于云平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個(gè)分布式移動(dòng)終端以及云端服務(wù)器，所述移動(dòng)終端上安裝有虛擬機(jī)，所述移動(dòng)終端和所述云端服務(wù)器通過(guò)LTE-A無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接；其中，
[0008]所述云端服務(wù)器包括第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元、數(shù)據(jù)包解調(diào)單元、虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元、組合單元、虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元、虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、以及實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元；所述第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元的輸出端依次連接數(shù)據(jù)包解調(diào)單元、虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元、組合單元、虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元，虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元的輸出端分別連接虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元以及虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元，所述虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元和虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元得輸出端分別連接虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元，所述虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元的輸出端連接實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元，所述實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元的輸出端連接第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元用于實(shí)現(xiàn)與分布式移動(dòng)終端的無(wú)線(xiàn)通信；
[0010]所述數(shù)據(jù)包解調(diào)單元，用于對(duì)接收的打包數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲(chǔ)與解調(diào)，并將解調(diào)出的真實(shí)圖像信息和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息發(fā)送給所述虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元用于建立虛實(shí)映射圖，將所獲取的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)按照標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的相互位置關(guān)系映射于所述虛實(shí)映射圖上，并在映射有標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的位置添加對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息識(shí)別標(biāo)記。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述組合單元用于將添加有標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息識(shí)別標(biāo)記的虛實(shí)映射圖與所述實(shí)景圖像組合，以形成增益組合圖像。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的構(gòu)建方案和所述增益組合圖像，執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算和虛擬繪圖，并將虛擬繪圖發(fā)送給虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、以及虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元；所述虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元包括一由圖像處理單元群組組成的聯(lián)合虛擬繪圖單元；當(dāng)任務(wù)所有虛擬現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換完成之后，所述聯(lián)合虛擬繪圖單元進(jìn)行3D虛擬繪圖，并將3D虛擬繪圖發(fā)送至虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、以及虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元用于根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元的虛擬繪圖執(zhí)行虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果輸出至虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元用于根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元的虛擬繪圖執(zhí)行虛擬圖像轉(zhuǎn)換的有效性，并將檢測(cè)結(jié)果輸出至虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元用于根據(jù)所述虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元生成的虛擬繪圖以及虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元和虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元的檢測(cè)結(jié)果對(duì)虛擬繪圖進(jìn)行更新調(diào)節(jié)，以生成精確虛擬圖像。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元，用于對(duì)生成的精確虛擬圖像進(jìn)行編碼調(diào)制，并將其發(fā)送給所述移動(dòng)終端的實(shí)時(shí)圖像幀解碼解調(diào)單元。
[0018]本發(fā)明的基于云平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)包括多個(gè)分布式移動(dòng)終端以及云端服務(wù)器，所述云端服務(wù)器包括虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元、組合單元、虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元、虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、以及實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元，通過(guò)本發(fā)明的設(shè)計(jì)，解決了虛實(shí)轉(zhuǎn)換中的沖突及有效性問(wèn)題，提高了用戶(hù)體驗(yàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中:
[0020]附圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的基于云平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]附圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的云端服務(wù)器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的分布式移動(dòng)終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本公開(kāi)的示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本公開(kāi)而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了能夠更透徹地理解本公開(kāi)，并且能夠?qū)⒈竟_(kāi)的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提出一種基于云平臺(tái)的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，如附圖1所示，所述系統(tǒng)包括多個(gè)分布式移動(dòng)終端以及云端服務(wù)器，所述移動(dòng)終端上安裝有虛擬機(jī)，所述移動(dòng)終端和所述云端服務(wù)器通過(guò)LTE-A無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接；其中，
[0025]如附圖2所示，所述云端服務(wù)器包括第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元、數(shù)據(jù)包解調(diào)單元、虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元、組合單元、虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元、虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、以及實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元；
[0026]如附圖3所示，所述虛擬機(jī)包括第一 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元、響應(yīng)接口、指令解調(diào)單元、實(shí)景獲得單元、標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)確定單元、信息打包傳輸單元、實(shí)時(shí)圖像幀解碼解調(diào)單元、實(shí)時(shí)虛擬圖像繪圖單元；
[0027]所述第一 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元輸入端連接第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元，輸出端分別連接第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元、響應(yīng)接口以及實(shí)時(shí)圖像幀解碼解調(diào)單元，所述響應(yīng)接口的輸出端依次連接指令解調(diào)單元、實(shí)景獲得單元、標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)確定單元、信息打包傳輸單元，所述信息打包傳輸單元的輸出端連接第一 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元，所述實(shí)時(shí)圖像幀解碼解調(diào)單元的輸出端連接實(shí)時(shí)虛擬圖像繪圖單元；
[0028]所述第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元的輸出端依次連接數(shù)據(jù)包解調(diào)單元、虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元、組合單元、虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元，虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元的輸出端分別連接虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元以及虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元，所述虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元和虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元得輸出端分別連接虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元，所述虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元的輸出端連接實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元，所述實(shí)時(shí)圖像幀編碼調(diào)制單元的輸出端連接第二LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述第一 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元用于實(shí)現(xiàn)與云端服務(wù)器和其他移動(dòng)終端收發(fā)操作；
[0030]所述響應(yīng)接口，用于接收云端服務(wù)器的操作請(qǐng)求指令或其他移動(dòng)終端的協(xié)作請(qǐng)求消息；
[0031]所述指令解調(diào)單元，用于將云端服務(wù)器的操作請(qǐng)求指令或其他移動(dòng)終端的協(xié)作請(qǐng)求消息解調(diào)為虛擬機(jī)的執(zhí)行指令；
[0032]實(shí)景獲得單元用于根據(jù)指令解調(diào)單元解調(diào)出的圖像獲取執(zhí)行指令，獲得要進(jìn)行虛實(shí)轉(zhuǎn)換的現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)圖像；
[0033]標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)確定單元用于根據(jù)所述實(shí)景的圖像獲取位置及取景方向，獲取預(yù)定范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息，所述標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息包括對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的位置信息；
[0034]所述信息打包傳輸單元，用于將實(shí)景單元獲取的現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)圖像以及標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)確定單元確定的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息進(jìn)行打包，并通過(guò)第一 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元發(fā)送至云端服務(wù)器；
[0035]所述實(shí)時(shí)圖像幀解碼解調(diào)單元，用于對(duì)接收的云端服務(wù)器發(fā)送的精確虛擬圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和解調(diào)；
[0036]所述實(shí)時(shí)虛擬圖像繪圖單元，用于對(duì)解碼解調(diào)后的數(shù)據(jù)繪圖并顯示互動(dòng)虛擬場(chǎng)景。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，所述第二 LTE-A無(wú)線(xiàn)收發(fā)單元用于實(shí)現(xiàn)與分布式移動(dòng)終端的無(wú)線(xiàn)通信；
[0038]所述數(shù)據(jù)包解調(diào)單元，用于對(duì)接收的打包數(shù)據(jù)包進(jìn)行存儲(chǔ)與解調(diào)，并將解調(diào)出的真實(shí)圖像信息和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息發(fā)送給所述虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元；
[0039]所述虛實(shí)轉(zhuǎn)換建立單元用于建立虛實(shí)映射圖，將所獲取的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)按照標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)之間的相互位置關(guān)系映射于所述虛實(shí)映射圖上，并在映射有標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)的位置添加對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息識(shí)別標(biāo)記；
[0040]所述組合單元用于將添加有標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)信息識(shí)別標(biāo)記的虛實(shí)映射圖與所述實(shí)景圖像組合，以形成增益組合圖像；
[0041]所述虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的構(gòu)建方案和所述增益組合圖像，執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)算和虛擬繪圖，并將虛擬繪圖發(fā)送給虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、以及虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元；所述虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元包括一由圖像處理單元群組組成的聯(lián)合虛擬繪圖單元；當(dāng)任務(wù)所有虛擬現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)換完成之后，所述聯(lián)合虛擬繪圖單元進(jìn)行3D虛擬繪圖，并將3D虛擬繪圖發(fā)送至虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元、虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元、以及虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元；
[0042]所述虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)單元用于根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元的虛擬繪圖執(zhí)行虛擬現(xiàn)實(shí)沖突檢測(cè)，并將檢測(cè)結(jié)果輸出至虛實(shí)更新調(diào)節(jié)單元；
[0043]所述虛擬現(xiàn)實(shí)有效性判斷單元用于根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建單元的虛擬繪圖執(zhí)行虛擬圖像轉(zhuǎn)換的有效性，并將檢測(cè)