一种基于云平台的分布式虚拟现实系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及虚拟现实技术，尤其涉及一种基于云平台的分布式虚拟现实系统。
【背景技术】
[0002]虚拟现实技术起源于20世纪80年代，本质上，它是一种先进的运算机用户接口技术，通过给用户同时提供诸如视、听、说、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段，最大限度地方便用户的操作，从而减轻用户的负担，提高整个系统的工作效率。传统意义上的虚拟现实技术包括三个特点:沉浸感、交互性、自主性，强调在完全虚拟化环境中的沉浸体验，并强调人能以自然方式与虚拟现实中的对象进行交互操作。
[0003]但是，在虚拟现实构建单元中一幅虚拟场景可能包含百万千万级的面片，还可能包含有大量的物理模型、矢量线画，或其他虚拟现实内容如光照、波浪、天空等，完成这些庞大数据的运算和绘图已远远超出移动终端的运算和绘图能力，而且如何存储这些海量数据也面临挑战。
[0004]DCS是分布式控制系统的英文缩写，其含义是利用单片机或微型运算机技术对生产过程进行集中管理和分散控制，是一种由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级运算机系统，综合了运算机、通讯、显示和控制等4C技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。DCS技术的上述优点给虚拟现实技术的发展带来新的解决方案。
[0005]但是目前采用分布式处理技术的虚拟现实系统依然存在配置不合理，效率低，现实与虚拟转换存在冲突，以及对转换结果有效性不能合理预测，这导致虚拟现实转换的实时性以及用户体验变差。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]根据本发明的实施方式，提出一种基于云平台的分布式虚拟现实系统，所述系统包括多个分布式移动终端以及云端服务器，所述移动终端上安装有虚拟机，所述移动终端和所述云端服务器通过LTE-A无线网络连接；其中，
[0008]所述云端服务器包括第二 LTE-A无线收发单元、数据包解调单元、虚实转换建立单元、组合单元、虚拟现实构建单元、虚拟现实冲突检测单元、虚拟现实有效性判断单元、虚实更新调节单元、以及实时图像帧编码调制单元；所述第二 LTE-A无线收发单元的输出端依次连接数据包解调单元、虚实转换建立单元、组合单元、虚拟现实构建单元，虚拟现实构建单元的输出端分别连接虚拟现实冲突检测单元、虚拟现实有效性判断单元以及虚实更新调节单元，所述虚拟现实冲突检测单元和虚拟现实有效性判断单元得输出端分别连接虚实更新调节单元，所述虚实更新调节单元的输出端连接实时图像帧编码调制单元，所述实时图像帧编码调制单元的输出端连接第二 LTE-A无线收发单元。
[0009]根据本发明的实施方式，所述第二 LTE-A无线收发单元用于实现与分布式移动终端的无线通信；
[0010]所述数据包解调单元，用于对接收的打包数据包进行存储与解调，并将解调出的真实图像信息和标准点信息发送给所述虚实转换建立单元。
[0011]根据本发明的实施方式，所述虚实转换建立单元用于建立虚实映射图，将所获取的标准点按照标准点之间的相互位置关系映射于所述虚实映射图上，并在映射有标准点的位置添加对应的标准点信息识别标记。
[0012]根据本发明的实施方式，所述组合单元用于将添加有标准点信息识别标记的虚实映射图与所述实景图像组合，以形成增益组合图像。
[0013]根据本发明的实施方式，所述虚拟现实构建单元，用于根据预设的构建方案和所述增益组合图像，执行相应的运算和虚拟绘图，并将虚拟绘图发送给虚实更新调节单元、虚拟现实冲突检测单元、以及虚拟现实有效性判断单元；所述虚拟现实构建单元包括一由图像处理单元群组组成的联合虚拟绘图单元；当任务所有虚拟现实转换完成之后，所述联合虚拟绘图单元进行3D虚拟绘图，并将3D虚拟绘图发送至虚实更新调节单元、虚拟现实冲突检测单元、以及虚拟现实有效性判断单元。
[0014]根据本发明的实施方式，所述虚拟现实冲突检测单元用于根据虚拟现实构建单元的虚拟绘图执行虚拟现实冲突检测，并将检测结果输出至虚实更新调节单元。
[0015]根据本发明的实施方式，所述虚拟现实有效性判断单元用于根据虚拟现实构建单元的虚拟绘图执行虚拟图像转换的有效性，并将检测结果输出至虚实更新调节单元。
[0016]根据本发明的实施方式，所述虚实更新调节单元用于根据所述虚拟现实构建单元生成的虚拟绘图以及虚拟现实冲突检测单元和虚拟现实有效性判断单元的检测结果对虚拟绘图进行更新调节，以生成精确虚拟图像。
[0017]根据本发明的实施方式，所述实时图像帧编码调制单元，用于对生成的精确虚拟图像进行编码调制，并将其发送给所述移动终端的实时图像帧解码解调单元。
[0018]本发明的基于云平台的分布式虚拟现实系统包括多个分布式移动终端以及云端服务器，所述云端服务器包括虚实转换建立单元、组合单元、虚拟现实构建单元、虚拟现实冲突检测单元、虚拟现实有效性判断单元、虚实更新调节单元、以及实时图像帧编码调制单元，通过本发明的设计，解决了虚实转换中的冲突及有效性问题，提高了用户体验。
【附图说明】
[0019]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0020]附图1示出了根据本发明实施方式的基于云平台的分布式虚拟现实系统的结构示意图；
[0021]附图2示出了根据本发明实施方式的云端服务器的结构示意图；
[0022]附图3示出了根据本发明实施方式的分布式移动终端的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0024]根据本发明的实施方式，提出一种基于云平台的分布式虚拟现实系统，如附图1所示，所述系统包括多个分布式移动终端以及云端服务器，所述移动终端上安装有虚拟机，所述移动终端和所述云端服务器通过LTE-A无线网络连接；其中，
[0025]如附图2所示，所述云端服务器包括第二 LTE-A无线收发单元、数据包解调单元、虚实转换建立单元、组合单元、虚拟现实构建单元、虚拟现实冲突检测单元、虚拟现实有效性判断单元、虚实更新调节单元、以及实时图像帧编码调制单元；
[0026]如附图3所示，所述虚拟机包括第一 LTE-A无线收发单元、响应接口、指令解调单元、实景获得单元、标准点确定单元、信息打包传输单元、实时图像帧解码解调单元、实时虚拟图像绘图单元；
[0027]所述第一 LTE-A无线收发单元输入端连接第二 LTE-A无线收发单元，输出端分别连接第二 LTE-A无线收发单元、响应接口以及实时图像帧解码解调单元，所述响应接口的输出端依次连接指令解调单元、实景获得单元、标准点确定单元、信息打包传输单元，所述信息打包传输单元的输出端连接第一 LTE-A无线收发单元，所述实时图像帧解码解调单元的输出端连接实时虚拟图像绘图单元；
[0028]所述第二 LTE-A无线收发单元的输出端依次连接数据包解调单元、虚实转换建立单元、组合单元、虚拟现实构建单元，虚拟现实构建单元的输出端分别连接虚拟现实冲突检测单元、虚拟现实有效性判断单元以及虚实更新调节单元，所述虚拟现实冲突检测单元和虚拟现实有效性判断单元得输出端分别连接虚实更新调节单元，所述虚实更新调节单元的输出端连接实时图像帧编码调制单元，所述实时图像帧编码调制单元的输出端连接第二LTE-A无线收发单元。
[0029]根据本发明的实施方式，所述第一 LTE-A无线收发单元用于实现与云端服务器和其他移动终端收发操作；
[0030]所述响应接口，用于接收云端服务器的操作请求指令或其他移动终端的协作请求消息；
[0031]所述指令解调单元，用于将云端服务器的操作请求指令或其他移动终端的协作请求消息解调为虚拟机的执行指令；
[0032]实景获得单元用于根据指令解调单元解调出的图像获取执行指令，获得要进行虚实转换的现场真实图像；
[0033]标准点确定单元用于根据所述实景的图像获取位置及取景方向，获取预定范围内的标准点以及对应的标准点信息，所述标准点信息包括对应标准点的位置信息；
[0034]所述信息打包传输单元，用于将实景单元获取的现场真实图像以及标准点确定单元确定的标准点和对应的标准点信息进行打包，并通过第一 LTE-A无线收发单元发送至云端服务器；
[0035]所述实时图像帧解码解调单元，用于对接收的云端服务器发送的精确虚拟图像数据进行解码和解调；
[0036]所述实时虚拟图像绘图单元，用于对解码解调后的数据绘图并显示互动虚拟场景。
[0037]根据本发明的实施方式，所述第二 LTE-A无线收发单元用于实现与分布式移动终端的无线通信；
[0038]所述数据包解调单元，用于对接收的打包数据包进行存储与解调，并将解调出的真实图像信息和标准点信息发送给所述虚实转换建立单元；
[0039]所述虚实转换建立单元用于建立虚实映射图，将所获取的标准点按照标准点之间的相互位置关系映射于所述虚实映射图上，并在映射有标准点的位置添加对应的标准点信息识别标记；
[0040]所述组合单元用于将添加有标准点信息识别标记的虚实映射图与所述实景图像组合，以形成增益组合图像；
[0041]所述虚拟现实构建单元，用于根据预设的构建方案和所述增益组合图像，执行相应的运算和虚拟绘图，并将虚拟绘图发送给虚实更新调节单元、虚拟现实冲突检测单元、以及虚拟现实有效性判断单元；所述虚拟现实构建单元包括一由图像处理单元群组组成的联合虚拟绘图单元；当任务所有虚拟现实转换完成之后，所述联合虚拟绘图单元进行3D虚拟绘图，并将3D虚拟绘图发送至虚实更新调节单元、虚拟现实冲突检测单元、以及虚拟现实有效性判断单元；
[0042]所述虚拟现实冲突检测单元用于根据虚拟现实构建单元的虚拟绘图执行虚拟现实冲突检测，并将检测结果输出至虚实更新调节单元；
[0043]所述虚拟现实有效性判断单元用于根据虚拟现实构建单元的虚拟绘图执行虚拟图像转换的有效性，并将检测