期刊信息
曾用名:中国生理学杂志
主办:中国生理学会;中国科学院上海生命科学研究院
主管:中国科学院
ISSN:0371-0874
CN:31-1352/Q
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.463415
数据库收录:
北大核心期刊(1992版);北大核心期刊(1996版);北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);医学文摘;哥白尼索引;日本科学技术振兴机构数据库;生物医学检索系统;文摘与引文数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:基础医学;生物学
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研究论文
AR技术在隧道照明中的应用初探(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】美国科技类博客Techcrunch 在调查分析的基础上认为AR 技术有四大应用方向,其中,空间计算和感知人脑对汽车工业及隧道照明设计具有重要的参考价值。
美国科技类博客Techcrunch 在调查分析的基础上认为AR 技术有四大应用方向,其中,空间计算和感知人脑对汽车工业及隧道照明设计具有重要的参考价值。InterXon 公司CTO Chris Aimone 曾指出,人脑在通过智能的方式被感知后会给生活带来巨大的方便,因此,InterXon 公司推出了一款脑电波感应头带,佩戴上这款头带,用户可以通过脑电波来控制窗帘以及灯光调节。以此类推,能否通过相关设备比如Google Project Glass 等设备实现人体脑电波与设备的人机交互,通过反映人体心理生理因素的脑电波来指导隧道照明设计实践。
2005年v,德国Heinz Nixdorf 研究所与德国大众汽车有限公司通过半年的合作与努力,成功研发出一套基于AR 技术的汽车人机交互测试平台(如图2 所示)。将改装后的大众汽车与测试平台结合在一起,整个平台的控制面板与车内的照明系统均由计算机动态生成,并且与测试人员所处的真实视看环境或者说视觉场景重叠在一起(如图2-b 所示)。所以,以AR 技术即增强现实技术,现实场景中最重要的部分会被保留下来,由此使得驾驶员在行驶的过程中,能够体验虚拟的场景,同时也不会失去与现实场景的紧密联系。
图2 基于AR 技术的汽车人机交互测试平台(图片来源:《德国工业中VR/AR 技术应用现状和趋势》)
除此之外,一款手机APP 应用软件已经搭载在Android 系统平台上。该软件通过手机的摄像装置来帮助驾驶者监控行驶路况信息,提醒司机应该距离前方行驶车辆多远,并且通过当前车辆的行驶速度和车间距离,评估两车是否会相撞(如图3 所示)。
图3 iOnRoad:利用AR 技术的智能汽车防撞系统(图片来源:
3 AR 技术在隧道照明中的应用
通过上面两个部分的论述,我们可以结合脑电波人机交互,AR 技术来促进隧道照明设计的进展。现需要考虑的几大问题为:驾驶员驾驶过程中脑电波的测试与收集,通过AR 技术对驾驶车辆的3D 定位与空间计算及数据库的建立,脑电波与AR 技术的交互。
3.1 隧道行驶中驾驶员的脑电波测试与收集
根据德国Heinz Nixdorf 研究所与德国大众汽车有限公司研发的基于AR 技术的汽车人机交互测试平台、iOnRoad 软件等(如图2、图3 所示),我们可以改进汽车工业中汽车前挡风玻璃的功能:当一个功能强大的脑电波测试与收集仪器被置于挡风玻璃上时,驾驶员在通过隧道过程中的心理、生理变化过程均可通过脑电波的形式反映出来,并且被脑电波测试仪器读取与收集。在此种形式之下,驾驶员的瞳孔变化过程和视觉适应问题均可通过脑电波的形式体现出来,同时,原先的隧道照明设计中其他无法准确把握或者无法通过量化评估的心理因素,也可以通过脑电波直观表现出来。换言之,驾驶员在驾车靠近隧道,隧道内行驶和驶离隧道的过程均可通过脑电波的形式被记录下来。
同时,汽车前挡风玻璃也可作为一个虚拟屏幕的载体,类似于当用户戴上Google Project Glass 之后,眼前会出现一个虚拟屏幕的效果(如图4所示)。
图4 Google Project Glass 工作原理(图片来源:)
3.2 通过AR 技术对驾驶车辆的3D 定位与空间计算及数据库的建立
驶入隧道中的每一辆车都拥有自己的三维坐标,在高速行驶过程中时间转瞬即逝,因此需要通过AR 技术来对隧道空间进行计算,在时间轴的作用下对每一辆高速行驶的车进行3D 定位。在此基础上,每一位驾驶员对隧道的感受程度可以通过脑电波收集到,通过图表和数据量化。隧道的物理属性和空间属性、行驶车辆的物理属性均可通过空间计算和三维坐标标识出来。由此,关于隧道、行驶车辆、驾驶员和驾驶员的心理、生理变化过程均可储存在计算机终端之内。
此外,与隧道照明相关的规范、维持隧道基本照明的参数及照明灯具相关的参数等均可同步输入到计算机终端内,作为下一步骤中信息、数据比对的样本。
3.3 脑电波与AR 技术的交互
在此过程中,驾驶员的相关心理及生理因素通过脑电波表现出来,通过汽车前挡风玻璃的脑电波信息收集装置传达到计算机终端内。在经过计算之后,通过AR 技术,将通过计算机终端之后的虚拟空间叠加在现有的隧道环境之内(如图2-b 所示),汽车前挡风玻璃即相当于一个虚拟的视看屏幕,通过此挡风玻璃,驾驶员看到的即为隧道原始环境与虚拟空间叠加之后的效果,因为空间计算与3D 定位技术,该虚拟空间是可以依据计算机终端数据库即时互动与调节的。至于虚拟空间叠加的程度则通过比对现有的计算机数据库样本来调节。而真实与虚拟的统一可以通过图5 说明。在本文中,真实环境即为隧道行车环境,虚拟环境即为人们头脑中所设想的环境和可有效满足隧道照明安全、舒适、节能要求的环境。当将真实环境数字化,虚拟环境真实感受化之后,我们可以实现增强的现实与增强的虚拟之间的融合,达到现实与虚拟混合的境界。
文章来源:《生理学报》 网址: http://www.slxbzzs.cn/qikandaodu/2020/1221/518.html
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