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申请/专利权人：扬州自在岛生态旅游投资发展有限公司

摘要：本发明公开了一种基于虚拟现实的空间布置系统及方法，属于虚拟现实技术领域。本发明包括实景数据采集模块、虚拟场景建设模块、差异数据确定模块和自适应更新模块；所述实景数据采集模块利用采集设备对实景中图像数据和环境数据进行采集；所述虚拟场景建设模块对采集数据进行预处理操作并根据处理后的数据进行图像处理和边界强化处理获取物体轮廓，构建二维平面场景数据并映射完成虚拟场景搭建；所述差异数据确定模块追踪虚拟场景中用户虚拟形象行动轨迹，对虚拟空间进行位面区分和调控数据动静状态，确定动数据中的差异数据并算数据更新优先级；所述自适应更新模块根据优先级对差异区域进行更新，对虚拟场景原数据进行短存储。

主权项：1.一种基于虚拟现实的空间布置方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：S100、预先在实景地装置监控装置对实景地进行图像数据采集和动态环境数据采集，并将数据进行封装传输后端数据中心；S200、数据中心对接收的数据进行解封提取并进行数据信息检测，对检测后的图像数据进行像素信息平面提取并进行图像边界像素强化，将多像素信息进行拼接和平面场景还原，并将平面场景信息结合环境数据进行空间投影搭建虚拟现实场景；S300、在虚拟场景中，对用户体态数据进行虚拟场景映射，追踪虚拟场景中用户的运动轨迹，通过平行映照真实场景环境，对虚拟环境中的数据动静态进行自动化调控，并构建对比模型，通过模型对真实场景数据与虚拟场景数据进行动态比对，根据比对结果制定自适应更新计划；所述S300中在虚拟场景中，对用户体态数据进行虚拟场景映射，追踪虚拟场景中用户的运动轨迹，通过平行映照真实场景环境，对虚拟环境中的数据动静态进行自动化调控，并构建对比模型，通过模型对真实场景数据与虚拟场景数据进行动态比对，根据比对结果制定自适应更新计划：S301、在用户登入虚拟场景时，对用户进行权限访问后获取用户的体态数据，根据用户体态数据通过孪生技术在虚拟场景中构建用户的虚拟人物形象；S302、通过用户所佩戴VR设备中装置的传感器对用户在虚拟空间中的行为轨迹进行捕捉；所述用户行为轨迹包括用户头部运动轨迹、手部运动轨迹、腿部运动轨迹和躯干运动轨迹；以用户面部朝向可观察面为虚拟空间中的正位面，其初始用户水平视角范围为[θ1，θ2]，初始用户垂直视角范围为[θ3，θ4]；则对应用户背部朝向不可观察面为虚拟空间中的背位面，其初始用户水平视角范围为[α1，α2]，初始用户垂直视角范围为[α3，α4]；对用户头部轨迹进行捕捉，若捕捉用户头部转动角度为β，则分别计算用户头部转动分别在水平和垂直方向上的转动分量βh和βv，其计算公式为βh＝β*sinβ，βv＝β*cosβ；其中θ1为用户正位面初始水平视角的起点角度值，θ2为用户正位面初始水平视角的终点角度值，θ3为用户正位面初始垂直视角的起点角度值，θ4为用户正位面初始垂直视角的终点角度值，α1为用户背位面初始水平视角的起点角度值，α2为用户正位面初始水平视角的终点角度值，α3为用户正位面初始垂直视角的起点角度值，α4为用户正位面初始垂直视角的终点角度值；则对应用户头部转动的情况，对虚拟空间中的用户正位面视角范围和背位面视角范围进行动态调整；若用户头部转动为单水平方向转动，则仅对用户正位面视角范围和背位面视角范围的水平视角范围进行调整，其调整结果为[θ1±β,θ2±β]和[α1±β,α2±β]；其中，用户头部为水平左转动时为角度相减，用户头部为水平左转动时为角度相加；若用户头部转动为单垂直方向转动，则仅对用户正位面视角范围和背位面视角范围的垂直视角范围进行调整，其调整结果为[θ3±β,θ4±β]和[α3±β,α4±β]；其中，用户头部为垂直下低时为角度相减，用户头部为垂直上抬时为角度相加；若用户头部转动在水平与垂直方向上均存在转动，则对用户正位面视角范围和背位面视角范围的水平和垂直方向视角范围进行调整，其调整结果为[θ1±βh,θ2±βh]、[θ3±βv,θ4±βv]和[α1±βh,α2±βh]、[α3±βv,α4±βv]；其中，用户头部为左斜上转动时，位面的水平视角变化为角度相减，垂直视角变化为角度相加；用户头部为左斜下转动时，位面的水平视角变化为角度相减，垂直视角变化为角度相减；用户头部为右斜上转动时，位面的水平视角变化为角度相加，垂直视角变化为角度相加；用户头部为右斜下转动时，位面的水平视角变化为角度相加，垂直视角变化为角度相减；S303、根据用户的运动轨迹，自动化调整位面范围，对虚拟空间中的正位面的空间数据进行动态真实场景映射模拟，对虚拟空间中的背位面的空间数据进行静态真实场景数据休眠存储；其中，数据休眠的空间为背位面中距离用户静止站立所处竖直面s距离的平行竖直面之用户背部后的空间；其中,s为用户手臂与腿部处于一条线时，手端到脚底的距离；S304、在虚拟空间中，以用户眼部所处位置为空间坐标基点构建虚拟空间的动态空间坐标系统；利用空间坐标系获取虚拟空间中映射的虚拟场景的各物体数据点的坐标数据；将空间各坐标点处对应真实场景中位置处的物体数据和环境数据通过数据树内敛方式进行存储；其中，所述物体数据为图像模糊和强化处理后获得对应真实场景中的物体的数据，其包括物体的颜色数据、亮度数据和轮廓数据；在对虚拟空间中场景与真实场景之间做差异分析时，通过构建对比模型对虚拟场景与真实场景进行动态对比分析，其中模型构建步骤如下：S304-1、通过调取相同映射空间位置处的数据数进行差异分析，对相同位置的物体数据和环境数据进行归一和转化；将同坐标处数据树通过平行映射方式进行叠加，并计算两数据树之间的差异值λ，其计算方式为其中，Pvs为虚拟空间中坐标点处数据树的空间体积，Prs为真实场景中坐标点处数据树的空间体积；若λ＞1+γ或λ＜1-γ，则判断虚拟场景中当前坐标点处的环境数据与真实场景中的环境数据存在差异；其中γ为误差矫正值；S304-2、以一坐标点进行周边球型辐射，并取V为单位辐射体积，将单位辐射球中存在虚拟场景与真实场景存在差异的坐标点数量进行统计，并计算单位辐射球内的差异占比值k，其计算公式为其中m为单位辐射球内差异坐标点数量，M为单位辐射球内坐标点总数量；S304-3、通过分析虚拟空间中正位面及动态数据背位面空间中存在两个及以上单位辐射球的差异数据，则计算各单位辐射球的综合差异程度η，其计算公式为其中，λm为单位辐射球内各差异坐标点的差异值集合；采集各单位辐射球中心点到坐标基点的距离z，则取为距离影响系数，计算各单位辐射球的数据差异影响度D，其计算公式为D＝q*η；S304-4、对各单位辐射球的数据差异度结果进行数值大小排序，依照由大至小的顺序制定虚拟空间中对应单位辐射球位置的差异数据矫正更新顺序；S400、通过数据更新输出，对虚拟场景进行自适应数据调控，并将调控数据通过智能提示用户，根据用户指令完成虚拟场景更新；所述S400中通过数据更新输出，对虚拟场景进行自适应数据调控，并将调控数据通过智能提示用户，根据用户指令完成虚拟场景更新的具体步骤如下：S401、依照虚拟场景中须进行数据矫正的差异位置优先级排序结果，将真实场景中对应位置的数据进行调取并进行替换映射到虚拟场景中；S402、在进行虚拟场景数据更新后，在用户当前虚拟场景体验中，保留更新前虚拟场景的原始数据，供用户进行数据还原。

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