1.本发明涉及模拟训练技术领域，尤其涉及一种工程机械模拟训练器的视景模拟系统及方法。
背景技术：
2.为了增加视野，工程机械驾驶室的前后方和左右侧都开设了大尺寸的窗口，便于操作人员观察作业地域的场景。与之相对应，在研制模拟训练器时，需要对前后方和左右侧的视景都进行模拟，以提高模拟训练的逼真性。当前，主要有三种技术途径来实现工程机械模拟训练器的视景模拟，一是在模拟训练器驾驶舱外设置大尺寸显示屏显示虚拟场景，受训人员通过模拟训练器驾驶舱上的窗口观看显示屏，来获得场景信息，视景模拟逼真性好，但由于模拟训练器驾驶舱的四周都开设了窗口，因此在四周都需要布置大尺寸显示屏，组成结构复杂，体积庞大，不便于运输及使用；二是将模拟训练器放置在一个大体积球幕内，利用球幕投影装置将虚拟场景投射到球幕上，受训人员通过模拟训练器驾驶舱上的窗口观看球幕，来获得场景信息，视景模拟逼真性好，但每台模拟器都需要球幕，造价昂贵且占地面积大；三是利用vr技术实现场景模拟，受训人员通过vr眼镜获得场景信息，视景模拟逼真性好，并且系统组成结构简单，但佩戴vr眼镜后会影响受训人员对模拟训练器的操纵，并且vr眼镜会导致人员眩晕，不利于长时间训练。
技术实现要素：
3.本发明的目的是提供一种工程机械模拟训练器的视景模拟系统及方法，将柔性显示屏黏贴在模拟训练器驾驶舱的玻璃上，用来显示虚拟场景，同时利用头部定位和人眼视角检测技术，确定头部的位置和人眼的视角，来调整各个显示屏上的虚拟场景，有效提高训练人员的沉浸感，大幅提高视景模拟的逼真性。
4.为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种工程机械模拟训练器的视景模拟系统，包括显示装置、人眼视角检测装置、头部位置检测装置和视景计算机；其特征在于：所述显示装置包括第1显示屏、第2显示屏、第3显示屏和第4显示屏；所述人眼视角检测装置包括第1摄像模块、第2摄像模块、第3摄像模块和第4摄像模块；所述头部位置检测装置包括第1激光发射器、第2激光发射器、第3激光发射器和激光接收器；所述视景计算机上运行位置计算软件、视角计算软件、视景仿真软件和视景调整软件。
5.作为优选，所述第1显示屏、第2显示屏、第3显示屏和第4显示屏，采用柔性显示屏，分别直接粘贴在模拟训练器驾驶舱的前、后、左、右玻璃内侧上，用于显示虚拟场景。
6.作为优选，所述第1摄像模块、第2摄像模块、第3摄像模块和第4摄像模块分别安装在模拟训练器驾驶舱的前方、后方、左侧、右侧，实时拍摄受训人员的脸部图像，然后传输给视景计算机。
7.作为优选，所述第1激光发射器安装在模拟训练器驾驶舱的左前侧顶部，用于测量
与激光接收器之间的距离；所述第2激光发射器安装在模拟训练器驾驶舱的右前侧顶部，用于测量与激光接收器之间的距离；所述第3激光发射器安装在模拟训练器驾驶舱的后方顶部，用于测量与激光接收器之间的距离；所述激光接收器佩戴在受训人员头部，接收第1激光发射器、第2激光发射器和第3激光发射器同步发射的激光信息，用于距离测量，并将距离信息发送给视景计算机。
8.作为优选，所述位置计算软件安装在视景计算机上，利用头部位置检测装置测量的距离信息，计算出受训人员头部在模拟训练器驾驶舱中的位置，并发送给视景调整软件；所述视角计算软件安装在视景计算机上，利用人脸视角检测装置拍摄的图像信息，计算出受训人员的视角，并发送给视景调整软件；所述视景仿真软件安装在视景计算机上，根据训练进程，仿真生成三维视景，并发送给视景调整软件；所述视景调整软件安装在视景计算机上，结合位置计算软件发送的头部位置信息，以及视角计算软件发送的人眼视角信息，对视景仿真软件生成的视景进行调整，并发送给显示装置进行显示一种工程机械模拟训练器的视景模拟方法，包括以下步骤：步骤1：视景计算机根据训练进程，调用视景仿真软件，仿真生成三维视景；步骤2：视景计算机调用位置计算软件，利用激光接收器与第1激光发射器、第2激光发射器、第3激光发射器之间的距离，计算出受训人员头部在模拟训练器驾驶舱中的位置；步骤3：视景计算机调用视角计算软件，利用第1摄像模块、第2摄像模块、第3摄像模块、第4摄像模块拍摄的图像，利用图像检测技术，结合头部位置信息，计算出受训人员眼睛的视角；步骤4：视景计算机调用视景调整软件，利用受训人员头部位置和眼睛视角数据，对视景仿真软件生成的三维视景进行调整，使得受训人员头部位置和眼睛视角变化时，观看到的虚拟视景同步变化，与真实装备上观看的实际视景相一致；步骤5：将三维视景数据分别发送到第1显示屏、第2显示屏、第3显示屏和第4显示屏上显示；步骤6：重复以上步骤，实现工程机械模拟训练器的视景模拟。
9.本发明的有益效果是：（1）简化视景模拟系统的结构，便于运输和使用将柔性显示屏贴在模拟训练器驾驶舱玻璃上，利用柔性显示屏显示视景，可以简化视景模拟系统的结构，便于运输和使用。
10.（2）实时调整视景，提高视景模拟的逼真度系统利用头部定位和视角测量，对视景进行实时调整，极大提高了视景模拟的逼真度。
附图说明
11.图1为本系统结构示意图；图2为本系统工作原理示意图。
12.图中：1是显示装置、11是第1显示屏、12是第2显示屏、13是第3显示屏、14是第4显示屏；
2是人眼视角检测装置、21是第1摄像模块、22是第2摄像模块、23是第3摄像模块、24是第4摄像模块；3是头部位置检测装置、31是第1激光发射器、32是第2激光发射器、33是第3激光发射器、34是激光接收器；4是视景计算机、41是位置计算软件、42是视角计算软件、43是视景仿真软件、44是视景调整软件；5是模拟训练器驾驶舱。
具体实施方式
13.下面将结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
14.如图1所示，一种工程机械模拟训练器的视景模拟系统，包括显示装置1、人眼视角检测装置2、头部位置检测装置3和视景计算机4；所述显示装置1包括第1显示屏11、第2显示屏12、第3显示屏13和第4显示屏14；所述人眼视角检测装置2包括第1摄像模块21、第2摄像模块22、第3摄像模块23和第4摄像模块24；所述头部位置检测装置3包括第1激光发射器31、第2激光发射器32、第3激光发射器33和激光接收器34；所述视景计算机4上运行位置计算软件41、视角计算软件42、视景仿真软件43和视景调整软件44。
15.作为优选，所述第1显示屏11、第2显示屏12、第3显示屏13和第4显示屏14，采用柔性显示屏，分别直接粘贴在模拟训练器驾驶舱5的前、后、左、右玻璃内侧上，用于显示虚拟场景。
16.作为优选，所述第1摄像模块21、第2摄像模块22、第3摄像模块23和第4摄像模块24分别安装在模拟训练器驾驶舱5的前方、后方、左侧、右侧，实时拍摄受训人员的脸部图像，然后传输给视景计算机4。
17.作为优选，所述第1激光发射器31安装在模拟训练器驾驶舱5的左前侧顶部，用于测量与激光接收器34之间的距离；所述第2激光发射器32安装在模拟训练器驾驶舱5的右前侧顶部，用于测量与激光接收器34之间的距离；所述第3激光发射器33安装在模拟训练器驾驶舱5的后方顶部，用于测量与激光接收器34之间的距离；所述激光接收器34佩戴在受训人员头部，接收第1激光发射器31、第2激光发射器32和第3激光发射器33同步发射的激光信息，用于距离测量，并将距离信息发送给视景计算机4。
18.作为优选，所述位置计算软件41安装在视景计算机4上，利用头部位置检测装置3测量的距离信息，计算出受训人员头部在模拟训练器驾驶舱中的位置，并发送给视景调整软件44；所述视角计算软件42安装在视景计算机4上，利用人脸视角检测装置2拍摄的图像信息，计算出受训人员的视角，并发送给视景调整软件44；所述视景仿真软件43安装在视景计算机4上，根据训练进程，仿真生成三维视景，并发送给视景调整软件44；所述视景调整软件44安装在视景计算机4上，结合位置计算软件41发送的头部位置信息，以及视角计算软件42发送的人眼视角信息，对视景仿真软件生成的视景进行调整，并发送给显示装置1进行显示。
19.如图2所示，一种工程机械模拟训练器的视景模拟方法，包括以下步骤：步骤1：视景计算机4根据训练进程，调用视景仿真软件43，仿真生成三维视景；步骤2：视景计算机4调用位置计算软件41，利用激光接收器34与第1激光发射器
31、第2激光发射器32、第3激光发射器33之间的距离，计算出受训人员头部在模拟训练器驾驶舱5中的位置；步骤3：视景计算机4调用视角计算软件42，利用第1摄像模块21、第2摄像模块22、第3摄像模块23、第4摄像模块24拍摄的图像，利用图像检测技术，结合头部位置信息，计算出受训人员眼睛的视角；步骤4：视景计算机4调用视景调整软件44，利用受训人员头部位置和眼睛视角数据，对视景仿真软件生成43的三维视景进行调整，使得受训人员头部位置和眼睛视角变化时，观看到的虚拟视景同步变化，与真实装备上观看的实际视景相一致；步骤5：将三维视景数据分别发送到第1显示屏11、第2显示屏12、第3显示屏13和第4显示屏14上显示；步骤6：重复以上步骤，实现工程机械模拟训练器的视景模拟。
20.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。