RU101237U1

RU101237U1 - VIRTUAL PRESENCE SYSTEM

Info

Publication number: RU101237U1
Application number: RU2010137780/08U
Authority: RU
Inventors: Игорь Валерьевич Петухов; Людмила Александровна Стешина; Евгений Олегович Турашев; Илья Уруджевич Танрывердиев
Priority date: 2010-09-10
Filing date: 2010-09-10
Publication date: 2011-01-10

Abstract

Система виртуального присутствия, содержащая блок для создания модели реального мира и блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя, выполненный в виде пояса-шлема, надеваемого на голову наблюдателя и снабженного видеоэкраном и акустической системой, отличающаяся тем, что в систему дополнительно введены система проводной/беспроводной связи и скоростная поворотная видеокамера, при этом блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта содержит встроенный гироскопический треккер. A virtual presence system comprising a unit for creating a real world model and a display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer, made in the form of a helmet belt, worn on the observer’s head and equipped with a video screen and speaker system, characterized in that the system is additionally introduced wired / wireless communication system and high-speed PTZ camera, while the display unit for creating stereoscopic visual and acoustic effects This contains an integrated gyro tracker.

Description

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для трехмерного виртуально присутствия на удаленном объекте.The invention relates to devices designed for three-dimensional virtual presence at a remote site.

В настоящее время известна технология создание виртуального тура, который делается на основе серии изображений, предварительно сфотографированных или визуализированных в программе 3D моделирования. При этом реальная или виртуальная камера поворачивается после получения очередного изображения на заданный угол вокруг своей оси, пока не будет полностью охвачена «сфера» вокруг этой точки обзора.Currently, the technology for creating a virtual tour is known, which is done on the basis of a series of images previously photographed or visualized in a 3D modeling program. In this case, the real or virtual camera rotates after receiving the next image at a predetermined angle around its axis until the “sphere” around this point of view is completely covered.

Наиболее часто используемые программы для создания виртуального тура Adobe Flash, Apple QuickTime и DevalVR.The most commonly used virtual tour programs are Adobe Flash, Apple QuickTime, and DevalVR.

Известны системы для создания трехмерных компьютерных моделей проектируемых объектов - Компас, AutoCAD, а также системы виртуальных туров, например: http://www.3dtour.ru.Known systems for creating three-dimensional computer models of designed objects - Compass, AutoCAD, as well as virtual tours, for example: http://www.3dtour.ru.

Недостатком известных систем является то, что они не дают возможности создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя. Кроме того, общим недостатком известных систем является необходимость создания трехмерной (3D) модели окружающего мира, сложность и длительный период на обработку информации, наличие перспективных искажений.A disadvantage of the known systems is that they do not make it possible to create a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer. In addition, a common drawback of known systems is the need to create a three-dimensional (3D) model of the world, the complexity and length of time for processing information, the presence of promising distortions.

Известны системы виртуального присутствия посредством использования виртуальной камеры и представлением изображения на устройства отображения [1].Known virtual presence systems by using a virtual camera and presenting images to display devices [1].

Недостатком таких систем является то, что для перемещения взора необходимо использование дополнительных устройств ввода информации в трехмерную модель, например клавиатуры, мыши, джойстика, перчатки "виртуальной реальности". В результате ограничиваются возможности по управлению удаленным объектом, так как одна рука человека отвечает за перемещение взора в виртуальном мире, а вторая - непосредственно за управление объектом управления, что ограничивает степень свободы.The disadvantage of such systems is that to move the gaze it is necessary to use additional devices for inputting information into a three-dimensional model, for example, keyboards, mice, joysticks, gloves of “virtual reality”. As a result, the ability to control a remote object is limited, since one hand of a person is responsible for moving the gaze in the virtual world, and the second is directly responsible for controlling the control object, which limits the degree of freedom.

Наиболее близким по технической сущности является система виртуальной демонстрации проектируемого объекта, содержащая блок для создания трехмерной модели реального мира, блок для создания трехмерной модели проектируемого объекта, блок совмещения созданной трехмерной модели реального мира и созданной трехмерной модели проектируемого объекта. Система содержит блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя в созданной трехмерной компьютерной модели проектируемого объекта и создания возможности перемещения наблюдателя по созданной трехмерной модели в любую точку проектируемого объекта. При этом известна модификация системы, отличающаяся тем, что блок отображения выполнен в виде пояса - шлема, надеваемого на голову наблюдателя и снабжен видеоэкраном и акустической системой. Наблюдатель может управлять своими передвижениями в пространстве с помощью джойстика и сможет попасть в любую точку данного объекта [2].The closest in technical essence is the virtual demonstration system of the projected object, containing a block for creating a three-dimensional model of the real world, a block for creating a three-dimensional model of the projected object, a block for combining the created three-dimensional model of the real world and the created three-dimensional model of the projected object. The system contains a display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer in the created three-dimensional computer model of the projected object and creating the possibility of moving the observer through the created three-dimensional model to any point of the projected object. Moreover, a modification of the system is known, characterized in that the display unit is made in the form of a belt - a helmet, worn on the observer’s head and equipped with a video screen and speaker system. The observer can control his movements in space with the help of a joystick and will be able to get to any point of this object [2].

Недостатком известной системы является необходимость создания трехмерной (3D) модели окружающего мира, сложность перемещения по объекту моделирования посредством джойстика.A disadvantage of the known system is the need to create a three-dimensional (3D) model of the surrounding world, the complexity of moving around the object of modeling using the joystick.

Технический результат заключается в упрощении конструкции системы и функций оператора и расширения функциональных возможностей системы за счет объединения функций отображения и перемещения по объекту в режиме реального времени.The technical result consists in simplifying the design of the system and operator functions and expanding the functionality of the system by combining the display and moving functions of the object in real time.

Указанный технический результат достигается тем, что система виртуального присутствия, содержащая блок для создания модели реального мира и блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя выполненный в виде пояса-шлема, надеваемого на голову наблюдателя и снабженного видеоэкраном и акустической системой, дополнительно содержит систему проводной/беспроводной связи и скоростную поворотную видеокамеру, при этом блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта содержит встроенный гироскопический треккер.The specified technical result is achieved by the fact that the virtual presence system containing a unit for creating a real world model and a display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer, made in the form of a helmet belt, worn on the observer’s head and equipped with a video screen and speaker system, further comprises wired / wireless communication system and high-speed PTZ camera, while the display unit for creating stereoscopic visual and acoustic effect contains an integrated gyroscopic tracker.

На фиг.1 представлена структурная схема системы виртуального присутствия, где 1 - блок для создания модели реального мира (компьютер), 2 - блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя в виде пояса-шлема, 3 - система проводной/беспроводной связи, 4 - скоростная поворотная видеокамера.Figure 1 shows the structural diagram of a virtual presence system, where 1 is a block for creating a model of the real world (computer), 2 is a display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer in the form of a helmet belt, 3 is a wired / wireless communication system , 4 - speed PTZ camera.

На фиг.2. представлена схема поворота объектива скоростной поворотной видеокамеры в зависимости от поворота головы наблюдателя.In figure 2. a diagram of the rotation of the lens of a high-speed rotary video camera is presented depending on the rotation of the observer's head.

Особенностью системы является управление скоростной поворотной видеокамерой посредством сигналов с гироскопического треккера в зависимости от положения головы наблюдателя (фиг.2).A feature of the system is the control of a high-speed PTZ camera by means of signals from a gyroscopic tracker, depending on the position of the observer's head (Fig. 2).

Блок для создания модели реального мира (компьютер) 1 служит для формирования изображения, передающегося на блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя в виде пояса-шлема 2, получения сигналов управления с блока отображения с помощью гироскопического треккера и формирования управляющих сигналов для скоростной поворотной видеокамеры.The unit for creating a real-world model (computer) 1 serves to form an image transmitted to the display unit to create the stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer in the form of a helmet belt 2, to receive control signals from the display unit using a gyroscopic tracker and to generate control signals for Speed PTZ camcorder.

Блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя в виде пояса-шлема служит для предъявления видеоизображения человеку и содержит встроенный гироскопический треккер для фиксирования положения головы наблюдателя и направления его взора.A display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer in the form of a helmet belt serves to present a video image to a person and contains an integrated gyroscopic tracker for fixing the position of the observer's head and the direction of his gaze.

Скоростная поворотная видеокамеры служит для получения видеоизображения удаленного объекта, управляется посредством сигналов с блока для создания модели реального мира через систему проводной/беспроводной связи.A high-speed PTZ camcorder is used to receive video images of a remote object; it is controlled by signals from the unit to create a real-world model through a wired / wireless communication system.

Система проводной/беспроводной связи служит для обмена информацией блока для создания модели реального мира с удаленной скоростной поворотной видеокамерой.A wired / wireless communication system is used to exchange block information to create a real-world model with a remote high-speed PTZ camera.

Система виртуального присутствия работает следующим образом.The virtual presence system operates as follows.

Для осуществления полезной модели необходимо установить скоростную поворотную видеокамеру на требуемом объекте размещения для создания эффекта виртуального присутствия. Скоростная поворотная видеокамера подключается к системе проводной/беспроводной связи, например к сети Интернет.For the implementation of the utility model, it is necessary to install a high-speed PTZ camera at the desired location to create the effect of virtual presence. A high-speed PTZ camcorder connects to a wired / wireless system, such as the Internet.

Аналогичным образом к сети подключается блок для создания модели реального мира (компьютер) 1 и организуется связь со скоростной поворотной видеокамерой через стандартный протокол передачи данных, например TCP/IP.Similarly, a unit for creating a real-world model (computer) 1 is connected to the network and communication with a high-speed PTZ camera is established via a standard data transfer protocol, for example TCP / IP.

Наблюдатель одевает на голову блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя в виде пояса-шлема, подключенного к блоку для создания модели реального мира (компьютер).The observer puts on his head a display unit to create a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of the observer in the form of a helmet belt connected to the unit to create a model of the real world (computer).

Изображение, получаемое видеокамерой транслируется по системе проводной/беспроводной связи, обрабатывается в блоке для создания модели реального мира и отображается на экранах мониторов блока отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта присутствия наблюдателя в виде пояса-шлема. Шлем создает объемное изображение, подавая две разные картинки каждому глазу наблюдателя.The image obtained by the video camera is transmitted via a wired / wireless communication system, processed in a block to create a real-world model, and displayed on the monitor screens of the display block to create a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer in the form of a helmet belt. The helmet creates a three-dimensional image, giving two different pictures to each eye of the observer.

Поворот головы наблюдателя в направлении "вверх-вниз" и "вправо-влево" фиксируется с помощью гироскопического треккера. Сигнал поворота головы наблюдателя передается в блок для создания модели реального мира, обрабатывается, и по системе проводной/беспроводной связи поступает на скоростную поворотную видеокамеру в виде управляющего сигнала для поворота объектива скоростной поворотной видеокамеры, в зависимости от направления поворота головы наблюдателя.The rotation of the head of the observer in the direction of "up-down" and "right-left" is fixed using a gyroscopic tracker. The rotation signal of the observer’s head is transmitted to the unit for creating a real-world model, processed, and transmitted via a wired / wireless communication system to the high-speed PTZ camera in the form of a control signal for rotating the lens of a high-speed PTZ camera, depending on the direction of rotation of the observer’s head.

Данная система позволяет любому человеку, независимо от уровня образования и наличия технических навыков ощутить эффект виртуального присутствия на удаленном объекте.This system allows anyone, regardless of educational level and technical skills to experience the effect of virtual presence at a remote site.

Система позволяет упростить конструкцию системы и функции оператора и расширить функциональные возможности системы за счет объединения функций отображения и перемещения по объекту в режиме реального времени.The system allows you to simplify the design of the system and operator functions and expand the functionality of the system by combining the display and moving functions of the object in real time.

В систему виртуального присутствия дополнительно введены система проводной/беспроводной связи и скоростная поворотная видеокамера, при этом блок отображения для создания стереоскопического зрительного и акустического эффекта содержит встроенный гироскопический треккер.The virtual presence system has additionally introduced a wired / wireless communication system and a high-speed PTZ camera, while the display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect contains a built-in gyroscopic tracker.

ЛитератураLiterature

1. www.adobe.com1. www.adobe.com

Система визуализации индуцированного виртуального окружения для задач исследования космоса: состояние проекта // Алешин В. и др. International Conference Graphicon, 2004, Moscow, Russia, http://www.graphicon.ru/Induced virtual environment visualization system for space exploration tasks: project status // Aleshin V. et al. International Conference Graphicon, 2004, Moscow, Russia, http://www.graphicon.ru/

2. Патент №80602 G06F 17/00 РФ. Шулин B.Н. Заявка 2007141236/22, 09.11.2007. Опубл. 10.02.2009.2. Patent No. 80602 G06F 17/00 of the Russian Federation. Shulin B.N. Application 2007141236/22, 09/09/2007. Publ. 02/10/2009.

Claims

A virtual presence system comprising a unit for creating a real world model and a display unit for creating a stereoscopic visual and acoustic effect of the presence of an observer, made in the form of a helmet belt, worn on the observer’s head and equipped with a video screen and speaker system, characterized in that the system is additionally introduced wired / wireless communication system and high-speed PTZ camera, while the display unit for creating stereoscopic visual and acoustic effects This contains an integrated gyro tracker.