2026-06-05
本发明针对现有VR设备无法在现实中重现虚拟场景环境的问题，提出一种环境模拟系统。通过设置环境模拟容器、控制模块和人机交互模块，系统可实时获取VR设备与容器内的环境参数，生成目标参数并调整容器内温度、光照、风量等，实现虚拟场景的多维度环境模拟，突破空间限制。
2.随着vr技术的发展，如今的vr设备可以实现视觉3d、空间听觉、情景震动等功能。然而往往无法在现实中重现vr设备中虚拟场景的环境，或者仅为单独的虚拟场景重现特定的环境，例如地震场景，暴风场景等，导致了环境模拟的局限性。
3.本发明提供一种环境模拟系统，以实现在现实中模拟vr设备中虚拟场景的环境。
4.根据本发明，提供了一种环境模拟系统，该系统包括：环境模拟容器、环境模拟控制模块和人机交互模块；所述环境模拟控制模块位于所述环境模拟容器外，与所述环境模拟容器以及所述人机交互模块分别连接；所述人机交互模块位于所述环境模拟容器内；
5.所述人机交互模块，用于响应于参数获取请求，获取所述环境模拟容器中vr设备的第一环境参数，以及所述环境模拟容器的第二环境参数；根据所述第一环境参数和所述第二环境参数生成目标环境参数，并将所述目标环境参数发送至所述环境模拟控制模块；
6.所述环境模拟控制模块用于根据所述目标环境参数生成环境调整量，并将所述环境调整量传递至所述环境模拟容器；
9.所述天气控制单元用于根据所述环境调整量中的天气调整量进行所述环境模拟操作；其中，所述天气控制单元包括光照控制单元、出水控制单元以及出风控制单元中的至少一种。
10.可选的，所述环境模拟控制模块包括：环境模拟控制单元；所述环境模拟控制单元与存在关联关系的所述天气控制单元连接；
11.所述环境模拟控制单元用于根据所述目标环境参数生成所述天气调整量，并将所述天气调整量传递至所述天气控制单元；其中，所述环境模拟控制单元包括：电压电流控制单元、水流压力控制单元和气流压力控制单元中的至少一种。
12.可选的，所述环境模拟控制模块包括：马达单元；所述天气控制单元包括机械转轴；
13.所述机械转轴用于通过所述马达单元进行所述天气控制单元的角度调整操作。
14.可选的，所述环境模拟容器包括：温度控制入口；所述环境模拟控制模块包括：温度控制单元；
15.所述温度控制入口用于获取所述环境调整量中的温度调整量，以根据所述温度调整量进行所述环境模拟操作；其中，所述温度调整量由所述温度控制单元根据所述目标环境参数生成。
16.可选的，所述温度控制入口的面积大于预设面积阈值；所述温度调整量的传输速度小于预设速度阈值。
18.所述人机交互单元用于提供交互界面，并获取用户通过所述交互界面发出的所述参数获取请求。
20.所述第二通信单元用于从所述人机交互模块接收所述目标环境参数，并判断所述目标环境参数是否符合预设参数阈值；
21.若符合，则按照所述目标环境参数的参数类型，将所述目标环境参数分配至所述环境模拟控制单元；
22.所述环境模拟控制单元用于根据所述目标环境参数生成所述环境调整量。
27.所述第一通信单元用于获取所述第一环境参数和所述第二环境参数的环境参数差，并根据所述环境参数差和预设状态控制曲线确定所述目标环境参数，以将所述目标环境参数发送至所述环境模拟控制模块。
28.上述提供的一种环境模拟系统包括：环境模拟容器、环境模拟控制模块和人机交互模块；环境模拟控制模块位于环境模拟容器外，与环境模拟容器以及人机交互模块分别连接；人机交互模块位于环境模拟容器内；人机交互模块，用于响应于参数获取请求，获取环境模拟容器中vr设备的第一环境参数，以及环境模拟容器的第二环境参数；根据第一环境参数和第二环境参数生成目标环境参数，并将目标环境参数发送至环境模拟控制模块；环境模拟控制模块用于根据目标环境参数生成环境调整量，并将环境调整量传递至环境模拟容器；环境模拟容器用于根据环境调整量进行环境模拟操作，实现在现实中模拟vr设备中虚拟场景的环境，并且可以根据不同的目标环境参数实现不同的环境模拟操作，实现了环境模拟的多样性和灵活性。由于该环境模拟系统的环境模拟容器、环境模拟控制模块和人机交互模块均可以不设置于固定位置，因此可以根据环境模拟需要相应更改位置，取得了降低环境模拟对空间限制的有益效果。
29.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
34.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
35.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
37.图1为本发明实施例提供的环境模拟系统的结构示意图。参见图1，该环境模拟系统，包括：环境模拟容器10、环境模拟控制模块20和人机交互模块30。
38.其中，环境模拟容器10为提供温度、湿度、空气流速、光照、气味等环境模拟的空间容器。
39.环境模拟控制模块20位于环境模拟容器10外，与环境模拟容器10以及人机交互模块30分别连接。环境模拟控制模块20与环境模拟容器10可以通过导管、机械转轴1014等进行连接，环境模拟控制模块20与人机交互模块30可以通过无线通信，例如蓝牙通信等方式进行连接，本实施例对此不进行限制。
40.图2为本发明实施例提供的环境模拟容器的结构示意图。如图2所示，环境模拟容器10可以为圆柱体空间，本实施例对此不进行限制。人机交互模块30位于环境模拟容器10内，vr设备104以及使用vr设备104的用户(图中未示出)均位于环境模拟容器10中，人机交互模块30可以与vr设备104一同放置于环境模拟容器10的固定位置，并进行绑定(图中未示出)，例如为环境模拟容器10的中心，使得用户可以在该位置可同时使用vr设备104以及与人机交互模块30进行互动，改善用户体验；并且可集中对该位置进行环境模拟，提高环境模拟的针对性。
41.可选的，如图2所示，环境模拟容器10，包括：水漏单元103；水漏单元103可以位于环境模拟容器的地面，用于排出环境模拟容器10中的水，避免模拟需要降雨的环境时在地面积聚水，影响环境模拟容器10的运行以及影响处于环境模拟容器10中的用户的体验。
42.人机交互模块30，用于响应于参数获取请求，获取环境模拟容器10中vr设备104的第一环境参数，其中，参数获取请求用于使得人机交互模块30获取第一环境参数和第二环境参数，可以由人为发出，例如在用户想体验环境模拟时发出，也可以在vr设备104启动后自动发出，本实施例对此不进行限制。
43.获取环境模拟容器10中vr设备104的第一环境参数，其中，第一环境参数为vr设备104的虚拟场景的环境参数，可以为虚拟温度、虚拟光照强度等，可以通过人机交互模块30与vr设备104连接后从vr设备104端直接获取。环境模拟容器10的第二环境参数，为现实环
境模拟容器10中的环境参数，可以为现实温度、现实光照强度等，可以通过环境模拟容器10中设置的传感器单元进行采集。
44.根据第一环境参数和第二环境参数生成目标环境参数，生成方式可以为将第一环境参数和第二环境参数输入预先训练好的机器学习模型生成目标环境参数，本实施例对此不进行限制。并将目标环境参数发送至环境模拟控制模块20。其中目标环境参数为需要调整的参数，可以包括多个种类，例如为若需要模拟下雨环境，则目标环境参数可以包括风量参数、降雨参数、光照参数等。
45.目标环境参数的发送方式可以为按照目标环境参数的获取频率进行发送，示例性的，目标环境参数每间隔5-10分钟获取一次，则在获取目标环境参数后，相应的将该目标环境参数发送至环境模拟控制模块20。也可以为按照预设发送频率进行发送，例如实时获取目标环境参数，每间隔5-10分钟将当前周期获取的目标环境参数均发送至环境模拟控制模块20，本实施例对此不进行限制。
46.环境模拟控制模块20用于根据目标环境参数生成环境调整量，生成方式可以为根据目标环境参数确定关联的环境调整量，其中目标环境参数与环境调整量的关联关系可以预先确定。环境调整量为进行环境模拟时需要调整的量，例如为电压、电流、气流、水压等。并将环境调整量传递至环境模拟容器10中的对应位置，传递方式可以为通过导管传递、机械转轴1014传递等。示例性的，通过导管将气流传递至环境模拟容器10中。
47.环境模拟操作为环境模拟容器10中的环境模拟vr设备104的虚拟场景中的环境的操作。环境模拟容器10根据环境调整量进行环境模拟操作，示例性的，环境模拟容器10根据带有温度的气流调整环境模拟容器10中的温度，使得环境模拟容器10调整后的温度与vr设备104的虚拟场景中的温度相同，实现环境模拟操作。
48.本实施例所提供的一种环境模拟系统，包括：环境模拟容器10、环境模拟控制模块20和人机交互模块30；环境模拟控制模块20位于环境模拟容器10外，与环境模拟容器10以及人机交互模块30分别连接；人机交互模块30位于环境模拟容器10内；人机交互模块30，用于响应于参数获取请求，获取环境模拟容器10中vr设备104的第一环境参数，以及环境模拟容器10的第二环境参数；根据第一环境参数和第二环境参数生成目标环境参数，并将目标环境参数发送至环境模拟控制模块20；环境模拟控制模块20用于根据目标环境参数生成环境调整量，并将环境调整量传递至环境模拟容器10；环境模拟容器10用于根据环境调整量进行环境模拟操作，实现在现实中模拟vr设备104中虚拟场景的环境，并且可以根据不同的目标环境参数实现不同的环境模拟操作，实现了环境模拟的多样性和灵活性。由于该环境模拟系统的环境模拟容器10、环境模拟控制模块20和人机交互模块30均可以不设置于固定位置，因此可以根据环境模拟需要相应更改位置，取得了降低环境模拟对空间限制的有益效果。
50.天气控制单元101用于根据环境调整量中的天气调整量进行环境模拟操作；其中，天气控制单元101包括光照控制单元1011、出水控制单元1012以及出风控制单元1013中的至少一种。
51.天气控制单元101可以位于环境模拟容器10的上方，用于模拟环境中的天气，例如下雨天气、刮风天气、晴朗天气等。天气调整量为环境调整量中与天气相关的量。
52.天气控制单元101包括光照控制单元1011、出水控制单元1012以及出风控制单元1013中的至少一种。根据天气调整量进行环境模拟操作，例如天气调整量为出水量，则根据天气调整量调整出水控制单元1012对应的出水装置的出水量大小，以模拟当前的下雨环境等需要降水的环境。
53.图3为本发明实施例提供的一种天气控制单元的结构示意图，参见图3，天气控制单元101包括光照控制单元1011、出水控制单元1012以及出风控制单元1013。天气控制单元101可以包括单个天气控制单元，也可以由不同天气控制单元101构成组合，本实施例对此不进行限制。如图1所示，环境模拟容器10中可以设置多个天气控制单元101。
54.其中光照控制单元1011用于产生光，以及控制光照的强度，可以为可调强度的模拟太阳光灯；出水控制单元1012用于产生水，以及控制出水量的大小，可以为可调节出水孔大小的花洒；出风控制单元1013用于产生风，以及控制风量的大小，可以为出风口；出水控制单元1012以及出风控制单元1013可以相邻，以通过控制风量或风的方向确定水滴落的方向。
55.通过天气控制单元101进行环境模拟操作，可以通过单个天气控制单元101模拟单种环境的不同情况，也可以通过不同天气控制单元101的结合模拟多种环境，实现了环境模拟的多样性，并且可以调整单个天气控制单元101，以实现细微的环境模拟调整，提高了环境模拟的准确性。
56.可选的，环境模拟控制模块20，包括：环境模拟控制单元201；环境模拟控制单元201与存在关联关系的天气控制单元101连接；
57.环境模拟控制单元201用于根据目标环境参数生成天气调整量，并将天气调整量传递至天气控制单元101；其中，环境模拟控制单元201包括：电压电流控制单元2011、水流压力控制单元2012和气流压力控制单元2013中的至少一种。
58.图4为本发明实施例提供的一种环境模拟控制模块20的结构示意图，如图4所示，环境模拟控制模块20包括电压电流控制单元2011、水流压力控制单元2012、气流压力控制单元2013。需要说明的是图4为结构示意图，图中各组成部分的大小和相对位置不固定。
59.不同种类的天气调整量可以由环境模拟控制模块20中不同环境模拟控制单元201产生，且环境模拟控制单元201与存在关联关系的天气控制单元101连接，通过电线等方式将天气调整量传递至天气控制单元101。
60.示例性的，电压电流控制单元2011可以与各光照控制单元1011分别连接，用于根据目标环境参数生成与光照相关的天气调整量，例如为电压或电流，将电压或电流通过电线等方式传递至光照控制单元1011，从而通过控制光照控制单元1011的电压和电流实现光照单元的光照强度的调整，以实现需要光照的环境的模拟。
61.水流压力控制单元2012可以与各出水控制单元1012分别连接，用于根据目标环境参数生成与出水相关的天气调整量，例如为水压，将水压通过导管等方式传递至出水控制单元1012，从而通过控制水压实现出水控制单元1012中水滴体积大小和速度的调整，以实现需要降水的环境的模拟。
62.气流压力控制单元2013可以与各出风控制单元1013分别连接，用于根据目标环境参数生成与出风相关的天气调整量，例如为气压，将气压通过导管等方式传递至出风控制单元1013，从而通过控制气压实现出风控制单元1013中风速的调整，以实现需要吹风的环
63.通过各环境模拟控制单元201根据目标环境参数生成天气调整量，提高环境调整量生成的针对性，将天气调整量传递至存在关联关系的天气控制单元101，提高传递的准确性，从而提高后续环境模拟操作的准确性。
64.可选的，如图4所示，环境模拟控制模块20，包括：马达单元202；天气控制单元101包括：机械转轴1014；
65.机械转轴1014用于通过马达单元202进行天气控制单元101的角度调整操作。
66.马达单元202用于为机械转轴1014进行天气控制单元101的角度调整操作提供动能，如图3所示，机械转轴1014位于每个天气控制单元101的中心，可以为空心,中间通过电线通过卡口卡住天气控制单元101，从而在机械转轴1014转动时，天气控制单元101随之旋转。天气控制单元101的形状可以为椭圆形，从而在马达单元202控制指定机械转轴1014进行相应角度转动时，可以调整相应天气控制单元101的角度。
67.马达单元202还用于给天气控制单元101中装置，例如花洒出水孔的大小等的改变提供动能。
68.机械转轴1014通过马达单元202进行天气控制单元101的角度调整操作，使得可以根据环境模拟要求，调整对应天气控制单元101的角度，从而扩大天气控制单元101的输出范围，提高了天气控制单元101在进行天气模拟时的准确性。
69.可选的，环境模拟容器10，包括：温度控制入口102；如图4所示，环境模拟控制模块20，还包括：温度控制单元203；
70.温度控制入口102用于获取环境调整量中的温度调整量，以根据温度调整量进行环境模拟操作；其中，温度调整量由温度控制单元203根据目标环境参数生成。
71.如图2所示，温度控制入口102可以设置于环境模拟容器10的两侧，温度调整量为环境调整量中与温度相关的量。温度调整量由环境模拟控制模块20中的温度控制单元203生成，例如通过制冷和制热产生对应温度的气流，本实施例对此不进行限制。温度控制单元203生成温度调整量后通过温度控制入口102输出环境模拟容器10，示例性的，通过温度控制入口102鼓入相应温度的风。根据温度调整量进行环境模拟操作，为通过获取预设时间、预设大小的温度调整量，使得环境模拟容器10中的温度达到需要模拟的温度。示例性的，环境模拟容器10中的当前温度为35℃，需要模拟的环境温度为30℃，则通过获取温度调整量，将环境模拟容器10中的温度降至30℃。
72.通过温度控制入口102获取环境调整量中的温度调整量，进行环境模拟容器10中的温度模拟，提高环境模拟的全面性。并且通过特定的温度控制入口102获取温度调整量，避免仅通过出风控制单元1013等较小的对象进行温度模拟时，由于范围较小导致效率较低的问题，从而提高温度模拟的效率。
73.可选的，温度控制入口102的面积大于预设面积阈值；温度调整量的传输速度小于预设速度阈值。
74.其中，温度控制入口102的面积可以为横截面面积，温度调整量的传输速度可以为传输带有温度的风的速度，本实施例对此不进行限制。
75.通过温度调整量的传输速度小于预设速度阈值，使得温度调整量在输入至环境模拟容器10时降低对处于其中的用户的影响；通过温度控制入口102的面积大于预设面积阈
77.第一通信单元用于获取第一环境参数和第二环境参数的环境参数差，并根据环境参数差和预设状态控制曲线确定目标环境参数，以将目标环境参数发送至环境模拟控制模块20。
78.其中，第一通信单元用于获取第一环境参数和第二环境参数，可以应用bt通信协议，本实施例对此不进行限制。获取方式可以为从采集第一环境参数和第二环境参数的装置中获取；第一通信单元根据第一环境参数和第二环境参数获取同一类型的第一环境参数和第二环境参数的参数差。
79.示例性的，第一环境参数为温度28℃，第二环境参数为温度32℃，则参数差可以为4℃。预设状态控制曲线为预先训练得到的状态控制曲线，状态控制曲线可以包括各环境参数差对应的目标环境参数，其中，目标环境参数可以为预先确定的最优环境参数。例如参数差为温度相差4℃时，则目标环境参数可以为需要调节的最优风量、需要调节的风的最优温度等。
80.通过第一通信单元获取环境参数差，并根据环境参数差和预先得到的预设状态控制曲线确定目标环境参数，以将目标环境参数发送至环境模拟控制模块20，提高目标环境参数确定的效率，从而提高环境模拟的效率。
81.可选的，如图4所示，环境模拟控制模块20，包括：第二通信单元204；
82.第二通信单元204用于从人机交互模块30接收目标环境参数，并判断目标环境参数是否符合预设参数阈值；
83.若符合，则按照目标环境参数的参数类型，将目标环境参数分配至环境模拟控制单元201；
85.第二通信单元204用于从人机交互模块30接收目标环境参数，可以采用蓝牙通信协议，本实施例对此不进行限制。并判断目标环境参数是否符合预设参数阈值，例如若目标环境参数为将吹入环境模拟的风的温度调整至50℃，对应的预设参数阈值为35℃，则目标环境参数不符合预设参数阈值。若不符合，可以将目标环境参数调整至预设参数阈值，以进行后续步骤。
86.若符合，则按照目标环境参数的参数类型，将目标环境参数分配至环境模拟控制单元201，例如目标环境参数的参数类型为温度调整参数，则将该目标环境参数分配至环境模拟控制模块20中的对应的环境模拟控制单元201，例如为温度控制单元203。使得相应的环境模拟控制单元201根据目标环境参数生成对应的环境调整量。
87.通过判断目标环境参数是否符合预设参数阈值，以确定是否进行后续步骤，避免超过预设参数阈值时仍进行环境模拟，模拟了虚拟环境中的极端天气，影响用户体验，并且避免随之可能产生的安全问题，提高环境模拟的安全性。通过按照目标环境参数的参数类型，将目标环境参数分配至环境模拟控制单元201，仅将相关参数进行分配，提高后续环境模拟控制单元201根据获得的目标环境参数生成环境调整量的有效性。
91.其中，环境调整子任务为环境调整过程中完成的各阶段任务，可以根据目标环境参数以及预设子任务确定规则确定。例如若目标环境参数为将吹入环境模拟的风的温度调整至30℃，而环境模拟容器10中的当前温度为30℃，则环境调整子任务可以为将吹入环境模拟的风的温度调整至33℃，吹预设时间段后，再将吹入环境模拟的风的温度调整至30℃。
93.通过确定环境调整子任务，避免根据目标环境参数直接进行环境模拟操作对当前环境调整过大，降低处于环境模拟容器10中用户的用户体验的问题，提高环境模拟的舒适性。
95.人机交互单元用于提供交互界面，并获取用户通过交互界面发出的参数获取请求。
96.其中，交互界面可以为ui界面，用于为用户提供各项功能选择和设置的交互方式，参数获取请求可以为通过用户选择环境模拟的类型确定，示例性的，用户想体验模拟晴天环境时，通过在交互界面中选择对应选项，发出获取与晴天环境模拟相关的第一环境参数和第二环境参数的参数获取请求。
97.通过人机交互单元提供交互界面，便于用户与环境模拟系统产生交互，提高参数获取请求发出的便捷性；用户通过交互界面发出的参数获取请求，使得后续环境模拟符合用户意愿，改善用户体验。
98.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
99.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
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1.振动信号时频分析理论与测试系统设计 2.汽车检测系统设计 3.汽车电子控制系统设计
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