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《华东师范大学》 2018年
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基于云平台的虚拟现实自行车系统研究

宋进忠  
【摘要】:近些年,健康又环保的骑行运动广受人们的喜爱,骑行不仅可以健身还能改善记忆力。但是室外骑行会受环境、地理因素的影响,导致交通拥堵,传统的骑行健身设备又枯燥乏味。虚拟骑行如今成为一个热门的话题,它能提供逼真的三维场景,与实体自行车进行实时交互,可以打造虚拟骑行健身、虚拟骑行旅游等产品,虚拟骑行可以解决传统骑行存在的问题。然而,虚拟现实场景中大量的渲染将运行环境局限在高配一体机中,普通机器难以运行,而且如何找出一种便捷、经济的实体自行车与虚拟现实场景交互的方法也是研究人员面临的一大难点。针对当前问题,本文提出了基于云平台的虚拟现实自行车框架,设计了由云平台、虚拟现实系统、物联网平台和移动客户端组成的虚拟骑行系统。该系统实现了云端渲染场景资源和移动端体验虚拟现实,使用物联网平台采集用户骑行数据和身体健康数据并与虚拟骑行场景实时交互。本文的主要贡献如下:1.创新地提出了一个基于云平台的虚拟现实骑行框架。该框架以虚拟现实服务器为基础,使用云平台渲染虚拟骑行场景和物联网平台采集真实骑行数据,在移动客户端通过无线视频流实时体验虚拟骑行。虚拟骑行框架可以缓解高性能的渲染设备、虚拟骑行互动和移动端体验虚拟骑行等多个问题,为虚拟骑行的推广提供了经济、高效的解决方案。2.实现了一种针对虚拟骑行中异构数据的收集和展示方法。该方法通过不同类型的传感器,采集用户虚拟骑行过程中的骑行数据和健康数据并存储到数据库中,同时以可视化的方式将数据展示给用户,为骑行研究提供数据支持。3.提出了虚拟现实服务器到客户端的延迟优化方法和物联网平台数据发送的防抖策略。延迟优化方法针对系统中出现的无线视频传输问题,依据当前的网络延迟自动调节图片清晰度,降低延迟带来的影响。数据防抖策略能够解决物联网串口通信过程中数据抖动和数据延迟问题,为自行车的控制提供保障。通过原型系统的实验结果表明,本文提出的基于云平台的虚拟现实自行车系统,在云端虚拟现实服务器、物联网平台和移动客户端三者协同作用下,可以有效地提高虚拟骑行的体验。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TP391.9;U491.225

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