[发明专利]一种水上运动模拟装置、系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，更具体地说，它涉及一种水上运动模拟装置、系统和方法。

背景技术

虚拟现实(Virtual Reality)或简称3D技术逐渐地应用于视频、电影、医学、拟真训练或者是游戏等领域中。通过3D影像与姿势感测器并搭配电子计算机设备可产生三度空间的虚拟现实世界。

目前，虚拟现实技术中的场景呈现一般是采用VR头盔与体感装置结合的方式。这种呈现方式由于结合了视听和体感，用户除了产生视听感受外还能感受到身体的运动，因此能更加沉浸到虚拟场景中，这一种呈现方式模拟的逼真度高且能给用户带来更丰富的体验。因此，基于VR和体感装置的运动模拟系统受到越来越多的用户的青睐。

水上运动作为一种刺激有趣的运动，在世界范围内受到越来越多的人的青睐。水上运动由于其特殊性，必须配备专用的场地和设备，不仅水上运动场所不仅占地面积大而且运营成本高，所以目前人们要体验水上运动只能到专业的场所，且消费也不低，因此做不到“随时随地”体验。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种水上运动模拟装置，利用该装置可以模拟出水上运动动作，该装置可以放置在任何地方，再将该装置与其它设备配合构建水上运动模拟系统，可以实现用户“随时随时”体验模拟水上运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水上运动模拟装置，用于供用户乘坐，其包括主体、底座和驱动主体运动的驱动机构，所述主体上设置有方向速度操控机构、座椅和脚踏板，所述方向速度操控机构上设置有用于检测方向操纵度和速度操纵度的第一传感器，所述脚踏板上设置有用于检测用户重心升降的第二传感器，所述第一传感器和第二传感器用于连接外部设备并输出检测信号。

采用上述方案，该装置的驱动机构可以驱动主体完成升降、摆动的动作，由于该装置采用底座支撑的形式，可以便于搬运、安装该装置，且该装置上的传感器可以与外部设备连接，利用传感器检测用户对该装置的操控动作，外部控制设备根据操控动作可以控制该装置的动作以及控制其他外部动作装置的动作，从而实现逼真的人机互动。

作为优选方案：所述第一传感器为角度传感器，所述第二传感器为压力传感器。

本发明的第二个目的在于提供一种水上运动模拟系统，该系统的搭建不受地理位置的限制，利用该系统可以模拟出逼真、刺激的虚拟水上运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水上运动模拟系统，包括：

控制主机，用于搭建虚拟的水上运动场景，输出水上运动场景画面，并根据传感器反馈的信号生成相应的控制指令；

控制器，与控制主机通信连接，用于接收控制指令并响应于控制指令执行控制动作；

运动模拟装置，与控制器电连接，受控于控制器，其主体上设置有方向速度操控机构、座椅和脚踏板，其方向速度操控机构上设置有用于检测方向操纵度和速度操纵度的第一传感器，其脚踏板上设置有用于检测用户重心升降的第二传感器，其主体在其驱动机构的驱动下模拟水上运动动作；

吹风装置，与控制器电连接，受控于控制器；

喷淋装置，与控制器电连接，受控于控制器；

头戴显示设备，与控制主机通信连接，用于接收并呈现控制主机输出的图像画面。

采用上述方案，该运动模拟装置将其传感器连接控制主机，传感器将用户对运动模拟装置的操控动作信号传输给控制主机，控制主机再通过控制器对运动模拟装置、吹风装置和喷淋装置进行相应的控制，通过将运动模拟装置的动作与虚拟运动场景画面变化同步，再利用吹风装置和喷淋装置的协调配合可以实现逼真、刺激的模拟水上运动体验。

作为优选方案：所述控制器为PLC控制器。

作为优选方案：所述头戴显示装置为VR头盔。

本发明的第三个目的在于提供一种水上运动模拟方法，利用该方法可以模拟出逼真、刺激的虚拟水上运动。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种水上运动模拟方法，包括以下步骤：

S1.在虚拟场景搭建平台中搭建水上运动场景；

S2.开始模拟后，检测用户对运动模拟装置的操控动作；

S3.根据操控动作生成对应的场景画面的变化指令、运动模拟装置的动作指令以及自然风和自然水的营造指令；

S4.根据所述变化指令对运行场景的画面进行变换，将场景画面