[发明专利]VR冬奥雪上项目科普体验系统

说明书

本发明提供VR冬奥雪上项目科普体验系统，包括VR设备、模拟设备、主机和软件四个部分，其中软件包括电压转化模块、蓝牙通讯模块、主控模块、显示模块、人体检测模块，所述电压转化模块内包括降压组件和滤波稳压组件，所述蓝牙通讯模块内包括蓝牙控制器，所述主控模块内包含处理器，所述处理器包含多个IO接口，所述VR设备包括VR头盔；所述模拟设备包括包含钢材框架，所述钢材框架上设置有电缸驱动器和自制脚架；所述主机采用高性能移动电脑。本发明使体验者更具趣味性，同时体验时的同时，还能进行语言，动作等交流，提高了体验的互动性。

技术领域

本发明属于计算机技术领域，尤其涉及VR冬奥雪上项目科普体验系统。

背景技术

体育已经向着难度更高、更加精准、更加专业的方向逐步推进,因此体育项目的训练及教学也相应地在技术方式和科水平含量方面得到大幅度的攀升。VR技术是通过计算机将人体对于现实世界 的感觉进行即时交互再现,包括视觉反馈 、听觉反馈 、触觉反馈 、作用力反馈等构成“虚拟世界”,让使用者通过视点控制及复杂行为建模反馈等技术获得“实景”体验 。

北京-张家口冬奥会的临近使滑雪运动在中国迅速升温,其滑雪运动高费用、高风险等特点阻碍了其在中国的普及，滑雪模拟器作为一种替代方案,可以解决上述问题，但已有的滑雪模拟器模拟效果不真实,与滑雪者感官的交互较为单一,无法产生令滑雪者身临其境的感受。

优质的滑雪模拟器应当是多感官互动且符合力学规律的。滑雪模拟器产生的交互越丰富,越符合实际物理学规律,则滑雪者的实际感受就越真实。随着虚拟现实技术和机器人技术的不断发展,滑雪模拟器的模拟效果正变得越来越真实。

本发明将传统的滑雪结合虚拟现实技术以及传感技术进行研发设计，使VR冬奥雪上项目科普体验实现了随虚拟地理环境而改变的坡度大小功能、随滑行速度而改变的风力功能，并且用户可以通过智能外设主动控制虚拟环境中的方向及速度功能。

如附图1所示，其中本发明主机的运行流程为：启动时检测各个USB端口、各个传感器以及CAN口是否正常,任何出现不正常的情况会提示用户检査并退出；启动伺服电机后将电缸上升到工作位置；传感器模块采集体验者信息后发送开始指令,紧接着接收地形数据,若收到终点指令则放平平台；根据地形信息和体验者的重心驱动平台运动；同时反馈位置信息和体验者的体重信息给VR显示主机；最后收到终点指令时放平平台,再次发送结束命令。

控制软件使用UE4中的C++开发 ,它将大量编程需要用到的函数和数据结构进行封装,以类成员的方式供程序员进行调用。而且其面向对象的设计模式也让软件开发的周期大为缩短。除此之外,此方式可以对控件(包括自定义控件)进行直接拖动,双击可以实现对它的编码而且再联合事件的使用简化了开发流程,拓展性也得到了加强，可以操作串口、USB插口、读取串口、USB插口设备的数据,例如卡机设备,获取音频视频的数据等等，结合本发明需要通过多个硬件接口来对硬件进行控制和数据的接收，因此采用UE4进行控制软件的开发满足需求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供VR冬奥雪上项目科普体验系统，包括VR设备、模拟设备、主机和软件四个部分，其中软件包括电压转化模块、蓝牙通讯模块、主控模块、显示模块、人体检测模块，所述电压转化模块内包括降压组件和滤波稳压组件，所述蓝牙通讯模块内包括蓝牙控制器，所述主控模块内包含处理器，所述处理器包含多个IO接口，所述电压转化模块分别与蓝牙通讯模块、主控模块、显示模块、人体检测模块连接，所述主控模块分别连接蓝牙通讯模块、主控模块、显示模块以及人体检测模块；所述VR设备包括VR头盔；所述模拟设备包括包含钢材框架，所述钢材框架上设置有电缸驱动器和自制脚架；所述主机采用高性能移动电脑。

优选的，所述电压转化模块内主要有两种供电规格，一种是DC24V，另一种是DC5V，其中DC24V用于执行模块的电缸驱动器驱动，DC5V则是用于蓝牙模块、主控模块、显示模块的供电。

优选的，所述蓝牙通讯模块内的蓝牙控制器的主芯片为CC2541芯片。