[发明专利]多感官一体化的沉浸式模拟系统及其模拟方法

权利要求书

1.多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：包括万向跑步机、旋转单元和活动板单元，所述万向跑步机用于将体验者限制在体验区域内，所述旋转单元围绕所述万向跑步机设置，所述活动板单元设置在所述旋转单元上，并由所述旋转单元驱动围绕所述万向跑步机运动，所述活动板单元包括调节装置和板体，所述调节装置用于驱动所述板体靠近或远离所述体验者。

2.根据权利要求1所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述旋转单元包括转盘座、圆形滑轨、滑块和旋转单元电机，所述转盘座中部设有通孔，所述万向跑步机设置在所述通孔中，所述转盘座底部设置有安装凸台，所述圆形滑轨与所述转盘座同轴线设置，所述圆形滑轨上滑动设置有若干滑块，所述滑块上设置有所述安装凸台，所述旋转单元电机的输出端设置有齿轮，所述齿轮与所述转盘座啮合，当所述旋转单元电机带动所述齿轮转动时，所述转盘座沿轴线旋转。

3.根据权利要求2所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述调节装置包括水平调节组件和支撑架，所述水平调节组件包括丝杆、水平调节电机，所述转盘座上开设有直线滑槽，所述丝杆水平设置在所述直线滑槽中，其一端与所述水平调节电机连接，所述支撑架滑动设置在所述转盘座上，所述支撑架底部设置有驱动块，所述驱动块设置在所述直线滑槽中并与所述丝杆配合，所述板体设置在所述支撑架上。

4.根据权利要求3所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述直线滑槽有两个，并沿所述转盘座的径向对称开设，所述水平调节组件有两套并分别设置在所述直线滑槽中。

5.根据权利要求2-4任一权利要求所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述系统还包括环境模拟单元，所述环境模拟单元包括加热风扇和喷雾装置，所述加热风扇设置在所述转盘座上并朝向所述体验者，所述喷雾装置用于向体验者进行喷雾。

6.根据权利要求5所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述支撑架还包括两根立柱，所述立柱上开设有升降滑槽，所述调节装置还包括高度调节组件，所述高度调节组件包括滑动架、牵引绳和卷扬机，所述滑动架两端滑动设置在所述升降滑槽中，所述板体设置在所述滑动架上，所述牵引绳一端与所述板体或滑动架连接，另一端通过滚轮导向延伸至所述卷扬机的绳筒上。

7.根据权利要求1所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述系统还包括感应单元和控制器，所述感应单元与所述控制器电连接，所述感应单元包括人体监测传感器和墙体距离传感器，所述人体检测传感器设置在所述体验区域中，所述墙体距离传感器设置在所述滑座上并朝向所述万向跑步机，当人体监测传感器监测到所述体验者超出所述体验区域或所述墙体距离传感器检测到距离人体过近时，则所述控制器输出报警信号。

8.根据权利要求1所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，其特征在于：所述万向跑步机设置在升降平台上，所述升降平台在高度方向上作往返运动。

9.多感官一体化的沉浸式模拟系统的模拟方法，其特征在于，用于如权利要求1所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统，所述控制方法包括：

步骤S1、根据当前体验者和沉浸式模拟系统的状态，获取手部位置点和板体位置点；

步骤S2、投影所述手部位置点和板体位置点至虚拟场景中，得到手部虚拟位置点和板体虚拟位置点；

步骤S3、获取手部虚拟位置点至虚拟场景中障碍物的距离；

步骤S4、当距离小于阈值时，所述旋转单元驱动所述板体移动，以使所述板体虚拟位置点与所述障碍物处于同一角度，并启动所述调节装置使所述板体靠近体验者，以使所述板体虚拟位置点与所述障碍物重合；当距离大于阈值时，启动所述调节装置，驱动所述板体远离体验者。

10.根据权利要求9所述的多感官一体化的沉浸式模拟系统的模拟方法，其特征在于：

当所述板体高度不可调节时，所述板体位置点为位于所述板体中心的中点；

当所述板体高度可调节时，所述板体位置点包括分别位于所述侧面上下边界的上边界点和下边界点，若所述障碍物需考虑上边界，则使所述上边界点与所述障碍物重合，若所述障碍物需考虑下边界，则使所述下边界点与所述障碍物重合，若所述障碍物无需考虑高度上的边界，则使手部位置点位于所述上边界点和下边界点之间。